第4章 Windows文件系统
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第四章 操作系统基础
3、新建文件和文件夹
4、移动、复制、删除文件和文件夹 5、压缩和解压文件或文件夹 6、搜索文件或文件夹 7、设置共享文件夹 8、查看文件、文件夹的属性
4.4 Windows Server 2003简介
4.4.1Windows Server 2003基本设置 4.4.2 Windows Server 2003的账户管理
2、选择文件或文件夹 （1）选定单个文件或文件夹：单击要选择的文件或文件夹图 标。 （2）选定多个连续的文件或文件夹：先选定第一个，再按键 盘上的Shift键，然后单击所要选的文件和文件夹。 （3）选定多个不连续的文件或文件夹：先按住键盘上的Ctrl 键，再逐个单击想要选择的文件或文件夹图标。 （4）选定全部文件或文件夹：选择【编辑】∕【全部选定】 命令或按Ctrl+A组合键。 （5）反向选定：如果除了少数几个文件不需要选中，其它的 文件都要选中，这时可以使用 “反向选定”的功能。操作方法是：先选中这几个文件不需要 选的文件，选择【编辑】∕【 反向选择】，则刚才未被选中的文件或文件夹就全部被选中。
3
4.1操作系统概述
4.2 Windows7的基本操作
4.3 文件系统管理 4.4 Windows Server 2003简介 4.5 注册表应用简介
4
4.1操作系统概述
4.1.1操作系统的概念及分类
操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统中的核心系统 软件，它负责管理和控制计算机系统的各种软、硬件资源，为其他软件 的运行提供支撑，并为用户和计算机之间搭起了一座交互沟通的桥梁。 按应用领域划分主要有以下三种： 1．桌面操作系统 2．服务器操作系统 3．嵌入式操作系统
4．文件夹和文件的所有权 （1）查看所有权 （2）更改所有权 5．加密文件系统 （1）加密文件的方法： （2）加密文件的访问授权方法：
操作系统课程设计
操作系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解操作系统的基本概念、功能、类型和结构，掌握操作系统的五大核心功能模块（处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口）；2. 掌握操作系统的发展历程、主要操作系统（如Windows、Linux、Mac OS）的特点及应用场景；3. 了解操作系统的设计与实现原理，包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统等关键技术；4. 学会使用操作系统提供的命令行或图形界面进行基本的系统操作与维护。
技能目标：1. 培养学生对操作系统的实际操作能力，能够熟练使用至少一种操作系统进行日常管理与维护；2. 培养学生运用操作系统原理解决实际问题的能力，如分析系统性能、诊断故障、优化配置等；3. 提高学生的编程能力，使其能够编写简单的系统程序或脚本，实现特定功能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统的兴趣，激发学生学习计算机科学的热情；2. 培养学生的团队合作意识，使其在讨论、分析、解决问题的过程中学会倾听、交流、协作；3. 培养学生具备良好的信息素养，关注操作系统领域的最新发展，增强信息安全意识。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业（或相关领域）的必修课，具有较强的理论性和实践性。
学生特点：学生已具备一定的计算机基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但可能对操作系统原理的理解和应用尚有不足。
教学要求：注重理论与实践相结合，以案例驱动、任务导向的方式进行教学，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握操作系统的基本原理，提高实际应用水平，为后续专业课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的基本概念、功能、类型，比较不同操作系统的特点，分析操作系统的发展趋势。
教材章节：第一章 操作系统概述2. 进程与线程管理：讲解进程与线程的概念、状态与转换，进程调度算法，同步与互斥，死锁与饥饿问题。
