26考研——文件管理（4）

408答疑

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一、文件管理基础认知

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二、文件目录

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三、文件系统

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四、常见文件系统实例

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五、参考资料

鲍鱼科技课件

b站免费王道课后题讲解:

网课全程班:

26王道考研书

小林coding

b站Y4NGY

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六、总结

复习提示

• 本章内容较为具体，要注意对概念的理解。
• 重点掌握文件系统的结构及其实现、文件分配和空闲空间管理等。
• 要掌握文件系统的文件控制块、物理分配方法、索引结构、树形目录结构、文件共享原理、文件系统的布局、虚拟文件系统原理等。
• 这些都是统考真题容易考査的内容。

思考题

1. 什么是文件？

   • 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，它的形式多样。

2. 单个文件的逻辑结构和物理结构之间是否存在某些制约关系？

   • 文件的逻辑结构是用户可见的结构，即从用户角度看到的文件的全貌。
   • 文件的物理结构是文件在存储器上的组织结构。它和文件的存取方法以及存储设备的特性等都有着密切的联系。
   • 单个文件的逻辑结构和物理结构之间虽无明显的制约或关联关系，但是，若物理结构选择不慎，则也很难体现出逻辑结构的特点，比如一个逻辑结构是顺序结构，而物理结构是隐式链接结构的文件，即使理论上可以很快找出某条记录的地址，而实际仍需在磁盘上一块一块地找。

3. 目录管理的要求是什么？

   • ① 实现“按名存取”，这是目录管理最基本的功能。
   • ② 提高对目录的检索速度，从而提高对文件的存取速度。
   • ③ 为了方便用户共享文件，目录还需要提供用于控制访问文件的信息。
   • ④ 允许不同用户对不同文件采用相同的名字，以便用户按自己的习惯给文件命名。

4. 在目录中查找某个文件可以使用什么方法？

   • 可以采用线性列表法或哈希表法。
   • 线性列表将文件名组织成一个线性表，查找时依次与线性表中的每个表项进行比较。若将文件名按序排列，则使用折半查找法可以降低平均的查找时间，但建立新文件时会增加维护线性表的开销。
   • 哈希表用文件名通过哈希函数得到一个指向文件的指针，这种方法非常迅速，但要注意避免冲突。

5. 什么是文件系统？

   • 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，简称文件系统。
   • 文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理文件及实施文件管理所需的数据结构。

6. 文件系统要完成哪些功能？

   • 对于用户而言，文件系统最主要的功能是实现对文件的基本操作，让用户可以按名存储和查找文件，组织成合适的结构，并应当具有基本的文件共享和文件保护功能。
   • 对于操作系统本身而言，文件系统还需要管理与磁盘的信息交换，完成文件逻辑结构和物理结构上的变换，组织文件在磁盘上的存放，采取好的文件排放顺序和磁盘调度方法以提升整个系统的性能。

疑难点

1. 文件的三种物理分配方式的比较如下表所示。

   文件三种分配方式的比较

   	访问第 n 条记录	优点	缺点
   连续分配	需访问磁盘 1 次	顺序存取时速度快，文件定长时可根据文件起始地址及记录长度进行随机访问	文件存储要求连续的存储空间，会产生碎片，不利于文件的动态扩充
   链接分配	需访问磁盘 n 次	可解决外存的碎片问题，提高外存空间的利用率，动态增长较方便	只能按照文件的指针链顺序访问，查找效率低，指针信息存放消耗外存空间
   索引分配	m 级需访问磁盘 m+1 次	可以随机访问，文件易于增删	索引表增加存储空间的开销，索引表的查找策略对文件系统效率影响较大

2. 文件打开的过程描述：

   • ① 检索目录，要求打开的文件应该是已经创建的文件，它应登记在文件目录中，否则会出错。在检索到指定文件后，就将其磁盘 iNode 复制到活动 iNode 表中。
   • ② 将参数 mode 所给出的打开方式与活动 iNode 中在创建文件时所记录的文件访问权限相比较，若合法，则此次打开操作成功。
   • ③ 当打开合法时，为文件分配用户打开文件表表项和系统打开文件表表项，并为后者设置初值，通过指针建立表项与活动 iNode 之间的联系，再将文件描述符 fd 返回给调用者。