文件的物理结构与存储结构补充PPT教学课件

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计算机操作系统第八章

计算机操作系统第八章

将每一组含有的盘块数和该组所有的盘块号,记入前一组的第一个盘块的S.free[0]~S.free[99]中。这样,各组的第一个盘块就链接成一个链表。
将第一组的盘块总数和所有的盘块号,记入空闲盘块号栈中,作为当前可供分配的空闲盘块号。
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2
3
4
UNIX空闲盘块的组织
文件目录是一种数据结构,由若干目录项组成,每个目录项对应其中一个文件的FCB(包括文件名、文件体的物理地址、存取控制信息等),文件体另外存放。文件目录是用于检索文件的,一般的,目录项应包括以下内容:
整个系统只设一张文件目录表,集中存放文件存储器上所有文件的FCB,这是最简单的一种目录结构。目录表存于外存中的某块固定区域,系统初启或需要时调入内存,每个文件的FCB对应目录表中的一项,通过目录表就可以管理该系统中的所有文件,包括对文件的创建、检索和删除等。
两级文件目录
把登记文件的目录分成两级:主文件目录MFD,和用户文件目录UFD 。系统为每个用户各设置一个UFD,登记本用户所有文件的信息,每个UFD相当于一个一级目录;系统再设置一个MFD,用来登记所有用户的用户名及其UFD在外存上的物理地址、长度,物理结构等属性。
01
记录式文件,在逻辑上可看成是一组记录的集合。每个记录由彼此相关的若干个数据项组成。记录式文件中的逻辑记录可依次编号,其序号称为逻辑记录号(简称记录号)。
02
文件逻辑结构
按照文件的逻辑地址顺序存取。在记录式文件中,这种操作体现为按照记录的排列顺序来进行存取。
01
文件的随机存取 随机存取是指允许用户按照记录编号或者某一数据项的值随机存取存取任一记录。
二级索引存储结构
将索引表离散存储,即将索引表本身分为若干个逻辑块,存储在若干物理盘块中,将索引表所占的各盘块号记入另一个索引表——索引表的索引表。这种结构就称两级索引结构。

《操作系统第二章》PPT课件

《操作系统第二章》PPT课件

文件的逻辑结构与物理结构
文件的逻辑结构
从用户观点出发所观察到的文件组织形式,是用户可以直接处理的数据及其结构,它独立 于文件的物理特性,又称为文件组织。
文件的物理结构
又称文件的存储结构,是指文件在外存上的存储组织形式。这不仅与存储介质的存储性能 有关,而且与所采用的外存分配方式有关。
文件的逻辑结构与物理结构之间的关系
实时操作系统
是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理, 其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出 快速响应,并控制所有实时任务协调一致地运行。
操作系统的分类与特点
网络操作系统
是基于计算机网络的,是在各种计算 机操作系统上按网络体系结构协议标 准开发的软件,包括网络管理、通信 、安全、资源共享和各种网络应用。
设备分配算法
常用的有先来先服务(FCFS)、优先级高者优先(HPF)等算法 ,根据实际需求选择合适的算法进行设备分配。
设备回收机制
在用户进程使用完设备后,及时回收设备资源,以便其他进程使用 。
设备驱动程序与中断处理
设备驱动程序
与硬件直接交互的软件模块,提供对 设备的控制和管理功能。驱动程序需 要处理设备的初始化、数据传输、错 误处理等问题。
构。
PCB中包含了进程标识符、处理 器状态信息、进程调度信息、进
程控制信息等。
操作系统通过PCB对进程实施管 理和控制,如进程的创建、撤销 、阻塞、唤醒等操作都需要修改
PCB中的信息。
进程调度算法
01
进程调度算法是操作系统用来确定处理器分配给哪个进程使 用的策略和方法。
02
常见的进程调度算法包括:先来先服务FCFS、短作业优先 SJF、优先级调度算法PSA、时间片轮转RR等。

