4.文件管理

Author： robotmaid
发布时间：July 17, 2022
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Categories：操作系统

4.文件管理

文件系统基础

文件是以计算机硬盘为载体的存储在计算机上的信息的集合，在系统运行时，计算机以进程为资源分配的基本单位，而在用户进行的输入输出中，以文件为基本单位。操作系统中的文件系统实现对文件的维护管理。文件的结构：

数据项：数据项是文件系统中最低级的数据组织形式，有两种类型。基本数据项用于描述一个对象的某种属性的一个值，是数据中可命名的最小逻辑数据单位，即原子数据。组合数据项由多个基本数据项组成。
记录：记录是一组相关的数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。
文件：文件是指由创建者所定义的一组相关信息的集合，逻辑上可分为有结构文件和无结构文件两种。

文件控制块和索引结点

文件的属性(文件元数据)：

文件名：同一目录下不允许有重名文件。
标识符：一个系统内的各文件标识符唯一，对用户来说毫无可读性。只是操作系统用于区分各个文件的一种内部名称。
类型：指明文件的类型。
位置：文件存放的路径(让用户使用)、在外存中的地址(操作系统使用，对用户不可见)。
大小：指明文件大小。
保护信息：对文件进行保护的访问控制信息。
时间、日期和用户标识符：创建时间、上次修改时间、文件所有者信息。

操作系统通过文件控制块(FCB)来维护文件元数据。

文件控制块(FCB)：文件控制块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”。FCB的有序集合称为文件目录，一个FCB就是一个文件目录项。FCB主要包含以下信息：

基本信息，如文件名、文件的物理位置、文件的逻辑结构、文件的物理结构等。
存取控制信息，包括文件主的存取权限、核准用户的存取权限以及一般用户的存取权限。
使用信息，如文件建立时间、上次修改时间等。

一个文件目录也被视为一个文件，称为目录文件。

对 $FCB$ 有这些基本操作：

搜索：当用户要使用一个文件时，系统要根据文件名搜索目录，找到该文件对应的目录项。
创建文件：创建一个新文件时，系统将分配一个 $FCB$ 并在其所属的目录中添加一个目录项。
删除文件：当删除一个文件时，需要在目录中删除相应的目录项。
显示目录：用户可以请求显示目录的内容，如显示该目录中的所有文件及相应属性。
修改目录：某些文件属性保存在目录中，因此这些属性变化时需要修改相应的目录项(如：文件重命名)。

索引结点(FCB的改进)：在查找各级目录的过程中只需要用到“文件名”这个信息，只有文件名匹配时，才需要读出文件的其他信息。因此有些系统采用了文件名和文件描述信息分开的方法，文件描述信息单独形成一个称为索引结点的数据结构，简称 $i$ 结点。在文件目录中的每个目录项仅由文件名和指向该文件对应的 $i$ 结点的指针构成。

当找到文件名对应的目录项时，才需要将索引结点调入内存，索引结点中记录了文件的各种信息，包括文件在外存中的存放位置，根据“存放位置”即可找到文件。存放在外存中的索引结点称为“磁盘索引结点”，当索引结点放入内存后称为“内存索引结点”。相比之下内存索引结点中需要增加一些信息，比如：文件是否被修改、此时有几个进程正在访问该文件等。

磁盘索引结点包括以下内容：

文件主标识符：拥有该文件的个人或小组的标识符。
文件类型：普通文件、目录文件或特别文件。
文件存取权限：各类用户对该文件的存取权限。
文件物理地址：每个索引结点中含有 $13$ 个地址项，它们以直接或间接方式给出数据文件所在盘块的编号。
文件长度：以字节为单位。
文件链接计数：所有指向该文件的文件名的指针计数。
文件存取时间：本文件最近被进程存取的时间、最近被修改的时间，及索引节点最近被修改的时间。

内存索引结点除了磁盘索引结点所包含的内容外，还拥有：

索引结点编号：用于标识内存索引节点。
状态：指示 $i$ 结点是否上锁或被修改。
访问计数：每当有进程访问此节点时，计数加一，访问结束减一。
逻辑设备号：文件所属文件系统的逻辑设备号。
链接指针：设置分别指向空闲链表和散列队列的指针。

文件的操作

文件的基本操作：

创建文件：“ $create$ 系统调用”，有两个必要的步骤：第一步，在文件系统中为文件找到空间；第二步，在目录中为新文件创建对应的目录项，目录项中记录文件名称、在文件系统中的位置及其他可能的信息。该系统调用需要几个主要参数：所需的外存空间大小、文件存放路径、文件名。
删除文件：" $delete$ 系统调用"，根据文件存放路径找到对应的目录文件，从目录中找到文件名对应的目录项，然后回收该文件所占用的磁盘块，将文件数据从外存中删除，最后从目录表中删除文件对应的目录项。该系统调用需要几个主要参数：文件存放路径、文件名。
读文件：" $read$ 系统调用"，指明文件名称和要读入文件块的内存位置。需要搜索目录以找到相关目录项，系统维护一个读位置的指针。每当发生读操作时，更新读指针。将文件数据从外存读入内存。该系统调用需要几个主要参数：文件在打开文件表中的编号(文件描述符)、要读入的数据大小(传送的字节数)、读入的数据放在内存的位置( $buf$ 缓冲区首址)。
写文件：" $write$ 系统调用"，指明文件名称和要写入文件的内存。对于给定文件名称，系统搜索目录以查找文件位置。系统维护一个写位置的指针。每当发生写操作时，更新写指针。将文件数据从内存写回外存。

一个进程通常只对一个文件读或写，因此当前操作位置可作为每个进程当前文件位置的指针。由于读/写操作都使用同一指针，因此节省了空间，降低了系统复杂度。
重新定位文件(文件定位)：搜索目录以找到适当的条目，并将当前文件位置指针重新定位到给定值。重新定位文件不涉及读、写文件。
截断文件：允许文件所有属性不变，并删除文件内容，即将其长度设为 $0$ 并释放其空间。

打开/关闭文件：" $open~/~close$ 系统调用"，读/写文件之前需要打开文件，读/写文件结束之后需要关闭文件。 $open$ 系统调用需要参数：文件存放路径、文件名、要对文件的操作类型。

在首次使用文件时，使用系统调用 $open$ 将根据文件存放路径找到相应的目录文件，从目录中找到文件名对应的目录项，并检测用户权限。如果有权限，就将目录项FCB从外存复制到内存中的打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号(索引)返回给用户，之后用户使用打开文件表的编号来指明要操作的文件。操作系统维护一个包含所有打开文件信息的表(打开文件表)。当用户需要一个文件操作时，可通过该表的一个索引指定文件，省略了搜索环境。

当文件不再使用时，进程可以关闭它，操作系统从该进程的打开文件表中删除这一条目，回收分配给该文件的内存空间等资源，将系统打开文件表中该文件的打开计数器减一，若计数等于零，则删除对应表项。

文件名不必是打开文件表的一部分，因为一旦完成对FCB在磁盘上的定位，系统就不再使用文件名。对于访问打开文件表的索引，UNIX称之为文件描述符，而Windows称之为文件句柄。因此，只要文件未被关闭，所有文件操作就通过打开文件表来进行。

每个打开文件都有如下关联信息：

文件指针：系统跟踪上次的读写位置作为当前文件位置的指针，这种指针对打开文件的某个进程来说是唯一的，因此必须与磁盘文件属性分开保存。
文件打开计数：多个进程可能打开同一个文件，用文件打开计数器记录多少进程打开了该文件。每个关闭操作使计数递减，当打开计数器为 $0$ 时，表示该文件不再被使用，系统将回收分配给该文件的内存空间等资源。若文件被修改过，则将文件写回外存，并将系统打开文件表中的相应条目删除，最后释放文件的文件控制块( $FCB$ )。
文件磁盘位置：该信息保存在内存中，以免为每个操作都从磁盘中读取。
访问权限：每个进程打开文件都需要有一个访问模式。该信息保存在进程的打开文件表中，以便操作系统能够允许或拒绝之后的 $I/O$ 操作。

整个系统只有一张系统的打开文件表，记录全部进程打开的文件。每个进程有自己的打开文件表，记录自己打开的文件，进程的打开文件表有一个“系统表索引号”，指向系统的打开文件表中这个文件对应的条目。

