【王道操作系统】第四章 文件管理

本文详细介绍了文件管理的基础知识,包括文件的属性、基本操作、保护机制以及逻辑和物理结构。讨论了连续分配、链接分配和索引分配等文件的物理结构,并阐述了目录管理,如单级、多级和无环图目录结构。同时,提到了文件共享的硬链接和软链接方式。此外,还涵盖了文件存储空间管理的多种方法,如空闲表法、空闲链表法、位示图法和成组链接法。

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4.1 文件系统基础

4.1.1 初始文件管理

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  • 文件的属性
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  • 文件内部的数据怎样组织起来

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  • 文件之间怎样组织起来
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  • 操作系统应该向上提供哪些功能

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  • 从上往下看,文件应如何存放在外村

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  • 其他需要由操作系统实现的文件管理功能
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  • 知识点回顾
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4.1.2 文件的基本操作

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  • 创建文件

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  • 删除文件

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  • 打开文件

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  • 关闭文件

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  • 读文件

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  • 写文件

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  • 知识点回顾

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打开文件和读文件两个操作容易在选择题中考察

 

4.1.3 文件保护

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  • 口令保护
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  • 加密保护

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解密密码错误时:

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  • 访问控制
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精简的访问控制表:

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  • windows 的访问控制
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  • 知识点回顾
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4.1.4 文件的逻辑结构

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1、无结构文件

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2、有结构文件

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定长记录:

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可变长记录:

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有结构文件的逻辑结构
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  • 顺序文件

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  • 索引文件

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  • 索引顺序文件

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  • 知识点
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4.1.5 文件的物理结构(文件的分配方式)

重要内容,大小题都有考

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  • 文件块、磁盘块

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  • 文件的分配方式——连续分配

连续分配方式的优点:

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(顺序访问eg访问逻辑块号2要从逻辑块号0、1顺序访问直到找到2)

(直接访问eg访问逻辑块号2直接访问该块即可)

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连续分配方式的缺点:

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  • 文件的分配方式——链接分配
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隐式链接:

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显示链接:

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即:

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  • 文件的分配方式——索引分配

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① 链接方案

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② 多层索引

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③ 混合索引

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4.2 目录

4.2.1 目录

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● 文件控制块

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● 目录结构

  • 单机目录结构

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  • 两级目录结构

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  • 多级目录结构

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  • 无环图目录结构

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● 索引结点

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4.2.2 文件共享

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  • 基于索引结点的共享方式(硬链接)

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  • 基于符号链的共享方式(软链接)

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User1、User2硬链接,User3软链接

例:

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如:

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4.3 文件系统

4.3.1 文件系统的层次结构

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4.3.2 文件存储空间管理

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存储空间的划分与初始化

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几种管理方法

  • 存储空间管理——空闲表法

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  • 存储空间管理——空闲链表法

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  • 存储空间管理——位示图法

常考的一种方法

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怎么进行分配和回收:

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  • 存储空间管理——成组链接法

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如何分配:

(例1)

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(例2)

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复制后

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如何回收:

(第一种情况:分组没满)

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(第二种情况:分组已满)

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### 关于王道操作系统第五章的内容总结 #### 文件系统概述 文件系统是操作系统的组成部分之一,负责管理磁盘或其他存储设备上的数据。它提供了创建、删除、读取和写入文件的功能,并支持目录结构以便更好地组织这些文件[^1]。 #### 文件的逻辑结构 - **流式文件**:由字符序列组成的一维数据集合。 - **记录式文件**:由固定长度或可变长度的记录组成的二维数据表。 这两种类型的文件各有优缺点,在实际应用中可以根据需求选择合适的类型来表示信息[^2]。 #### 文件的物理结构 为了适应外存分配方式以及提高检索速度,通常采用以下几种形式组织文件: - 连续分配 - 链接分配 - 索引分配 每种方法都有其特定场景下的优势与局限性,了解它们有助于设计更高效的存储方案[^3]。 #### 目录管理 为解决重名问题并简化用户操作体验,现代文件系统普遍采用了多层次树形目录结构。通过引入路径概念区分不同层次间的关系,使得定位某个具体位置变得简单明了[^4]。 #### 存储空间管理 针对磁盘等辅助存储器而言,主要涉及空闲块管理和分配策略两大部分内容。前者常用位图法、链表法等方式标记哪些区域处于可用状态;后者则依据请求大小决定如何划分资源给待处理的任务使用[^5]。 #### 文件共享与保护机制 允许多个进程或者用户之间相互访问某些指定范围内的资料称为文件共享。与此同时还需要建立相应的权限控制体系防止非法入侵行为发生,保障信息安全可靠[^6]。 ```c++ // 示例代码展示简单的文件打开关闭功能 #include <iostream> #include <fstream> int main() { std::ofstream outFile; outFile.open("example.txt"); if(outFile.is_open()){ outFile << "This is an example of file handling.\n"; outFile.close(); } else{ std::cout<<"Unable to open file\n"; } return 0; } ``` #### 常见习题解答示例 假设有一道题目如下:“如果一个文件被分成若干簇(cluster),而每个簇又进一步划分为多个扇区(sector)。那么当我们要寻找某条记录所在的精确地址时应该怎么做?” 答案要点在于理解寻址过程中的计算原理——即先确定目标位于哪一个簇之中再细化至具体的扇区内偏移量位置即可完成整个查询动作[^7]。
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