🔥博客主页：真的睡不醒
🚀系列专栏：深度学习环境搭建、环境配置问题解决、自然语言处理、语音信号处理、项目开发
💘每日语录：但愿每次回忆，对生活都不感到负疚。
🎉感谢大家点赞👍收藏⭐指正✍️
目录
一、文件管理概述
1、文件基本概念
（1）定义
（2）基本调度单位
（3）文件结构
2、文件控制块与索引节点
（1）文件属性
（2）文件控制块(FCB)
（3）索引结点
3、文件的操作（操作系统向上提供哪些功能？）
4、文件保护
（1）加以控制的访问类型
（2）访问控制
5、文件的逻辑结构
（1）文件的逻辑结构是什么？
（2）按逻辑结构划分，文件的分类
1）无结构文件（流式文件）
2）有结构文件（记录式文件）
①顺序文件
6、文件的物理结构
编辑
（1）连续分配
（2）链接分配
1）隐式链接
2）显式链接
（3）索引分配
（4）总结
7、逻辑结构和物理结构区分
1、逻辑结构
2、物理结构
3、总结
二、文件目录
三、文件系统
🚀🚀🚀感谢关注我的CSDN博客！
一、文件管理概述
1、文件基本概念
（1）定义
文件就是一组有意义的信息或者数据的集合。
文件是以硬盘为载体的存储在计算机上的信息集合，可以是文本文档、图片、程序等。
（2）基本调度单位
系统运行时，计算机以进程为基本调度单位进行资源的调度和分配；
用户进行输入、输出时，以文件为基本单位。
（3）文件结构
①数据项：文件中最低级的数据组织形式，可分为：
- 基本数据项。描述一个对象的某种属性的一个，数据中最小的逻辑单位。
- 组合数据项：多个基本数据项组成。
②记录：一组相关数据项的集合，描述一个对象在某方面的属性。
③文件：指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为
- 有结构：文件由若干个相似的记录组成。
- 无结构：被当作一个字符流，如一个二进制文件或字符文件。
2、文件控制块与索引节点
（1）文件属性
①文件类型
②文件长度
③文件的物理地址
④文件的建立时间
（2）文件控制块(FCB)
文件控制块是什么？
文件控制块（PCB）是用来存放控制文件需要的各种信息的数据结构，以实现“按名存取”。
一个FCB称一个文件目录项，文件目录：FCB的有序集合。
FCB包含什么？
- 基本信息：文件名、文件的物理地址、文件的逻辑结构、文件的物理结构等。
- 存取控制信息：文件的主存取权限、核准用户的存取权限、一般用户的存取权限。
- 使用信息：文件建立时间，上次修改时间。
（3）索引结点
为什么要采用索引结点？
有的系统（UNIX）采用了文件名和文件描述信息分开的方法，使文件描述信息单独形成一个成为索引结点的数据结构。具体解释P230
索引结点的分类？
①磁盘索引结点
指存放在磁盘上的索引结点。每个文件有一个唯一的磁盘索引结点。
②内存索引结点
指存放在内存中的索引结点。当文件被打开时，将磁盘索引节点复制到内存的索引结点中。
3、文件的操作（操作系统向上提供哪些功能？）
文件名不必使打开文件表的一部分，一旦完成对FCB在磁盘上的定位，系统不再使用此文件名字。
每个打开的文件都有以下关联信息：
① 文件指针
② 文件打开计数
③ 文件磁盘位置
④ 访问权限
4、文件保护
（1）加以控制的访问类型
读、写、执行、添加、删除、列表清单。
（2）访问控制
精简的访问列表：
① 拥有者。创建文件的用户。
② 组。一组需要共享文件且具有类似访问的用户。
③ 其他。系统内的所有其他用户。
5、文件的逻辑结构
（1）文件的逻辑结构是什么？
从用户观点出发看到的文件的组织形式。而物理结构是从实现观点出发看到的文件在外存上存储组织形式。
