文章目录

• 前言
• 文件系统基础
• • 文件的类型
  • 文件的属性
  • 文件的基本操作
  • 文件保护的方式
  • 文件分配的方法（对外存/磁盘空间）
  • 文件共享的方式
• 目录
• • 目录文件的结构
  • 目录文件的实现
• 文件系统
• • 文件系统的结构
  • 文件系统的组成
  • 文件系统的布局
  • 文件系统在内存中的结构
  • 外存空闲空间的管理方法
  • Linux操作系统的虚拟文件系统（VFS）对象模型
• 总结
• 参考资料
• 作者的话

前言

操作系统的知识抽象、晦涩、不易理解并记忆，在此对“文件管理”一章中重点知识总结成提纲。

文件系统基础

文件的类型

依据文件的逻辑结构：

• 无结构文件——对字符流
• 有结构文件——对记录（顺序文件，索引文件，顺序索引文件，直接/散列文件）

依据文件的物理结构：

• 连续文件——类比顺序表
• 链接文件——类比链表
• 索引文件

依据UNIX操作系统的文件类型：

• 普通文件——存数据
• 目录文件——存文件控制块（FCB）/索引节点（inode）、数据
• 特殊文件——块设备文件，字符设备文件
• 符号链接文件
• 管道文件
• 命名管道文件
• 套接字文件

文件的属性

• 名称
• 类型
• 大小
• 位置
• 权限
• 创建者
• 创建时间、上次次修改时间
• 所有者
• …

文件的基本操作

• 创建
• 删除
• 写
• 读
• 重定位
• 截断
• 打开
• 关闭
• …

文件保护的方式

• 口令
• 密码
• 访问控制

文件分配的方法（对外存/磁盘空间）

• 连续分配——有外部碎片
• 链接分配——可能有内部碎片（显式链接：用文件分配表（FAT），隐式链接）
• 索引分配——无外部碎片（用索引块）
• 混合分配

文件共享的方式

静态共享：

• 硬链接——共享索引结点
• 软链接/符号链接——共享符号/文件路径字符串

动态共享

目录

目录文件的结构

• 单级目录结构
• 两级目录结构：主文件目录（MFD）、用户文件目录（UFD）
• 树形目录结构
• 无环图目录结构

目录文件的实现

• 线性表——线性查找
• 散列/哈希表——散列/哈希查找

文件系统

文件系统的结构

从高到低层：

• 应用程序
• 逻辑文件系统
• 文件组织模块
• 基本文件系统
• 输入/输出（I/O）控制
• 设备

文件系统的组成

• 文件管理软件
• 文件管理所需的数据结构
• 被管理文件

文件系统的布局

从大到小：

• 磁盘
• 主引导记录（MBR）（在第0号扇区），分区表，各个分区
• 对活动分区：引导块（在第1块，无第0块；可能有操作系统），超级块，空闲空间管理信息，多个i结点（inode），文件

文件系统在内存中的结构

• 安装表
• 分区、文件目录的缓存
• 系统打开文件表
• 进程打开文件表

外存空闲空间的管理方法

• 空闲表法
• 空闲链表法（空闲盘区链；空闲盘块链）
• 成组链接法
• 位示图法

Linux操作系统的虚拟文件系统（VFS）对象模型

• 超级块对象——对文件系统
• 索引结点对象——对文件
• 目录项对象——对目录项
• 文件对象——对进程打开的文件

总结

操作系统的知识抽象、晦涩、不易理解并记忆，在此对“文件管理”一章中重点知识总结成提纲。

参考资料

• 《2023年操作系统考研复习指导》组编：王道论坛

作者的话

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• 作者：夜悊
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来源：夜悊