计算机操作系统之文件管理PPT课件

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两级目录结构
将文件分为用户文件和系统文件两大 类,分别存放在不同的目录下。
树形目录结构
采用多级目录结构,形如一棵倒立的 树,根目录在最上层,子目录逐层向 下展开。
无环图目录结构
在树形目录结构的基础上,引入指针 实现目录间的链接,形成网状结构, 但不允许出现环。
路径名与链接技术
路径名
指从根目录出发到达指定文件所经过的目录序列,分为绝对路径和相对路径两种 。
回收。
文件管理是系统资源管理的集中 体现之一,直接影响系统的效率
和性能。
文件是存储在外部介质上的数据 集合,操作系统通过文件管理实 现对数据的组织、存取和保护。
文件系统基本功能
01
实现文件的有效存储、 读取和更新,保证数据 的可靠性和完整性。
02
提供方便的文件操作和 访问手段,支持多用户 共享文件和保护文件安 全。
01
02
03
索引节点的概念
存储文件元数据的数据结 构,包括文件属性、权限 、时间戳等。
目录项的概念
存储文件名和索引节点指 针的数据结构,用于将文 件名映射到索引节点。
分离技术的优势
提高文件检索速度,减少 磁盘I/O操作次数,支持 高效的文件系统操作。
磁盘调度算法优化
1 2 3
磁盘调度算法的作用
确定磁盘读写操作的顺序,以优化磁盘访问时间 和系统性能。
03
文件系统组织结构
目录结构设计原则
层次性原则
目录结构应清晰、有层次,便 于管理和维护。
稳定性原则
目录结构应相对稳定,不应频 繁变动。
可扩展性原则
目录结构应具备一定的扩展性 ,以适应未来的需求变化。
安全性原则
目录结构应保证数据的安全性 和完整性。

文件的物理结构及存储设备ppt

文件的物理结构及存储设备ppt
8.2.2 文件的物理结构及存储设备
(3) 索引文件 索引文件是由系统为每个文件建立一张索引表,表中 标明文件的逻辑块号所对应物理块号,索引表自身的物理 地址由FCB给出。
索引表结构 :
FCB . . 文件 A 索引表指针 . . 文件 A 的索引表 记录号 0 1 2 物理块号 4 4 7 10 R2 7 R3 10 R1
04 14 24 34 44 54
05 15 25 35 45 55
06 16 26 36 46 56
07 17 27 37 47 57
08 18 28 38 48 58
09 19 29 39 49 59
8.2.2 文件的物理结构及存储设备
如果索引表很大,超过了一个物理块,则系 统势必要像处理其他文件一样,来处理索引表的 物理存放方式,这样不利于索引表的动态增删。 解决的办法是采用多重索引的方式,也就是说, 当索引表所指的物理块超过一块时,再增加一个 次级索引表。这样,在高一级索引表表项里所指 向的物理块中并不存放实际的文件信息,而是存 放的一个索引表,在这个次一级的索引表中所指 向的物理块才是存放的文件信息。如果需要,可 以增加到3级以上的多级索引。
(Used in BSD Unix)
(filename is not stored in the inode)
index block
. . .
8.2.2 文件的物理结构及存储设备
2. 文件的存储设备 文件的存储设备分为不可重复使用的 和可重复使用的两类。 不可重复使用的文件存储设备也称为 I/O式字符设备,如打印纸等。 可重复使用的文件存储设备有磁带、 磁盘、光盘等,也称块设备。
链接索引块
directory entry

【PPT】物理存储结构.

【PPT】物理存储结构.
I
第九章
物理存储结构
DBMS的数据操作算法、查询优化处理方法和事务处理算法, 都与数据库的物理存储结构密切相关。本章介绍数据库的 各种存储结构,讨论外存储器存放数据的最优化方式。物 理存储结构主要考虑数据库的操作效率、响应时间和空间 利用率。 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 数据库存储设备 文件与文件记录 无序文件 有序文件 HASH文件 索引文件 B_树和B_+树索引结构
物理地址: (头,道,扇)
I12 二 磁带存储器 磁带存储器由磁带和磁带机(磁头+读写机构+拖动机构)组成.磁带 是涂有磁性材料的塑料长带,两端有特殊标识,工作时磁头紧靠 带表面,读写磁带数据。磁带是顺序辅助存储器,若要读写第i块 数据,必须先读前i-1块。因块间空隙大,故磁带数据块比磁盘扇 区大。磁带存储器的缺点是读写速度慢,优点是容量大。用于储 存数据库副本,以备故障恢复。也用于存储特大型的数据库、不 常用的数据库文件或历史数据。 下图表示磁带记录信息的方式,以9道磁带为例,8道用于记录信 息,1道用于校验。组装的9个磁头分别读写9个磁道;对字节内各 位的读写以并行方式一次完成。一般写后即读,作验证。 记录区 记录区 记 信1 2 3 4 5 6 7 8 录 息1 2 3 4 5 6 7 8 尾间 校 隔1 2 3 4 5 6 7 8 验 磁道9: 1 2 3 4 5 6 7 8 码 1 2 3 4 5 6 7 8 磁道1: 1 2 3 4 5 6 7 8 磁道2: 1 2 3 4 5 6 7 8 磁道3: 1 2 3 4 5 6 7 8

