自考“操作系統(tǒng)原理”復(fù)習(xí)資料（5）

二、文件存儲(chǔ)介質(zhì)（ 領(lǐng)會(huì) ）

1、 存儲(chǔ)介質(zhì) 不等于 存儲(chǔ)設(shè)備 ，它是指用來(lái)記錄信息的磁帶、硬磁盤組、軟磁盤片、卡片等。使用它們要通過(guò)相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備。

2、 存儲(chǔ)介質(zhì) 的物理單位定義為“ 卷 ”。文件與卷的關(guān)系（存在卷中）可以是一對(duì)一也可以是一對(duì)多或多對(duì)一。

3、 存儲(chǔ)介質(zhì) 上連續(xù)信息所組成的一個(gè)區(qū)域稱為“ 塊 ”（物理記錄）塊是存儲(chǔ)設(shè)備與主存之間進(jìn)行信息交換的物理單位。

4、磁盤的結(jié)構(gòu)：磁盤格式化時(shí)盤面存儲(chǔ)空間劃分 扇區(qū) ，每個(gè)扇區(qū)中各 磁道 都有相同長(zhǎng)度的連續(xù) 信息區(qū) ，每個(gè)區(qū)就是磁盤上的 塊 .

三、文件的存取方式（ 領(lǐng)會(huì) ）

文件的存取方式有 順序存取 和 隨機(jī)存取 兩種。磁帶上的文件只能順序存取，磁盤上的文件既可采用順序方式也可用隨機(jī)方式存取。

四、文件目錄（ 簡(jiǎn)單應(yīng)用 ）

1、文件目錄的主要內(nèi)容和作用： 文件目錄 由若干 目錄項(xiàng) 組成，每個(gè)目錄項(xiàng)記錄一個(gè)文件的有關(guān)信息。包括：

有關(guān) 文件存取控制信息 . 例如用戶名、文件名、文件類型、文件屬性（可讀寫、只讀、只執(zhí)行等）

有關(guān) 文件結(jié)構(gòu)的信息 . 例如文件的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)、記錄個(gè)數(shù)和在存儲(chǔ)介質(zhì)上的位置等。

有關(guān) 文件管理的信息 . 例如文件建立的日期、修改日期、保留期限等。

文件目錄的作用是用于檢索文件。

2、目錄結(jié)構(gòu)：包括一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)和樹形（多級(jí)）目錄結(jié)構(gòu)。

一級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 要求所有的文件名均不相同，一般只適用于微機(jī)的單用戶系統(tǒng)。

二級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 則增加一級(jí)主文件目錄，此目錄是為用戶建立的獨(dú)立文件目錄，用戶訪問(wèn)文件時(shí)先要找到用戶自己的目錄再查找該目錄下的指定文件。實(shí)際上，二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中，文件系統(tǒng)把用戶名和文件名合起來(lái)作為文件標(biāo)識(shí)。

樹形目錄 允許用戶在自己的文件中再建立 子目錄 .從 根目錄 到文件之間所有各級(jí)子目錄名和該文件名的順序組合稱為文件的“ 路徑名 ”

絕對(duì)路徑 ：是從根目錄到指定文件的路徑。如MS－DOS下從C盤到某一文件的路徑：C：/first///file.exp

相對(duì)路徑 ：是從當(dāng)前目錄到指定文件的路徑。如上例，當(dāng)前目錄為22時(shí)，訪問(wèn)file.exp的相對(duì)路徑是：33/file.exp，訪問(wèn)根目錄下的文件路徑是：……/……/command.com

樹形目錄的優(yōu)點(diǎn)：

1）解決了重名問(wèn)題。

2）有利于文件分類3）提高檢索文件的速度4）能進(jìn)行存取權(quán)限的控制。

關(guān)于本節(jié)的內(nèi)容可以在MS－DOS或UNIX操作系統(tǒng)中進(jìn)行練習(xí)，以理解目錄結(jié)構(gòu)。可用的命令有：dir、tree、md、cd、rd、del等。

五、文件的邏輯結(jié)構(gòu)（ 領(lǐng)會(huì) ）

前面講的是目錄，現(xiàn)在講的是文件。文件的結(jié)構(gòu)是指文件的構(gòu)造方式。

什么是文件的 邏輯結(jié)構(gòu) ：由 用戶構(gòu)造的文件 稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu)。 如一篇文檔、一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄文件等，在用戶看來(lái)是一些文字和數(shù)字或多媒體信息的有機(jī)組合。

邏輯文件有兩種形式： 流式文件 和 記錄式文件 .

