大工20秋《操作系统》辅导资料十三
操作系统辅导资料十三主 题：第十章的辅导资料学习时间：2020年12月21日--12月27日“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：我们党要始终成为时代先锋、民族脊梁，始终成为马克思主义执政党，自身必须始终过硬。全党要更加自觉地坚定党性原则，勇于直面问题，敢于刮骨疗毒，消除一切损害党的先进性和纯洁性的因素，清除一切侵蚀党的健康肌体的病毒，不断增强党的政治领导力、思想引领力、群众组织力、社会号召力，确保我们党永葆旺盛生命力和强大战斗力。
摘选自《决胜全面建成小康社会，夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利》内 容：第十章
这周我们将学习课件第十章文件管理。本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：
基本要求：
1．了解文件及文件系统的定义
2. 掌握文件的分类和操作
3. 了解文件数据的组织和存储
4. 了解目录结构
重点掌握内容：
1．重点：文件数据的组织和存储。
2．难点：文件数据的组织和存储，文件存储空间管理。概述
课前问题：
1.什么是文件？
2.什么是文件系统？
3.文件都有哪些类型？
4.文件的操作分为几类？1.什么是文件？
文件是一组相关信息的集合，它是文件系统管理的基本对象。每个文件有一个文件名，用户通过文件名来访问和区分文件。
文件具有自己的属性，常见的文件属性包括：
/
2.什么是文件系统？
文件系统是操作系统中负责管理和存取文件的程序模块，由管理文件所需的数据结构（如文件控制块、存储分配表等）、相应的管理软件和被管理的文件组成。
文件系统功能：
/3.文件都有哪些类型？
1．按文件的性质和用途分类
（1）系统文件：指由操作系统内核、各种系统程序和数据构成的文件。大多数系统文件只允许用户调用，不允许用户读/写和修改。有的系统文件不直接对用户开放。
（2）库文件：指由各种标准子程序和函数构成的文件（如：各种高级语言的函数库）。库文件只允许用户调用，不允许修改。
（3）用户文件：由用户的程序和数据组成的文件。
2．按文件的存取控制属性分类
（1）只读文件：只允许文件主和核准用户对该文件进行读操作，不允许进行写操作。
（2）读写文件：允许文件主和核准用户对该文件进行读或写操作
（3）只执行文件：只允许核准用户调用该文件执行，不允许读和写该文件。
3．按文件是否经过编译和链接分类
（1）源文件
由源程序和数据组成的文件。源文件属于字符文件，文件中的信息由ASCⅡ码或其他字符编码组成。
（2）目标文件
由源程序经过编译程序编译，但尚未经过链接程序链接的目标代码构成的文件。目标文件属于二进制文件。
（3）可执行文件
目标代码再经链接程序链接后形成的二进制文件。可执行文件允许授权用户调用执行。
4.文件的操作分为几类？
/
文件数据的组织和存储
课前问题：
1.文件的组织结构有哪些？
2.文件的逻辑结构分为几类？
3.文件的物理结构分为几类？
1. 文件的组织结构有哪些？
1. 文件的组织结构有哪些？
文件是信息的集合。文件中信息的组织方式称为文件的组织结构，简称文件的结构。对任意一个文件，存在两种形式的组织结构：
（1）逻辑结构
文件的逻辑结构指文件在用户面前呈现出的组织形式。文件的逻辑结构独立于存放文件的物理介质，其组织目的是为用户提供一种结构清晰、操作方便的信息组织形式，以方便用户使用文件。
（2）物理结构
文件的物理结构指文件在外存上具体的存储方式，其存储方式与存放文件的物理介质有关。为文件设计物理结构的出发点是有利于提高外存的利用率，有利于提高文件的存取速度。2.文件的逻辑结构分为几类？
文件的逻辑结构有两大类：
无结构文件
文件中的信息不存在结构，可以将该文件看成是由字符流组成，因此无结构文件又称为流式文件。
有结构文件
有结构文件由若干个记录构成，所以又称为纪录式文件。
3.文件的物理结构分为几类？
逻辑文件总要按照一定的方法保存在存储介质上，它在存储介质上具体的存储和组织方法称为文件的物理结构，而这时的文件称为物理文件。
物理文件是相关物理块的集合，这些物理块按照一定的方式组织起来，其组织结构涉及物理块的划分、记录和索引的组织、信息搜索方式等多方面问题。
文件物理结构组织的好坏，直接影响着文件存取的速度和外存空间的利用率，设计文件的物理结构必须综合考虑存储介质特性、存储空间大小、应用目标等多方面因素。
/文件目录
课前问题：1.什么是文件控制块？
2.索引结点的基本概念是什么？
3.什么是目录结构？
4.目录检索技术分为几类？1.什么是文件控制块？
为了描述、管理和控制文件，操作系统为每个文件设置了专门的数据结构，称为文件控制块（FCB）。每个文件有一个文件控制块，它是该文件的唯一标识，文件管理程序正是借助文件控制块中的信息来管理和操作文件。
/
若干个文件控制块的有序集合就构成了文件目录
