文件的物理结构

(文件分配方式)

知识总览

在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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

在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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)。

在这里插入图片描述
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)

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

文件存储空间管理

知识总览

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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) 。
在这里插入图片描述

存储空间管理--空闲表法

在这里插入图片描述

存储空间管理--空闲链表法

在这里插入图片描述
空闲盘块链
在这里插入图片描述
空闲盘区链
在这里插入图片描述

存储空间管理--位示图法

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

知识回顾与重要考点

在这里插入图片描述

文件的基本操作

知识总览

在这里插入图片描述

创建文件

在这里插入图片描述

删除文件

在这里插入图片描述

打开文件

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

关闭文件

在这里插入图片描述

读文件

在这里插入图片描述

写文件

在这里插入图片描述

知识点回顾与重要考点

在这里插入图片描述

文件共享

知识总览

在这里插入图片描述

基于索引结点的共享方式(硬链接)

在这里插入图片描述

基于索引结点的共享方式(软链接)

在这里插入图片描述

知识回顾与重要考点

在这里插入图片描述

文件保护

知识总览

在这里插入图片描述

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”。
在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述

Windows的访问控制

知识点回顾与重要考点

在这里插入图片描述


Less interests,more interest.