文件保护

口令和加密是为了防止用户文件被他人存取或窃取，而访问控制则用于控制用户对文件的访问方式。

口令保护：为文件设置一个“口令”，用户请求访问该文件时必须提供“口令”。口令一般存放在文件对应的 $FCB$ 或索引结点中。用户访问文件前需要先输入“口令”，操作系统会将用户提供的口令与 $FCB$ 中存储的口令进行对比，如果正确，则允许该用户访问文件。

优点：保存口令的空间开销不多，验证口令的时间开销也很小。

缺点：口令直接存放在系统内部，不够安全。
加密保护：使用某个“密码”对文件进行加密，在访问文件时需要提供正确的“密码”才能对文件进行正确的解密。

优点：保密性强，不需要在系统中存储“密码”。

缺点：编码/译码，或者说加密/解密要花费一定时间。
访问控制：访问控制机制由系统实现，对一个文件的访问由用户访问权限和文件属性共同限制。在每个文件的 $FCB$ (或索引结点)中增加一个访问控制列表( $ACL$ )，该表中记录了各个用户名及其所允许的访问类型：
- 读：从文件中读数据；
- 写：向文件中写数据；
- 执行：将文件装入内存并执行；
- 添加：将新信息添加到文件结尾部分；
- 删除：删除文件，释放空间；
- 列表清单：列出文件名和文件属性；
有的计算机可能会有很多个用户，访问控制列表可能会很太，可以用精简的访问列表解决这个问题。精简的访问列表采用拥有者(创建文件的用户)、组(一组需要共享文件且具有类似访问的用户)和其他(系统内的所有其他用户)三种用户类型。以“组”为单位，标记各“组”用户可以对文件执行哪些操作。当某用户想要访问文件时，系统会检查该用户所属的分组是否有相应的访问权限。若想要让某个用户能够读取文件，只需要把该用户放入相应分组即可。

若文件控制块中用二进制位串表示文件权限，描述文件权限的位数至少为：用户类别 $*$ 访问权限。

现代操作系统常用的文件保护方法是，将访问控制列表与用户、组和其他成员访问控制方案一起组合使用。

对于多级目录结构而言，不仅需要保护单个文件，而且需要保护子目录内的文件，即需要提供目录保护机制。

文件的逻辑结构

文件的“逻辑结构”是从用户观点出发看到的文件的组织形式。而文件的“物理结构”(文件的存储结构)是从实现观点出发看到的文件在外存上的存储组织形式。文件的逻辑结构与存储介质特性无关，但文件的物理结构与存储介质的特性有很大关系。按照逻辑结构，文件可划分为：

无结构文件(流式文件)：文件内部的数据就是一系列二进制流或字符流组成，如 $.txt$ 文件。无结构文件是最简单的文件组织形式，它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，以字节为单位。

优点：管理简单，用户方便操作。

缺点：只能使用穷举搜索方式访问记录。
有结构文件(记录式文件)：由一组相似的记录组成，每条记录由若干个数据项组成，如数据库表文件。一般来说，每条记录有一个数据项可作为关键字。根据各条记录的长度(占用的存储空间)是否相等，又可分为定长记录和可变长记录两种。按记录的组织形式可分为：
- 顺序文件：文件中的记录一个接一个地顺序排列(逻辑上)，记录可以是定长的或可变长的。各个记录在物理上可以顺序存储或链式存储。
  - 顺序存储：逻辑上相邻的记录物理上也相邻；
    - 可变长记录：无法实现随机存取，每次只能从第一个记录开始依次往后查找；
    - 定长记录：可实现随机存取。记录长度为 $L$ ，则第 $i$ 个记录存放的相对位置是 $i*L$ 。有两种结构：
      - 串结构，记录之间的顺序与关键字无关，通常按照记录存入的时间决定记录的顺序；
      - 顺序结构，记录之间的顺序按关键字顺序排列。可实现快速检索(根据关键字快速找到对应记录)。考试一般默认顺序文件为这种结构。
        
        优点：大量读写记录时，顺序文件的效率最高；只有顺序文件才能存储在磁带上。
        
        缺点：对删除或增加单条记录的操作比较困难。
  - 链式存储：逻辑上相邻的记录物理上不一定相邻。无论是定长/可变长记录，都无法实现随机存取。
- 索引文件：索引文件由逻辑文件和索引表组成。建立一张索引表以加快文件检索速度，每条记录对应一个索引项(索引号，记录的长度，逻辑文件中的起始位置)。索引表本身是定长记录的顺序文件。因此可以快速找到第 $i$ 个记录对应的索引项。而文件中的记录在物理上可以离散的存放。可以用不同的数据项建立多个索引表。
  
  可将关键字作为索引号内容，若按关键字顺序排列，则还可以支持按照关键字折半查找。每当要增加/删除一个记录时，需要对索引表进行修改。由于索引文件有很快的检索速度，因此主要用于对信息处理的及时性要求比较高的场合。
  
  优点：通过索引可以极大的提高访问速度。
  
  缺点：每个记录对应一个索引表项，因此索引表可能会很大。
- 索引顺序文件：将顺序文件中的所有记录分为若干组，一组记录对应一个索引表项，为顺序文件建立一张索引表，在索引表中为每组中的第一条记录建立一个索引项(关键字，逻辑地址)，其中含有该记录的关键字值和指向该记录的指针。索引顺序文件的索引项也不需要按关键字顺序排列，这样可以极大地方便新表项的插入。
  
  如果记录数很多，为了进一步提高检索效率，可以为顺序文件建立多级索引表。
- 直接文件或散列文件：给定记录的键值或通过散列函数转换的键值直接决定记录的物理地址。这种映射结构不同于顺序文件或索引文件，没有顺序的特性。散列文件有很高的存取速度，但是会引起冲突，即不同的关键字的散列函数值相同。

文件的物理结构

与内存一样，外存也是由一个个存储单元组成的，每个存储单元可以存储一定量的数据。每个存储单元对应一个物理地址。操作系统以“块”为单位为文件分配存储空间，因此即使一个文件大小只有 $10B$ ，但它依然需要占用一块 $1KB$ 的磁盘块。外存中的数据读入内存时同样以块为单位，类似于内存分为一个个“内存块”，外存会分为一个个“块/磁盘块/物理块”。每个磁盘块的大小是相等的，每块一般包含 $2$ 的整数幂个地址。同样类似的是，文件的逻辑地址也可以分为(逻辑块号，块内地址)，操作系统同样需要将逻辑地址转换为外存的物理地址(物理块号，块内地址)的形式。块内地址的位数取决于磁盘块的大小。

文件分配对应于文件的物理结构，是指如何为文件分配磁盘块。常用的磁盘空间分配方法有三种：连续分配、链接分配和索引分配。

连续分配：文件目录中记录存放的起始块号和长度(总共占用几个块)。连续分配方式要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块。

物理块号 $=$ 起始块号 $+$ 逻辑块号，当逻辑块号 $\geq$ 长度，则逻辑块号不合法。

优点：可以直接算出逻辑块号对应的物理块号，因此连续分配支持顺序访问和直接访间(即随机访问)；作业访问磁盘时需要的寻道数和寻道时间最小，连续分配的文件在顺序访问时速度最快。

缺点：物理上采用连续分配的文件不方便拓展；存储空间利用率低，会产生外部碎片，可以用紧凑技术处理碎片，但是耗费的时间代价大。

链接分配：链接分配采取离散分配的方式，可以为文件分配离散的磁盘块。分为隐式链接和显式链接两种：

隐式链接：目录中记录了文件存放的起始块号和结束块号。除文件的最后一个磁盘块之外，每个磁盘块中都会保存指向下一个盘块的指针，这些指针对用户是透明的。考试中未指明的链接分配，默认指的是隐式链接的链接分配。

