文件系统

目录

一、文件系统

1.文件与文件系统

2.文件系统的功能

3.文件属性

4.打开文件和文件描述符

5.文件的用户视图和系统视图

6.文件内部结构

7.文件共享和访问控制

二、目录、文件别名、文件系统种类

1.分层文件系统

三、虚拟文件系统（VFS）

1.虚拟文件系统

2.文件系统基本数据结构

3.文件系统的存储

四、文件缓存和打开文件系统

1.文件缓存

2.打开文件

五、文件分配

1.文件大小

2.文件分配

   连续分配

   链式分配

   索引分配

   大文件的链式索引分配

   USF多级索引分配

六、空闲空间管理

1.位图来表示空闲空间

2.其他空闲空见组织方式

七、冗余磁盘阵列RAID

1.磁盘分区

2.文件卷

3.多磁盘管理

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一、文件系统

1.文件与文件系统

文件系统：是操作系统中管理持久性数据的子系统，提供数据存储和访问功能。

文件：是具有符号名，有字节序列构成的数据项集合

 

2.文件系统的功能

 

3.文件属性

 

4.打开文件和文件描述符

文件描述符：操作系统在打开文件表中维护的打开文件状态和信息，它包括：

文件指针：最近一次读写位置、每个进程分别维护自己的打开文件指针

文件打开计数：当前打开文件次数、最后一个进程关闭文件时，将其从打开文件表中移除。

文件的磁盘位置：缓存数据访问信息

访问权限：每个进程的文件访问模式信息

 

5.文件的用户视图和系统视图

文件的访问模式：

 

6.文件内部结构

 

7.文件共享和访问控制

 

二、目录、文件别名、文件系统种类

1.分层文件系统

目录操作：只允许操作系统来进行目录操作，用户必须通过系统调用才行。

目录实现：

文件别名：

硬链接删除文件时必须删除最后一个别名文件才会消失，软链接删除别名文件不受影响。

名字解析（路径遍历）：

文件系统挂载：

文件系统种类：

 

三、虚拟文件系统（VFS）

1.虚拟文件系统

 

2.文件系统基本数据结构

下图我们可以看到文件系统有一个问卷控制块vol，然后有多个目录项构成树状结构，树状结构再往下一层就是每一个文件控制块file，文件控制块知道它实际的数据块。

3.文件系统的存储

 

四、文件缓存和打开文件系统

1.文件缓存

操作系统讨论的缓存是内存中的数据块缓存

数据块缓存：

页缓存：

 

2.打开文件

打开文件锁：

 

五、文件分配

 

1.文件大小

大多数文件都很小：

•       需要对小文件提供很好的支持
•       快空间不能太大

 一些文件非常大：     

•       必须支持大文件
•       大文件访问必须高效

 

2.文件分配

连续分配

链式分配

索引分配

大文件的链式索引分配

USF多级索引分配

 

六、空闲空间管理

跟踪记录文件卷中未分配的数据块

1.位图来表示空闲空间

 

2.其他空闲空见组织方式

 

七、冗余磁盘阵列RAID

1.磁盘分区

2.文件卷

3.多磁盘管理

RAID-0：磁盘条带化

RAID-1：磁盘镜像

RAID-4：带校验的磁盘条带化​​​​​​​

RAID-5：带分布式校验的磁盘条带化