小白莲的操作系统day12-4.1(05-09)

文件的物理结构

（文件分配方式）

知识总览

文件分配方式–索引分配

索引分配允许文件离散地分配在各个磁盘块中，系统会为每个文件建立一张索引表，索引表中记录了文件的各个逻辑块对应的物理块（索引表的功能类似于内存管理中的页表–建立逻辑页面到物理页之间的映射关系）。索引表存放的磁盘块称为索引块。文件数据存放的磁盘块称为数据块。


用户给出要访问的逻辑块号i，操作系统找到该文件对应的目录项（FCB）…

从目录项中可知索引表存放位置，将索引表从外存读入内存，并查找索引表即可找到i号逻辑块在外存中的存放位置。

可见，索引分配方式可以支持随机访问。文件拓展也很容易实现（只需给文件分配一个空闲块，并增加一个索引表项即可）但是索引表需要占用一定的存储空间。

1.链接方案
2.多层索引
3.混合索引

1.链接方案：如果索引表太大，一个索引块装不下，那么可以将多个索引块链接起来存放。

2.多层索引：建立多层索引（原理类似于多级页表）。使第一层索引块指向第二层索引块。还可根据文件的大小要求再建立第三层、第四层索引块。

采用K层索引结构，且顶级索引表未调入内存，则访问一个数据块只需要 K+1次读磁盘操作。

3.混合索引：多种索引分配方式的结合。例如，一个文件的顶级索引表中，既包含直接地址索引（直接指向数据块），又包含一级间接索引（指向单层索引表）、还包含两级间接索引（指向两层索引表）。

对于小文件，只需要较少的读磁盘次数就可以访问目标数据块。（一般计算机中小文件更多）

索引分配（总结）

超级超级重要考点：

1.要会根据多层索引、混合索引的结构计算出文件的最大长度（Key：各级索引表最大不能超过一个块）；2.要能自己分析访问某个数据块所需要的读磁盘次数（Key：FCB中会存有指向顶级索引块的指针，因此可以根据FCB读入顶级索引快。每次读入下一级的索引块都需要一次读磁盘操作，另外，要注意题目条件–顶级索引快是否已调入内存）。

知识点回顾与重要考点

文件存储空间管理

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存储空间的划分与初始化

安装Windows操作系统的时候，一个必经步骤是–为磁盘分区（C:盘、D：盘、E：盘等）。

存储空间的划分：将物理磁盘划分为一个个文件卷（逻辑卷、逻辑盘） 。

存储空间管理–空闲表法

存储空间管理–空闲链表法

空闲盘块链

空闲盘区链

存储空间管理–位示图法

存储空间管理–成组链接法

空闲表法、空闲链表法不适用于大型文件系统，因为空闲表或空闲链表可能过大。UNIX系统中采用了成组链接法对磁盘空闲块进行管理。

文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为“超级块”，当系统启动时需要将超级块读入内存。并且要保证内存与外存中的“超级块”数据一致。

知识回顾与重要考点

文件的基本操作

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创建文件

删除文件

打开文件

关闭文件

读文件

写文件

知识点回顾与重要考点

文件共享

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基于索引结点的共享方式（硬链接）

基于索引结点的共享方式（软链接）

知识回顾与重要考点

文件保护

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口令保护

为文件设置一个“口令”（如：abc112233），用户请求访问该文件时必须提供“口令”。

优点：保存口令的空间开销不多，验证口令的时间开销也很小。
缺点：正确的“口令”存放在系统内部。不够安全。

加密保护

使用某个“密码”读文件进行加密，在访问文件时需要提供正确的“密码”才能对文件进行正确的解密。

优点：保密性强，不需要在系统中存储“密码”
缺点：编译/译码，或者说加密/解密要花费一定时间。

访问控制

在每个文件的FCB（或索引结点）中增加一个访问控制列表（Access-Control List,ACL）,该表中记录了各个用户可以对该文件执行哪些操作。

精简的访问列表：以“组”为单位，标记各“组”用户可以对文件执行哪些操作。
如：分为系统管理员、文件主、文件主的伙伴、其他用户几个分组。

当某用户想要访问文件时，系统会检查该用户所属的分组是否有相应的访问权限。（系统需要管理分组的信息）

若想要让某个用户能够读取文件，只需要把该用户放入“文件主的伙伴”这个分组即可。

Windows的访问控制

知识点回顾与重要考点