第八章文件系统文件系统用户使用计算机完成任务时，要碰到两个问题：（1）使用现有的软件资源来协助完成自己的任务。（2）编制完成的或未完成的程序存放在什么地方，需要访问的数据存放在什么地方，从而使得人们可以再利用已有的软件资源。这是一个怎样对软件资源进行透明存放，并能令这些程序和数据做到召之即来的问题早期计算机中，用卡片或纸带编号存放，存储数据，这种人工干预的控制和保存软件资源的方法不可能做到透明存放。大容量硬盘的出现，为程序和数据等软件资源的透明存放提供了物质基础。导致了文件系统的出现。文件系统把程序和数据看作文件，把它们存放在磁盘上，从而做到对程序和数据的透明存取。但文件系统必须做到：（1）对磁盘空间进行统一管理。（2）为实现按名存取，要有一个用户可见的逻辑结构，用户按照逻辑结构进行信息的存取和加工，逻辑结构独立于物理设备。（3）为便于存入和加工信息，文件在磁盘按一定的顺序存放，这种存放方式称为文件的物理结构。（4）完成对文件信息的查找。（5）完成文件的共享和保护。本章主要目录8.1文件和文件系统所有的计算机应用程序都需要存储和检索信息。进程运行时，一般在它自己的地址空间中存储一定量的信息，但受到虚拟地址空间大小的限制；另外，进程终止时，保存的信息也随之丢失；并发进程有时可能同时存取同一信息。因此，需要长期存储信息，而长期存储信息有三个基本要求：8.1文件和文件系统解决这些问题的方法：把信息以一种单元的形式，即文件，存储在磁盘或其他外部介质上。进行需要时再调入内存。文件是可以长期保存的。文件是受操作系统管理的。有关文件的构造、命名、存取、使用、保护和实现方法都是操作系统设计的主要内容。总体上，操作系统中处理文件的部分称为文件系统。从用户角度看，文件系统中最重要的是它在用户眼中的表现形式，即文件由什么组成的，怎样给文件命名，怎样保护文件，及可以对文件进行哪些操作等。8.1.1文件、记录和数据项8.1.1文件、记录和数据项统二、记录记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象的某个方面的属性。在诸多记录中，为了能唯一地标识一个记录，必须在记录的各个数据项中，确定出一个项或几个项，把它们的集合称为关键字。即关键字是能唯一标识一个记录的数据项。8.1.1文件、记录和数据项由相关联记录组成的文件中的有些基本信息单位是记录，记录是由N个字节组成的具有特定意义的信息单位。记录式文件主要用于信息管理。一个文件必须要有一个文件名。此外，文件具有自己的属性：（1）文件类型。从不同的角度来规定文件的类型，如系统文件或用户文件。（2）文件长度。指文件的当前长度或最大允许的长度。（3）文件的物理位置，用于指示文件在哪个设备，在该设备上的哪个位置。（4）文件的存取控制。规定哪些用户能够读、哪些用户能够读/写、或者执行。（5）文件的建立时间。指在最后一次的修改时间等。文件8.1.1文件、记录和数据项8.1.1文件、记录和数据项8.1.2文件类型二、按文件中的数据形式分类（1）源文件。是指由源程序和数据构成的文件，一般是由ASCII码或汉字所组成。（2）目标文件。是指把源程序经过相应语言的编译程序编译，但尚未经过链接程序链接的目标代码所形成的文件。属于二进制文件。其扩展名是.obj。8.1.2文件类型四、按组织形式和处理方式分类(1)普通文件：ASCII文件和二进制文件(可执行文件和存档文件)(2)目录文件(3)特殊文件：字符设备文件和块设备文件五、按文件的逻辑结构分类（1）有结构文件。是由若干个记录所构成的文件，又称为记录式文件。根据记录的长度是定长或可变，进一步分为定长记录文件和可变长记录文件（2）无结构文件。直接由字符序列所构成的文件，又称为流式文件。是记录式文件的特例，即其中每个记录中只含有一个字符。8.1.2文件类型七、按文件保存时间分类(1)临时文件：批处理中从作业开始运行到作业结束，或是在分时处理中从会话开始到会话终止期间所保存的临时性文件，一旦这些作业终止，其相应的临时文件也被系统自动撤销。(2)永久文件：在用户没有发出撤销该文件的命令之前，一直需要在系统中保存的文件。八、按文件保护方式分类(1)只读文件(2)读写文件(3)不保护文件8.1.3文件系统模型文件系统接口一、对象及其属性说明（1）文件。作为文件管理的直接对象。（2）目录。方便用户对文件的检索和存取。（3）磁盘存储空间。二、对对象操纵和管理的软件集合是文件系统的核心部分，文件系统的大部分功能，是在这一层实现的。其功能：8.1.3文件系统模型（1）I/O控制层。是文件系统的最低层。主要由磁盘驱动程序组成，又称为设备驱动程序层。主要职责是启动I/O操作和对设备发来的中断信号进行处理。（2）基本文件系