优点：方便文件拓展，没有外部碎片，外存利用率高。

缺点：只支持顺序访问，不支持随机访问，查找效率低，指向下一个盘块的指针也需要耗费少量的存储空间。
显式连接：目录中只需记录文件的起始块号。把用于链接文件各物理块的指针显式地存放在一张表中，即文件分配表( $FAT$ )，一个磁盘仅设置一张 $FAT$ 。开机时，将 $FAT$ 读入内存，并常驻内存。 $FAT$ 的各个表项(物理块号，下一块)在物理上连续存储，且每一个表项长度相同，因此“物理块号”字段可以是隐含的。因为 $FAT$ 常驻内存，所以逻辑块号转换成物理块号的过程不需要读磁盘操作。 $FAT$ 不仅记录了文件中各个块的先后链接顺序，还标记了空闲的磁盘块，操作系统可以通过 $FAT$ 对文件存储空间进行管理。

优点：支持顺序访问和随机访问，访问速度比隐式链接快。方便文件拓展，没有外部碎片。

缺点： $FAT$ 需要占用一定的存储空间。

索引分配：目录中需要记录文件的索引块是几号磁盘块。索引分配允许文件离散地分配在各个磁盘块中，系统会为每个文件建立一张索引表，索引表中(逻辑块号，物理块号)记录了文件的各个逻辑块对应的物理块，可以用固定的长度表示物理块号，因此索引表中的“逻辑块号”字段可以是隐含的。索引表存放的磁盘块称为索引块，文件数据存放的磁盘块称为数据块。

逻辑块号到物理块号的转变，操作系统首先找到该文件对应的目录项( $FCB$ )，从目录项中得到索引表存放位置，将索引表从外存读入内存，并查找索引表。

优点：支持顺序访问和随机访问；方便文件拓展，没有外部碎片。

缺点：索引表需要占用一定的存储空间。

当索引表项太多，一个索引块装不下的时候，有以下机制处理这个问题：

链接方案：将多个索引块链接起来存放。在前面的索引块中存放一个指向后一个索引块的指针。当索引块过多时，访问后面的逻辑块，需要顺序读入前面的索引块，效率低下。
多层索引：原理类似于多级页表，使前一层索引块指向后一层的索引块集合。若采用多层索引，则各层索引表大小不能超过一个磁盘块。采用 $K$ 层索引结构，且顶级索引表未调入内存，则访问一个数据块只需要 $K+1$ 次读磁盘操作。
混合索引：多种索引分配方式的结合。例如，一个文件的顶级索引表中，既包含直接地址索引(直接指向数据块)，又包含一级间接索引(指向单层索引表)、还包含两级间接索引(指向两层索引表)。对于小文件，只需较少的读磁盘次数就可以访问目标数据块。

目录本身就是一种有结构文件，由一条条记录组成。每条记录对应一个放在该目录下的文件。目录在用户所需要的文件名和文件之间提供一种映射( $FCB$ )，目录存取的效率直接影响到系统的性能。在共享系统中，目录还需提供用于控制访问文件的信息。为了实现目录管理，操作系统中引入了文件控制块的数据结构。

FCB的有序集合称为文件目录，一个FCB就是一个文件目录项。与文件管理系统和文件集合相关联的是文件目录，它包含有关文件的属性、位置和所有权等。

目录管理的基本要求：从用户的角度看，目录在用户(应用程序)所需要的文件名和文件之间提供一种映射，所以目录管理要实现“按名存取"；目录存取的效率直接影响到系统的性能，所以要提高对目录的检索速度；在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件，因此目录还需要提供用于控制访问文件的信息。此外，应允许不同用户对不同文件采用相同的名字，以便于用户按自己的习惯给文件命名，目录管理通过树形结构来解决和实现。

目录结构

单级目录结构：整个系统中只建立一张目录表，每个文件占一个目录项。单级目录实现了“按名存取”，但是不允许文件重名。在建立一个新文件时，必须先检索所有目录项以确保没有重名的情况。(早期操作系统)

缺点：查找速度慢、文件不允许重名、不便于文件共享。对于多用户操作系统不适用。
两级目录结构：将文件目录分成主文件目录( $MFD$ )和用户文件目录( $UFD$ )。主文件目录项记录用户名及相应用户文件目录所在的存储位置，用户文件目录项记录该用户文件的 $FCB$ 信息。(早期多用户操作系统)

优点：允许不同用户的文件重名；在目录上实现访问限制。

缺点：缺乏灵活性；不能对文件分类。
多级目录结构(树形目录结构)：用户(或用户进程)要访问某个文件时要用文件路径名标识文件，文件路径名是个字符串。各级目录之间用“/”隔开。从根目录出发的路径称为绝对路径。系统根据绝对路径一层一层地找到下一级目录。当层次较多时，每次从根目录查询会浪费时间，于是加入了当前目录(工作目录)，进程对各文件的访问都是相对于当前目录进行的。当用户想要访问某个文件时，可以使用从当前目录出发的“相对路径”。

优点：很方便地对文件进行分类；层次结构清晰；有效地进行文件的管理和保护。

缺点：不便于实现文件的共享；查找文件时需要按照路径名逐级访问中间节点，增加了磁盘访问次数。
无环图目录结构：在树形目录结构的基础上，增加一些指向同一节点的有向边，使整个目录成为一个有向无环图。目的是为了实现多个用户间的文件共享。

可以用不同的文件名指向同一个文件，甚至可以指向同一个目录(共享同一目录下的所有内容)。需要为每个共享结点设置一个共享计数器，用于记录此时有多少个地方在共享该结点。用户提出删除结点的请求时，只是删除该用户的 $FCB$ 并使共享计数器减 $1$ ，并不会直接删除共享结点。只有共享计数器减为 $0$ 时，才删除结点。

共享文件不同于复制文件。在共享文件中，由于各用户指向的是同一个文件，因此只要其中一个用户修改了文件数据，那么所有用户都可以看到文件数据的变化。

目录的操作

$create$ 系统调用，创建目录：创建一个新目录文件，为之分配磁盘空间，并在其父目录中创建一个指向该目录的 $FCB$ 。

任何一个目录被创建后，都会存在两个默认的 $FCB$ ：一个是" $.$ "指的是当前目录，另一个是" $..$ "指的是父目录。
$delete$ 系统调用，删除目录和指向该目录的 $FCB$ ：只有空目录可以删除
$opendir$ 系统调用，打开目录：和打开普通文件一样，只是将指向该目录文件的 $FCB$ 读入内存而已，并不是把目录文件的数据全部读入内存
$readdir$ 系统调用，读目录：必须在打开目录后才能读目录，返回目录文件中的下一个目录项
$rename$ 系统调用，重命名：给目录重命名，本质上是修改指向该目录文件的 $FCB$
$link$ 系统调用，建立硬链接：将指定的文件与目录建立硬链接，该系统调用导致指定目录中多了一个 $FCB$ ，而指定文件的 $inode$ 共享计数器 $+1$
$unlink$ 系统调用，解除硬链接，指定文件的 $inode$ 共享计数器 $-1$ ，若计数器 $=0$ ，则删除文件数据

目录实现(X)

考纲已删

目录也是一种文件。在读文件前，必须先打开文件。打开文件时，操作系统利用路径名找到相应目录项，目录项中提供了查找文件磁盘块所需要的信息。目录实现的基本方法有两种：

线性列表：实现线性查找，最简单的实现方法是使用存储文件名和数据块指针的线性表。采用链表结构可以减少删除文件的时间，其优点在于实现简单，但是比较费时。
哈希表：根据文件名得到一个值，并返回一个指向线性列表中元素的指针。优点在于查找迅速，插入和删除简单。但是要采取一些措施避免冲突，最大的困难是哈希表长度固定以及哈希函数对表长的依赖性。

文件共享

操作系统为用户提供文件共享功能，可以让多个用户共享地使用同一个文件，系统中只需要保留该文件的一个副本。硬链接和软链接都是文件系统中的静态共享方法，每个共享文件都有几个文件名，即每增加一条链接就增加一个文件名。这实质上是每个用户都使用自己的路径名去访问共享文件，当遍历整个文件系统时，将会多次遍历到该共享文件。

多个用户共享同一个文件，意味着系统中只有“一份”文件数据。并且只要某个用户修改了该文件的数据，其他用户也可以看到文件数据的变化。

如果是多个用户都“复制”了同一个文件，那么系统中会有“好几份”文件数据。其中一个用户修改了自己的那份文件数据，对其他用户的文件数据并没有影响。

文件系统中还有一种共享：动态共享，即两个进程同时对同一个文件进行操作。

基于索引结点的共享方式(硬链接)

