文件的物理存储
什么是文件的逻辑结构和物理结构
什么是文件的逻辑结构和物理结构
文件的逻辑结构和物理结构是指文件存储结构的两种不同类型。
逻辑结构是指文件在计算机系统内部是如何组织存储的结构。
它主要是文件概念中的内容-编排结构，是一种管理文件内容的方式，一般来说，文件的逻辑结构就是要求文件中的内容应该按照什么顺序排列或组织，这取决于文件内容概念的类型。
常见的逻辑结构有记录结构、层次结构和网状结构。
文件的物理结构是指文件在计算机磁盘上的实际存储结构。
主要用来描述文件中各字段或数据项在物理磁盘上怎么存储的。
文件的物理结构包括固定格式结构、变长格式结构和索引文件结构。
通常来说，文件的逻辑结构和物理结构是相互协调和互动的，文件逻辑结构制定文件如何组织和管理，而文件物理结构负责文件如何存储在计算机磁盘上。
它们一起起到管理文件中的数据的作用，从而使得文件在存取时保持一致的状态，从而更加方便快捷地管理文件。
物理存储和逻辑存储的关系
物理存储和逻辑存储的关系物理存储和逻辑存储是计算机存储系统中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
物理存储是指实际的硬件设备，如硬盘驱动器、固态硬盘、内存条等，这些设备用来存储数据和程序。
逻辑存储则是指对数据和程序的逻辑组织和管理方式，它与实际的硬件设备无关，而是涉及到数据的组织、访问和管理的逻辑结构。
首先，物理存储和逻辑存储之间的关系在于逻辑存储是建立在物理存储之上的。
逻辑存储是通过对物理存储进行抽象和管理，使得数据可以按照逻辑结构进行组织和访问。
例如，在计算机中，文件系统是一种逻辑存储的组织方式，它将数据以文件的形式存储在物理存储设备上，并提供了对这些文件的逻辑访问方式。
其次，逻辑存储的设计和管理是建立在对物理存储设备特性的理解和利用之上的。
逻辑存储需要考虑到物理存储设备的性能、容量、可靠性等特点，以便更好地利用物理存储设备的资源。
例如，虚拟内存是一种逻辑存储的管理方式，它通过将部分数据存储在物理存储设备上，以扩展计算机的内存容量，提高系统的性能。
另外，物理存储和逻辑存储之间的关系还体现在数据的存储和访问过程中。
逻辑存储通过文件系统、数据库管理系统等软件来管理数据的逻辑组织和访问方式，而这些数据最终是存储在物理存储设备上的。
因此，逻辑存储需要与物理存储设备进行交互，将数据存储在物理存储设备上，并通过物理存储设备提供的接口来访问和操作数据。
综上所述，物理存储和逻辑存储之间是密切相关的。
逻辑存储是建立在物理存储之上的，它通过对物理存储设备的抽象和管理，实现了对数据的逻辑组织和访问。
同时，逻辑存储的设计和管理也需要考虑到物理存储设备的特性，以便更好地利用物理存储设备的资源。
最终，数据的存储和访问过程也体现了物理存储和逻辑存储之间的密切关系。
保密文件管理规范
保密文件管理规范一、背景介绍保密文件是指含有国家秘密、商业机密、个人隐私等敏感信息的文件。
为了保护这些文件的安全性和保密性，制定了保密文件管理规范。
本文将详细介绍保密文件的分类、管理流程、存储措施以及违规处理等内容。
二、保密文件的分类根据保密级别的不同，保密文件可分为绝密、机密和秘密三个级别。
绝密级别的文件包含最高机密信息，泄露可能对国家安全造成重大损害；机密级别的文件包含重要的商业机密，泄露可能对企业利益造成严重影响；秘密级别的文件包含一般的商业机密和个人隐私信息。
三、保密文件的管理流程1. 申请保密文件的申请应由需要使用该文件的人员或部门提出，并填写保密文件申请表。
申请表中应包含文件名称、保密级别、使用期限等信息，并由相关领导审批。
2. 分发经过审批的保密文件，由保密管理人员进行分发。
分发时应核对接收人员身份，并记录分发时间和接收人员信息。
3. 使用接收人员在使用保密文件时，应遵守保密规定，不得将文件复制、传输或透露给未经授权的人员。
在使用完毕后，应及时归还或销毁文件。
4. 存储保密文件的存储应采取物理和电子相结合的方式。
物理存储时，应使用专用保密柜或保密文件袋，并设置密码锁。
电子存储时，应采用加密措施，并设置访问权限。
5. 更新和销毁保密文件的更新应定期进行，确保信息的及时性和准确性。
对于不再需要的保密文件，应及时进行销毁。
销毁方式可以是物理销毁，如切碎、烧毁等，也可以是电子销毁，如格式化、磁化等。
四、保密文件的存储措施1. 物理存储保密文件的物理存储应放置在专用保密柜中，保密柜应设有密码锁，并只有授权人员可以访问。
保密柜的密钥应由专人保管，确保密钥不外泄。
2. 电子存储保密文件的电子存储应采用加密措施，确保文件的安全性。
同时，应设置访问权限，只有授权人员才能查看和编辑文件。
电子存储设备应定期进行安全检查，确保没有病毒或恶意软件。
3. 网络传输对于需要通过网络传输的保密文件，应采用加密通道，确保文件在传输过程中不被窃取或篡改。
