计算机操作系统之文件管理
计算机操作系统之文件管理PPT课件
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。
操作系统之文件管理DOC
操作系统之⽂件管理DOC计算机应⽤基础课教案（⾸页）（代号A-3）计算机应⽤基础课教案（代号A—4）⽂件管理⼀、[复习旧课]（提问）1、窗⼝的组成部分？2、命令名称呈灰⾊表⽰什么？命令后有“…”表⽰什么？命令后有⿊⾊三⾓⼜表⽰什么？3、窗⼝能不能改变⼤⼩、能不能移动窗⼝？办法是什么？4、能不能改变对话框的⼤⼩？能不能移动对话框？⼆、[导⼊新课]计算机系统中的数据是以⽂件的形式存储在磁盘上的，⽂件是最⼩的数据组织单位，⽂件分类存放在⽂件夹中。
磁盘，特别是硬盘，存放着⼤量的⽂件和⽂件夹，这就需要对⽂件和⽂件夹进⾏管理。
三、[知识点讲授]（⼀）⽂件相关知识1、⽂件：计算机⽤户的⽂本、图像和声⾳等信息，以⽂件的形式存储在外存储器⾥。
在计算机中，为了便于信息的存储、提取和使⽤，以⽂件的⽅式来管理这些信息。
（1）⽂件的概念所谓⽂件，就是相关信息的集合，这些信息可以是程序、图像、图形、⽂字、声⾳等。
例如：⼀份⾃⼰的⽂字资料、图⽚字⽼等都可以作为⽂件。
（2）⽂件的命名：在计算机系统中，通过⽂件的名称对信息进⾏管理。
⽂件名=主⽂件名（简称⽂件名）+ ⽂件扩展名（类型名）在⽂件名和⽂件扩展名之间加⼀个点“．”Windows操作系统中⽂件的命名规则●⽂件或⽂件夹可以使⽤长⽂件名，名称最多可以有255个字符.●使⽤字母可以保留指定的⼤⼩写格式，但不能⽤⼤⼩写区分⽂件名，例如:ABC.DOC和abd.doc 被认为是同⼀个⽂件。
●⽂件名中可以使⽤汉字和空格，但空格作为⽂件名的开头字符或单独作为⽂件名不起作⽤。
●⽂件的扩展名可以使⽤多哥字符，可以使⽤多间隔符，但只有最后⼀个分隔符后的部分能作为⽂件的扩展名。
●⽂件名中不能使⽤的字符有\ / ：* ？“< >︴。
●同⼀磁盘的同⼀⽂件夹中不能有同名的⽂件和⽂件夹（⽂件和⽂件夹的名称也不能相同）。
（3）⽂件的属性：⽂件和⽂件夹都有属性。
在Windows操作系统中⽂件的的属性有只读、隐藏和存档属性。
什么是计算机操作系统它的主要功能是什么
什么是计算机操作系统它的主要功能是什么计算机操作系统是一种软件，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供方便、高效的计算环境。
计算机操作系统的主要功能包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理和用户接口等。
一、文件管理计算机操作系统通过文件管理功能来管理计算机中的各种文件。
文件管理的主要任务包括创建、删除、修改、查找和存储文件等。
操作系统通过文件系统来组织和存储文件，使得用户可以方便地访问和管理文件。
文件管理还包括文件权限控制、文件保护和文件共享等功能，确保文件的安全性和可靠性。
二、内存管理内存管理是操作系统的核心功能之一，它负责管理计算机的内存资源。
操作系统通过内存管理功能来分配和回收内存空间，为不同的程序和进程提供运行所需的内存空间。
内存管理还包括内存保护、内存共享和虚拟内存等功能，提高内存的利用效率和系统的性能。
三、进程管理进程管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理和控制计算机中的进程。
操作系统通过进程管理功能来创建、调度、终止和同步进程，确保计算机系统中各个进程的正常运行。
进程管理还包括进程通信、进程调度和进程资源分配等功能，提高系统的并发性和响应性。
四、设备管理设备管理是操作系统的功能之一，它负责管理和控制计算机中的各种硬件设备。
操作系统通过设备管理功能来分配和控制设备资源，为进程和用户提供访问设备的接口和服务。
设备管理还包括设备驱动程序的开发和设备的故障处理等功能，提高设备的利用效率和系统的可靠性。
五、用户接口用户接口是操作系统的界面，它负责用户和操作系统之间的交互。
操作系统通过用户接口来接收和处理用户的请求，向用户提供操作系统的功能和服务。
