计算机操作系统学习（四、文件管理） - 指南
目录
一、什么是文件
1.文件的逻辑结构
文件的逻辑结构包括有结构档案和无结构文件。对于无结构文件，比如就是记事本，查询的话，只能采用穷举的方式。有结构的文件比如excel表格，查询可直接依据行列索引。
下面具体介绍有结构文件的几种类型
（1）顺序文档
数组或者链表，数组是定长的顺序资料，链表是不定长的。
（2）索引文件
引入了索引表，当查询的之后可以直接根据索引表查询，增快了查询效率。
变长的。就是之后索引表还可以增加和删除，这样相当于文件
（3）索引顺序文件
索引表里面的地址对应的是一个索引表或者是顺序文件。
（4）散列文件
键值对的方式存取文件。
2.文件的目录结构
目录由三部分构成，文件控制块FCB，索引节点和目录结构
（1）文件控制块FCB
主要包括文档的基本信息：文件名，文件类型
存取控制信息：存取权限
使用信息：更改时间，创建时间等
（2）索引节点
建立一个索引表，通过文件名查询出文件存储的位置
（3）目录结构
知道当前目录下还有那些目录，一个树形结构。
3.文件共享
如何给用户增加或删除资料呢，本质上是增加或者这个用户的索引节点的条目。
（1）硬链接
每个文件都有一个计数器，这个计数器表示被几个用户共享，储存在FCB中，当这个计数器为0的时候，就会删除这个文件。
当一个文件被其他用户共享的时候，这个文档的FCB将这个材料的计数器+1.之后共享的用户的索引节点增加一条信息。
（2）软连接
软连接相当于当前用户新建一个档案，这个文件里面的信息就是共享的材料的地址。
所以这个快捷方式也会有一个索引节点条目，快捷方式资料的FCB的count=1；
4.资料保护
口令保护，加密保护，访问控制
口令保护就是给文件设置个密码，知道该密码才能拿到文件的地址。
加密保护就是给资料使用加密算法加密，想要知道文件内容必须采用解密算法解密。
访问控制就是给每个用户文件的增删改查的权限。
二、文件系统的实现
1.文件系统的层次结构
属于第一层用户调用接口就是第一，用户使用操作系统，比如windows图形化界面，可能点击材料或者目录，这
第二，用户点击一个目录之后，可以查看到目录里面的目录或者文件的相关信息，比如大小，修改时间等，其实是文件的FCB，这部分的查看属于文件目录系统。
第三、查看到材料之后，想要打开文件，需要有权限，没权限打不开，这一部分属于存取控制模块。
将文件信息缓冲区的加载到内存中，表现到屏幕上。之后一次可能文件信息缓冲区内容少于文件内容，还要不断的加载，所以通过逻辑地址传递给物理文件系统，之后物理文件系统将数据加载到档案信息缓冲区。就是第四、打开文件之后，文件的内容怎么被用户 看到，实际上
第五、物理文件系统，接收到逻辑文件系统的逻辑地址，之后转化成物理地址，读取磁盘中的信息，并把信息传递给文件信息缓冲区。
2.文件系统的实现
（1）目录的实现
目录包括FCB，目录结构，索引结点。但这些内容也需要有存储的地址，
使用哈希算法，输入文件名，输出对应的索引数组的索引号，之后查找到该目录资料的内容梭子啊地址。
三、文件分配方式
磁盘的读写有个最小大小，一般是4K。磁盘就是按照这4K，之后有很多索引，每个索引占领4K
1.连续分配
将文件的内容按照顺序在磁盘上。记录文档内容的位置的时候，只需要记录起始块号和长度。
缺点是由于连续存储，容容易产生磁盘碎片。比如磁盘本来剩余空间是1G的，可是这1G没有连在一起，导致没办法放下1G内容。
2.链接分配
优点是不会产生磁盘碎片，但是会占用额外的空间
（1）隐式分配
在磁盘的每个块里面，不仅记录了当前的内容，还记录了下一个块号的索引。
索引节点中储存的不再是起始块号和长度了，存储的是其实块号和结束块号。
当读取一个文件的时候，从起始块号开始，不断的找下一个块号，找到终止块号了，就算结束了。
（2）显示分配
有一个文件分配表，告诉当前块号的下一块号的索引。若是是-1，表明当前文件已经结束了。如果是-2，表明当前块号属于空闲状态。
该文件分配表整个磁盘只有一份，藏在磁盘的固定位置，当操作系统运行的时候，自动加载到内存里面。
3.索引分配
每个文件可以依据索引节点拿到索引表的块号。
给每个文件分配一定的磁盘块号专门存这个文件的存储块号的位置。
通过4MB。如果文件内容更多，需用更多级别的索引表。就是1个块4K，能够存1024个块。也就
四、文件存储空间管理
磁盘分目录区和资料区，文件区存文件内容，目录区存目录内容，如FCB等。
表征空闲盘块肯定必须数据结构和存储空间，这个数据结构也存储在磁盘的某个特定位置。
1.空闲表法和空闲链表法
空闲表法直接搞出来一个空闲盘块表。每行表示一个连续的空闲盘块。包括起始块号和盘块大小。
空闲链表法。每个空闲盘块里面存储和他相邻的另外一个空闲盘块号。
也可以和空闲表结合起来。存储再加一个当前盘块连续空闲的盘块号，之后后面加上下一个空闲盘区。
2.成组链接法
从磁盘划分出一些块，这些块用来储存空闲空间的索引。
这些块每个块存储的空闲空间的数量一样，除了最后一个。
由于空闲空间很大，所以这些存储空闲空间的块很多，我称为f1，f2，f3等等。
对于f1，他的第一个数据，也就是栈底部存储了f2的信息存储的盘块。依次类推。
之后一个超级块，加载到磁盘中的特定的位置，在运行时候加载到内存中。
利用超级块，就可以找到f1的存储块号，拿到f1的空闲块。之后通过f1能够找到f2的存储块号，拿到f2的空闲块。。。。。
3.位示图法
通过搞一个二维矩阵，记录每个块号的free还是被占用。如果free就是0，否则是1，通过查询该矩阵就能够看出来那些块被占用，那些块是free。
浙公网安备 33010602011771号