文件目录实际上是由若干文件控制块组成的文件，通常称为目录文件2.索引结点的基本概念是什么？
文件目录通常保存在磁盘上，需要检索文件时才读入内存。为了加快检索文件的速度，有的操作系统（如UNIX和Linux）采用了将文件名和文件的其他描述信息分开存储方法，将文件除了文件名以外的其他描述信息保存在一个单独的数据结构中，该数据结构称为索引结点（Index Node），简称i结点
引入索引结点后，每个文件的目录项可以只保留文件名和指向该文件对应索引结点的指针。仅在目录项中保留文件名和i结点指针将显著减少检索文件的时间开销。
/3.什么是目录结构？
目录结构指文件目录的组织形式
/
单级目录是最简单的目录结构，它指将所有文件的文件控制块依次保存在一张目录表中。单级目录结构实现了目录管理的最基本功能——按名存取，但它存在以下缺点：只能顺序查找，文件检索速度慢，不允许文件具有重名，不便于实现文件共享，只适用于单用户环境。
二级目录指目录分成两级。
一级是用户自己的用户文件目录，它由该用户的所有文件的文件控制块组成
一级是主文件目录，它记录了该用户目录的用户名及其物理位置等信息
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树形目录：可用于大型文件系统，文件检索方便和快捷，位于不同子目录下的文件可以重名，容易实现文件或目录的存取权限控制，便于文件保护、保密和共享。
现代操作系统中的文件系统都采用了树形目录结构。4.目录检索技术分为几类？
目录管理的最基本功能是对文件实现“按名存取”
存在两种常用的目录检索方法：
/
1．线性检索法
线性检索法又称为顺序检索法例如，若要检索绝对路径名为/etc/sysconfig/network的文件，线性检索法按照以下过程完成检索操作：
（1）从路径名中分离出目录文件名etc，用它在根目录文件中顺序检索，找到匹配者的索引结点，再从该索引结点中找到存储/etc目录文件的磁盘块，并将该盘块读入内存。
（2）从路径名中分离出目录文件名sysconfig，用它在/etc目录文件中顺序检索，找到匹配者的索引结点，再从该索引结点中找到存储/etc/sysconfig目录文件的磁盘块，并将该盘块读入内存。
（3）从路径名中分离出文件名network，用它在/etc/sysconfig目录文件中顺序检索，找到匹配者的索引结点，再从该索引结点中找到存储network文件的磁盘块。目录检索工作到此结束。
在顺序检索过程中，如果有一个目录名（或文件名）分量没有找到，则说明待查文件在指定位置不存在；这时，应停止检索并返回“文件未找到”信息。
2．散列检索法
如果文件系统采用哈希（散列）方法进行管理，即文件目录是一张哈希（散列）表，每个文件名的哈希函数值是文件目录中对应目录项的索引值，则可以使用哈希检索法查找指定文件。
具体方法如下：以文件名为自变量，代入创建文件目录时使用的哈希函数，计算出哈希函数值，则得到该文件的目录项在文件目录中的索引号，利用这个索引号从文件目录中直接找到欲访问文件的目录项，从而获得该文件的物理地址。
采用哈希检索法可以显著提高文件的检索速度。重要考点
一、名词解释
1.文件：参见教材6.1.1“文件和文件系统”。是一组相关信息的集合。
2.文件系统：参见教材6.1.1“文件和文件系统”。是操作系统中负责管理和存取文件的程序模块。
3.系统文件：参见教材6.1.2“文件分类”。指由操作系统内核、各种系统程序和数据构成的文件。
4.库文件：参见教材6.1.2“文件分类”。指由各种标准子程序和函数构成的文件。
5.用户文件：参见教材6.1.2“文件分类”。由用户的程序和数据组成的文件。
6.只读文件：参见教材6.1.2“文件分类”。只允许文件主和核准用户对该文件进行读操作，不允许进行写操作。
7.读写文件：参见教材6.1.2“文件分类”。允许文件主和核准用户对该文件进行读或写操作
5.只执行文件：参见教材6.1.2“文件分类”。只允许核准用户调用该文件执行，不允许读和写该文件。
9.源文件：参见教材6.1.2“文件分类”。 由源程序和数据组成的文件。
10.目标文件：参见教材6.1.2“文件分类”。由源程序经过编译程序编译，但尚未经过链接程序链接的目标代码构成的文件。
11.可执行文件：参见教材6.1.2“文件分类”。目标代码再经链接程序链接后形成的二进制文件。
12.文件的结构：参见教材6.2“文件数据的组织和存储”。文件中信息的组织方式称为文件的组织结构，简称文件的结构。二、单选题
1、（ ）是指与操作系统本身有关的一些信息（程序或数据）所组成的文件。
系统文件
库文件
用户文件
顺序文件
解析：系统文件：指由操作系统内核、各种系统程序和数据构成的文件。
库文件：指由各种标准子程序和函数构成的文件。
用户文件：由用户的程序和数据组成的文件。
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