第五章 文件管理

1) 目标：提高外存储空间的利用率

主要任务：对用户文件和系统文件进行管理，方便用户使用，并保证文件的安全性 文件存储设备是以块为单位进行管理的

2) 所谓“文件”是指具有完整逻辑意义的一组相关信息的集合，它是在磁盘上保存信

息，而且能方便以后读取的方法，文件用符号名加以标识，这个符号名就被称为“文件名”

3) 文件是指由创建者所定义的，具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文

件和无结构文件两种。在有结构的文件中，文件由若干个相关记录组成而无结构文件则被看成是一个字符流。文件在文件系统中是一个最大的数据单位，它描述了对象集

文件属性：文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间（最后一次的修改时间）

4) 文件名：在不同的系统之间，对文件名的规定是不同的。一个文件名是在创建该文

件时由用户给出的，操作系统将向用户提供组成文件名的命名规则

5) 很多操作系统采用句点‘.’隔开成两部分的文件名形式，句点之前的部分称为文

件名，句点后面的部分称为文件的“扩展名”。又称后缀名，用于指示文件的类型 .bak 备份文件 .c

C源程序

.bas ABSIC源程序 .dat 数据文件 .obj 目标文件

.bin 可执行的二进制文件 .doc 文档文件 .pas Pascal文件

.hlp 帮助文件

.txt 一般文本文件 .tmp 临时文件

1) 文件被存在大容量的辅助存储器（外存）中，当用户需要使用时，就通过文件名把

相应的文件读到内存

2) “文件系统”是指操作系统中与文件管理有关的那部分软件，被管理的文件，以及

管理文件所需要的数据结构（目录、索引表······）的总体 3) 对文件的分类

a. 按文件的性质和用途：系统文件、用户文件、库文件 b. 按文件中数据的形式：源文件、目标文件、可执行文件 c.

按存取控制属性分类：只执行文件、只读文件、读写文件

d. 按文件的保护性质：只读文件、读写文件、可执行文件、不保护文件 e. 按文件的保护期限：临时文件、档案文件、永久文件 f.

按文件的存取方式：顺序存取文件、随机存取文件

g. 按设备的类型：磁盘文件、磁带文件、打印文件 h. 按文件的物理结构：连续文件、链接文件、索引文件 i. j.

按文件的内容（组织形式和处理方式）：普通文件、目录文件、特殊文件 按文件的逻辑结构：流式文件、记录式文件

4) 文件的逻辑结构

a. 从用户使用的角度出发组织的文件，被称为是文件的逻辑结构，一类是有结构

的文件，这是指由一个以上的记录构成的文件，故又称为记录式文件 b. 从文件的组织方式来分，可以分为顺序文件，索引文件，索引顺序文件 c.

5) 文件的物理结构

a. 文件按不同的组织方式在辅存上存放，就会得到不同的物理结构，文件的物理

结构有时也称为文件的“存储结构”

b. 文件在辅存（外存）上可以有3种不同的存放方式：连续存放、链接块存放以

及索引表存放 c.

对应地文件就有3种物理结构，分别叫做顺序结构，链接结构和索引结构，也叫作连续文件，串联文件，索引文件

6) 存放方式

a. 连续存放—连续文件

不足之处：

? 必须预先知道文件的最大长度 ? 会造成磁盘碎片

b. 链接块存放—串联文件

不会因为磁盘碎片而浪费存储空间，但使用的指针要占去一些字节，每个磁盘块存储数据的字节数不再是2的幂，从而降低了系统的运行效率

UNIX操作系统总是以流失作为文件的逻辑结构

c. 索引表存放—索引文件

7) 文件的存取

a. 顺序存取 b. 随机存取 8) 磁盘空间的管理

a. 磁盘是以块为单位进行分配的

b. 磁盘与内存之间是以磁盘块为信息传输的单位 c.

选定了块的大小，还要对它们进行管理，即要记住哪些已经分配，哪些仍然空闲。

d. 常采用的磁盘存储空间管理方案有：位示图，空闲块表，空闲块链 9) 文件的操作：

创建文件、删除文件、打开文件、关闭文件、读文件、写文件 10) 系统是通过文件的目录来管理文件的

文件目录也是一种数据结构，用于标识系统中的文件及其物理地址 11) 为每一个文件开辟一个存储区，在它的里面记录着该文件的有关信息。

我们把该存储区称为“文件控制块”（FCB） 也是一个目录项 随系统的不同，一个文件的FCB中所包含的内容及大小也不尽相同 包含内容：

? 文件名称

? 文件在辅存中存放的物理位置 ? 文件的逻辑结构 ? 文件的物理结构 ? 文件的存取控制信息 ? 文件管理信息

12) 目录的层次结构

如果把所有文件的FCB都登记在一个文件目录中，这样由文件名查文件目录项，直接就能够找到所需要的文件，那么就成这种文件目录为一级目录结构

a) 优点：

i.

简单，能实现目录管理中最基本的功能—按名存取

b) 缺点：

i. 查找速度慢，不允许重名，不便于实现文件共享

二级目录结构：

由“主目录”与“用户目录”二级构成，在主目录（根目录）中，每个目录项的内容只是给出文件主名以及它的目录所在的磁盘地址。在一个个用户目录中，才是由问价的呢FCB组成的目录，用户目录，实际上就是一级目录

1) 两级目录结构的优点：

a. 提高了检索目录的速度

b. 在不同的文件目录中，可以使用相同的文件名 c.

不同用户还可使用不同的文件名访问系统中的同一个共享文件

2) 缺点：

a. 若一个用户可以拥有很多文件，则查找时间仍然很长 b. 用户无法对自己的文件进行再分类安排 3) 树型目录结构

允许每个用户可以拥有多个目录，即在用户目录的下面可以再分子目录，子目录的下面还可以再有子目录。但每个文件目录中，只能有一个根目录，每个文件和每个目录都只能有一个父目录

4) 从根目录出发到具体文件所经过的各层名字，就构成了文件的“路径名”，从根目

录出发的这个路径名，也称为文件的“绝对路径名”。

文件的绝对路径名必须从根目录出发，且是唯一的，从分隔符开头 在UNIX系统中，路径名各部分之间是用“/”分隔 在MS-DOS系统中，路径各部分是用“\\”分隔 在MVLTICS系统中，路径各部分之间是用“>”分隔 在当前目录下的文件的路径名，称为文件的相对路径名 5) 文件的“共享”是指一个文件可以被多个授权用户共同使用

分两种：

? 任何时刻只允许一个用户使用共享文件

? 允许多个用户同时使用同一个共享文件，只进行读操作