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@ -2049,3 +2049,248 @@ I/O软件普遍采用层次式结构
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# 第七章 文件系统
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为什么要使用文件系统？
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+ 内存容量有限，不持久，难以共享
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+ 选择存储在磁盘上
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+ 持久，可共享，容量大
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+ 对于普通用户使用磁盘不容易——对磁盘进行抽象，构造文件系统
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### 7.1 文件系统的概念
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> 文件系统是操作系统对磁盘的抽象
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>
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> 使得用户不需要了解以下细节：
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>
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> + 信息被存储在哪里
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> + 信息如何保存
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> + 磁盘实际上如何工作
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)
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+ 文件系统的特征：
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+ 存储大量数据
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+ 进程结束不会影响文件的持续存在
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+ 多个进程可以同时访问一个文件
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+ 文件是由文件各标志的一组信息的集合
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#### 7.1.1 文件
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> 文件是由文件名标识的一组信息的集合。
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命名:用户提供一个符号名→磁盘上的映射位置
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文件可以带扩展名，传递有关文件的信息
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另一种方式则是按内容寻址
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#### 7.1.2 文件类型
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+ 按照文件用途分类
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+ 系统文件
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+ 用户文件
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+ 库文件
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+ 按照文件中的数据形式进行分类
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+ 源文件
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+ 可执行文件
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+ 视频文件
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+ etc.
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操作系统给能够识别和莪支持多少种类的数据文件，是衡量操作系统应用范围的重要标志
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部分操作系统将文件的数据类型隐含在扩展名中(如MS-DOS)
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Linux、Unix则没有隐含文件类型，扩展名仅仅用于帮助用户识别
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#### 7.1.3 文件访问
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+ 两种文件访问类型：随机访问、顺序访问
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#### 7.1.4 文件属性
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文件属性并不属于文件内容，但文件属性是操作系统管理和控制文件，是实现文件保护的重要依据。
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要管理和控制文件，不能只通过文件名，还要通过文件的其他属性
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+ 文件标识符
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+ 文件拥有者
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+ 文件类型
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+ 文件的存取控制
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+ 文件定位(location)
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+ 文件大小
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+ 文件保护
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+ 文件日期和时间
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### 7.2 文件结构*
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> 文件结构是指文件中信息的构造和组织方式
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+ 文件的逻辑结构
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+ 字节流结构形式：在文件中按字节个数/特殊符号分界
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+ 记录结构形式
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基本单位：逻辑记录
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逻辑记录是文件内独立的最小单位
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又可以按照记录的排列顺序不同分为：
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+ 连续文件：文件按照记录生成的时间顺序连续排列
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+ 索引文件：对文件建立一个索引表，文件中的每条记录在索引中有响应的表项
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+ 顺序索引文件
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### 7.3 文件目录
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**文件目录本身也是文件**
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+ 目录包含了一组文件的映射
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+ 名称→文件标题的磁盘块
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+ 通常可以用一个简单的数组实现，数组存放着文件夹的内容
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+ ls/dir命令查看目录内容
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+ 可以用相同的方式对待目录和文件
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+ 目录里可以存放目录
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+ 根目录是系统文件的总起点
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**路径名：**一种指定树中的文件名称的方式
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+ 绝对路径
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+ 相对路径
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**链接**：快捷方式
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+ 链接允许一个文件在多个地方出现
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+ 指定一个文件到路径名之间的链接
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### 7.4 文件系统的实现
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#### 7.4.1 文件系统的布局
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+ 文件系统储存在磁盘上
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+ 大多数磁盘被分区
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+ 每个分区有自己的文件系统
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磁盘的第0个扇区为主引导记录MBR
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+ MBR用于启动计算机
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+ MBR后面紧接着就是磁盘分区表
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+ 给出每个分区的起始和结束地址
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+ 一个分区标记为激活状态，称为主分区
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+ 主分区最前面是引导记录
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+ 计算机启动时由BIOS读写MBR
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+ MBR定位系统主分区，加载引导记录
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+ 引导记录加载操作系统映像
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+ 引导记录块之外的内容因系统情况而异
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#### 7.4.2 文件在磁盘上的存放方式
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+ 连续存放方式
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+ 存储在一片连续的磁盘空间
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+ 用户需实现声明文件大小
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+ 文件定位：起始块+文件尺寸
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+ 会导致磁盘碎片
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优点：
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+ 快速顺序访问
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+ 易于随机访问
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缺点：
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+ 碎片
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大多系统文件采用顺序存储的方式储存以加速访问
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+ 链表方式
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+ 保存每个文件的所有磁盘块的链表
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+ 磁盘块不需要临接
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优点：
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+ 没有磁盘碎片空间被浪费
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+ 方便文件的增长、收缩
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缺点：
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+ 随机访问速度慢
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+ 链表的存放需要存储空间
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链表方式使用内存中的文件分配表(FAT)解决存放需要空格键的问题
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+ 索引方式
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+ 为每个文件建立索引表
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+ 前提条件：文件的逻辑记录大小等于物理块大小
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+ 用户先宣称文件大小
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+ 分配一个含有相应数量指针空间的文件头，即索引
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+ 类似于页表
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优点：
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+ 文件易于增长
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+ 易于随机访问
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缺点：
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+ 顺序访问效率不高
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+ 如果数据块数超过索引头预留的指针数时，文件增长不容易
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+ 解决：使用多级索引
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+ 多级索引，增加空间，但访问次数高，效率降低
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#### 7.4.3 目录实现
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+ 文件夹包含了里面文件的记录项
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+ 主要功能：提供文件名到文件地址的映射
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+ 哪里可以保存文件的属性：
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+ 目录
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+ 索引项
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文件共享：树/链接
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#### 7.4.4 磁盘空间管理：
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+ 文件被正常存储在磁盘上
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+ 磁盘空间管理很重要
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+ 类似于内存空间管理
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+ 连续分配
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+ 非连续分配：文件分页，磁盘划分为磁盘块
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#### 7.4.5 闲置空间管理
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##### 1.空闲表法
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空闲表主要适合连续文件，系统通过一个空闲表管理磁盘的所有空闲分区。
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为文件分配空闲区的方法与内存的空闲区分配类似(首次适应法，最佳适应法)
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可用于虚拟存储器管理的外存对换空间的分配
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##### 2.空闲链表法
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属于非连续分配方式。要在磁盘的每个空闲块中设置一个指向下一个空闲块的指针。
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优点：适合文件动态增长和收缩
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缺点：效率较低
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##### 3.位视图法
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用若干个字节构成一个表，表中每一个字位表示一个磁盘块的使用情况。
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为了防止用户占用太多磁盘空间：磁盘配额
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### 7.5 文件系统的性能*
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+ 文件系统可靠性
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+ 一致性
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+ 持久性
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+ 文件系统性能
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+ 文件保护机制
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