用户接口可以有命令行界面、图形用户界面和Web 界面等形式，使得用户可以方便地操作和管理计算机系统。
综上所述，计算机操作系统是一种管理和协调计算机资源的软件，它的主要功能包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理和用户接口等。
操作系统的功能的实现，不仅为用户提供了方便和高效的计算环境，而且保证了计算机系统的安全性、可靠性和性能。
计算机操作系统中的文件和管理
计算机操作系统中的文件和管理Introduction文件是计算机系统中存储数据的基本单位，计算机操作系统负责文件的创建、管理和使用。
文件管理是操作系统中的关键部分，它包括文件组织、存储和访问。
本文将探讨计算机操作系统中的文件和管理的相关内容。
一、文件的基本概念和组织1. 文件的定义文件是计算机中用于存储和管理信息的有序集合。
每个文件由一串数据组成，可以是文本、图像、音频或其他格式。
2. 文件的属性文件具有一些基本属性，如文件名、大小、创建时间、修改时间等。
这些属性可以帮助用户更方便地管理和查找文件。
3. 文件的组织方式计算机操作系统通常采用层次化的文件组织方式。
文件系统中的文件按照树形结构组织，其中最顶层的目录称为根目录，每个目录下可以包含其他目录和文件。
二、文件的存储和管理1. 文件存储的方式文件可以以连续、链式或索引方式进行存储。
连续存储方式将文件数据存放在一起，适合小文件；链式存储方式使用指针将文件块连接在一起，适合大文件；索引存储方式通过索引表进行文件数据的映射和定位。
2. 文件的命名和访问操作系统提供了不同的文件命名方式，如扩展名、目录路径等。
文件访问可以通过文件的绝对路径或相对路径进行定位和操作。
3. 文件的权限和保护文件管理系统需要对文件进行权限分配和访问控制，以保护文件的安全性和完整性。
用户可以通过权限设置来限制其他用户对文件的操作。
三、文件的操作和常见问题1. 文件的创建和删除用户可以通过操作系统提供的命令或图形界面创建和删除文件。
创建文件时需要指定文件名和存放位置，删除文件时需要确认操作，以避免误操作导致文件丢失。
2. 文件的复制和移动操作系统提供了文件复制和移动功能，用户可以将文件从一个目录复制到另一个目录，或者在同一个目录下对文件进行重命名。
3. 文件的读取和写入用户可以使用文件读取操作从文件中读取数据，使用文件写入操作将数据写入文件。
读取和写入操作需要考虑文件是否存在、权限是否允许等情况。
计算机操作系统的文件系统管理
计算机操作系统的文件系统管理计算机操作系统是指控制和管理计算机系统硬件和软件资源的核心程序，它负责管理和调度计算机的进程、内存、文件系统等重要部分。
文件系统管理是计算机操作系统中的一个重要模块，负责对计算机的文件进行组织、存储和访问。
本文将对计算机操作系统的文件系统管理进行探讨。
一、文件系统概述文件系统是指计算机操作系统中负责管理文件和目录的部分。
文件系统为用户提供了对文件的访问、存储和管理的接口。
它可以将文件存储在磁盘或其他存储介质上，并提供了对文件的命名、组织和保护的方法。
文件系统管理是操作系统的一个重要功能，它需要解决文件的组织、存储、访问和保护等问题。
文件系统管理的主要任务包括文件的存储分配、文件目录管理、文件的读写操作、文件的共享和保护等。
二、文件的存储分配文件的存储分配是指计算机操作系统将文件存储在磁盘或其他存储介质上的方法。
常见的文件存储分配方法有连续分配、链式分配和索引分配等。
1. 连续分配连续分配是指将文件存储在一块连续的磁盘空间上。
它主要通过记录文件在磁盘上的起始地址和长度来实现文件的存储和访问。
连续分配的优点是读写速度快，但当文件大小发生变化时容易产生外部碎片，降低磁盘利用率。
2. 链式分配链式分配是通过链表的方式将文件的数据块连接起来。
每个数据块中除了保存文件数据外还保存了下一个数据块的地址。
链式分配的优点是适应文件大小变化，但由于需要遍历链表，所以访问速度较慢。
3. 索引分配索引分配是通过引入索引块来管理文件数据块的分配。