时间
在第i块 在块i+1 在块i+2 在块i+3 处理a 处理b 处理a 处理b
I14

《文件管理》PPT课件

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<3>当按上述方式把文件存放到磁带上后,用户要求 每次读一个逻辑记录存放到他的工作区.
当对该记录处理后,又要求把下一个逻辑记录读入 他的工作区,直至10个逻辑记录处理结束.系统应如何为用 户服务?
例2
假定有一个简单的文件系统,某文件以顺序结构存放在 磁盘上.该文件有10个等长的逻辑记录组成,每个逻辑记录的 长度为512个字节.文件存放在磁盘上的起始块号为28,每个
FCB的组织----目录 目录:FCB的有效集合. 注意:目录与目录项、目录文件和文件目录
的区别.
目录组织-一级目录
一级目录:
FCB1
文件
FCB2
文件
若不同的用户为文件起了相同的名字,怎么 办?文件重名问题!
文件目录—二级目录
MFD 用户名 目录地址
UFD FCB1
U1
U2
文件
UFD
解决文件重名问题;实现共享和保护.
文件系统的组成
I/O系统 管理I/O请求队列 调用和启动I/O操作 处理I/O错误. I/O结束处理 与设备管理密切联系.
文件系统的组成
外存管理 外存空间的管理:记住哪些已经
分配,哪些空闲. 根据请求分配磁盘空间. 回收外存块. 多级文件系统中传送文件信息的
功能. 系统故障与恢复:当发生故障时,
第 5 章 文件管理
文件系统的引入 文件系统的功能 文件组织;逻辑组织和物理组织. 文件控制快〔FCB〕
文件目录 磁盘空间的管理 文件共享和保护
文件的使用
文件系统的引入
早期的计算机系统:用户自己管理程序 和数据.
大容量的存储设备的出现〔磁带,磁盘〕 如何区分存储设备上的不同数据? 如何存取设备上的数据? 如何保护设备上的数据不被非法使用? 如何实现不同用户共享文件? 引入了一个逻辑概念:文件.

6.3 文件结构[13页]

6.3 文件结构[13页]

4、索引文件
二、文件物理结构(5)
索引文件在存储逻辑记录的同时,将记录关 键字与其存储地址的对应关系表即索引表一 并存储,形成索引文件。
FCB存放索引表或其地址,访问索引表即可存 取文件。
二、文件物理结构(3)
构造文件物理结构的方法有:
1、计算法
2、指针法(链表法)
利用哈希函数等设计映射算法,建立逻辑记 录到物理记录地址之间的映射关系,以记录 键的计算结果作为对应的物理块地址。 直接寻址文件、计算寻址文件、顺序文件均 采用计算法构造。
二、文件物理结构(4)
1、计算法
2、指针法(链表法)
操作系统
6.3 文件结构
主要内容: 一、文件逻辑结构 二、文件物理结构
一、文件逻辑结构(1)
文件的逻辑结构
文件的逻辑结构是从用户角度看到的反映一 定逻辑意义的文件内容组成单位及各部分之 间的关系。
一、文件逻辑结构(2)
文件的逻辑结构分为两种:
1、流式文件(无结构文件)
流式文件将文件内容看做字节流,即整个文 件由一个字节流组成。
记录式文件是数据库管理系统支持的基本文 件类型
二、文件物理结构(1)
文件的物理结构
文件的物理结构是指文件内容及其各部分之 间逻辑关系在物理存储空间中的存储和实现 方法。 这时文件看作物理文件,是相关物理块的集 合。
二、文件物理结构(2)
文件物理结构的构造 构造文件物理结构的实质是建立逻辑记录与 其物理存储位置之间的对应关系。
连接文件便于增、删、改,但是仅适宜于顺 序存取,不便于随机存取。
二、文件物理结构(5)
3、直接文件(哈希文件)
直接文件是以记录关键字换算其存储地址, 实现内容存取的文件。

