4.1.1文件的概念
1、文件的定义
文件：文件是以计算机硬盘为载体的存储在计算机上的信息集合。
计算机是以进程为基本单位进行 资源的调度与分配的
操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统
1)数据项 数据中可命名的最小元素
2)记录 相关数据项的集合
3)文件 无结构文件又叫流式文件，二进制文件 有结构文件一组相似的记录组成，又叫记录式文件
2、文件的属性
- 名称：文件名称唯一
- 标识符：标识文件系统内文件的唯一标签（对用户透明，由于不同目录下可存在同名文件，故名称不能唯一区分文件）
- 类型：即文件类型
- 位置：文件存放的路径（用户使用），在外存中的地址（供操作系统使用）
- 大小：文件大小
- 保护：对文件进行保护的访问控制信息
- 时间：创建时间，上次修改时间，上次访问时间等相关信息
3、文件的基本操作
- 创建文件
- 写文件
- 读文件
- 文件重定位(文件寻址)：按某条件搜索目录，将当前文件设置为给定值，并且不会读写文件
- 删除文件
- 截断文件：允许文件所有属性不变，并删除文件内容，即将长度设为0并释放其空间
4、文件的打开与关闭
使用系统调用open将指明文件的属性（包括该文件物理地址信息）从外存复制到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号返回给用户。
操作系统维护一个包含所有打开文件信息的 打开文件表
** 2、文件的逻辑结构**
1)、无结构文件（流式文件） 二进制文件
2)、有结构文件（记录式文件） 每条记录由若干数据项组成，一般来说每条记录有一个数据项可以作为关键字。
一、顺序文件
- 链式存储：无论是定长/可变长记录，
都无法实现随机存取，每次只能从第一个记录开始依次往后查找。 - 顺序存储：
可变长记录：
无法实现随机存取，同样只能从第一个记录向后查找
定长记录：
可以实现随机存取
若采用串结构，无法快速找到某关键字对应的记录单链表
若采用顺序结构，可以快速查找关键字记录（折半查找）顺序表
顺序文件的缺点是增加/删除记录比较困难
二、索引文件
对于 定长 文件
对于 变长 文件
三、索引顺序文件（解决索引文件索引表过大的问题）
是顺序和索引两种组织形式的结合。
四、Hash文件
4.1.3目录结构
1、文件控制块和索引节点
一、文件控制块是用来存放控制文件需要的各种信息的数据结构，以实现“按名存取”。
FCB的有序集合称为文件目录，一个FCB就是一个文件目录项
FCB包含的信息
- 基本信息：文件名，
物理地址，逻辑结构，物理结构等 - 存取控制信息：文件存取权限等
- 使用信息：文件建立时间，修改时间等
- 最重要、最基本的是
文件名和物理地址，因为FCB主要实现的功能是按名存取，即文件名到物理地址的映射。
二、索引结点
文件描述信息单独形成一个称为索引结点的数据结构 除文件名外的文件描述信息都放到索引结点
FCB必须连续存放
2、目录结构
一、单级目录结构
整个系统中只有一张目录表，每个文件占一个目录项 支持“按名存取”，但不允许文件重名。
单级目录结构不适合多用户操作系统。
一个FCB就是一个 文件目录项
二、两级目录结构 （解决单级不可重名问题）
分为主文件目录（MFD）和用户文件目录（UFD）
- 主文件目录记录 记录用户名和相应用户文件目录
- 用户文件目录 用户文件的FCB信息
三、多级目录结构（树形目录结构）
便于实现文件的分类，不便于实现文件的共享
- 相对路径： 相对于当前目录
- 绝对路径： 从根目录开始
四、无环图目录结构 （解决树形目录不便共享的缺点）
优点： 方便的实现了文件的共享
缺点： 删除共享节点时，另一个共享用户也无法访问 使系统管理变得更加复杂
4.1.4 文件共享
1、基于索引结点的共享方式 硬链接
count表示链接到本索引结点(文件)上的用户数目
count是几，即为几个用户正在共享该文件
2、利用符号链实现共享方式 软链接
为使用户B能共享用户A的一个文件F，可以由系统创建一个LINK类型的新文件，也取名为F并将F写入用户B的目录中，称为 符号链接
在删除共享文件时，其他用户通过符号链访问，会在访问中出错 将符号链删除不会产生影响
- 符号链接建立时，引用数直接复制
- 硬链接建立时，
新的硬链接对应文件的引用数+1
例题
- F1引用数为1，建立软连接F2，
引用数直接复制F2引用数为1 - F1引用数为1，建立硬连接F3，
引用数+1F3引用数为2
故在删除时：
- F2为软链接，直接删除即可，count不变
- F3为硬链接，count要减一
4.1.5 文件保护
文件保护通过 口令保护(通过口令)、加密保护(密钥)、访问控制(身份权限)
1、访问类型
2、访问类型
为解决访问控制，可以为每个文件和目录增加一个 访问控制表。