Principios del sistema operativo para estudiantes universitarios Registro de aprendizaje
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Capítulo 10 Sistema de archivos
10.1 Concepto de archivo
archivo: una colección de información relacionada con un nombre de archivo
Nombre del archivo: único, fácil de recordar
Estructura del archivo: es fácil para el programa entender el contenido del archivo
- No estructurado: flujo de texto, flujo de bytes
- Estructura de registro simple: lineal, longitud fija, longitud variable, documento HTML
- Estructuras complejas: documentos formateados, archivos multimedia
Tipo de archivo: generalmente determinado por la extensión (también conocida como la extensión del archivo, separada por ".")
10.2 Operación de archivos
¿Por qué hay una operación para abrir un archivo?
La estructura de datos es necesaria:
- Tabla de archivos abiertos: realiza un seguimiento de los archivos abiertos
- Puntero de archivo: apunta a la última ubicación de lectura y escritura
10.3 Estructura de archivos
archivo lógico
La estructura organizativa de los archivos presentados a los usuarios.
También conocida como estructura lógica de archivos.
El archivo lógico determina el método de acceso al archivo.
Método de acceso al archivo:
- Acceso secuencial: acceso uno tras otro, representante típico: archivos en cinta
- Acceso directo: puede especificar una ruta al archivo, dispositivo típico: disco
| archivo lógico | almacenamiento | datos de acceso |
|---|---|---|
| archivo de secuencia | ~40 MB | ~400K |
| archivo directo | ~100 MB | 100B |
| archivo de índice | ~44 MB | 44B |
10.4 Directorio de archivos
Bloque de control de archivos FCB: almacene varios atributos necesarios para las operaciones de archivos
Nodo i (ds inferior)
Nodo de índice: la entrada del directorio solo contiene dos cosas, el nombre del archivo y el puntero (que apunta al nodo i, que almacena información distinta del nombre del archivo, incluida la ubicación del archivo)
directorio de un solo nivel
directorio de dos niveles
directorio de árbol
Gráfico acíclico dirigido: uso compartido de archivos
Enlaces duros vs enlaces blandos
Haga clic en el enlace de abajo para ver el uso específico
La diferencia entre enlaces duros y enlaces simbólicos - Libro breve (jianshu.com)
Función de enlace duro:
La función del enlace físico es permitir que un archivo tenga múltiples nombres de ruta válidos, de modo que los usuarios puedan establecer enlaces físicos a archivos importantes para evitar la función de "eliminación accidental". Eliminar solo una conexión no afecta el nodo en sí y otras conexiones Solo cuando se elimina la última conexión, se liberará la conexión del bloque de datos del archivo y el directorio. En otras palabras, la condición para que un archivo se elimine realmente es que se eliminen todos los archivos vinculados a él.
Además, si crea el nombre del enlace como un archivo oculto que comienza con ., también puede ocultar muy bien su privacidad.
Función de enlace suave:
Los enlaces blandos también se denominan enlaces simbólicos (Symbolic Link). Los archivos de vínculos suaves son similares a los accesos directos de Windows. En realidad es un archivo especial. En un enlace simbólico, el archivo es en realidad un archivo de texto que contiene información sobre la ubicación de otro archivo.
Ventajas y desventajas:
Los enlaces blandos superan las deficiencias de los enlaces duros. No hay limitación del sistema de archivos y cualquier usuario puede crear enlaces simbólicos que apunten a directorios. Por lo tanto, ahora se usa más ampliamente, tiene una mayor flexibilidad e incluso puede vincular archivos entre diferentes máquinas y diferentes redes.