会计档案的存放要求
会计档案的存放要求
会计档案的存放是一个重要的任务，它涉及到公司的财务数据和记录的安全性
和可访问性。
以下是会计档案的存放要求：
1. 物理存储要求：会计档案应当以文件形式存储，以确保可以长期保存和容易
查找。
文件应放置在干燥、通风、无火灾隐患的地方，远离水源和有害物质。
2. 确定存放位置：会计档案应有一个专门的存放位置，应根据保密性和重要性
进行分类和分级存放。
同时，要保证存放位置有合适的安全措施，例如门禁系统和防火设施。
3. 文件编号和标记：每个会计档案都应有唯一的编号，并标有相关的文件名称、日期和保管责任人的信息。
这有助于快速定位和追踪档案，方便日后查阅和审计。
4. 保管期限：根据法律法规和公司制度，不同类型的会计档案有着不同的保管
期限。
必须严格按照规定的期限保管档案，在过期后按规定销毁或归档。
5. 存储媒介备份：为了确保档案的安全性，可以考虑使用数字化媒介进行备份。
这样可以避免档案因自然灾害、事故或人为原因遭到丢失或损坏。
6. 访问权限控制：只有授权人员才能访问会计档案。
可以对存放位置进行访问
权限控制，确保档案不会被未经授权的人员随意查阅或篡改。
综上所述，会计档案的存放要求包括物理存储要求、存放位置的确定、文件编
号和标记、保管期限的管理、存储媒介备份以及访问权限的控制。
遵守这些要求有助于保护会计档案的完整性、信息安全和合规性。
操作系统练习题5-6答案
一、判断题1.(×)文件系统中分配存储空间的基本单位是记录。
2。
（×)文件系统中源程序是有结构的记录式文件。
3.(×）同一文件系统中不允许文件同名, 否则会引起混乱。
4.（×）特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件。
5。
（×）文件的索引表全部存放在文件控制块中。
6.(×)打印机是一类典型的块设备.7.（√)流式文件是指无结构的文件。
8。
(√)引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数。
9。
（×)文件目录必须常驻内存。
10.（×)固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间。
11.（×）在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块。
12.（×）磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取。
13。
（×）文件系统的主要目的是存储系统文档.14.（√)对文件进行读写前，要先打开文件.15.（×)选择通道主要用于连接低速设备。
16.(×)如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效。
17。
(×）引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率。
18。
(√)文件目录一般存放在外存.二、选择题1．在下列调度算法中，（ A ）不属于进程调度算法。
A．电梯调度法 B．优先级调度法 C．时间片轮转法 D． FIFO法2．如果文件采用直接存取方式且文件大小不固定，则宜选择（D）文件结构。
A．任意 B．顺序 C．随机 D．索引3．CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（C）.A．交换技术 B．覆盖技术 C．缓冲技术 D．DMA技术4．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（ A ）功能实现的。
A．设备独立性 B．设备分配 C．缓冲管理 D．虚拟设备5．在设备分配中,可能会发生死锁的分配方式是（ C ）.A．静态方式 B．单请求方式 C．多请求方式 D．假脱机方式6．在磁盘的访问过程中，时间花费最多的是（A ）。
保密文件管理规范
保密文件管理规范引言概述：保密文件的管理对于任何组织或机构来说都至关重要。
保密文件的泄露可能会对组织的利益、声誉和安全造成严重损害。
因此，建立一套严格的保密文件管理规范是必不可少的。
本文将介绍保密文件管理规范的五个主要部分，包括文件分类与标记、存储与访问控制、传输与共享、备份与恢复、以及销毁与归档。
一、文件分类与标记：1.1 敏感程度分类：根据文件的敏感程度，将文件分为不同的等级，如机密、秘密和一般等级。
不同等级的文件需要采取不同的保护措施。
1.2 标记文件：对每个保密文件进行明确的标记，包括文件名称、等级、创建日期、创建者等信息。
标记可以帮助识别文件的重要性和保密级别。
1.3 定期审查：定期对保密文件进行审查，根据需要更新文件的等级和标记，确保文件的保密级别与实际情况一致。
