操作系統(tǒng)-文件和文件系統(tǒng)

7.1文件和文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)的管理功能是將其管理的程序和數據通過組織為一系列文件的方式實現的。而文件則是指具有文件名的若干相關元素的集合。元素通常是記錄，而記錄又是一組有意義的數據項的集合?？梢?，基于文件系統(tǒng)的概念，可以把數據組成分為數據項、記錄和文件三級。7.1.1數據項、記錄和文件

1.數據項

在文件系統(tǒng)中，數據項是最低級的數據組織形式，可把它分成以下兩種類型：

(1)基本數據項。

(2)組合數據項。

2.記錄

記錄是一組相關數據項的集合，用于描述一個對象在某方面的屬性。一個記錄應包含哪些數據項，取決于需要描述對象的哪個方面。由于對象所處的環(huán)境不同可把他作為不同的對象。

3.文件

文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關元素的集合，可分為有結構文件和無結構文件兩種。圖7-1文件、記錄和數據項之間的層次關系7.1.2文件名和類型

1.文件名和擴展名

(1)文件名。

(2)擴展名。

2.文件類型

1)按用途分類

根據文件的性質和用途的不同，可將文件分為三類：

(1)系統(tǒng)文件，這是指由系統(tǒng)軟件構成的文件。大多數的系統(tǒng)文件只允許用戶調用，但不允許用戶去讀，更不允許修改；有的系統(tǒng)文件不直接對用戶開放。

(2)用戶文件，指由用戶的源代碼、目標文件、可執(zhí)行文件或數據等所構成的文件。用戶將這些文件委托給系統(tǒng)保管。

(3)庫文件，這是由標準子例程及常用的例程等所構成的文件。這類文件允許用戶調用，但不允許修改。

2)按文件中數據的形式分類

按這種方式分類，也可把文件分為三類：

(1)源文件，這是指由源程序和數據構成的文件。通常，由終端或輸入設備輸入的源程序和數據所形成的文件都屬于源文件。它通常是由ASCII碼或漢字所組成的。

(2)目標文件，這是指把源程序經過編譯程序編譯過，但尚未經過鏈接程序鏈接的目標代碼所構成的文件。目標文件所使用的后綴名是“.obj”。

(3)可執(zhí)行文件，這是指把編譯后所產生的目標代碼經過鏈接程序鏈接后所形成的文件。其后綴名是?.exe。

3)按存取控制屬性分類

根據系統(tǒng)管理員或用戶所規(guī)定的存取控制屬性，可將文件分為三類：

(1)只執(zhí)行文件，該類文件只允許被核準的用戶調用執(zhí)行，不允許讀和寫。

(2)只讀文件，該類文件只允許文件主及被核準的用戶去讀，不允許寫。

(3)讀寫文件，這是指允許文件主和被核準的用戶去讀或寫的文件。

4)按組織形式和處理方式分類

根據文件的組織形式和系統(tǒng)對其處理方式的不同，可將文件分為三類：

(1)普通文件。

(2)目錄文件。

(3)特殊文件。7.1.3文件系統(tǒng)的層次結構

如圖7-2所示，文件系統(tǒng)的模型可分為三個層次：最底層是對象及其屬性，中間層是對對象進行操縱和管理的軟件集合，最高層是文件系統(tǒng)提供給用戶的接口。圖7-2文件系統(tǒng)模型

1.對象及其屬性

文件管理系統(tǒng)管理的對象如下：

(1)文件。

(2)目錄。

(3)磁盤(磁帶)存儲空間。

2.對對象操縱和管理的軟件集合

該層是文件管理系統(tǒng)的核心部分。文件系統(tǒng)的功能大多是在這一層實現的，其中包括有：①對文件存儲空間的管理；②對文件目錄的管理；③用于將文件的邏輯地址轉換為物理地址的機制；④對文件讀和寫的管理；⑤對文件的共享與保護等功能。在實現這些功能時，OS通常都采取了層次組織結構，即在每一層中都包含了一定的功能，處于某個層次的軟件，只能調用同層或更低層次中的功能模塊。

3.文件系統(tǒng)的接口

為方便用戶的使用，文件系統(tǒng)以接口的形式提供了一組對文件和記錄操作的方法和手段。通常是下面兩種類型的接口：

(1)命令接口，是指作為用戶與文件系統(tǒng)直接交互的接口，用戶可通過鍵盤終端鍵入命令取得文件系統(tǒng)的服務。

(2)程序接口，是指作為用戶程序與文件系統(tǒng)的接口，用戶程序可通過系統(tǒng)調用取得文件系統(tǒng)的服務，例如，用于創(chuàng)建文件的系統(tǒng)調用Creat，用于打開一個文件的系統(tǒng)調用Open等。7.1.4文件操作

1.最基本的文件操作

最基本的文件操作包含下述內容：

(1)創(chuàng)建文件。

(2)刪除文件。

(3)讀文件。

(4)寫文件。

(5)設置文件的讀/寫位置。

2.文件的“打開”和“關閉”操作

當用戶要求對一個文件實施多次讀/寫或其它操作時，每次都要從檢索目錄開始。為了避免多次重復地檢索目錄，在大多數OS中都引入了“打開”(open)這一文件系統(tǒng)調用，當用戶第一次請求對某文件進行操作時，須先利用open系統(tǒng)調用將該文件打開。

3.其它文件操作

OS為用戶都提供了一系列文件操作的系統(tǒng)調用，其中最常用的一類是有關對文件屬性的操作，即允許用戶直接設置和獲得文件的屬性，如改變已存文件的文件名、改變文件的擁有者(文件主)、改變對文件的訪問權，