教材章节：第二章 进程管理3. 存储管理：介绍内存分配与回收策略，虚拟内存技术，页面置换算法，内存保护机制。
计算机导论课件-第4章-计算机操作系统概述
4.1 操作系统的功能
2、存储器管理 存储管理主要管理内存资源。当多个程序共享有限的内存
资源时，会有一些问题需要解决，比如，如何为它们分 配内存空间，同时，使用户存放在内存中的程序和数据 彼此隔离、互不侵扰，又能保证在一定条件下共享等问 题，都是存储管理的范围。当内存不够用时，存储管理 必须解决内存的扩充问题，即将内存和外存结合起来管 理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储 器。
RTOS设计目标：对外部请求能在严格的时限内作 出响应，有高可靠性和完整性
硬实时任务（Hard Real-time Task） 软实时任务（Soft Real-time Task）
实时操作系统
分类： 第一类：实时过程控制
工业控制，军事控制，... 第二类：实时通信（信息）处理
电讯（自动交换），银行，飞机订票 股市行情
设备驱动程序（Device Drivers）
存储器管理器（Memory Manager）
调度和分派程序（Scheduler and Dispatcher）
5.4 系统的引导
现代操作系统处理的难题(1)
进程（Process）
对正在运行的程序的抽象 一个进程至少包括三部分内容：
一段可执行的程序 程序的相关数据：变量、工作空间和缓冲区等 程序执行的上下文环境，即进程的状态
4.1 操作系统的功能
3、设备管理 操作系统应该向用户提供设备管理。设备
管理是指对计算机系统中所有输入输出设备 (外部设备)的管理。设备管理不仅涵盖了进行 实际I/O操作的设备，还涵盖了诸如设备控制 器、通道等输入输出支持设备。
4.1 操作系统的功能
4、文件管理 系统中的信息资源(如程序和数据)是以文件的形式
《计算机科学导论》第4章操作系统精品PPT课件
பைடு நூலகம்
4.3 操作系统的功能
3.网络操作系统的功能
常用的网络操作系统有Windows NT、UNIX、Linux、 NetWare等。网络操作系统除具有一般操作系统的功能外，还 应该具有以下功能：
• 网络通信 • 网络资源管理 • 网络服务 • 网络管理 • 互操作
4.4 操作系统的分类
1.批处理操作系统
来描述一个进程 。
(2) 进程的状态 ：三个最基本的状态：运行态、就绪态、阻塞
态。
运行态
就绪态
阻塞态
4.5 一些基本概念及组成
(3) 进程调度 ：不同的系统会采用不同的调度算法 。
(4) 进程通信 ：包括进程的同步与互斥、管道通信、
共享内存、消息队列 、网络通信。
4.5 一些基本概念及组成
• 存储管理 (1) 单一分区：整个内存除了操作系统外，另外的内存空间只分
(1) 文件： 可以长期保存在外存中的、被赋名了的、信息单元的 集合
(2) 目录：目录是一些目录项的列表，每个目录项一般含有文件 名，以及文件控制说明信息(或文件的索引节点号)。
4.5 一些基本概念及组成
2.操作系统的基本组成
操作系统
用户接口
存储管理 进程管理 设备管理 文件系统
4.5 一些基本概念及组成
• 地址空间
(1) 物理空间：物理内存的连续的物理单元隔成物理地址，物理
(2)
地址的集合即为物理空间 。
(2) 逻辑空间：进程的逻辑地址的集合，这个地址的开始值通常
为0，一直到某个最大值。
4.5 一些基本概念及组成
• I/O设备 (1) 字符设备 ：以字符为单位发送或接收一个字符流。 (2) 块设备 ：信息存放在固定大小的块中，这些块有自己的地址 。 • 文件
4.3 操作系统的功能
3.网络操作系统的功能
常用的网络操作系统有Windows NT、UNIX、Linux、 NetWare等。网络操作系统除具有一般操作系统的功能外，还 应该具有以下功能：
• 网络通信 • 网络资源管理 • 网络服务 • 网络管理 • 互操作
4.4 操作系统的分类
1.批处理操作系统
来描述一个进程 。
(2) 进程的状态 ：三个最基本的状态：运行态、就绪态、阻塞
态。
运行态
就绪态
阻塞态
4.5 一些基本概念及组成
(3) 进程调度 ：不同的系统会采用不同的调度算法 。
(4) 进程通信 ：包括进程的同步与互斥、管道通信、
共享内存、消息队列 、网络通信。
4.5 一些基本概念及组成
• 存储管理 (1) 单一分区：整个内存除了操作系统外，另外的内存空间只分
(1) 文件： 可以长期保存在外存中的、被赋名了的、信息单元的 集合