二、存储与访问控制：2.1 物理存储：保密文件应存储在安全的地方，如保险柜或密码锁保护的房间。
只有授权人员才能进入存储区域。
2.2 数字存储：对于电子文件，应使用加密措施来保护文件的机密性。
确保只有授权人员才能访问和编辑文件。
2.3 访问控制：建立访问控制策略，限制对保密文件的访问权限。
只有经过授权的人员才能查看、编辑或复制文件。
三、传输与共享：3.1 安全传输：在传输保密文件时，应使用安全的通信渠道，如加密的网络连接或安全的文件传输协议。
3.2 共享权限：在共享保密文件时，应仅授予必要的权限，限制对文件的修改或复制。
确保共享文件的安全性和完整性。
3.3 监控与审计：对共享文件的访问进行监控和审计，记录每个人对文件的操作，以便追溯和追责。
四、备份与恢复：4.1 定期备份：对保密文件进行定期备份，确保文件的安全性和可恢复性。
备份应存储在安全的地方，并进行加密保护。
4.2 灾难恢复计划：建立灾难恢复计划，包括备份文件的恢复步骤和恢复时间目标。
确保在灾难事件发生时能够快速恢复保密文件。
4.3 定期测试：定期测试备份和恢复过程，确保备份文件的完整性和可用性。
数据的物理存储结构和逻辑存储结构
数据的物理存储结构和逻辑存储结构数据的存储结构是指数据在计算机内部存储的方式，通常包括物理存储结构和逻辑存储结构。
其中，物理存储结构指的是数据在物理介质上的存储方式，而逻辑存储结构则指的是数据在逻辑层面上的存储方式。
一、物理存储结构1. 磁盘存储结构磁盘作为计算机存储数据最常用的介质，其物理存储结构包括派生区、分区和磁道。
分区可以被进一步分为多个扇区，每个扇区包含了特定大小的数据块。
数据在磁盘上的存储方式取决于操作系统如何管理磁盘的分区和扇区。
2. 光盘存储结构光盘存储结构通常被分为引导区、文件区和根目录区。
引导区包含操作系统程序的启动代码。
文件区可包含多个不同类型的数据文件，每个文件都被分配了一个特定的文件头和文件尾，文件头包含文件的元数据，如文件名、大小和创建时间等，文件尾部包含空数据块。
3. 固态硬盘存储结构固态硬盘存储结构与传统机械硬盘有所不同，它采用了一种称为闪存的非易失性存储技术。
固态硬盘没有物理的磁盘或了磁头，取而代之的是闪存芯片和控制器芯片。
数据存储在闪存中，其存储方式更加简单，容易实现高速访问。
二、逻辑存储结构逻辑存储结构是计算机中按照逻辑结构划分的数据存储方式。
常见的逻辑存储结构包括：1. 文件类型结构文件是计算机系统中最基本的数据单位，文件类型结构把文件存储组织成一种层次结构。
在这种结构中，每个文件都是一个独立的单元，它们之间使用树形结构进行组织。
每个文件都包含了文件头、数据和文件尾。
文件头包含文件名、文件长度、文件创建时间和修改时间等元数据，文件尾记录着文件的结束符。
2. 关系型数据库结构关系型数据库是一种经典的逻辑存储结构，它把数据存储组织成一个或多个表格。
每个表格都包含若干行数据，每一行数据称为一条记录。
表格中的每一列都包含了特定的数据元素，称为字段。
表格之间可以通过外键进行关联。
3. 对象型数据库结构对象型数据库是一种基于面向对象编程思想的逻辑存储结构。
它把数据存储组织成一种对象，并通过对象之间的继承、组合和关联等方式相互关联。
数据库物理存储格式-概述说明以及解释
数据库物理存储格式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述数据库物理存储格式是指数据库在磁盘上的实际存储方式和结构。
在数据库管理系统中，物理存储格式是为了有效地组织和管理数据而设计的。
它直接影响着数据库的性能、可扩展性和数据的访问速度。
数据库物理存储格式一般包括以下几个方面：1. 存储结构：数据库物理存储格式使用一种特定的数据结构来组织和存储数据。
常见的存储结构包括表空间、页、块等，它们按照一定规则组织数据，以提高数据的访问效率和存储空间的利用率。
2. 存储方式：数据库物理存储格式可以采用不同的存储方式来存储数据。
常见的存储方式有堆文件、索引文件、分区存储等。
不同的存储方式适用于不同的数据操作场景，可以提高查询效率、降低存储成本等。
3. 数据布局：数据库物理存储格式还涉及到数据在磁盘上的分布方式。
合理的数据布局可以减少数据的碎片化，提高数据的访问效率。
常见的数据布局包括顺序存储、散列存储、索引存储等。
4. 存储策略：数据库物理存储格式也包括一些存储策略的选择。
比如，可以选择不同的压缩算法来减少数据占用的存储空间；可以选择不同的缓存机制来提高数据的访问速度等。
总而言之，数据库物理存储格式是数据库管理系统在磁盘上实际存储数据的一种组织方式，它直接关系到数据库的性能和可用性。
在设计和选择数据库物理存储格式时，需要综合考虑数据访问模式、硬件环境、查询性能等多个因素，以便为用户提供高效、可靠的数据服务。
文章结构部分主要描述了整篇文章的组织结构和各个部分的内容概述。