在树形结构的目录中，但有多个用户要共享一个子目录或文件时，将共享文件或子目录链接到多个用户的目录中(多个指针指向一个索引结点)。索引结点中设置一个链接计数变量 $count$ ，用于表示链接到本索引结点上的用户目录项数。

若某个用户决定“删除”该文件，则只是要把用户目录中与该文件对应的目录项删除，且索引结点的 $count$ 值减 $1$ 。若 $count>0$ ，说明还有别的用户要使用该文件，暂时不能把文件数据删除，否则会导致指针悬空。当 $count=0$ 时系统负责删除文件。

基于符号链的共享方式(软链接)

为了使用户 $A$ 能使用其他用户 $B$ 共享的一个文件，可以由系统创建一个 $Link$ 类型的同名文件，将该文件写入用户 $A$ 的目录中， $Link$ 文件只包含被链接文件的路径名。这种链接方法称为符号链接，类似于 $Windows$ 操作系统的快捷方式。建立符号链接时，引用计数值直接复制。

新的 $Link$ 文件中的路径名只被视为符号链，当用户要访问被链接的文件且正要读 $Link$ 类新文件时，操作系统根据新文件中的路径名去读该文件。

只有文件拥有者才拥有指向其索引结点的指针，而共享该文件的其他用户只有该文件的路径名。当文件的拥有者把共享文件删除后，其他用户通过符号链去访问时，会出现访问失败，删除符号链。

因为用软链接的方式访问共享文件时要查询多级目录，会有多次磁盘 $I/O$ ，因此用软链接访问的速度要比硬连接慢。

优点：网络共享只需提供该文件所在机器的网络地址及该机器中的文件路径。

文件系统

文件系统结构

用户调用接口：文件系统为用户提供与文件及目录有关的调用，此层由若干程序模块组成，每个模块对应一条系统调用，用户发出系统调用时，控制即转入相应的模块。主要为文件的基本操作中的内容。

文件目录系统：主要功能是管理文件目录，任务有：管理活跃文件目录表、管理读写状态信息表、管理用户进程的打开文件表、管理与组织存储设备上的文件目录结构、调用下一级存取控制模块。主要为文件目录中的内容。

存取控制验证模块：由该级软件完成文件保护，它把用户的访问要求与 $FCB$ 中指示的访问控制权限进行比较，以确认访问的合法性。主要为文件保护中的内容。

逻辑文件系统与文件信息缓冲区：根据文件的逻辑结构将用户要读写的逻辑记录转换成文件逻辑结构内的相应块号。主要为文件的逻辑结构中的内容。

物理文件系统：把逻辑记录所在的相对块号转换成实际的物理地址。主要为文件的物理结构中的内容。

辅助分配模块：管理辅存空间，负责分配和回收辅存空间。主要为文件存储空间管理中的内容。

设备管理程序模块：分配设备、分配设备读写用缓冲区、磁盘调度、启动设备、处理设备中断、释放设备读写缓冲区、释放设备等。主要为磁盘管理中的内容。

文件系统布局

文件系统在磁盘中的结构：

文件系统存放在磁盘上，多数磁盘划分为一个或多个分区，每个分区中有一个独立的文件系统。文件系统可能包括如下信息：启动存储在那里的操作系统的方式、总的块数、空闲块的数量和位置、目录结构以及各个具体文件等。

主引导记录MBR，位于磁盘的0号扇区，用来引导计算机，MBR后面是分区表，该表给出每个分区的起始和结束地址。表中的一个分区被标记为活动分区，当计算机启动时，BIOS读入并执行MBR。MBR做的第一件事是确定活动分区，读入它的第一块，即引导块。

引导块，MBR执行引导块中的程序后，该程序负责启动该分区中的操作系统。为统一起见，每个分区都从一个引导块开始，即使它不含有一个可启动的操作系统，也不排除以后会在该分区安装一个操作系统。Windows系统称之为分区引导扇区。除了从引导块开始，磁盘分区的布局是随着文件系统的不同而变化的。

超级块，包含文件系统的所有关键信息，在计算机启动时，或者在该文件系统首次使用时，超级块会被载入内存。超级块中的典型信息包括分区的块的数量、块的大小、空闲块的数量和指针、空闲的FCB数量和FCB指针等。

文件系统中空闲块的信息，可以使用位示图或指针链接的形式给出。后面也许跟的是一组i结点，每个文件对应一个结点，i结点说明了文件的方方面面。接着可能是根目录，它存放文件系统目录树的根部。最后，磁盘的其他部分存放了其他所有的目录和文件。

文件系统在内存中的结构：

内存中的信息用于管理文件系统并通过缓存来提高性能。这些数据在安装文件系统时被加载，在文件系统操作期间被更新，在卸载时被丢弃。这些结构的类型可能包括：

内存中的安装表，包含每个已安装文件系统分区的有关信息。
内存中的目录结构的缓存包含最近访问目录的信息。对安装分区的目录，它可以包括一个指向分区表的指针。
整个系统的打开文件表，包含每个打开文件的FCB副本及其他信息。
每个进程的打开文件表，包含一个指向整个系统的打开文件表中的适当条目的指针，以及其他信息。

为了创建新的文件，应用程序调用逻辑文件系统。逻辑文件系统知道目录结构的格式，它将为文件分配一个新的FCB。然后，系统将相应的目录读入内存，使用新的文件名和FCB进行更新，并将它写回磁盘。

$open$ 系统调用打开文件的背后过程：

外存空闲空间管理

一个存储设备可以按整体用于文件系统，也可以细分。包含文件系统的分区通常称为卷。卷可以是磁盘的一部分，也可以是整个磁盘，还可以是多个磁盘组成RAID集。

一般来说，一个文件存储在一个文件卷中。在一个文件卷中，文件数据信息的空间(文件区)和存放文件控制信息 $FCB$ 的空间(目录区)是分离的。由于存在很多种类的文件表示和存放格式，所以现代操作系统中一般都有很多不同的文件管理模块，通过它们可以访问不同格式的卷中的文件。

逻辑卷在提供文件服务前，必须由对应的文件程序进行初始化，划分好目录区和文件区，建立空闲空间管理表格及存放逻辑卷信息的超级块。

文件存储设备分成许多大小相同的物理块，并以块为单位交换信息，因此文件存储设备的管理实质上是对空闲块的组织和管理，包括空闲块的组织、分配与回收。

存储空间管理的方法有：

空闲表法：属于连续分配方式，与内存的动态分配方式类似，为每个文件分配一块连续的存储空间。系统为外存上的所有空闲区建立一张空闲盘块表，每个空闲区对应于一个空闲表项(表项序号，空闲区第一个盘块号，空闲盘块数)，再将所有空闲区按其起始盘块号递增的次序排列。

回收时需要注意表项的合并问题。
空闲链表法：将所有空闲盘区拉成一条空闲链，根据构成链所用的基本元素的不同，分为两种：空闲盘块链和空闲盘区链。
- 空闲盘块链：以盘块为单位组成一条空闲链，空闲盘块中存储着下一个空闲盘块的指针。操作系统保存着链头、链尾指针。分配存储空间时，从链首开始分配；释放存储空间时，从将回收的盘块依次插入链尾。(适用于离散分配的物理结构)
  
  优点：分配和回收简单。缺点：在为一个文件分配盘块时，可能要重复多次操作。
- 空闲盘区链：以盘区为单位组成一条空闲链，连续的空闲盘块组成一个空闲盘区，空闲盘区中的第一个盘块内记录了盘区的长度、下一个盘区的指针。离散分配、连续分配都适用。为一个文件分配多个盘块时效率更高。
  
  分配盘区的方法与内存的动态分配方式类似。若没有合适的连续空闲块，也可以将不同盘区的盘块同时分配给一个文件，分配后可能要修改相应的链指针、盘区大小等数据。
  
  若回收区和某个空闲盘区相邻，则需要将回收区合并到空闲盘区中。若回收区没有和任何空闲区相邻，将回收区作为单独的一个空闲盘区挂到链尾。
位示图法：每个二进制位对应一个盘块。“ $0$ ”代表盘块空闲，“ $1$ ”代表盘块已分配。位示图一般用连续的“字”来表示，如果一个字的字长是16位，字中的每一位对应一个盘块。因此可以用(字号，位号)对应一个盘块号。当然有的题目中也描述为(行号，列号)。(离散分配、连续分配都适用)

