操作系统复习.陈向群（文件系统）

操作系统复习

文件系统

关键词

• 文件系统、文件、文件分类、文件控制块 FCB、文件目录、目录文件、文件系统布局 、文件逻辑结构、文件物理结构、文件描述符 / 文件句柄、FAT / UNIX、文件基本操作、内存结构、文件共享、磁盘空间管理

思考题

• 怎样理解 “文件是对磁盘的抽象”？
• 文件系统提供了哪些 “接口”
• 怎样实现 “文件的按名存取” ？
• 文件系统的 “最后一公里”是什么？
• 怎样设计 “文件的属性”？
• 怎样理解 “文件的逻辑结构和物理结构” ？
• 文件目录、目录文件和目录项之间的关联？目录项和文件控制块(FCB)的区别和相同点？
• 实现文件系统需要考虑磁盘与内存中的内容布局，UNIX、FAT 和 NTFS几个文件系统都是怎样设计的？
• 怎样理解 “目录文件的组织方式：顺序、散列、B+树” ？
• “文件目录检索” 的步骤有哪两步？每一步达到什么目的？如何加快这一步骤？
• 文件系统在内存中需要数据结构，为什么？
• FAT16文件系统的局限性是什么？
• 怎样实现系统调用rename (给文件重命名) ？
• 怎样实现系统调用copy (复制文件) ？
• 为什么提供 “硬链接” 和 “软链接” ？

内容

文件系统基本概念

• 文件是什么
  • 文件是对磁盘的抽象
  • 所谓文件是指一组带标识（标识即为文件名）的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列
  • 信息项
  • 文件内容的意义：由文件建立者和使用者解释
• 文件系统
• 文件的分类：普通文件、目录文件、特殊文件(设备文件)、管道文件、套接字、符号链接文件
• 文件的逻辑结构
  • 字节序列（流式文件）、记录序列（记录式文件）、树
  • 堆、顺序、索引、散列、索引顺序
• 文件存取方式
  • 顺序访问、随机存取
• 存储介质
• 磁盘：扇区 \(\to\) 物理块
• 磁盘结构

• 磁盘访问
  • 寻道（时间）：磁头移动定位到指定磁道
  • 旋转延迟（时间）：等待指定扇区从磁头下旋转经过
  • 数据传输（时间）：数据在磁盘与内存之间的实际传输
• 文件属性
  • 文件控制块 FCB
  • 常用属性
• 文件操作
  • create、delete、open、...

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