本文的结构如下：1. 引言1.1 概述引导读者了解数据库物理存储格式的重要性及其在数据库系统中的作用。
介绍了物理存储格式对于数据的组织和存储效率的影响。
1.2 文章结构本部分将详细阐述本篇长文的组织结构，帮助读者理解全文的脉络和各个章节的内容。
1.3 目的阐明本文旨在提供关于数据库物理存储格式的全面介绍，为读者提供基本概念和知识，帮助读者理解数据库的底层存储结构和优化技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Operating System Concepts – 7th Edition
9
Operating System Concepts – 7th Edition
10
链接结构
又称串联结构，将一个逻辑上连续的文件信息存 放在外存的不连续(或连续)物理块中。
Operating System Concepts – 7th Edition
25
解决办法
采用间接索引(多重索引)，也就是在索引表所指的物理块 中存放的不是文件信息，而是装有这些信息的物理块地址；
一级间接索引，可寻址的文件长度将变为 n*n 块； 如果文件长度还大于 n*n块的话，则二级间接索引。
由一组相邻的物理块组成，是对记录式文件取连 续区分配而构成的文件。
特点 ：顺序存取速度快
所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少
Operating System Concepts – 7th Edition
5
Operating System Concepts – 7th Edition
6
顺序结构
对于字符流的无结构文件来说，每一个物理块中存放长 度相等的文件信息(存储文件尾部信息的物理块除外)。
对于记录式文件来说，由于记录长度既可以固定的，也 可以是可变的，而且其长度不一定刚好等于其物理块的 长度，因此,给记录从逻辑地址到物理地址的变换带来了 额外的负担。为了简单起见，假设文件系统中每个记录 的长度是固定的，且其长度正好等于物理块的长度。
索引表：存放文件信息所在的逻辑块号和与之对 应的物理块号
Operating System Concepts – 7th Edition
22
0123 4567 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
(3)不利于文件插入和删除
(4)外部碎片问题
思考：程序文件、数据库文件是否适合连续分 配？
连续文件不宜用来存放用户文件、数据库文件 等经常被修改的文件。
Operating System Concepts – 7th Edition
8
顺序结构
该分配方案可能会导致磁盘碎片，严重降低外存空间的利用率。 解决方法之一，系统定期或不定期采用紧凑技术，将小分区合并为
FAT16采用16位的文件分配表，FAT32才用32 位的文件分配表
Operating System Concepts – 7th Edition
18
图示
Operating System Concepts – 7th Edition
19
微软默认格式化参数
FAT16文件系统
FAT32文件系统
磁盘大小 扇区/ 字节数 磁盘大小 扇区/ 字节数
连续分配的主要优点如下： (1) 支持顺序存取和随机存取 (2) 顺序访问速度快 (3)所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少
Operating System Concepts – 7th Edition
7
顺序结构
连续分配的主要缺点如下：
(1) 要求有连续的存储空间
(2) 必须事先知道文件的长度，以后不能动态 增长（预留空间、重新分配和移动）
文件的物理存储
文件的物理结构与存储设备
用户对不同类型的文件采用不同的存取方法，但每种方法都是先搜索到操作 对象——记录或某段字符流信息的逻辑地址，然后，由逻辑地址映射到对应 的物理地址，再对物理地址的有关信息进行操作。
文件系统采用哪种存取方法和逻辑结构，实际上是和物理存储介质有关的。 文件的物理结构 文件存储设备
20
思考
在FAT16中一簇最大64个扇区，为什么FAT16能管理的磁盘分区为 2G？
Operating System Concepts – 7th Edition
21
索引结构
文件的信息存放在若干不连续物理块中，系统为 每个文件建立一个专用数据结构--索引表，并将 这些块的块号存放在一个索引表中
Operating System Concepts – 7th Edition
¡ ¡
data data data
data data data
混合索引方式
28
¡
¡
¡
data data
data data
(1) 直接地址。