若文件需要 $k$ 个块，分配步骤：
1. 顺序扫描位示图，找到 $K$ 个相邻或不相邻的“ $0$ ”；
2. 根据字号、位号算出对应的盘块号，将相应盘块分配给文件：盘块号 $=$ 每行的位数 $*($ 行号 $-1)+$ 列号；(计算方法前提为行列号从 $1$ 开始)
3. 将相应位设置为“ $1$ ”。
回收步骤：
1. 根据回收的盘块号计算出对应的字号=(盘块号-1)/每行的位数+1、位号=(盘块号-1)%每行的位数+1；(计算方法前提为行列号从 $1$ 开始)
2. 将相应二进制位设为“ $0$ ”。
做题时，注意题目条件中，盘块号、字号、位号到底是从 $0$ 开始还是从 $1$ 开始。
成组链接法：空闲表法、空闲链表法不适用于大型文件系统，因为空闲表或空闲链表可能过大。 $UNIX$ 系统中采用了成组链接法对磁盘空闲块进行管理。

文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为“超级块”，当系统启动时需要将超级块读入内存。并且要保证内存与外存中的“超级块”数据一致。

超级块由空闲盘块数和空闲块号组成，每个超级块第一个空闲块号指向另一个超级块，其他空闲块号指向空闲块。空闲块号数量不超过该超级块的空闲盘块数，若已经没有下一组空闲块，则第一个空闲块号设为特殊值。一个超级块中空闲块号分组中，块号不需要连续。超级块相当于一个链头的作用，保存了指向下一个超级块的地址信息。

每个超级块第一个空闲块号指向的另一个超级块号同时也是一个空闲块，也可以用来分配出去，但是要修改超级块信息

分配步骤：
1. 检测第一个分组的块数是否足够，足够的话就用第一个超级块中的空闲盘块分配，将分配出去的空闲盘块号删除并修改超级块的空闲盘块数。
2. 如果第一个分组的空闲盘块号用完了，将下一个超级块分组信息复制到第一个分组中，然后删除下一个超级块分组。
3. 如果第一个分组的块数不够，就按照步骤二依次向后分配。
回收步骤：
1. 如果第一个分组没满，可以将回收的空闲块插入第一个分组中。
2. 如果第一个分组满了，需要将超级块中的数据复制到新回收的块中，并修改超级块的内容，让新回收的块成为第一个分组。

虚拟文件系统(VFS)

虚拟文件系统(VFS)为用户程序提供了文件系统操作的统一接口，屏蔽了不同文件系统的差异和操作细节。用户程序可以通过VFS提供的统一调用函数来操作不同文件系统的文件，而无须考虑具体的文件系统和实际的存储介质。

为了实现VFS，Linux主要抽象了四种对象类型。每个VFS对象都存放在一个适当的数据结构中，其中包括对象的属性和指向对象方法(函数)表的指针。

超级块对象：表示一个已安装(或称挂载)的特定文件系统。
索引结点对象：表示一个特定的文件。
目录项对象：表示一个特定的目录项。
文件对象：表示一个与进程相关的已打开文件。

Linux将目录当作文件对象来处理，文件操作能同时应用于文件或目录。文件系统是由层次目录组成的，一个目录项可能包含文件名和其他目录名。目录项作为单独抽象的对象，是因为目录可以层层嵌套，以便于形成文件路径，而路径中的每一部分其实就是目录项。

超级块对象。超级块对象对应于磁盘上特定扇区的文件系统超级块，用于存储已安装文件系统的元信息，元信息中包含文件系统的基本属性信息，如文件系统类型、文件系统基本块的大小、文件系统所挂载的设备、操作方法(函数)指针等。其中操作方法(函数)指针指向该超级块的操作方法表，包含一系列可在超级块对象上调用的操作函数，主要有分配inode、销毁inode、读inode、写inode、文件同步等。
索引结点对象。文件系统处理文件所需要的所有信息，都放在一个称为索引结点的数据结构中，索引结点对文件是唯一的。只有当文件被访问时，才在内存中创建索引结点对象，每个索引结点对象都会复制磁盘索引结点包含的一些数据。该对象中有一个状态字段表示是否被修改，其值为“脏”时，说明对应的磁盘索引结点必须被更新。索引结点对象还提供许多操作接口，如创建新索引结点、创建硬链接、创建新目录等。
目录项对象。由于VFS经常执行切换到某个目录这种操作，为了提高效率，便引入了目录项的概念。目录项对象是一个路径的组成部分，它要么是目录名，要么是文件名。目录项对象包含指向关联索引结点的指针，还包含指向父目录和指向子目录的指针。不同于前面两个对象，目录项对象在磁盘上没有对应的数据结构，而是VFS在遍历路径的过程中，将它们逐个解析成目录项对象的。
文件对象。文件对象代表进程打开的一个文件。文件对象和物理文件的关系类似于进程和程序的关系。由于多个进程可以打开和操作同一文件，所以同一文件在内存中可能存在多个对应的文件对象，但对应的索引结点和目录项是唯一的。文件对象仅在进程观点上代表已经打开的文件，它反过来指向其索引结点。文件对象包含与该文件相关联的目录项对象，包含该文件的文件系统、文件指针等，还包含在该文件对象上调用的一系列操作函数。

VFS还有另一个重要作用，即提高系统性能。最近最常使用的目录项对象被放在目录项高速缓存的磁盘缓存中，以加速从文件路径名到最后一个路径分量的索引结点的转换过程。

对用户来说，不需要关心不同文件系统的具体实现细节，只需要对一个虚拟的文件操作界面进行操作。VFS对每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在系统中运行的其他进程看来都是相同的。严格来说，VFS并不是一种实际的文件系统，它只存在于内存中，不存在于任何外存空间中。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。

虚拟文件系统的特点：

向上层用户进程提供统一标准的系统调用接口，屏蔽底层具体文件系统的实现差异。
$VFS$ 要求下层的文件系统必须实现某些规定的函数功能，如： $open/read/write$ 。一个新的文件系统想要在某操作系统上被使用，就必须满足该操作系统 $VFS$ 的要求。
每打开一个文件， $VFS$ 就在主存中新建一个 $vnode$ ，用统一的数据结构表示文件，无论该文件存储在哪个文件系统。

解决的问题：不同的文件系统，表示文件数据结构各不相同。打开文件后，其在内存中的表示就不同。
- $UFS$ 文件系统的目录项只有"文件名"和" $i$ 结点号"
- $FAT$ 文件系统的目录项有"文件名"、"文件类型"、"文件大小"、"起始块号"、等等
因此在虚拟文件系统中，每当我们使用 $open$ 打开了一个文件后，虚拟文件系统就会给这个文件在主存中创建了一个虚拟结点 $vnode$ ，将这个文件的 $inode$ 的各种信息复制到 $vnode$ 中， $vnode$ 的函数功能指针指向具体文件所属的文件系统提供的函数功能列表。

$vnode$ 只存在于主存中，而 $inode$ 既会被调入主存，也会在外存中存储。

分区和安装

一个磁盘可以划分为多个分区，每个分区都可以用于创建单独的文件系统，每个分区还可以包含不同的操作系统。分区可以是原始的，没有文件系统，当没有合适的文件系统时，可以使用原始磁盘。

Linux启动后，首先载入MBR，随后MBR识别活动分区，并且加载活动分区中的引导程序。

分区的第一部分是引导块，里面存储着引导信息，它有自身的格式，因为在引导时系统并未加载文件系统代码，因此不能解释文件系统的格式。引导信息是一系列可以加载到内存中的连续块，加载到内存后从其第一条代码开始执行，引导程序便启动一个具体的操作系统。引导块之后是超级块，它存储文件系统的有关信息，包括文件系统的类型、i结点的数目、数据块的数目。随后是多个索引结点，它们是实现文件存储的关键，每个文件对应一个索引结点，索引结点中包含多个指针，指向属于该文件的各个数据块。最后是文件数据块。