流式文件 是指用戶對(duì)文件內(nèi)信息不再劃分的可獨(dú)立的單位，如我們的word文件，圖片文件等。整個(gè)文件是以順序的一串信息組成。

記錄式文件 ：是指用戶對(duì)文件內(nèi)信息按邏輯上獨(dú)立的含義再劃分信息單位，每個(gè)單位為一個(gè)邏輯記錄。每個(gè)記錄可以獨(dú)立存取。這個(gè)在數(shù)據(jù)庫(kù)中我們學(xué)得比較多，容易理解。

六、文件的物理結(jié)構(gòu)（ 領(lǐng)會(huì) ）

1、什么是文件的 物理結(jié)構(gòu) ：由文件系統(tǒng)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的 文件構(gòu)造方式 稱為文件的 物理結(jié)構(gòu) . 不論用戶看來(lái)是什么文件，在存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)時(shí)，按何種構(gòu)造方式記錄呢，因?yàn)榻橘|(zhì)上的存儲(chǔ)單位是物理塊，那么這些物理快是順序存放，還是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，或者索引結(jié)構(gòu)，都要由文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2、 邏輯文件 在磁盤上的 組織方式 ：

1） 順序結(jié)構(gòu) ：顧名思義，順序結(jié)構(gòu)就是指，把邏輯文件的記錄（內(nèi)容）按其本身的順序（邏輯記錄的順序）在磁盤上也按序存放在連續(xù)的塊中。讀取時(shí)也從第一個(gè)記錄開始按順序進(jìn)行。在文件目錄中指出文件名，存放的起始?jí)K號(hào)和占用塊數(shù)。

順序文件的最大優(yōu)點(diǎn)是存取速度快（可以連續(xù)訪問(wèn)）。而問(wèn)題主要是存儲(chǔ)空間利用率不高、輸出文件時(shí)難以估計(jì)需要多少磁盤塊、影響文件擴(kuò)展。

2） 鏈接結(jié)構(gòu) ：如果邏輯文件中的各個(gè)邏輯記錄任意存放到一些磁盤塊中，再用指針把各個(gè)塊按邏輯記錄的順序鏈接起來(lái)，在文件目錄中只記錄第一塊的地址和最后一塊的地址，那么這種文件組織方式就是鏈接結(jié)構(gòu)。

鏈接結(jié)構(gòu)解決了順序結(jié)構(gòu)中的所有問(wèn)題，所有空閑塊都可以被利用，在順序讀取時(shí)效率較高但需要隨機(jī)存取時(shí)效率低下（因?yàn)橐獜牡谝粋€(gè)記錄開始讀取查找）。此外，對(duì)于鏈接結(jié)構(gòu)，也有一些問(wèn)題要注意：由于塊中要存放指針信息，因此一部分空間被占用；讀出信息時(shí)要把指針信息分離出來(lái)；還要防止指針丟失或破壞造成的混亂，所以又要增加一些管理的信息。總之鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)會(huì)使用于存放文件信息的空間減少。

3） 索引結(jié)構(gòu) ：索引結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)非連續(xù)存儲(chǔ)的另一種方法，索引結(jié)構(gòu)為每個(gè)文件建立一張“索引表”，把指示每個(gè)邏輯記錄存放位置的指針集中在索引表中。（最直觀的索引結(jié)構(gòu)就比如我們的網(wǎng)站，首頁(yè)就相當(dāng)于一個(gè)索引表，每個(gè)鏈接記錄了一個(gè)文件的位置，當(dāng)我們點(diǎn)擊時(shí)，就可以找到那個(gè)文件）

文件目錄中指出文件名的索引表位置，而索引表中每個(gè)項(xiàng)指出一個(gè)邏輯記錄的存放位置。存取文件時(shí)根據(jù)索引表中的登記項(xiàng)來(lái)查找磁盤上的邏輯記錄。

索引結(jié)構(gòu) 既適合順序存取記錄，也可以方便地隨機(jī)存取記錄，并且容易實(shí)現(xiàn)記錄的增刪和插入，所以索引結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。但是索引結(jié)構(gòu)增加了索引表，要占用部分空間并增加讀寫索引表的時(shí)間。當(dāng)索引項(xiàng)很多時(shí)，還要考慮采用 多級(jí)索引結(jié)構(gòu) .

