20145228 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结 （1）

教材学习内容总结

·输入/输出（I/O）是在主存和外部设备之间拷贝数据的过程。

·输入操作：从I/O设备拷贝数据到主存

·输出操作：从主存拷贝数据到I/O设备

1、打开文件：一个应用程序想访问I/O设备时会要求内核打开相应的文件，内核返回一个小的非负整数，叫做描述符。
它在后续对此文件的所有操作中标识这个文件。内核记录有关这个文件的所有信息，应用程序只需记住描述符。
每个进程开始时都有三个打开的文件：标准输入（描述符为0）、标准输出（描述符为1）、标准错误（描述符为2）

2、改变当前的文件位置：对于每个打开的文件，内核保持着一个文件位置k，初始为0，文件位置是从文件开头起始的字节偏移量。
应用程序能够通过执行seek操作，显示的设置文件的当前位置为k。

3、读写文件：读操作是从文件拷贝n>0个字节到存储器，从当前位置k开始，将k增加到k+n
当k>=m时执行读操作会触发一个称为end-of-file(EOF)的条件，应用程序能检测到这个条件。
写操作就是从存储器拷贝n>0个字节到一个文件，从当前位置k开始，然后更新k。

4、关闭文件：当应用完成对文件的访问，会通知内核关闭文件。
作为响应，内核释放文件打开时创建的数据结构，并将这个描述符恢复到可用的描述符池中。
无论进程因何种原因终止，内核都会关闭所有打开的文件并释放他们的存储器资源。

共享文件

内核用三个相关的数据结构来表示打开的文件

文件表：所有进程共享，表项组成包括当前文件位置、引用计数、一个指向v-node表中对应表项的指针。引用计数为0时，内核会删除这个文件表表项。

v-node表：所有进程共享，每个表项包含stat结构中的大多数信息。

标准I/O（高级输入输出函数）

fopen/fclose：打开和关闭文件

fread/fwrite：读和写字节

fgets/fputs：读和写字符串

scanf/printf：复杂格式化的I/O函数

标准I/O库将一个打开的文件模型化为一个流，一个流就是一个指向FILE类型的结构指针。

每个程序开始时都有三个打开的流：
(1)stdin：标准输入
(2)stdout：标准输出
(3)stderr：标准错误

RIO

•RIO包是一个I/O包，它会自动处理不足值，在容易出现不足值的应用中，RIO包提供了方便、健壮和高效的I/O。

•RIO读程序的核心是rio_read函数，该函数是Unix read函数的带缓冲的版本。当调用rio_read要求读n个字节时，读缓冲区内有rp→rio_cnt个未读的字节。如果缓冲区为空，那么会通过read再填满它。这个read调用收到一个不足值并不是错误，只不过是缓冲区填充了一部分。一旦缓冲区非空，rio_read就从读缓冲区拷贝n和rio→cnt中较小值个字节到用户缓冲区，并返回拷贝的字节数。