每个文件都有一个索引块，索引块中记录了文件数据块在磁盘上的地址。
索引分配的优点是可以快速定位文件数据块，但需要额外的索引块来存储地址信息，增加了存储开销。
三、文件目录管理文件目录是文件系统中的一个重要组成部分，它用于记录文件的属性和位置信息。
文件目录管理的主要任务包括文件的创建、删除、重命名和查找等。
1. 文件的创建和删除文件的创建是指在文件系统中创建新的文件，并为其分配存储空间。
计算机操作系统文件管理
• 在现代计算机系统中，有大量的程序和数据， 需要长期保存，把它们以文件的形式存放在外存 中、需要时可随时将它们调入内存。 •如果由用户直接管理外存上的文件是不能胜任。 •操作系统实现文件管理功能，把对文件的存取、 共享和保护等手段提供给用户，有效地提高系统 资源的利用率。
6．1文件和文件系统
文件操作
• 用户通过文件系统提供的系统调用实施对文件的操作 用户通过文件系统提供的系统调用实施对文件的操作。 1.最基本的文件操作有 最基本的文件操作有：创建文件、删除文件。读文件、 写文件、截断文件和设置文件的读／写位置。 2.文件的“打开”和“关闭”操作 文件的“打开” 关闭”操作：所谓“打开”，是指 系统将指名文件的属性（包括该文件在外存上的物理 位置）从外存拷贝到内存打开文件表的一个表目中， 并将该表目的编号（或称为索引）返回给用户。 利用 “关闭”（close）系统调用来关闭此文件，OS将会把 该文件从打开文件表中的表目上删除掉。 3．其它文件操作 其它文件操作：对文件属性的操作，改变文件名、改 变文件的拥有者，查询文件的状态等；
★ 链接方式又可分为隐式链接和显式链接 两种形式。 1．隐式链接 （见图6-8，P194） • 隐式链接分配方式的主要问题在于：它 只适合于顺序访问，它对随机访问是极 其低效的。 • 为了提高检索速度和减小指针所占用的 存储空间，可以将几个盘块组成一个簇， 以簇为单位，将会减小查找指定块的时 间，而且也可减小指针所占用的存储空 间。
3．顺序文件的优缺点 :
优点: 优点 (1)对顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高 的. (2)只有顺序文件才能存储在磁带上，并能有效地 工作。 缺点 : (1)在交互应用的场合，如果用户（程序）要求查 找或修改单个记录，为此系统便要去逐个地查 找诸记录。 (2)如果想增加或删除一个记录，都比较困难；
计算机操作系统 第八章_文件管理
例如：*.c,*.for,*.f,*DBF,*.OBJ
电气与电子工程学院
NCEPU
2) 按操作保护分类
① 只读文件，-r② 可读可写文件， -rw③ 可执行文件：允许文件主及被核准的用户去调用执行该文件而 不允许读和写文件，标记为： -x各个操作系统的保护方法和级别有所不同。DOS操作系统三种保护： 系统、隐藏、可写；UNIX或Linux操作系统有九个级别的保护
件形式，即流式文件。其长度以字节为单位。对流式文件的访问，则 是采用读写指针来指出下一个要访问的字符。也可以把流式文件看作
是记录式文件的一个特例。
在UNIX系统中，所有的文件都被看作是流式文件；即使是有结构文件， 也被视为流式文件；系统不对文件进行格式处理。
好处：提供很大的灵活性
电气与电子工程学院
NCEPU
电气与电子工程学院
NCEPU
索引文件的组织
电气与电子工程学院
NCEPU
四 索引顺序文件
电气与电子工程学院
NCEPU
五 直接文件和哈希文件
1、直接文件
可根据给定的记录键值，直接获得指定记录的物理地址。
换言之，记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记
录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换。组织直接文
电气与电子工程学院
NCEPU
一 文件逻辑结构的类型
1 有结构文件 • • • 定长记录 变长记录 顺序文件
• 索引文件
• 索引顺序文件
电气与电子工程学院
NCEPU
2. 无结构（流式）文件
流式文件是相关信息的有序集合，或者说是有一定意义的字符流。