(2) 目录：目录是一些目录项的列表，每个目录项一般含有文件 名，以及文件控制说明信息(或文件的索引节点号)。
4.5 一些基本概念及组成
2.操作系统的基本组成
操作系统
用户接口
存储管理 进程管理 设备管理 文件系统
4.5 一些基本概念及组成
• 地址空间
(1) 物理空间：物理内存的连续的物理单元隔成物理地址，物理
(2)
地址的集合即为物理空间 。
(2) 逻辑空间：进程的逻辑地址的集合，这个地址的开始值通常
为0，一直到某个最大值。
4.5 一些基本概念及组成
• I/O设备 (1) 字符设备 ：以字符为单位发送或接收一个字符流。 (2) 块设备 ：信息存放在固定大小的块中，这些块有自己的地址 。 • 文件
计算机基础第4章操作系统和文件管理
用来保存文件及文件夹。有：
二、 文件分类 系统文件 按性质分 按用途分： 库文件 用户文件
光盘驱动器
普通文件 目录与文件夹 设备文件
计算机基础
第二节 文件和文件管理
三、DOS文件目录管理
A的文件 DOS文件 程序文件
B的文件
Windows文件
……
数据文件
成磁 千盘 上上 万可 个以 文存 件放
如何在磁盘上查找文件？ 不同系统文件重名怎么办？
计算机基础
第一节 操作系统基础知识
• • • •
操作系统的功能
软件和硬件 资源管理
操作系统的分类 •单\多用户 •单机\网络 •单任务\多任务 特征：
•并发性 •共享性 •虚拟性 •不确定性
•
处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 作业管理
计算机基础 计算机基础
第一节 操作系统基础知识 第一节 操作系统基础知识
计算机基础
第二节 文件和文件管理
四、Windows文件夹管理
与DOS相同，文件存储也是树型结构，只是文 件目录换成文件夹。 例如： D:\dzh\hlp\dzh.hlp
一级文 件夹
二级文 件夹
文件
长文件名 文件名组成与DOS相同，但文件名字符个数可以为 1--255个（可区分大小写字母），每个文件有两个 文件名：长文件名和8.3格式的别名。而DOS系统中 只能是8.3格式。
以windows 基本元素:窗口、菜单、对话框、图标、帮助 为例介绍
图形用户界面的基本元素
最小化
一、窗口
菜单栏
最大化
关闭 滚动条
文件夹图 标 状态栏
计算机基础
第三节 常用操作系统
二、菜单
《操作系统》习题集参考答案：第4章 文件系统
第4章文件系统-习题集参考答案一、选择题1. D2. A3. D4. A5. B6. A //一个文件对应一个文件控制块，所有文件控制块构成目录文件7. A //在文件系统中，为每个文件建立一个文件目录，作为目录文件的一个目录项，包含文件的名称及其属性。
8. C9. C //在设置当前工作目录后，文件查找在默认情况下是查当前目录，从而提高查找速度。
10. D11. C12. B13. C //如UNIX中，采用了把文件名与文件描述信息分开的方法，即使文件描述信息单独形成一个称为索引节点的数据结构，简称i节点（索引节点），这样文件目录中仅由文件名各指向该文件所对应的i节点的指针所构成，这样目录项仅有16个字节，其中14个字节为文件名，2个字节为i节点指针。
在1KB的盘块中可做1KB/16B=64个目录项，这样，为找到一个文件，可以大小减少读入内在的信息量。
14. B //只有索引分配方式中的FCB才包含索引表地址15. B16. B17. D //1K/64=1618. C //本注：每块能存放的目录项=1K/64=16个；3200个目录项占用盘块数=3200/16=200。
因为一级目录平均访问盘次数=1/2盘块数（顺序查找目录表中所有目录项，每个目录项为一个FCB），所以平均访问磁盘次数=200/2=100次。
19. C//本注：1.用的是称做“混合索引”的方式。
2.思路很简单，只是要用些专用概念3.三类地址项：1）直接地址项，每个地址直接管理一个“文件块”，而每个“块”是256字节。
共4个这种地址，所以管理：4*256=1KB2）一级间接地址项，每个地址项管理一个“索引块”，而索引块的大小也是256字节，其中可放置:256/4=64个地址项，而每个地址项管理256字节文件。
所以，2个一级间址可管理文件大小：2*64*256=32KB3)二级间接地址项，地址项→索引块→索引块→文件数据块。
所以可管理文件数据：1*64*64*256=1024KB.4.综合上面可管理的文件大小为：1+32+1024=1057KB20. B21. B22. B //每个盘面物理块=200*4=800块，盘面数=8000/800=10，互盘有两个盘面。