文件管理ppt课件

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便于文件的增、删、改。
缺点:增加了索引表的空间开销和查找时间。
多重间接索引


将索引表本身作为一个文件,再为其建立一个索引表,
章 这个索引表作为文件索引的索引,由此构成了多重间接索引。
文 第一级索引表的表目指向第二级索引,第二级索引表的表目
件 管
指向相应信息所在的物理块号。以此类推可逐级建立索引,
理 进而构成多重间接索引。
六 章
文 件 管 理
精选课件
19
一、空白(闲)文件目录
操 作
将文件存储设备上的每个由多个连续的空闲块组成的空
系 统
闲区看作一个空闲文件,系统为所有的空闲文件单独建立一
个目录称为空闲文件目录,每个空闲文件在这个目录中占一
个表目,记录了空闲文件的第一个空闲块的块号和空闲块的
数目 。
序号 第一个空白块号 空白块个数 第 六 章
11
6.3 文件的物理结构与存储设备

作 文件的物理结构:是指一个逻辑文件在物理存储器上的存储
系 统
结构形式。它与文件的存取方法以及文件存储器的特性是密
切相关的,是由操作系统给定的。
卷:存储介质的物理单位。
物理块:文件的存储设备通常划分为大小相等的物理块,物 第 理块是分配和传输信息的基本单位。物理块的大小与设备有
系 统
文件的存取方法:
文件的存取方法是指:按照文件的逻辑结构存取文件的形式。
文件的存取方法是由文件的性质和用户使用文件的情况来决
定的。
根据存取的顺序关系可分为两类:顺序存取和随机存取。