对大量的源程序、可执行文件、库函数等，所采用的就是无结构的文
3) 按使用情况分类
操作系统的文件管理
操作系统的文件管理操作系统是一种管理计算机硬件和软件资源的系统软件，其中之一重要的功能就是文件管理。
文件管理是操作系统中的一项核心任务，它负责对计算机系统中的文件进行组织、存储和检索。
本文将探讨操作系统的文件管理以及其涉及的重要概念和技术。
一、文件系统文件系统是操作系统用来管理和存储文件的机制。
它定义了文件的组织方式、存储结构以及文件的操作规则。
文件系统允许用户创建、修改、删除和访问文件，并提供对文件的保护和共享机制。
1. 文件结构文件结构是指文件在存储介质上的组织方式。
常见的文件结构包括顺序文件结构、索引文件结构和链式文件结构等。
- 顺序文件结构将文件的记录按照顺序依次存储在存储介质上，可以快速顺序读取，但不适合随机访问和修改操作。
- 索引文件结构通过索引表将文件的记录与其物理地址关联起来，可以实现较快的随机访问和修改操作。
- 链式文件结构使用指针将文件的记录通过链表的方式进行组织，可以灵活地插入、删除记录。
2. 文件操作文件操作包括文件的创建、读取、写入、修改和删除等操作。
操作系统通过提供文件操作接口，如打开、关闭、读取和写入等系统调用，使用户可以方便地对文件进行操作。
- 创建文件时，操作系统会为新文件分配一个唯一的文件名，并在文件系统中创建相应的文件描述符。
- 读取文件时，操作系统通过文件描述符找到文件在存储介质上的位置，并将文件内容读取到内存中供用户使用。
- 写入文件时，操作系统将用户提供的数据写入文件指定的位置，并更新文件的相关信息。
3. 文件保护与共享文件保护是指对文件进行访问控制，确保只有经过授权的用户能够对文件进行读取、写入和修改等操作。
常见的文件保护机制包括用户身份验证、访问权限控制和加密等。
文件共享是指多个用户可以同时访问和使用同一个文件。
操作系统通过提供文件锁、读写锁等机制，确保多用户对文件的共享操作不会产生冲突。
二、文件存储管理文件存储管理是指操作系统如何将文件存储在计算机的存储介质上。
- 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)。
6.1.2 文件类型和文件系统模型
a.类型 a.四、逻辑结构 a.（1）有结构（记录式） b.（2）无结构（流式） b.五、物理安排 a.（1）顺序文件；数据（连续放） b.（2）链接文件； c.（3）索引文件； c.六、文件与目录文件
文件系统模型
a.概念：文件和对文件进行操纵和管理的软件集合。 a.三个层：文件(对象及属性)•文件操作•文件访问 接口
b.哈希文件 a. A=H(k）
c.是一种索引链接文件
6.3外存分配方法（文件物理组织）
a. 6.3.1 连续分配（磁带，磁盘都可采用）（顺序文件） a.每个文件分配一组相邻盘块。 b.特点：简单 a.（1）顺序访问容易且速度快，因磁头移动距离小， b.（2）要求连续空间，一段时间后需整理磁盘以消除 外部碎片。 c.（3）必须事先知道长度，文件不易动态增长和删除。 c.文件对应目录项（属性）中包含： a.始址、总块数、最后一块字节数。
FAT1文件分配 2 表
FAT2
2
0 1－2 3－4
FDT文件目录 7 表
文件内容
余下部分
5－11 ≥ 12
DOS磁盘访问操作流程
磁盘参数表
文件名
磁盘目录表 FDT
文件位置分配 表FAT
6.3.2 链接分配（串连文件/链接文件）
a.文件离散地分配于各盘块中，以提高外存利用率，文 件长度可变，易于增删，只能顺序存取。
b.对应目录项：链表的首指针 c.一、隐式链接
a.文件目录表中有start块号，每块中有下一块号。 b.特点：只适合于顺序访问，对随机访问效率低，可
靠性差。 c.簇：包含多个块的单位，当以它为单位分配并链接，
a.由变长记录组成的顺序文件不容易直接存取， 因此，为其建立一有序的索引表，对索引采 用折半查找，速度更快。
b.特点：提高了速度，增加了存储开销——放 索引文件。
c.增、删记录时，对索引表作相应的修改。
