1文件与文件系统

1.1文件概念

文件，是被命名的数据集合，一般存放在外存（硬盘、软盘、光盘、U盘等）。

1.2文件的分类

（1）系统文件：操作系统创建，仅供系统使用；

（2）用户文件：用户创建且使用权归创建者；

（3）库文件：系统创建，供系统和用户使用，如一些常用函数和程序。用户只能调用，不能修改。

2.1文件目录的结构

（1）一级目录结构

文件系统的全部文件都登记在一个目录中。

（2）二级目录结构

文件系统将目录分为两级：用户目录和主目录。系统为每个用户建立一个文件目录，成为用户目录。主目录用于管理所有的用户目录。

（3）树形目录结构

将第一季目录作为系统目录，成为根目录。目录树中的非叶子节点作为目录文件。

Linu文件目录管理及其操作命令

1.树形目录结构

1）Linux系统将所有文件的说明信息采用树形结构组织起来，整个文件系统有一个“根”，然后在根上分叉，任何一个分叉都可再分叉。

根和分叉在Linux中被称为是目录或文件夹，而叶子则是一个个的文件。

2.工作目录，用户主目录与路径

1）工作目录和用户主目录

用户在登录Linux系统后，每时每刻都处在工作目录或当前目录。用户初始登录到系统中，其主目录就成为其工作目录，工作目录用"."表示。其父目录用".."表示。每个用户都有自己的主目录，不同用户的主目录一般互不相同。用户刚登陆系统时，其工作目录便为该用户主目录，通常与用户登录名相同。

2）路径

路径分为相对路径和绝对路径。绝对路径指从“根”开始的的路径，相对路径是从用户工作目录开始的路径。

3）Linux系统主要目录说明

 

3.1文件存储空间管理

首先，应区分两个概念：文件存储空间管，即操作系统对外存的管理，也是对空闲块的组织和管理；存储管理，即主要是对内存的管理，也是对用户区进行管理。

目前常用的管理技术有空闲表法，空闲块链接法，位示图法。

3.1.1空闲表法

以空闲块为单位进行登记，表中的每一项记录空闲区域的起始块号和块数。文件在外存中分配和回收时，调整空闲区表。

内存分配算法

1）最先适应算法

空闲块按首地址递增的顺序登记，找到第一个满足要求的空闲区即实施分配。

2）最佳适应算法

空闲区按大小递增顺序登记，找到第一个满足要求的空闲区即实施分配。

3）最差适应算法

空闲区按大小递减顺序登记，搜索表中首项，若满足则分配，否则分配失败。

 

空闲块分配方法

采用上述三种方法，从空闲表中选择空闲区分配给某个文件。若分配后还有剩余，则作为一个新空闲区登记在空闲表；若无剩余则直接删除该项。

 

空闲块的回收

当用户删除文件时，系统将回收的物理块登记在空闲区表中；若存在相邻的空闲区，则合并在一起。

为什么对内存和外存的管理，在采用空闲区表方法时，一个是记录首地址和长度，一个是记录块号和块数？

因为CPU访问内存是根据地址访问；而CPU访问磁盘时是根据数据在磁盘的哪个磁道，柱面，移动读写磁头，从而找到所在的块。

 

3.1.2空闲块链接法

1.单链接法

利用指针将外存中的空闲块链接在一起，当申请者需要空闲块时，分配程序从链首开始摘取所需连接块；反之，管理程序把回收的空闲块逐个挂入链首。

成组链接法

把空闲块分成若干组，将指向同一组的指针集中在一起。每组的第一个空闲块登记下一组的组号和空闲数。

 

3.1.3位示图法

原理

1）利用一串二进制记载盘块的使用情况

2）0表示未分配；1表示已分配。