第4章 文件系统
肖毅
UNIX操作系统－第四章 文件系统
16
文件硬链接
4738
文件信息 abc.c xyz.c 4738 4738 Link数=2 数据块指针
数据块 目录项
肖毅
索引节点表
UNIX操作系统－第四章 文件系统 17
UNIX文件链接 文件链接
2．软链接（符号链接） $ls –li *.c 4738 -rw-rw-rw- 1 chr staff 468 Oct 18 20:01 xyz.c $ln –s xyz.c def.c 建立软连接 $ls –li *.c 4738 -rw-rw-rw- 1 chr staff 468 xyz.c 5325 lrw-rw-rw- 1 chr staff 468 def.c-> xyz.c $rm xyz.c $ls –li *.c 5325 lrw-rw-rw- 1 删除原来的文件 无法访问链接文件 chr staff 468 def.c-> xyz.c
肖毅
UNIX操作系统－第四章 文件系统 24
UNIX文件系统命令－目录类 文件系统命令－ 文件系统命令
4）-i：列出文件的i节点号。
$ ls -i 184323 arg 184393 config.ap 184326 pipe1 184321 arg.c 206873 document 184391 xsh2 184327 bak.d 184325 inc 184392 xsh2.c
肖毅
UNIX操作系统－第四章 文件系统
21
UNIX文件系统命令－目录类 文件系统命令－ 文件系统命令
ls有几十个选项，控制每个文件的列表格式，以及列表 的范围包括哪些文件。 1 -a 1）-a：列出所有（all）项。它包括那些名字以句点打头 all 的文件（默认情况下，这些文件不被列出）。 $ ls -a . .cshrc arg document pipe1 xsh2.c .. .profile arg.c config.ap inc xsh2
第4章-操作系统安全技术
三.知识链接：
【案例2】Windows 2000系统安全设 置
三.知识链接：
4．2 Windows 2000系统安全控制
微软为Windows NT操作系统设计了一种新的文件系统，这种文 件系统就是NTFS。NTFS（New Technology 新技术文件系统） 是微软专为Windows NT操作环境所设计的文件系统，并且广泛 应用在Windows NT操作环境环境所设计的文件系统，并且广泛 应用在Windows NT的后续版本Windows 2000与Windows XP 中。与Windows系统过去使用的FAT/FAT32格式的文件系统相比， NTFS具有如下优势。 1）长文件名支持 2）对文件目录的安全控制。 3）先进的容错能力。 4）不易受到病毒和系统崩溃的侵袭。
三.知识链接：
4．2 Windows 2000系统安全控制
【知识2】Windows 2000用户和组 在网络环境中，用户帐户能为用户保留具有个性化的操作环境，例如界 面的设置（桌面、“开始”菜单、屏幕显示等）、鼠标和键盘的设置、 输入法的设置、网络连接等。但是，更为重要的是用来保证系统安全， 防止用户非法使用计算机资源。 用户帐号最重要的组成部分是用户名和密码。每个登录网络的用户必须 要有用户帐户。在登录到网络系统时，首先需要用户键入用户名和密码， 然后系统对它们进行检查。在登录成功后，网络系统会根据管理员已赋 予用户的权限来控制和监视用户对系统资源的访问。 1．用户帐户 （1）用户帐号的类型 在Windows 2000中有两种用户帐户：本地用户帐户和域用户帐户。
三.知识链接：
4．通信网络安全 通信网络中信息有存储、处理和传输三个主要操作，其中信息在传输过程中 受到的安全威胁最大。因此网络操作系统必须采用多种安全措施和手段，其 主要内容有： 1）用户身份验证和对等实体鉴别：远程登录用户和口令应当加密，密钥必须 每次变更，以防被人截获后冒名顶替。对等实体鉴别是指在网络环境下，一 个用户向另一个用户发送数据，发送方必须鉴别接收方是否确定是他要发送 信息的人，接收方也要判别所发来的信息是否确定是由发送者本人发来的。 2）访问控制：指对哪些网络用户可访问哪些本地资源，以及哪些本地用户可 访问哪些网络资源进行控制。 3）数据完整性：防止信息在传送和存储过程中的篡改、替换、删除等。 4）防抵赖：防止收发信息双方抵赖纠纷。发送方不能否认曾向接收方发送过 信息，并且不否认接收方收到的信息是未被篡改过的原样信息。发送方也会 要求收方不能在收到信息后抵赖或否认。 5）审计：主要审计用户对本地主机的使用和网络运行情况。