Por supuesto, los enlaces suaves también tienen las desventajas que los enlaces duros no tienen, porque el archivo de enlace contiene la información de ruta del archivo original, por lo que cuando el archivo original se mueve de un directorio a otro directorio y luego accede al archivo de enlace, el sistema no lo encontrará y el vínculo físico será Sin este defecto, puede moverlo como desee y requiere que el sistema asigne espacio adicional para crear un nuevo nodo de índice y guardar la ruta del archivo original.
trabajo de la unidad MOOC
1. Cada archivo de directorio de un sistema de archivos puede almacenar hasta 40 archivos subordinados (archivos de directorio o archivos ordinarios), y cada bloque físico puede almacenar 10 entradas de directorio. Si el archivo de nivel inferior es un archivo de directorio, el directorio de nivel superior apunta al primer bloque del archivo de directorio; de lo contrario, apunta al bloque de control de archivo del archivo ordinario. Mis preguntas son:
1) Si se usa un directorio de un solo nivel, ¿cuántos bloques físicos se deben leer como máximo y al menos para encontrar un archivo?
2) Si se usa un directorio secundario, ¿cuál es el número máximo y mínimo de bloques físicos que deben leerse para encontrar un archivo?
Directorio de un solo nivel: como máximo 5 bloques físicos, al menos 2 bloques físicos, la lectura en FCB también se cuenta como lectura en bloques físicos una vez
Directorio secundario: hasta 9 bloques físicos, mínimo 3 bloques físicos
2. ¿Cuál es el propósito de introducir el i-nodo en el sistema de archivos del sistema Unix? Por favor, da un ejemplo.
Reducir el tamaño de las entradas del directorio también reduce la cantidad de bloques de lectura.
Ejemplo:
Suponga que el tamaño del bloque físico es de 4 KB y hay 10 000 archivos en un directorio determinado.
El tamaño de FCB (entrada de directorio) de cada archivo es de 2 KB, luego
Tamaño del archivo del catálogo: 20000 KB
El número de bloques físicos requeridos por el archivo de directorio: 5000 bloques
Número medio de bloques físicos a los que es necesario acceder para recuperar archivos: (5000+1)/2=2500,5
Después de usar el inodo, el tamaño de un inodo es 64B
Tamaño del archivo de directorio: 640000B=625KB
El número de bloques físicos requeridos por el archivo de directorio: 157 bloques
La cantidad promedio de bloques físicos a los que se debe acceder para recuperar archivos: (157+1)/2=79
3. Hable sobre las desventajas y ventajas de los enlaces simbólicos utilizados en Windows.
Ventajas:
Los enlaces blandos superan las deficiencias de los enlaces duros. No hay limitación del sistema de archivos y cualquier usuario puede crear enlaces simbólicos que apunten a directorios. Por lo tanto, ahora se usa más ampliamente, tiene una mayor flexibilidad e incluso puede vincular archivos entre diferentes máquinas y diferentes redes.
defecto:
Debido a que el archivo de enlace contiene la información de ruta del archivo original, cuando el archivo original se mueve de un directorio a otro directorio y luego se accede al archivo de enlace, el sistema no puede encontrarlo.
Requiere que el sistema asigne espacio adicional para crear nuevos inodos y guardar la ruta del archivo original.
4. Dé un ejemplo para explicar qué archivos son mejores para usar archivos secuenciales y qué archivos son mejores para usar archivos directos. ¿Por qué?
La información del archivo se almacena en orden y los archivos secuenciales se utilizan para el acceso registro por registro, ya que solo se puede acceder a dichos archivos en secuencia, por lo que es mejor utilizar archivos secuenciales para el almacenamiento.
El archivo que desea ubicar directamente un determinado registro del archivo para acceder utiliza el archivo directo, porque para aquellos que desean acceder directamente a una determinada ubicación, el acceso directo al archivo es eficiente y se puede ubicar rápidamente.
5. En el directorio de árbol, ¿es mejor tener más niveles de directorio? ¿Por qué? por favor da un ejemplo
No es que cuantos más niveles de directorios mejor, ya que para buscar un archivo en el árbol de directorios, es necesario visitar los nodos intermedios paso a paso según el nombre de la ruta, lo que aumenta el número de accesos al disco y sin duda afectará la velocidad de consulta Si hay muchos niveles de directorio, puede haber muchos tiempos de acceso al disco.