清华大学：《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第七章 文件系统（向勇）

第七章文件系统 信息是计算机系统1引言 中的重要资源。操作系 统中的一个重要组成部2文件的组织 分,文件系统,就负责73文件目录 信息的组织、存储和访74文件和目录的使用 文件系统的功能就 7.5文件共享 是提供高效、快速和方76外存存储空间管理 便的信息存储和访问功 77文件系统举例 能。本章的主要内容就 是信息的组织

第七章 文件系统 7.1 引言 7.2 文件的组织 7.3 文件目录 7.4 文件和目录的使用 7.5 文件共享 7.6 外存存储空间管理 7.7 文件系统举例 信息是计算机系统 中的重要资源。操作系 统中的一个重要组成部 分，文件系统，就负责 信息的组织、存储和访 问。 文件系统的功能就 是提供高效、快速和方 便的信息存储和访问功 能。本章的主要内容就 是信息的组织

7.1引言 71.1文件管理的目的 712文件系统的基本概念 71.3文件系统的结构和功能元素 返回

7.1 引言 7.1.1 文件管理的目的 7.1.2 文件系统的基本概念 7.1.3 文件系统的结构和功能元素 返回

7.1.1文件管理的目的 方便的文件访问和控制:以符号名称作为文件标识, 便于用户使用 并发文件访问和控制:在多道程系统中支持对文件 的并发访问和控制; 统一的用户接口:在不同设备上提供同样的接口, 方便用户操作和编程; 多种文件访问权限:在多用户系统中的不同用户对 同一文件会有不同的访问权限 优化性能:存储效率、检索性能、读写性能; 差错恢复:能够验证文件的正确性,并具有一定的 差错恢复能力; 返回

7.1.1 文件管理的目的 • 方便的文件访问和控制：以符号名称作为文件标识， 便于用户使用； • 并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文件 的并发访问和控制； • 统一的用户接口：在不同设备上提供同样的接口， 方便用户操作和编程； • 多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户对 同一文件会有不同的访问权限； • 优化性能：存储效率、检索性能、读写性能； • 差错恢复：能够验证文件的正确性，并具有一定的 差错恢复能力； 返回

7.1.2文件系统的基本概念 1.文件 文件是具有符号名的数据项的集合。文件名是 文件的标识符号。文件包括两部分: 文件体:文件本身的信息 文件说明:文件存储和管理信息;如:文 件名、文件内部标识、文件存储地址、访 问权限、访问时间等; 返回

7.1.2 文件系统的基本概念 • 文件体：文件本身的信息； • 文件说明：文件存储和管理信息；如：文 件名、文件内部标识、文件存储地址、访 问权限、访问时间等； 返回 1. 文件 文件是具有符号名的数据项的集合。文件名是 文件的标识符号。文件包括两部分：

2.文件系统 文件系统是操作系统中管理文件的机构,提供 文件存储和访问功能。 3.目录 目录是由文件说明索引组成的用于文件检索的 特殊文件

2. 文件系统 文件系统是操作系统中管理文件的机构，提供 文件存储和访问功能。 3. 目录 目录是由文件说明索引组成的用于文件检索的 特殊文件

7.1.3文件系统的结构和功能元素 1.文件系统的结构 应用程序 多种文件类型(划分记录,顺序或索引等) 基本IO管理(IO缓存和调度,性能优化) 文件系统 物理IO(基本文件系统) 外部存储器 返回

7.1.3 文件系统的结构和功能元素 返回 1. 文件系统的结构 应用程序 多种文件类型（划分记录，顺序或索引等） 基本 I/O 管理（I/O 缓存和调度，性能优化） 物理 I/O（基本文件系统） 外部存储器 文件系统

2.文件管理的服务功能元素 (文件系统向上层用户提供的服务) 文件访问:文件的创建、打开和关闭,文件的读写; 目录管理:用于文件访问和控制的信息,不包括文 件内容 文件结构管理:划分记录,顺序,索引 访问控制:并发访问和用户权限 限额( quota):限制每个用户能够建立的文件数目、占 用外存空间大小等 审计( auditing):记录对指定文件的使用信息(如访问 时间和用户等),保存在日志中

2. 文件管理的服务功能元素 • 文件访问：文件的创建、打开和关闭，文件的读写； • 目录管理：用于文件访问和控制的信息，不包括文 件内容 • 文件结构管理：划分记录，顺序，索引 • 访问控制：并发访问和用户权限 • 限额(quota)：限制每个用户能够建立的文件数目、占 用外存空间大小等 • 审计(auditing)：记录对指定文件的使用信息（如访问 时间和用户等），保存在日志中 (文件系统向上层用户提供的服务)

3文件系统的实现功能元素 (文件系统要实现的功能模块) 文件的分块存储:与外存的存储块相配合 IO缓冲和调度:性能优化 文件定位:在外存上查找文件的各个存储块 外存存储空间管理:如分配和释放。主要针对可 改写的外存如磁盘。 外存设备访问和控制:包括由设备驱动程序支持 的各种基本文件系统如硬盘,软盘, CD ROM等

3. 文件系统的实现功能元素 • 文件的分块存储：与外存的存储块相配合 • I/O缓冲和调度：性能优化 • 文件定位：在外存上查找文件的各个存储块 • 外存存储空间管理：如分配和释放。主要针对可 改写的外存如磁盘。 • 外存设备访问和控制：包括由设备驱动程序支持 的各种基本文件系统如硬盘，软盘，CD ROM等 (文件系统要实现的功能模块)

7.2文件的组织( file organization) 文件组织讨论文件的内部逻辑结构,主要考虑 因素是文件存储性能和访问性能 72.1文件的组织 722文件的组织类型 返回

7.2 文件的组织(file organization) 7.2.1文件的组织 7.2.2 文件的组织类型 返回 文件组织讨论文件的内部逻辑结构，主要考虑 因素是文件存储性能和访问性能

72.1文件的组织 文件的组织是指从用户观点出发讨论文件内部的逻辑 结构( logical structure)或用户访问模式;它可以独立于 在外存上的物理存储。 文件逻辑结构的设计要求: 访问性能:便于检索;便于修改 存储性能:向物理存储转换方便,节省空间 文件的不同组织层次:域、记录、文件 返回

7.2.1文件的组织 • 文件逻辑结构的设计要求： – 访问性能：便于检索；便于修改 – 存储性能：向物理存储转换方便，节省空间 • 文件的不同组织层次：域、记录、文件 返回 文件的组织是指从用户观点出发讨论文件内部的逻辑 结构(logical structure)或用户访问模式；它可以独立于 在外存上的物理存储