七、記錄的成組與分解（ 簡(jiǎn)單應(yīng)用 ）

1、什么是 記錄的成組與分解 ：由于磁盤塊的大小是預(yù)先劃分好的，大小固定，而邏輯記錄的大小是用戶文件性質(zhì)決定的，不一定和塊大小一致，如果邏輯記錄比物理塊小得多時(shí)，可以把多個(gè)邏輯記錄存放在一個(gè)塊中，這就是記錄的成組，用戶使用時(shí)再把讀取的一塊信息中分離出所需的記錄，這就是記錄的分解。

2、 記錄的成組 ：把若干個(gè)邏輯記錄合成一組存入一塊的工作稱為“記錄的成組”，每塊中邏輯記錄的個(gè)數(shù)稱“ 塊因子 ”

利用 主存緩沖區(qū) 可以把多個(gè)邏輯記錄一次性保存到磁盤塊上。也就是當(dāng)記錄要求存盤時(shí)，先存入主存緩沖區(qū)，緩沖區(qū)的大小等于最大邏輯長(zhǎng)度乘以成組的塊因子，就是塊的大小。

在緩沖區(qū)未存滿時(shí)，不啟動(dòng)磁盤寫，這樣就提高了存儲(chǔ)空間的利用率，減少啟動(dòng)外設(shè)的次數(shù)，提高了系統(tǒng)的工作效率。

3、 記錄的分解 ：這是記錄成組的一個(gè)逆過(guò)程，先從磁盤中找到記錄所在的塊，并將本塊讀入主存緩沖區(qū)，再?gòu)木彌_區(qū)取出所需要的記錄送到用戶工作區(qū)。如果用戶所需的記錄已經(jīng)在緩沖區(qū)中，則不需要啟動(dòng)外設(shè)讀塊信息，這也可以提高系統(tǒng)工作效率。

八、存儲(chǔ)空間的分配與回收（ 簡(jiǎn)單應(yīng)用 ）

1、用 位示圖 進(jìn)行磁盤存儲(chǔ)空間的分配與回收：和主存頁(yè)式管理的存儲(chǔ)空間分配回收方法類似，位示圖用一個(gè)位的信息（0/1）來(lái)表示磁盤上一個(gè)塊空間是否空閑，所不同的是，主存空間直接以塊號(hào)表示，而磁盤塊位置則由柱面號(hào)、磁頭號(hào)和扇區(qū)號(hào)三段組成。

2、用空閑塊表進(jìn)行磁盤存儲(chǔ)空間的分配與回收：如同主存管理中的空閑區(qū)表，表每一行記錄一組連續(xù)空閑塊的首塊號(hào)和空閑塊數(shù)，空閑塊數(shù)為“0”的登記項(xiàng)為“空”登記項(xiàng)。

九、文件操作（ 領(lǐng)會(huì) ）

1、文件操作主要有以下六種

建立文件 ：建立文件操作的主要工作是檢查文件目錄，確認(rèn)無(wú)重名時(shí)尋找空登記項(xiàng)進(jìn)行登錄；尋找空閑存儲(chǔ)塊以備存儲(chǔ)文件信息或存放索引表。

打開文件 ：打開文件操作的主要工作是找目錄、檢索文件名，核對(duì)存取方式；讀索引表；登記已打開文件的有關(guān)信息。

讀文件 ：查看是否已經(jīng)打開，是否打開者請(qǐng)求讀文件。得到存放地址后讀出文件。

寫文件 ：主要工作是查文件目錄核對(duì)文件是否已建立，已建立則可寫入。

關(guān)閉文件 ：核實(shí)只有文件的建立者或者打開者才有權(quán)關(guān)閉文件；檢查讀入主存的文件目錄或索引表，如修改過(guò)則要寫回存儲(chǔ)介質(zhì)上；在已打開文件表中清除該文件。

刪除文件 ：在用戶指定的文件從目錄中除去并收加文件所占用的存儲(chǔ)空間。

這些操作均由文件系統(tǒng)提供相關(guān)的功能模塊。每個(gè)一操作調(diào)用模塊時(shí)均要提供用戶名、文件名等參數(shù)。

2、用戶請(qǐng)求使用文件的操作步驟

1）讀文件：打開文件→讀文件→關(guān)閉文件

2）寫文件：建立文件→寫文件→關(guān)閉文件

3）刪除文件：關(guān)閉文件→刪除文件

十、文件的保護(hù)與保密（ 領(lǐng)會(huì) ）

1、區(qū)分文件的保護(hù)與保密： 文件的保護(hù) 是防止文件 被破壞 . 文件 的保密 是防止不經(jīng)文件擁有者授權(quán)而 竊取 文件。

2、文件的共享： 文件共享 是指一個(gè)文件可以讓指定的某些用戶共同使用。包括不允許同時(shí)使用的共享文件和允許同時(shí)使用的共享文件。一般不允許同時(shí)讀和寫或同時(shí)寫文件。

3、文件的保護(hù)措施：

為了防止 系統(tǒng)故障 造成文件被壞，可以采用 建立復(fù)本 和 定時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 的辦法；為了防止 用戶共享 文件可能造成的文件破壞，可以采用樹 形目錄結(jié)構(gòu)、存取控制表 和 規(guī)定文件使用權(quán)限 的方法。

4、文件的 保密措施 ：常用的措施有： 隱藏文件目錄 、 設(shè)置口令 和使用密碼（ 加密 ）等。