为了提高对文件的检索速度， 在索引结点中可设置10 个直接地址项， 即用iaddr(0)~iaddr(11)来存放直接地址。 换言之，在这里的每项中所存放的是该文件数据的盘块的 盘块号。假如每个盘块的大小为 4 KB，当文件不大于48 KB时，便可直接从索引结点中读出该文件的全部盘块号。
Operating System Concepts – 7th Edition
2
文件的物理结构
文件的存储设备通常画分为若干个大小相等的物理 块，每块长为 512 或 1024字节。
为了有效地利用存储设备和便于系统管理,一般把文 件信息也画分为与物理存储设备的物理块大小相等 的逻辑块。从而，以块作为分配和传送信息的基本 单位。
Operating System Concepts – 7th Edition
29
(2) 一次间接地址。
对于大、 中型文件， 只采用直接地址是不现实的。 为此，可再利用索引结点中的地址项iaddr(12)来提供一 次间接地址。这种方式的实质就是一级索引分配方式。 图中的一次间址块也就是索引块，系统将分配给文件的 多个盘块号记入其中。在一次间址块中可存放1K个盘块 号， 因而允许文件长达4 MB。
Operating System Concepts – 7th Edition
3
文件的物理结构
顺序结构（连续结构） 链接结构（串连结构） 索引结构
Operating System Concepts – 7th Edition
4
顺序结构
又称连续结构，是一种最简单的物理文件结构， 它将一个文件的信息存放在若干连续的物理块中
簇
簇
4.1~16M 2 1k B
32.5~260 1 512 MB
<=128MB 4 2k
<=8GB 8 4k
<=256MB 8 4k
<=16GB 16 8k
<=512MB 16 8k
<=32GB 32 16k
<=1GB 32 16k >32GB 64 32k
<=2GB 64 32k
Operating System Concepts – 7th Edition
Extent-based file systems allocate disk blocks in extents
An extent is a contiguous block of disks Extents are allocated for file allocation A file consists of one or more extents.
Operating System Concepts – 7th Edition
30
(3) 多次间接地址。
当文件长度大于4 MB+48 KB时(一次间址与12个直接 地址项)， 系统还须采用二次间址分配方式。这时，用地 址项iaddr(13)提供二次间接地址。该方式的实质是两级索 引分配方式。系统此时是在二次间址块中记入所有一次间 址块的盘号。在采用二次间址方式时，文件最大长度可达 4 GB。 同理，地址项iaddr(14)作为三次间接地址， 其所允 许的文件最大长度可达4 TB。
98 5
27
…
…
…
…
…
磁盘 空间 0 1 2
图 105 6 106 12
两 254 级
索 引 分 356 配
35 7
98 5
-
mode owners (2) time stamps (3)
size block count i.addr (0) i.addr (1) direct blocks
single indirect double indirect triple indirect
Operating System Concepts – 7th Edition
文件目录 文件名 索引表地址
Jeep
19
9
16
1
19
10
25
-1
-1
-1
23
优点:
既可以满足文件动态增长的要求，又可以较为方便和 迅速地实现随机存取。
因为有关逻辑块号和物理块号的信息全部放在一个集中的索 引表中，而不是像串联文件结构那样分散在各个物理块中。
15
Operating System Concepts – 7th Edition
16
链接分配(变形)
为了提高文件检索速度以及减少块内指针占 用的存储空间，有的操作系统将文件分区设 置为若干个（数目相同或不同）连续的数据 块，称之为簇。
这样，为文件分配存储空间时，以可变大小 的分区为单位。文件的存储较少的、局部连续的文件分区组成。
Operating System Concepts – 7th Edition
24
其中存在的问题?
文件很大，文件索引表也就较大。
如果索引表的大小超过了一个物理块，那 么我们必须象处理其他文件的存放那样决 定索引表的物理存放方式，但这不利于索 引表的动态增加；
索引表也可按串联方式存放，但这却增加 了存放索引表的时间开销。
Operating System Concepts – 7th Edition