操作系统复习8

文件控制块—FCB

为了能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为“文件控制块”（FCB）

文件与文件控制块一一对应

记录文件名及其存放地址、文件的说明和控制信息。（是谁？在哪里？什么权？）

文件管理程序借助于文件控制块中的信息对文件施以各种操作

把文件控制块的有序集合称为文件目录，即一个文件控制块就是一个目录项。通常一个文件目录也被看作是一个文件，称为目录文件

对文件实施有效的管理，必须对它们加以妥善组织，主要是两大操作：

基本信息记录(FCB,目录项)

方便检索、管理（目录操作）

目录管理的要求如下：

实现“按名存取”；（最基本功能）

提高对目录的检索速度；

文件共享；

允许文件重名。

目录结构的组织，关系到文件系统的存取速度，也关系到文件的共享性和安全性。

组织好文件的目录，是设计好文件系统的重要环节。

目前常用的目录结构形式有

单级目录：①单级目录结构（Single-Level Directory）

最简单的目录结构。

整个文件系统中只建立一张目录表，每个文件一个目录项，含有文件相关信息。

每建立一个新文件：

先检索所有的目录项，保证文件名唯一。

获得一空白目录项，填入相关信息，修改状态位（表明每个目录项是否空闲）。

删除一个文件：

找到对应目录项，回收文件所占用空间

清除目录项

两级目录

为每一个用户建立一个单独的用户文件目录UFD，UFD由用户所有文件的文件控制块组成。

系统建立一个主文件目录MFD， MFD中每个用户目录文件都占有一个目录项，其中包括用户名和指向UFD的指针。

多级目录

适用于较大的文件系统管理。又称为树状目录(tree-like)

在文件数目较多时，便于系统和用户将文件分散管理。

层次结构更清晰、提供更灵活的权限管理等

但目录级别太多时也会增加路径检索层次，增加磁盘访问时间。

索引结点的引入

文件目录占越大量的盘块，需进行的磁盘读写开销越大。减少实际检索的信息量就减少移动磁头的开销，提高速度；

目录一般是按名检索。而直到找到正确文件前，只关心文件名，不需要其它的文件描述信息，目录中这部分内容的调入不是必须的。

所以：将文件名、文件具体信息分开，使文件描述信息单独形成一个索引结点。

索引结点由外存到内存的过程中有不同的形式：

磁盘索引结点

存放在磁盘上的索引结点。主要包括以下内容：文件主标识符、文件类型、文件存取权限、文件物理地址、文件长度、文件连接计数、文件存取时间。

内存索引结点

文件被打开后，将磁盘索引结点拷贝到内存索引结点中以便使用。比磁盘索引结点增加了以下内容：索引结点编号、状态、访问计数、文件所属文件系统的逻辑设备号、链接指针。

目录查询方式：线性检索法

又称为顺序检索法。

单级目录中

用户提供文件名，顺序查找文件目录。

树型目录中

用户提供路径名，如/user/ast/mbox

对多级目录进行逐层查找。

Hash方法。

曾介绍的Hash文件。

如果建立了一张Hash索引文件目录，便可利用Hash方法进行查询

系统将用户提供的文件名变换为文件目录的索引值，再利用该索引值到目录中去查找，将显著的提高检索速度。

对于使用通配符的文件名系统无法利用Hash法检索目录，还是需用线性查找法。

采用的磁盘分配方式决定了文件的“物理结构”

顺序结构；链接式结构；索引式结构。

注意与逻辑结构名类似但不是一回事。