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目录结构：
Windows 文件系统
Two-Level Directory 两级目录 Tree-Structured Directories 树型目录 Acyclic-Graph Directories无环图结构目录
4.7
File System Implementation
On-Disk file system structures:
统软件或应用软件都以文件方式来管理。
文件是存贮在某种介质上的（如磁盘、磁带等）
并具有文件名的一组有序信息的集合。
文件系统是操作系统中以文件方式管理计算机软
件和部分硬件资源的软件和被管理的文件和数据 结构（如目录和索引表等）的集合。
Windows 文件系统
4.4
文件系统的类型
FAT（MS-DOS文件系统） FAT32（VFAT）(win98文件系统) NTFS（NT文件系统） S51K/S52K（AT&T UNIX sysv） ext (minix文件系统) ext2、ext3（linux文件系统） HPFS（OS/2高性能文件系统 ） UFS (UNIX文件系统) UDF(DVD文件系统)
Windows 文件系统
4.10
Linked Allocation
Windows 文件系统
4.11
Example of Indexed Allocation
Windows 文件系统
4.12
Combined Scheme
inode
Windows 文件系统
4.13
File System Implementation
Windows 文件系统
4.22
FAT32
Windows98采用FAT32格式，FAT32其引导区记录被扩展为
包括重要数据结构的备份，根目录成为一个普通的簇链，可以 放在文件区任何地方。
FAT32的根目录区（ROOT区）不再是固定区域、固定大小，
而是可以看作数据区的一部分, 采用与子目录文件相同的管理 方式。根目录下的文件数目不再受最多256的限制。
文件名区分大小写
文件名可以有255字符长度
最长路径为1023个字符 FSD：\windows\system32\drivers\udfs.sys
Windows 文件系统
4.18
FAT12、FAT16、FAT32 文件系统
FAT（File Allocation Table，文件分配表）文件系统源于最初的
4.17
UDF文件系统
UDF（Universal Disk Format，通用磁盘格式）是于
1995年由OSTA（Optical Storage Technology Association，光学存储技术协会）为光磁盘存储媒介 如DVD-ROM等所制定的，用来代替CDFS，比CDFS更 加灵活。UDF具有如下特点：
线性检索法 索引
Hash法
Contiguous Allocation 连续分配
Allocation Methods of disk space:
Linked Allocation
链接分配
MS-DOS、OS/2、Windows 使用: File-allocation table (FAT)文 件分配表
A boot control block
UFS:boot block NTFS:partition boot sector
A partition control block
UFS:superblock NTFS:Master File Table
A directory structure
4.14
Windows文件系统概述
Windows 2000/XP文件系统
Windows直接支持的文件系统包括：
CDFS,UDF
FAT12, FAT16, FAT32 NTFS
Windows 文件系统
4.16
CDFS文件系统
CDFS（CDROM File system，只读光盘文件系统）是
Windows 文件系统
4.27
NTFS设计目标
NTFS设计目标
可恢复性
安全性 数据冗余和容错
Windows 文件系统
4.28
NTFS设计目标：可恢复性
文件系统的要求：速度快和可恢复性 速度快 =>读写操作快 => 使用缓存 =>可恢复性降低 文件系统的可恢复性取决于文件系统的写入操作方式。