6.2.4 索引顺序文件
a.将顺序文件中若干记录分为一组，每组的第一项在索 引表中占一项。
b.速度： c.例1：10000个记录，顺序文件：5000次查找找查到。
b.三、文件系统接口 a.命令接口： b.程序接口：
6.1.3 文件操作
a.一、对记录操作——类似数据库 b.二、对文件操作：
a.创/删/读/写/截断（清空）/拔指针 c.三、打开关闭操作
a.打开：将文件的属性从外存拷贝到内存打开文件 表的一个表目中，并将该表目的编号（索引)返 回给用户
d.四、其它 a.更名、更改属性…
6.2.2 顺序文件
a.三、优/劣： a.批处理时效率是所有逻辑文件中最高的。 b.可存在于磁带上。 c.交互应用时“效率低”（如要查找单个记录），尤其 是对变长记录的顺序文件。 d.增加、删除记录涉及到排序问题，开销大。 a.事务文件(log），用于存放将更新到主文件的记录。
6.2.3 索引文件
b.二、无结构文件：流式文件 a.以字节为单位，利用读/写指针进行访问。
6.2.2 顺序文件
a.一、逻辑记录的排序 a.（1）按记录录入的时间排:串结构。 b.（2）按关键字排序：顺序结构。 c.后一种情况更有利于提高查询速度。如可用折半查找法 等。
b.二、对顺序文件的读/写操作（图6.3) a.定长记b.变长记录：不易定位，只能顺序读取。
6.2 文件逻辑结构
a.概念：用户所能观察和访问到的文件的数据结构 组织，独立于物理特性，容易检索和修改。
b.无论是逻辑还是物理结构，都会影响到文件的检 索速度
6.2.1 逻辑结构类型
a.一、有结构文件：记录式文件 a. a类： a.（1）定长记录 b.（2）变长记录 b. b类： a.（1）顺序文件：通常是定长记录，（为何，因变 长采用此方式查询速度慢） b.（2）索引文件： c.（3）索引顺序文件：顺序组织多个组，每组记录 中的第一个记录设置一索引项。
可减少访问时间，但增大了内部碎片
6.3.2 链接分配（串连文件/链接文件）
a.二、显式链接：把用于链接的指针显式存放在内 存的一张表中，查找在内存中进行。 a. FDT/FCB―――>FAT----->块链
链式分配
区名 保留区 控制区
文件区
DOS磁盘盘区划分表
内容
软盘 占扇区数 扇区号
引导记录与磁 1 盘参数表
第六章 文件管理
6.1文件和文件系统
a. 6.1.1 文件、记录、数据项(说明包含关系) a.数据项 a.基本数据项：可命名的最小逻辑单位/字段 b.组合数据项：由若干基本数据项组成 c.基本数据项的类型和数据 b.记录 a.一组相关数据项的集合 b.关键字：能唯一地标识出记录的基本/组合数据项 c.文件 a.具有文件名的一组相关信息的集合。
a.索引顺序文件，设100个记录一组，索引表的找法 设为顺序法的情况下，则查找次数为50+50=100。
d.例2：1000000个纪录： 低级索引：（100个纪录一 组）：10000。 高级索引：100 a.速度：50+50+50=150
6.2.5 直接文件和哈希文件
a.直接文件 a.键值转换：由记录键值到记录物理地址的转换
文件属性
a.文件类型 b.文件长度 c.文件物理位置 d.文件建立时间 e. ……
6.1.2 文件类型和文件系统模型
a.类型 a.一、按用途分类： a.系统文件，用户文件，库文件。 b.（用户对以上三者的访问权限不同） b.二、按文件中的数据形式分类 a.源，目标，可执行。 c.三、存取控制 a.E，R，R/W
b.一、管理的对象及属性 a.（1）文件 b.（2）目录：例：目录项 a.用于方便用户（提供文件逻辑名来访问文件） 和提高文件存取速度。 c.（3）物理存贮空间的管理，好坏将影响访问速 度。
文件系统模型
a.二、对对象操纵和管理的软件集合： a.（1）逻辑文件系统：受命write(record of 文件，buf) －>write(逻辑号，buf) b.（2）基本I/O管理：write(逻辑号， buf) c.（3）基本文件系统：向driver发令，(buf•具体物理盘 块号) d.（4）I/O控制层：driver