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3.5 文件管理

与存储管理相对,文件管理是对外部存储设备上的以文件方式存放的信息的管理。核心内容是文件的结构和访问方式、存储空间管理及目录结构等知识点。从历年试题看,有涉及存储空间管理和与UNIX具体的文件系统相关的试题。

1.文件和文件系统的概念
1)文件和文件系统

文件是信息的一种组织形式,是存储在辅助存储器上的具有标识名的一组信息集合。它可以是有结构的,也可以是无结构的。操作系统中由文件系统来管理文件的存储、检索、更新、共享和保护。文件系统包括两个方面,一方面包括负责管理文件的一组系统软件,另一方面包括被管理的对象——文件。

2)文件类型

根据不同的方面,文件有多种分类方法:

● 按文件的用途可以分为系统文件、库文件和用户文件等。

● 按文件的安全属性可分为只读文件、读写文件、可执行文件和不保护文件等。

● 按文件的信息流向可以分为输入文件、输出文件和输入/输出文件等。

● 按文件的组织形式可以分为普通文件、目录文件和特殊文件等。特殊文件是UNIX系统采用的技术,把所有的输入/输出设备都视为文件(特殊文件)。特殊文件的使用形式与普通文件相同。

2.文件的结构和存取方式
1)文件的结构

文件的结构是指文件的组织形式,从用户观点所看到的文件组织形式,称为文件的逻辑结构。一般文件的逻辑结构可以分为两种,无结构的字符流文件和有结构的记录文件。记录文件由记录组成,即文件内的信息划分成多个记录,以记录为单位组织和使用信息。记录文件有顺序文件、索引顺序文件、索引文件和直接文件。

文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法。文件的物理结构侧重于提高存储器的利用效率和降低存取时间。文件的存储设备通常划分为大小相同的物理块,物理块是分配和传输信息的基本单位。文件的物理结构涉及文件存储设备的组织策略和文件分配策略,决定文件信息在存储设备上的存储位置。常用的文件分配策略有顺序分配(连续分配)、链接分配(串联分配)、索引分配。

2)文件的访问方式

用户通过对文件的访问(读写)来完成对文件的查找、修改、删除和添加等操作。常用的访问方法有两种,即顺序访问和随机访问。

3.文件存储设备管理

文件存储设备管理,就是操作系统要有效地进行存储空间的管理。由于文件存储设备是分成许多大小相同的物理块,并以块为单位交换信息,因此,文件存储设备的管理实质上是对空闲块的组织和管理问题,它包括空闲块的组织、空闲块的分配与空闲块的回收等问题。有三种不同的空闲块管理方法,它们是索引法、链接法和位图法。

4.文件控制块和文件目录
1)文件控制块

文件控制块是系统在管理文件时所必需的信息的数据结构,是文件存在的唯一标志,简称为FCB。文件目录就是文件控制块的有序集合。FCB的内容包括相应文件的基本属性,大致可以分成4个部分。

● 基本信息:如文件名、文件类型和文件组织等;

● 保护信息:如口令、所有者名、保存期限和访问权限等;

● 位置信息;如存储位置、文件长度等;

● 使用信息:如时间信息、最迟使用者等。

2)文件目录

文件控制块的集合称为文件目录,文件目录也被组织成文件,常称为目录文件。

文件管理的一个重要方面是对文件目录进行组织和管理。文件系统一般采用一级目录结构、二级目录结构和多级目录结构。DOS、UNIX、Windows系统都是采用多级(树型)目录结构。

5.文件的操作与使用
1)文件的使用

一般文件系统提供一组专门用于文件、目录的管理命令。如目录管理、文件控制和文件存取等命令。

● 目录管理命令:如建立目录、显示工作目录、改变目录、删除目录。

● 文件控制命令:如建立文件、删除文件、打开文件、关闭文件、改文件名、改变文件属性。

● 文件存取命令:如读写文件、显示文件内容、复制文件等。

2)文件共享和安全

文件的共享是指不同的用户使用同一文件。文件的安全是指文件的保密和保护,即限制非法用户使用和破坏文件。

文件的共享可以采用文件的绝对路径名或相对路径名共享同一文件。一般的文件系统要求用户先打开文件,再对文件进行读写,不再使用时关闭文件。若两个用户可以同时打开文件,对文件进行存取,称为动态文件共享。

文件的安全管理措施常常在系统级、用户级、目录级和文件级上实施。 jK6ctYZHc6ttRqzuZ/p8vd2YCUx4AMSdox+OeOW8Buu9r6ms8+S1MgJ8Z7njt3Hl

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