文件管理2《第四章》

目录的实现：线性表，散列表
文件的实现：
外存分配方式（连续分配、链接分配、索引分配）；
连续分配(Continuous Allocation)要求为每一个文件分配一组相邻接的盘块。把逻辑文件中的 记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中，这样所形成的文件结构称为顺序文件结构，此时的 物理文件称为顺序文件。
索引分配
1．单级索引分配
链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的问题，但又出现了下述另外两个问题：
(1) 不能支持高效的直接存取。
(2) FAT 需占用较大的内存空间。
2．多级索引分配
当 OS 为一个大文件分配磁盘空间时，如果所分配出去的盘块的盘块号已经装满一个 索引块时，OS 便为该文件分配另一个索引块，用于将以后继续为之分配的盘块号记录于其 中。应为这些索引块再建立一级索引，称为第一级索引，即系统再分配一个索引块，作为第 一级索引的索引块，将第一块、第二块……等索引块的盘块号填入到此索引表中，这样便形 成了两级索引分配方式。如果文件非常大时，还可用三级、四级索引分配方式。
文件存储空间的管理方法
1．空闲表法

1. 空闲表
   空闲表法属于连续分配方式，它与内存的动态分配方式雷同。
2. 存储空间的分配与回收
   空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用首次适应算法、循环首次适应算法等。 在内存分配上，虽然很少采用连续分配方式，然而在外存的管理中，由于这种分配方式具有 较高的分配速度，可减少访问磁盘的 I/O 频率，故它在诸多分配方式中仍占有一席之地。
   2．空闲链表法
   空闲链表法是将所有空闲盘区拉成一条空闲链。根据构成链所用基本元素的不同，可把链表
   分成两种形式：空闲盘块链和空闲盘区链。
   (1) 空闲盘块链。这是将磁盘上的所有空闲空间，以盘块为单位拉成一条链。
   (2) 空闲盘区链。这是将磁盘上的所有空闲盘区(每个盘区可包含若干个盘块)拉成一条链。
   3.位示图法（14、15、16）
   (1)．位示图
   位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对 应的盘块空闲；为“1”时，表示已分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标志，把“1” 作为空闲标志。
   (2)．盘块的分配
   根据位示图进行盘块分配时，可分三步进行：
   顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位(“0”表示空闲时)。
   将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。假定找到的其值为“0”的二
   进制位位于位示图的第 i 行、第 j 列，则其相应的盘块号应按下式计算： n 代表每行的位数
   b = n(i - 1) + j
   (3) 修改位示图，令 map[i,j]=1。
   3．盘块的回收
   盘块的回收分两步：
   (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。转换公式为：
   i = (b - 1)DIV n + 1 j = (b - 1)MOD n + 1
   (2) 修改位示图。令 map[i,j] =0。
   4.成组链接法
   空闲盘块的组织
   (1) 空闲盘块号栈用来存放当前可用的一组空闲盘块的盘块号(最多含 100 个号)，以及栈中 尚有的空闲盘块号数N。顺便指出，N还兼作栈顶指针用。例如，当N=100时，它指向S.free(99)。 由于栈是临界资源，每次只允许一个进程去访问，故系统为栈设置了一把锁。图左部示出了空闲盘块号栈的结构。其中，S.free(0)是栈底，栈满时的栈顶为 S.free(99)。
   (2) 文件区中的所有空闲盘块被分成若干个组，比如，将每 100 个盘块作为一组。假定盘上共有 10 000 个盘块，每块大小为 1 KB，其中第 201～7999 号盘块用于存放文件，即作为文件区，这样，该区的最末一组盘块号应为 7901～7999；次末组为 7801～7900……；第二组的盘块号为 301～400；第一组为 201～300，如图 6-23 右部所示。
   (3) 将每一组含有的盘块总数 N 和该组所有的盘块号记入其前一组的第一个盘块的
   S.free(0)～S.free(99)中。这样，由各组的第一个盘块可链成一条链。
   文件保护。 口令保护 ，加密保护（强）， 访问控制（差）
   为保证文件的安全性，可以采取哪些措施：
   可以采取文件的保护和保密措施
   保护措施一般可以从两个方面考虑：即防止系统故障（包括软硬件造成的破坏）和防止用户共享文件造成的破坏。前者可以采用建立副本和定时存储的方法，后者可以采用树型目录文件，存取控制表，规定文件使用权限等方法。
   保密措施：隐藏目录文件，设置口令，使用密码等。