如文件在使用前必须打开一样，文件系统在进程使用前必须先安装，也称挂载。

文件系统挂载( $mounting$ )，即文件系统安装/装载。文件系统挂载要做的事：

在 $VFS$ 中注册新挂载的文件系统。内存中的挂载表( $mount ~table$ )包含每个文件系统的相关信息，包括文件系统类型、容量大小等。
新挂载的文件系统，要向 $VFS$ 提供一个函数地址列表
将新文件系统加到挂载点( $mount~point$ )，也就是将新文件系统挂载在某个父目录下。

Windows系统维护一个扩展的两级目录结构，用驱动器字母表示设备和卷。卷具有常规树结构的目录，与驱动器号相关联，还含有指向已安装文件系统的指针。操作系统找到相应文件系统的指针，并且遍历该设备的目录结构，以查找指定的文件。新版本的Windows允许文件系统安装在目录树下的任意位置，就像UNIX一样。在启动时，Windows操作系统自动发现所有设备，并且安装所有找到的文件系统。

UNIX使用系统的根文件系统，由内核在引导阶段直接安装，其他文件系统要么由初始化脚本安装，要么由用户安装在己安装文件系统的目录下。作为一个目录树，每个文件系统都拥有自己的根目录。安装文件系统的这个目录称为安装点，安装就是将磁盘分区挂载到该安装点下，进入该目录就可以读取该分区的数据。已安装文件系统属于安装点目录的一个子文件系统。安装的实现是在目录inode的内存副本上加上一个标志，表示该目录是安装点。还有一个域指向安装表的条目，表示哪个设备安装在哪里，这个条目还包括该设备的文件系统超级块的一个指针。

我们可以这么理解：UNIX本身是一个固定的目录树，只要安装就有，但是如果不给它分配存储空间，就不能对它进行操作，所以首先要给根目录分配空间，这样才能操作这个目录树。

Last modification：May 26, 2023

希望能帮到你(＾－＾)V

4.文件管理

robotmaid • 2022 年 07 月 17 日

<html>
<head>
<meta charset='UTF-8'><meta name='viewport' content='width=device-width initial-scale=1'>
<title>4.文件管理</title>
</head>
<body><h2 id='文件系统基础'>文件系统基础</h2>
<p>文件是以计算机硬盘为载体的存储在计算机上的信息的集合，在系统运行时，计算机以进程为资源分配的基本单位，而在用户进行的输入输出中，以文件为基本单位。操作系统中的<strong>文件系统</strong>实现对文件的维护管理。<strong>文件的结构</strong>：</p>
<ul>
<li>数据项：数据项是文件系统中<strong>最低级</strong>的数据组织形式，有两种类型。<strong>基本数据项</strong>用于描述一个对象的某种属性的一个值，是数据中可命名的最小逻辑数据单位，即原子数据。<strong>组合数据项</strong>由多个基本数据项组成。</li>
<li>记录：记录是一组相关的数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。</li>
<li>文件：文件是指由创建者所定义的一组相关信息的集合，逻辑上可分为有结构文件和无结构文件两种。</li>

</ul>
<h3 id='文件控制块和索引结点'>文件控制块和索引结点</h3>
<p><strong>文件的属性</strong>(文件元数据)：</p>
<ul>
<li>文件名：同一目录下不允许有重名文件。</li>
<li>标识符：一个系统内的各文件标识符唯一，对用户来说毫无可读性。只是操作系统用于区分各个文件的一种内部名称。</li>
<li>类型：指明文件的类型。</li>
<li>位置：文件存放的路径(让用户使用)、在外存中的地址(操作系统使用，对用户不可见)。</li>
<li>大小：指明文件大小。</li>
<li>保护信息：对文件进行保护的访问控制信息。</li>
<li>时间、日期和用户标识符：创建时间、上次修改时间、文件所有者信息。</li>

</ul>
<p>操作系统通过文件控制块(FCB)来维护文件元数据。</p>
<hr />
<p><strong>文件控制块</strong>(FCB)：文件控制块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”。FCB的有序集合称为文件目录，一个FCB就是一个文件目录项。FCB主要包含以下信息：</p>
<ul>
<li>基本信息，如文件名、文件的物理位置、文件的逻辑结构、文件的物理结构等。</li>
<li>存取控制信息，包括文件主的存取权限、核准用户的存取权限以及一般用户的存取权限。</li>
<li>使用信息，如文件建立时间、上次修改时间等。</li>

</ul>
<p>一个文件目录也被视为一个文件，称为目录文件。</p>
<p>对<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>有这些<strong>基本操作</strong>：</p>
<ul>
<li>搜索：当用户要使用一个文件时，系统要根据文件名搜索目录，找到该文件对应的目录项。</li>
<li>创建文件：创建一个新文件时，系统将分配一个<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>并在其所属的目录中添加一个目录项。</li>
<li>删除文件：当删除一个文件时，需要在目录中删除相应的目录项。</li>
<li>显示目录：用户可以请求显示目录的内容，如显示该目录中的所有文件及相应属性。</li>
<li>修改目录：某些文件属性保存在目录中，因此这些属性变化时需要修改相应的目录项(如：文件重命名)。</li>

</ul>
<hr />
<p><strong>索引结点</strong>(FCB的改进)：在查找各级目录的过程中只需要用到“文件名”这个信息，只有文件名匹配时，才需要读出文件的其他信息。因此有些系统采用了文件名和<strong>文件描述信息</strong>分开的方法，文件描述信息单独形成一个称为<strong>索引结点</strong>的数据结构，简称<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>结点。在文件目录中的每个目录项仅由文件名和指向该文件对应的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>结点的指针构成。</p>
<p>当找到文件名对应的目录项时，才需要将索引结点调入内存，索引结点中记录了文件的各种信息，包括文件在外存中的存放位置，根据“存放位置”即可找到文件。存放在<strong>外存</strong>中的索引结点称为“<strong>磁盘索引结点</strong>”，当索引结点放入<strong>内存</strong>后称为“<strong>内存索引结点</strong>”。相比之下内存索引结点中需要增加一些信息，比如：文件是否被修改、此时有几个进程正在访问该文件等。</p>
<p>磁盘索引结点包括以下内容：</p>
<ul>
<li>文件主标识符：拥有该文件的个人或小组的标识符。</li>
<li>文件类型：普通文件、目录文件或特别文件。</li>
<li>文件存取权限：各类用户对该文件的存取权限。</li>
<li>文件物理地址：每个索引结点中含有<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.262ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 1000 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-129-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-129-TEX-N-33" d="M127 463Q100 463 85 480T69 524Q69 579 117 622T233 665Q268 665 277 664Q351 652 390 611T430 522Q430 470 396 421T302 350L299 348Q299 347 308 345T337 336T375 315Q457 262 457 175Q457 96 395 37T238 -22Q158 -22 100 21T42 130Q42 158 60 175T105 193Q133 193 151 175T169 130Q169 119 166 110T159 94T148 82T136 74T126 70T118 67L114 66Q165 21 238 21Q293 21 321 74Q338 107 338 175V195Q338 290 274 322Q259 328 213 329L171 330L168 332Q166 335 166 348Q166 366 174 366Q202 366 232 371Q266 376 294 413T322 525V533Q322 590 287 612Q265 626 240 626Q208 626 181 615T143 592T132 580H135Q138 579 143 578T153 573T165 566T175 555T183 540T186 520Q186 498 172 481T127 463Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-129-TEX-N-31"></use><use data-c="33" xlink:href="#MJX-129-TEX-N-33" transform="translate(500,0)"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">13</script>个地址项，它们以直接或间接方式给出数据文件所在盘块的编号。</li>
<li>文件长度：以字节为单位。</li>
<li>文件链接计数：所有指向该文件的文件名的指针计数。</li>
<li>文件存取时间：本文件最近被进程存取的时间、最近被修改的时间，及索引节点最近被修改的时间。</li>

</ul>
<p>内存索引结点除了磁盘索引结点所包含的内容外，还拥有：</p>
<ul>
<li>索引结点编号：用于标识内存索引节点。</li>
<li>状态：指示<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>结点是否上锁或被修改。</li>
<li>访问计数：每当有进程访问此节点时，计数加一，访问结束减一。</li>
<li>逻辑设备号：文件所属文件系统的逻辑设备号。</li>
<li>链接指针：设置分别指向空闲链表和散列队列的指针。</li>