文件的逻辑结构与存储介质特性无关，指在文件内部，数据逻辑上是如何组织起来的。
（2）按逻辑结构划分，文件的分类
1）无结构文件（流式文件）
是最简单的文件组织形式。无结构文件将数据按顺序组织成记录并积累、保存，是有序相关信息项的集合，亿字节为单位。
优点：文件管理简单，用户可以更方便的对其进行操作。
缺点：记录访问只能通过穷举搜索的方式，对大多数应用不适用。
2）有结构文件（记录式文件）
①顺序文件
什么是顺序文件？
文件中的记录一个接一个地顺序排列，记录同工厂是定长地，可以顺序存储或以链表新形式存储。
顺序文件又被分为以下两种结构：
串结构：记录之间的顺序与关键字无关，按存入时间先后排序，对串接够文件进行检索必须从头开始顺序依次查找，比较费时。
顺序结构：文件中的所有记录按关键字排列，可采用折半查找，效率高。
②索引文件
③索引顺序文件
④直接文件或散列文件
6、文件的物理结构
问：为什么要研究文件的物理结构？
目标：文件的物理结构就是研究文件的实现，即文件数据在物理存储设备上是如何分布和组织的。
两方面回答：
①文件的分配方式：讲的是对磁盘非空闲块的管理。
②文件存储空间管理：讲的是对磁盘空闲块的管理。
图示：
文件分配对应于文件的物理结构。如何为文件分配磁盘块。
常用的磁盘空间分配方法：
①连续分配
②链接分配
③索引分配
（1）连续分配
要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块。连续分配时，逻辑文件中的记录也顺序存储在相邻接的块中。
优点：
实现简单，存取速度快。
缺点：
①文件长度不宜动态增加，因为一个文件末尾后的盘块可能已分配给其他文件，一旦需要增加，就需要大量移动盘块。
②为保持文件的有序性，删除和插入记录时，需要对相邻的记录做物理上的移动，还会动态改变文件的长度。
③反复增加删除文件后会产生外部碎片（与内存管理分配方式中的碎片相似）。
④很难确定一个文件需要的空间大小。
（2）链接分配
链接分配是一种离散分配方式。
优点：
①消除了磁盘的外部碎片，提高了磁盘的利用率。
②可以动态地为文件分配盘块，无需事先知道文件地大小。
③对文件地插入、删除、修改也非常方便。
链接分配又分为：显式链接和隐式链接。
1）隐式链接
2）显式链接
（3）索引分配
为什么要进行索引分配？
虽然链接分配解决了连续分配的外部碎片和文件大小管理的问题，但依旧存在问题：
① 链接分配不能有效支持直接访问（FAT除外）
②FAT需要占用较大内存空间。
事实上，在打开某个文件时，只需要将该文件的对应盘块的编号调入内存中即可，没有必要将整个FAT调入内存。
为此，索引分配将每个文件所有的盘块号都集中放在一起构成索引块（表）。
索引表存放的磁盘成为索引块。文件数据存放的磁盘块称为数据块。
（4）总结
7、逻辑结构和物理结构区分
1、逻辑结构
2、物理结构
3、总结
二、文件目录
三、文件系统
什么是文件系统？
操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构成为文件管理系统，简称文件系统。
文件系统由以下三部分组成：①与文件管理有关的软件 ②被管理文件 ③实施文件管理所需的数据结构
文件系统需要完成那些功能？
对用户而言，文件系统最主要的功能是实现对文件的基本操作，让用户可以按名存储和查找文件，组织成合适的结构，并应当具有基本的文件共享和文件保护功能。
对于操作系统本身而言，操作系统还需要管理与磁盘的信息交换，完成文件逻辑结构和物理结构的变换，组织文件在磁盘上的存放，采取好的文件排放顺序和磁盘调度方法以提升整个系统的性能。
