檔案系統介面
1.檔案概念
檔案是記錄在外存上的相關資訊的具有名稱的集合。通常檔案表示程式和資料。資料檔案可以是數字、字元、字元數字或二進位制。檔案可以是自由形式，如文字檔案，也可以是具有嚴格的格式。因此，檔案的概念極為廣泛。
1.1檔案屬性
檔案有一定的屬性，這根據系統而有所不同，但是通常都包括如下屬性：
1）名稱：檔案符號名稱是唯一的、按照人們容易讀取的形式儲存。
2）識別符號：標識檔案系統內檔案的唯一標誌，通常為數字；對人而言這是不可讀的檔名稱。
3）型別：被支援不同型別的檔案系統所使用。
4）位置：該資訊指向裝置和裝置上檔案位置的指標。
5）大小：檔案當前大小，該屬性也可以包括檔案允許的最大容量。
6）保護：決定讀、寫、執行等的訪問控制資訊。
7）時間、日期和使用者標識：檔案建立、上次修改和上次訪問的相關資訊。這些資料用於保護、安全和使用跟蹤。
1.2檔案操作
檔案屬於抽象資料型別。為了合適地定義檔案，需要考慮有關檔案的操作。作業系統提供系統呼叫對檔案進行建立、讀、寫、定位、刪除和截短。
1.3檔案型別
當設計檔案系統時，總是要考慮作業系統是否應該是被和支援檔案型別。如果作業系統識別檔案型別，那麼它就可以按照合理的方式對檔案進行操作。
1.4檔案結構
檔案型別也可以用來表示檔案的內部結構。原始檔和目標檔案具有一定的結構，以適應相應處理程式的要求。
1.5內部檔案結構
從內部而言，定位檔案偏移量對作業系統來是可能是比較複雜的，磁碟系統通常具有明確定義的塊大小，這是由扇區大小決定的。所有磁碟i/o是按塊來執行的，且所有塊都是同樣大小。物理記錄大小不太可能剛好與所需邏輯記錄大小一樣長，而且邏輯記錄的長度是可變的。對這個問題的常用解決辦法是先將若干個邏輯記錄打包，在放入物理記錄。
2.訪問方法
檔案用來儲存資訊。當使用時，必須訪問和將這些資訊讀入到計算機記憶體。
2.1順序訪問
最為簡單的訪問方式，檔案資訊按順序，乙個記錄接著乙個記錄地加以處理。這種訪問模式最為常用，例如編輯器和編譯器通常是按照這種方式來訪問檔案的。
2.2直接訪問
檔案由固定長度的邏輯記錄組成，以允許程式按任意順序進行快速讀和寫。直接訪問方式是基於檔案的磁碟模型，這是因為磁碟允許對任意檔案塊進行隨機讀和寫。對於直接訪問檔案，讀寫順序是沒有限制的。直接讀寫訪問檔案可立即訪問大量的資訊，所以極為有用。資料庫通常使用這種型別的檔案。
2.3其他訪問方式
這些訪問通常涉及建立檔案索引。索引包括各塊的指標。為了查詢檔案中的記錄，首先搜尋索引，再根據指標直接訪問檔案，以查詢所需要的記錄。
3.目錄結構
3.1儲存結構
磁碟可以整體地用於乙個檔案系統。但是，有時需要在乙個磁碟上裝多種檔案系統，或一部分用於檔案系統和另一部分位於其他地方，如交換空間或非格式化的磁碟空間。這些部分稱為分割槽或片，或稱為小型磁碟。每個磁碟分割槽可以建立乙個檔案系統。為簡單起見，可以將儲存檔案系統的一大塊儲存空間作為卷。卷可以存放多個作業系統，使系統啟動和執行多個作業系統。包含檔案系統的每個卷還必須包含系統上檔案的資訊。這些資訊儲存在裝置目錄或卷中。裝置目錄，簡稱目錄，記錄卷上所有檔案的資訊，如名稱、位置、大小和型別。
3.2目錄概述
目錄可以看作是符號表，它能將檔名稱轉換成目錄條目。目錄可以按照許多方式來加以組織。對目錄，需要能夠插入條目、刪除條目、搜尋給定條目、列出所在目錄條目。
3.3單層結構目錄
所有檔案都包含在同乙個目錄下，特點是便於理解和支援。
3.4雙層結構目錄
對於雙層目錄的結構，每個使用者都有自己的使用者檔案目錄。
3.5樹狀結構目錄
最為常用的結構目錄。樹有根目錄，系統內的每個檔案都有唯一路徑。
2017-11-22-lr 作業系統概念第七版
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