操作系统中的文件系统经典详细指南

2021年3月13日16:06:26 发表评论 853 次浏览

文件是记录在辅助存储器上的相关信息的集合。或文件是逻辑相关实体的集合。从用户的角度来看, 文件是逻辑辅助存储的最小分配。

属性	类型	操作
名称	文件	创造
类型	可执行程序	打开
尺寸	日文版	读
创建数据	西斯	写
作者	C	附加
最后修改	Java	截短
保护	类	删除
		关

文件类型	通常的扩展	函数
可执行的	exe, com, bin	读取以运行机器语言程序
Object	obj, o	已编译, 机器语言未链接
源代码	C, java, pas, asm, a	各种语言的源代码
批量	蝙蝠, 嘘	给命令解释器的命令
文本	txt, doc	文字数据, 文件
文字处理器	wp, tex, rrf, doc	多种文字处理格式
封存	弧形, 拉链, 焦油	相关文件分组为一个压缩文件
多媒体	mpeg, mov, rm	用于包含音频/视频信息

文件目录：

文件集合是一个文件目录。该目录包含有关文件的信息, 包括属性, 位置和所有权。这些信息中的很多, 尤其是与存储有关的信息, 都是由操作系统管理的。该目录本身就是一个文件, 可以通过各种文件管理例程进行访问。

设备目录中包含的信息是：

名称
类型
地址
当前长度
最大长度
上次访问日期
最后更新日期
所有者ID
保护信息

在目录上执行的操作是：

搜索文件
建立档案
删除档案
列出目录
重命名文件
遍历文件系统

维护目录的优点是：

效率：可以更快地找到文件。
命名：这对用户来说很方便, 因为两个用户可以为不同的文件使用相同的名称, 也可以为同一文件使用不同的名称。
分组：文件的逻辑分组可以通过属性来完成, 例如所有Java程序, 所有游戏等。

单层目录

在此为所有用户维护一个目录。

命名问题：用户不能为两个文件使用相同的名称。
分组问题：用户无法根据需要将文件分组。

两层目录

在这个单独的目录中, 为每个用户维护。

路径名：由于有两个级别, 因此每个文件都有一个路径名来查找该文件。
现在, 我们可以为不同的用户使用相同的文件名。
用这种方法搜索是有效的。

树状结构目录：

目录以树的形式维护。搜索效率高, 并且具有分组功能。我们有文件的绝对或相对路径名。

文件分配方法

1.连续分配：

在创建文件时, 将单个连续的块集分配给一个文件。因此, 这是使用可变大小部分的预分配策略。文件分配表仅需要每个文件一个条目, 即可显示起始块和文件的长度。从单个顺序文件的角度来看, 这种方法是最好的。一次可以读取多个块, 以提高I / O性能以进行顺序处理。检索单个块也很容易。例如, 如果文件从块b开始, 并且需要文件的第i个块, 则其在二级存储上的位置就是b + i-1。

坏处

将会发生外部碎片, 从而很难找到足够长度的连续空间块。压缩算法对于释放磁盘上的额外空间将是必要的。
同样, 对于预分配, 有必要在创建时声明文件的大小。

2.链接分配(非连续分配)：

分配是基于单个块的。每个块都包含一个指向链中下一个块的指针。同样, 每个文件的文件表只需要一个条目, 即可显示起始块和文件的长度。尽管可以进行预分配, 但更常见的是仅根据需要分配块。可以将任何空闲块添加到链中。这些块不必是连续的。如果有可用的磁盘块, 则始终可以增加文件大小。没有外部碎片, 因为一次只需要一个块, 但是可以有内部碎片, 但是它仅存在于文件的最后一个磁盘块中。

坏处：

文件的最后一个磁盘块中存在内部碎片。
在每个磁盘块中维护指针会有开销。
如果任何磁盘块的指针丢失, 文件将被截断。
它仅支持文件的顺序访问。

3.索引分配：

它解决了连续分配和链接分配的许多问题。在这种情况下, 文件分配表为每个文件包含一个单独的一级索引：对于分配给该文件的每个块, 该索引都有一个条目。分配可以基于固定大小的块或可变大小的块。按块分配可消除外部碎片, 而按可变大小的块分配可提高局部性。这种分配技术支持对文件的顺序访问和直接访问, 因此是文件分配的最流行形式。