</ul>
<h3 id='文件的操作'>文件的操作</h3>
<p>文件的基本操作：</p>
<ul>
<li><p>创建文件：“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.122ex" height="1.441ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -626 2706 637" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-177-TEX-I-1D450" d="M34 159Q34 268 120 355T306 442Q362 442 394 418T427 355Q427 326 408 306T360 285Q341 285 330 295T319 325T330 359T352 380T366 386H367Q367 388 361 392T340 400T306 404Q276 404 249 390Q228 381 206 359Q162 315 142 235T121 119Q121 73 147 50Q169 26 205 26H209Q321 26 394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 83T391 55T346 25T282 0T202 -11Q127 -11 81 37T34 159Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D44E" d="M33 157Q33 258 109 349T280 441Q331 441 370 392Q386 422 416 422Q429 422 439 414T449 394Q449 381 412 234T374 68Q374 43 381 35T402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487Q506 153 506 144Q506 138 501 117T481 63T449 13Q436 0 417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157ZM351 328Q351 334 346 350T323 385T277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q217 26 254 59T298 110Q300 114 325 217T351 328Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D450" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D450"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(433,0)"><use data-c="1D45F" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D45F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(884,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1350,0)"><use data-c="1D44E" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D44E"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1879,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D461"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2240,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">create</script>系统调用”，有两个必要的步骤：第一步，在文件系统中为文件找到空间；第二步，在目录中为新文件创建对应的目录项，目录项中记录文件名称、在文件系统中的位置及其他可能的信息。该系统调用需要几个主要参数：所需的外存空间大小、文件存放路径、文件名。</p>
</li>
<li><p>删除文件：&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.83ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 2577 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-182-TEX-I-1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path><path id="MJX-182-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path><path id="MJX-182-TEX-I-1D459" d="M117 59Q117 26 142 26Q179 26 205 131Q211 151 215 152Q217 153 225 153H229Q238 153 241 153T246 151T248 144Q247 138 245 128T234 90T214 43T183 6T137 -11Q101 -11 70 11T38 85Q38 97 39 102L104 360Q167 615 167 623Q167 626 166 628T162 632T157 634T149 635T141 636T132 637T122 637Q112 637 109 637T101 638T95 641T94 647Q94 649 96 661Q101 680 107 682T179 688Q194 689 213 690T243 693T254 694Q266 694 266 686Q266 675 193 386T118 83Q118 81 118 75T117 65V59Z"></path><path id="MJX-182-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D451" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D451"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(520,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(986,0)"><use data-c="1D459" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D459"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1284,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1750,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D461"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2111,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-182-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">delete</script>系统调用&quot;，根据文件存放路径找到对应的目录文件，从目录中找到文件名对应的目录项，然后回收该文件所占用的磁盘块，将文件数据从外存中删除，最后从目录表中删除文件对应的目录项。该系统调用需要几个主要参数：文件存放路径、文件名。</p>
</li>
<li><p>读文件：&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.448ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 1966 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-133-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-133-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 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473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D45F" xlink:href="#MJX-133-TEX-I-1D45F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(451,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-133-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(917,0)"><use data-c="1D44E" xlink:href="#MJX-133-TEX-I-1D44E"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1446,0)"><use data-c="1D451" xlink:href="#MJX-133-TEX-I-1D451"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">read</script>系统调用&quot;，指明文件名称和要读入文件块的内存位置。需要搜索目录以找到相关目录项，系统维护一个读位置的指针。每当发生读操作时，更新读指针。将文件数据从外存读入内存。该系统调用需要几个主要参数：文件在打开文件表中的编号(文件描述符)、要读入的数据大小(传送的字节数)、读入的数据放在内存的位置(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.509ex" height="2.059ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 1551 910" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.464ex;"><defs><path id="MJX-134-TEX-I-1D44F" d="M73 647Q73 657 77 670T89 683Q90 683 161 688T234 694Q246 694 246 685T212 542Q204 508 195 472T180 418L176 399Q176 396 182 402Q231 442 283 442Q345 442 383 396T422 280Q422 169 343 79T173 -11Q123 -11 82 27T40 150V159Q40 180 48 217T97 414Q147 611 147 623T109 637Q104 637 101 637H96Q86 637 83 637T76 640T73 647ZM336 325V331Q336 405 275 405Q258 405 240 397T207 376T181 352T163 330L157 322L136 236Q114 150 114 114Q114 66 138 42Q154 26 178 26Q211 26 245 58Q270 81 285 114T318 219Q336 291 336 325Z"></path><path id="MJX-134-TEX-I-1D462" d="M21 287Q21 295 30 318T55 370T99 420T158 442Q204 442 227 417T250 358Q250 340 216 246T182 105Q182 62 196 45T238 27T291 44T328 78L339 95Q341 99 377 247Q407 367 413 387T427 416Q444 431 463 431Q480 431 488 421T496 402L420 84Q419 79 419 68Q419 43 426 35T447 26Q469 29 482 57T512 145Q514 153 532 153Q551 153 551 144Q550 139 549 130T540 98T523 55T498 17T462 -8Q454 -10 438 -10Q372 -10 347 46Q345 45 336 36T318 21T296 6T267 -6T233 -11Q189 -11 155 7Q103 38 103 113Q103 170 138 262T173 379Q173 380 173 381Q173 390 173 393T169 400T158 404H154Q131 404 112 385T82 344T65 302T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-134-TEX-I-1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44F" xlink:href="#MJX-134-TEX-I-1D44F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(429,0)"><use data-c="1D462" xlink:href="#MJX-134-TEX-I-1D462"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1001,0)"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-134-TEX-I-1D453"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">buf</script>缓冲区首址)。</p>
</li>
<li><p>写文件：&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.292ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 2339 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-135-TEX-I-1D464" d="M580 385Q580 406 599 424T641 443Q659 443 674 425T690 368Q690 339 671 253Q656 197 644 161T609 80T554 12T482 -11Q438 -11 404 5T355 48Q354 47 352 44Q311 -11 252 -11Q226 -11 202 -5T155 14T118 53T104 116Q104 170 138 262T173 379Q173 380 173 381Q173 390 173 393T169 400T158 404H154Q131 404 112 385T82 344T65 302T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Q21 293 29 315T52 366T96 418T161 441Q204 441 227 416T250 358Q250 340 217 250T184 111Q184 65 205 46T258 26Q301 26 334 87L339 96V119Q339 122 339 128T340 136T341 143T342 152T345 165T348 182T354 206T362 238T373 281Q402 395 406 404Q419 431 449 431Q468 431 475 421T483 402Q483 389 454 274T422 142Q420 131 420 107V100Q420 85 423 71T442 42T487 26Q558 26 600 148Q609 171 620 213T632 273Q632 306 619 325T593 357T580 385Z"></path><path id="MJX-135-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-135-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-135-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path><path id="MJX-135-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D464" xlink:href="#MJX-135-TEX-I-1D464"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(716,0)"><use data-c="1D45F" xlink:href="#MJX-135-TEX-I-1D45F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1167,0)"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-135-TEX-I-1D456"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1512,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-135-TEX-I-1D461"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1873,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-135-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">write</script>系统调用&quot;，指明文件名称和要写入文件的内存。对于给定文件名称，系统搜索目录以查找文件位置。系统维护一个写位置的指针。每当发生写操作时，更新写指针。将文件数据从内存写回外存。</p>
<blockquote><p>一个进程通常只对一个文件读或写，因此当前操作位置可作为每个进程当前文件位置的指针。由于读/写操作都使用同一指针，因此节省了空间，降低了系统复杂度。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>重新定位文件(文件定位)：搜索目录以找到适当的条目，并将当前文件位置指针重新定位到给定值。重新定位文件不涉及读、写文件。</p>
</li>
<li><p>截断文件：允许文件所有属性不变，并删除文件内容，即将其长度设为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>并释放其空间。</p>
</li>