MS-DOS和Windows3.1的文件系统。为了支持长文件名(DOS和 Windows 3.1文件名不能超过11个字符)，FAT被广泛地更新。更新 后的系统称之为Virtual FAT (VFAT)或FAT32。 FAT16文件系统只能用在软盘和Windows 9x磁盘（不是CD-ROM ）上。FAT32是一个更加有效的管理磁盘的变种。 为了向后兼容，也为了方便用户升级，Windows 2000/XP仍然提供 对FAT的支持 每一种FAT文件系统都用一个数字来标识磁盘上簇号的位数。 例如，FAT12的簇标识为12位（二进制数），这限制了它的 单个分区最多只能存储2 12（=4096）个簇，而FAT 12在 Windows 2000/XP中的簇大小在512B与8KB之间，这意味 着FAT12卷的大小至多只有32M。 FAT卷的结构: Boot Sector + FAT1 + FAT2 +Root +Other dirs and files FSD:\windows\system32\drivers\fastfat.sys
Windows 文件系统
4.25
NTFS文件系统
NTFS是Windows 2000/XP的首选文件系统
NTFS的簇标识为64位
文件与目录的安全性 文件与目录的压缩 文件与目录的加密 文件与目录的可恢复性。
Windows 文件系统
4.26
NTFS设计要求
NTFS设计目标
NTFS的高级特性
File-Allocation Table（FAT结构）
Windows 文件系统
4.21
FAT文件系统磁盘的结构
FAT1和FAT2都为文件分配表，二表相同，FAT2作备份用。 对软盘FAT表每表项为12位，表示簇号。
对硬盘各区，FAT表项可为12位、16位和32位。
根目录区是存放根目录，它有固定长度，由引导区BIOS参数块
1988年为只读光盘所制定的文件系统标准。CDFS比较 简单，但是有一定的限制：
文件和目录名的长度必须少于32个字符。 目录树的深度不能超过8层。 FSD：\windows\system32\drivers\cdfs.sys。
cdfs现已过时，已被UDF标准所代替。
Windows 文件系统
目录项仍占32字节，可以是文件目录项、子目录项、卷标项(
仅根目录有)、已删除目录项、长文件名目录项等。
支持长文件名格式 支持Unicode 无法支持高级容错特性，不具有内部安全特性，因而仍然无法
达到高性能文件系统的要求
Windows 文件系统
4.23
磁盘结构图
主 引 导 区 基 本 分 区 引 导 区 …… 扩展 分区 引导 区 分区引导 区 … … 扩展 分区 引导 区 分区 引导 区 … …
4.6
Windows 文件系统
File-System Interface
目录操作：
Search for a file（查找文件） Create a file（建立文件） Delete a file（删除文件） List a directory（显示目录） Rename a file（重命名文件） Traverse the file system（遍历文件系统） Single-Level Directory 单级目录
主引导区的末端是标签字或扇区结束标记的2字节结构，常为0x55AA。 扩展引导记录与主引导记录类同，如该扩展分区未装操作系则第一部分
主引导代码为0，标签字也标记一个扩展分区引导区和分区引导区的结束 。
一台PC计算机系统启动时，首先执行的是BIOS引导程序，完成自检，并
加载主引导记录和分区表，然后执行主引导记录，由它引导激活分区引 导记录，再执行分区引导记录，加载操作系统，最后执行操作系统，配 臵系统。
An in-memory directory structure
The system-wide open-file table The per-process open-file table
Windows 文件系统
4.8
File System Implementation
目录查询的技术Directory Implementation ：
Windows 文件系统 4.19
FAT文件系统磁盘的结构
Sector #
0 1 N FAT 1 Boot Record
2N FAT 2 Root Directory Data (File & Directory)
Volume Structure in MS DOS
Windows 文件系统
4.20
Free-Space Management
Bit
vector （位图）--Windows、Linux
Linked
list （free list）（链接表）
（分组）--Unix 成组连接法(next