计算机四级知识点文件系统设计与实现技术思维导图

原来是y

2022-11-10

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文件系统设计与实现技术

本思维导图主要总结计算机计算机四级网络工程师知识点文件系统设计与实现技术

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思维导图大纲

1.文件分类

（1）按用途分：

系统文件、用户文件、库函数文件；

（2）按组织形式：

普通文件、目录文件、特殊文件（Unix中I/O设备被视为特殊文件）；

（3）保护方式：

只读文件、读写文件、可执行文件、无保护文件；

（4）存放实限分类：

临时文件、永久文件、档案文件；

（5）组织结构：

逻辑文件

用户可见

无结构的字符流式文件、定长记录文件和不定长记录文件构成的记录树

物理文件

存放在磁盘上：顺序文件、链式文件、索引文件

2.文件物理结构

即文件存储的结构

顺序结构、链接结构、索引结构；

3.磁盘

（1）寻访时间：

寻道时间（最长）、延迟时间、传输时间（最短）；

（2）磁盘调度：

FCFS、SSTF

最短寻道时间，容易引起饥饿现象

SCAN

电梯算法，来回服务

C-SCAN

循环扫描，单向

4.文件目录

实现按名存取，包含文件名和文件的起始地址，用以建立文件名（<255字符）与存储地址的对应关系

必须信息：

FCB、文件结构信息和文件管理信息。

（1）FCB包含：

文件名、文件号、用户名、文件物理地址、文件长度、口令、修改/访问/建立时间；

（2）管理形式分：

一级目录、二级目录、树型目录（搜索快；层次清楚；解决不用用户文件重命名问题；用户不可以创建根目录）

（3）路径名搜索：

全路径名和相对路径（加快搜索速度）；

5.存储空间的分配与回收

文件存储空间的管理方法

位示图、空闲块表、空闲链表、成组链接表（UNIX）。

6.文件系统

（1）优化：

块高速缓存

合理分配磁盘时间

磁盘驱动调度

目录项分解

（2）FAT：

是文件分配表

链接结构

FAT16表示16位簇号，支持8个字符文件名

（3）安全：

建立副本、定时转存、规定文件的存取权限

（4）文件存储空间：

分配单位数据块

（5）从用户角度：

建立文件系统的目标是实现“按名存取”；

从系统角度：

看文件系统主要关注文件存储位置；

7.打开文件时，系统要完成的

（1）根据文件名查找目录，找到FCB；（打开文件第一步，继续open()操作，将FCB写入内存）

（2）根据打开方式，共享说明和用户身份检查，访问合格性；

（3）根据文件号，打开文件表，看文件是否被打开；

（4）在用户打开文件中取一空表项，填写打开方式等，并指向系统打开文件表对应的表项；

8.物理结构

是文件的逻辑块到磁盘号的转换；

9.外存储存取过程

读状态–>置数据->置地址->置控制->读状态

10.创建文件操作过程

检查文件名是否合法

同目录下是否重名

目录中是否有空闲位置

填写目录项内容

文件名、用户名、存取权限、长度置零、首地址

11.文件描述符

内核利用文件描述符来访问文件。

文件描述符是非负整数，打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符，读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。

实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。

当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。

12.对文件的操作

（1）关闭文件操作：

系统根据用户提供的文件名/文件标识符查找FCB

在该FCB的相关内容做修改

置FCB为“非活跃”

写回磁盘

（2）删除文件操作：

查找文件

检查删除合法性

收回FCB资源

收回文件存储空间

（3）访问文件：

首次访问时通常访问文件路径名，之后对文件访问通常使用文件描述符。

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6.文件系统

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9.外存储存取过程

10.创建文件操作过程

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12.对文件的操作

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