六 章
顺序存取:按照文件信息的逻辑顺序依次进行读写的存取方
法称为顺序存取。采用顺序存取方法的文件称为顺序文件。
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a. ①—③ b.①和② c.①和③ d.②和③
2020/12/10
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判断题
1. 同一文件在不同的存储介质上应该用相同 的组织方式。
2. 文件的物理结构密切依赖于文件存储器的 特性和存取方法。
3. 文件的物理结构是指文件在文件存储器上 的存放形式。
2020/12/10
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4. 访问连续文件时,首先从其FCB中读出文 件的第一个盘块号,而访问索引文件时, 应先从其FCB中读出文件索引表始址。
=((1200-1)MOD(10×20))MOD l0十1
=199 MOD 10+1
=10
所以,逻辑磁盘块号为1200的盘块所对应 的柱面号是5、磁头号是19、磁道内块号是 l0。
➢设某文件为链接文件,由5个逻辑记录组成, 每个逻辑记录的大小与磁盘大小相等并均 为512字节,5个逻辑记录依次存放在50、 121、75、80和63号磁盘块上。若要存取 文件的第1569逻辑字节处的信息,问要访 问哪一个磁盘块?
2020/12/10
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[解答] 因为1569=512×3+33, 所以要访问字节的逻辑记录号为3, 对应的物理盘块号为80,故应访问第80号磁
由题设公式可得: a=(x-1)DIV(k×m) =(1200-1)DIV(10×20) =5 b=((x-1)MOD(k×m))DIV k =((1200-1)MOD(10×20))DIV l0 =199 DIV l0 =19
2020/12/10
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c=((x-1)MOD(k×m))MOD k+1
文件的物理结构与存储结构补充题
1.存放在磁盘上的文件________。 a. 既可随机访问又可顺序访问 b. 只能随机访问 c. 只能顺序访问 d. 必须通过操作系统访问
2020/12/10
1
2.用磁带作为文件存储介质时,文件只能组 织成________。
a. 顺序文件 b. 链接文件 c. 索引文件 d. 目录文件
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4.在下列文件中,不便于文件增、删操作的 是________。
a.索引文件 b. 连续文件 c. Hash文件 d. 串联文件
2020/12/10
4
5.文件系统中若文件的物理结构采用连续结 构,则文件控制块FCB中有关文件的物理 位置信息应包括________。
①首地址;②文件长度;③索引表地址
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2020/12/10
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逻辑磁盘块号与柱面号、磁头号、磁道内块 号(扇区号)的关系计算公式
➢ 设磁盘组共有n个柱面,编号顺序为0、1、 2、…n-1;共有m个磁头,编号顺序为0、1、 2、…、m-1;每个磁道内的k个信息块从1开始编 号,依次为1、2、…k。现用x表示逻辑磁盘块号, 用a、b、c分别表示任一逻辑磁盘块的柱面号、 磁头号、磁道内块号(扇区号),则x与a、b、c 可通过如下公式进行转换:
盘块。
2020/12/10
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多重索引结构文件大小计算
➢文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。 设块长为512字节,每个块号长3字节,如 果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置, 分别求二级索引和三级索引时可寻址的文 件最大长度。
2020/12/10
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[解答]
已知块长512字节、块号占3字节,所以一索引块 可存放170个盘块号。
二级索引时,最多可包含存放文件的盘块总数 N=170×170=28900(块),即二级索引可
寻址文件最大长度为28900×512=1450k(字节)。
三级索引最多可包含存放文件的盘块号总数 N=l70×170×170=4913000(块),即三级
索引可寻址文件最大长度为4913000×512= 2456500k=2398.92M(字节)。
5. 对于一个具有三级索引表的文件,存取一 个记录通常要访问3次磁盘。
2020/12/10
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文件存储空间管理补充题
1.下面说法正确的是________。
a. 文件系统负责文件存储空间的管理但不能 实现文件名到物理地址的转换
b. 在多级目录结构中对文件的访问是通过路 径名和用户目录名进行的
c. 文件可以被划分成大小相等的若干物理块 且物理块大小也可任意指定
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/12/10
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[解答]
(1)由题设公式可得逻辑磁盘块号x为:
x=k×m×a十k×b十c
=10×20×185十10×12十5=37125
所以,柱面号为185、磁头号为12以及磁道 内块号为5的磁盘块的逻辑磁盘块号为 37125。
2020/12/10
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(2)逻辑磁盘块号为1200,它所对应的柱面号、磁头号及 磁道内块号为多少?
d. 逻辑记录是对文件进行存取操作的基本单 位
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2.文件系统采用多级目录结构后,对于不同 用户的文件,其文件名________。
a.应该相同 b. 应该不同 c. 可以相同也可以不同 d. 受系统约束
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3.位示图方法可用于________。 a. 盘空间的管理 b. 盘的驱动调度 c. 文件目录的查找 d. 页式虚拟存储管理中的页面调度
x=k×m×a+k×b+c a=(x-1)DIV(k×m) b=((x-1)MOD(k×m))DIV k c=((x-1)MOD(k×m))MOD k+1
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2020/12/10
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逻辑磁盘块号与柱面号、磁头号、磁道内块 号(扇区号)的关系计算题一
➢若某磁盘组为:n=200,m=20,k=10,问: (1)柱面号为185,磁头号为12,道内块 号(扇区号)为5的磁盘块的逻辑磁盘块号 为多少?
2020/12/10
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3.下面说法正确的是________。 a. 连续文件适合于建立在顺序存储设备上而
不适合于建立在磁盘上
b. 索引文件是在每个盘块中设置一链接指针 将文件的所有盘块链接起来
c. 连续文件必须采用连续分配方式,而串联 文件和索引文件都可采用离散分配方式
d. 串联文件和索引文件本质上是相同的
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4.为了允许不同用户的文件使用相同的文件 名,通常采用________的方法。
a. 重名翻译 b. 多级目录 c. 文件名到文件物理地址的映射 d. 索引表
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判断题
➢从文件管理角度看,文件是由FCB和文件 体两部分组成。
2020/12/10
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链接文件计算题1
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