</ul>
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<p>在首次使用文件时，使用系统调用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.647ex" height="1.439ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -442 2054 636" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.439ex;"><defs><path id="MJX-237-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D45D" d="M23 287Q24 290 25 295T30 317T40 348T55 381T75 411T101 433T134 442Q209 442 230 378L240 387Q302 442 358 442Q423 442 460 395T497 281Q497 173 421 82T249 -10Q227 -10 210 -4Q199 1 187 11T168 28L161 36Q160 35 139 -51T118 -138Q118 -144 126 -145T163 -148H188Q194 -155 194 -157T191 -175Q188 -187 185 -190T172 -194Q170 -194 161 -194T127 -193T65 -192Q-5 -192 -24 -194H-32Q-39 -187 -39 -183Q-37 -156 -26 -148H-6Q28 -147 33 -136Q36 -130 94 103T155 350Q156 355 156 364Q156 405 131 405Q109 405 94 377T71 316T59 280Q57 278 43 278H29Q23 284 23 287ZM178 102Q200 26 252 26Q282 26 310 49T356 107Q374 141 392 215T411 325V331Q411 405 350 405Q339 405 328 402T306 393T286 380T269 365T254 350T243 336T235 326L232 322Q232 321 229 308T218 264T204 212Q178 106 178 102Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D45B" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T89 425T135 442Q171 442 195 424T225 390T231 369Q231 367 232 367L243 378Q304 442 382 442Q436 442 469 415T503 336T465 179T427 52Q427 26 444 26Q450 26 453 27Q482 32 505 65T540 145Q542 153 560 153Q580 153 580 145Q580 144 576 130Q568 101 554 73T508 17T439 -10Q392 -10 371 17T350 73Q350 92 386 193T423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 291L189 157Q156 26 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 112 180T152 343Q153 348 153 366Q153 405 129 405Q91 405 66 305Q60 285 60 284Q58 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D45C" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(485,0)"><use data-c="1D45D" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(988,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1454,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">open</script>将根据文件存放路径找到相应的目录文件，从目录中找到文件名对应的目录项，并检测用户权限。如果有权限，就将目录项FCB从外存复制到<strong>内存中的打开文件表</strong>的一个表目中，并将该表目的编号(索引)返回给用户，之后用户使用打开文件表的编号来指明要操作的文件。操作系统维护一个包含所有打开文件信息的表(<strong>打开文件表</strong>)。当用户需要一个文件操作时，可通过该表的一个索引指定文件，省略了搜索环境。</p>
<p>当文件不再使用时，进程可以关闭它，操作系统从该进程的打开文件表中删除这一条目，回收分配给该文件的内存空间等资源，将系统打开文件表中该文件的打开计数器减一，若计数等于零，则删除对应表项。</p>
<p>文件名不必是打开文件表的一部分，因为一旦完成对FCB在磁盘上的定位，系统就不再使用文件名。对于访问打开文件表的索引，UNIX称之为文件描述符，而Windows称之为文件句柄。因此，只要文件未被关闭，所有文件操作就通过打开文件表来进行。</p>
<p>每个打开文件都有如下关联信息：</p>
<ul>
<li>文件指针：系统跟踪上次的读写位置作为当前文件位置的指针，这种指针对打开文件的某个进程来说是唯一的，因此必须与磁盘文件属性分开保存。</li>
<li>文件打开计数：多个进程可能打开同一个文件，用文件打开计数器记录多少进程打开了该文件。每个关闭操作使计数递减，当打开计数器为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>时，表示该文件不再被使用，系统将回收分配给该文件的内存空间等资源。若文件被修改过，则将文件写回外存，并将系统打开文件表中的相应条目删除，最后释放文件的文件控制块(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>)。</li>
<li>文件磁盘位置：该信息保存在内存中，以免为每个操作都从磁盘中读取。</li>
<li>访问权限：每个进程打开文件都需要有一个访问模式。该信息保存在进程的打开文件表中，以便操作系统能够允许或拒绝之后的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.998ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 1767 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.566ex;"><defs><path id="MJX-210-TEX-I-1D43C" d="M43 1Q26 1 26 10Q26 12 29 24Q34 43 39 45Q42 46 54 46H60Q120 46 136 53Q137 53 138 54Q143 56 149 77T198 273Q210 318 216 344Q286 624 286 626Q284 630 284 631Q274 637 213 637H193Q184 643 189 662Q193 677 195 680T209 683H213Q285 681 359 681Q481 681 487 683H497Q504 676 504 672T501 655T494 639Q491 637 471 637Q440 637 407 634Q393 631 388 623Q381 609 337 432Q326 385 315 341Q245 65 245 59Q245 52 255 50T307 46H339Q345 38 345 37T342 19Q338 6 332 0H316Q279 2 179 2Q143 2 113 2T65 2T43 1Z"></path><path id="MJX-210-TEX-N-2F" d="M423 750Q432 750 438 744T444 730Q444 725 271 248T92 -240Q85 -250 75 -250Q68 -250 62 -245T56 -231Q56 -221 230 257T407 740Q411 750 423 750Z"></path><path id="MJX-210-TEX-I-1D442" d="M740 435Q740 320 676 213T511 42T304 -22Q207 -22 138 35T51 201Q50 209 50 244Q50 346 98 438T227 601Q351 704 476 704Q514 704 524 703Q621 689 680 617T740 435ZM637 476Q637 565 591 615T476 665Q396 665 322 605Q242 542 200 428T157 216Q157 126 200 73T314 19Q404 19 485 98T608 313Q637 408 637 476Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43C" xlink:href="#MJX-210-TEX-I-1D43C"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD" transform="translate(504,0)"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2F" xlink:href="#MJX-210-TEX-N-2F"></use></g></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1004,0)"><use data-c="1D442" xlink:href="#MJX-210-TEX-I-1D442"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">I/O</script>操作。</li>

</ul>
<blockquote><p>整个系统只有一张系统的打开文件表，记录全部进程打开的文件。每个进程有自己的打开文件表，记录自己打开的文件，进程的打开文件表有一个“系统表索引号”，指向系统的打开文件表中这个文件对应的条目。</p>
</blockquote>
<h3 id='文件保护'>文件保护</h3>
<p>口令和加密是为了防止用户文件被他人存取或窃取，而访问控制则用于控制用户对文件的访问方式。</p>
<ul>
<li><p><strong>口令保护</strong>：为文件设置一个“口令”，用户请求访问该文件时必须提供“口令”。口令一般存放在文件对应的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>或索引结点中。用户访问文件前需要先输入“口令”，操作系统会将用户提供的口令与<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>中存储的口令进行对比，如果正确，则允许该用户访问文件。</p>
<p>优点：保存口令的空间开销不多，验证口令的时间开销也很小。</p>
<p>缺点：口令直接存放在系统内部，不够安全。</p>
</li>
<li><p><strong>加密保护</strong>：使用某个“密码”对文件进行加密，在访问文件时需要提供正确的“密码”才能对文件进行正确的解密。</p>
<p>优点：保密性强，不需要在系统中存储“密码”。</p>
<p>缺点：编码/译码，或者说加密/解密要花费一定时间。</p>
</li>
<li><p><strong>访问控制</strong>：访问控制机制由系统实现，对一个文件的访问由用户访问权限和文件属性共同限制。在每个文件的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>(或索引结点)中增加一个<strong>访问控制列表</strong>(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.957ex" height="1.67ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 2191 738" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-146-TEX-I-1D434" d="M208 74Q208 50 254 46Q272 46 272 35Q272 34 270 22Q267 8 264 4T251 0Q249 0 239 0T205 1T141 2Q70 2 50 0H42Q35 7 35 11Q37 38 48 46H62Q132 49 164 96Q170 102 345 401T523 704Q530 716 547 716H555H572Q578 707 578 706L606 383Q634 60 636 57Q641 46 701 46Q726 46 726 36Q726 34 723 22Q720 7 718 4T704 0Q701 0 690 0T651 1T578 2Q484 2 455 0H443Q437 6 437 9T439 27Q443 40 445 43L449 46H469Q523 49 533 63L521 213H283L249 155Q208 86 208 74ZM516 260Q516 271 504 416T490 562L463 519Q447 492 400 412L310 260L413 259Q516 259 516 260Z"></path><path id="MJX-146-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-146-TEX-I-1D43F" d="M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 217 683Q271 680 344 680Q485 680 506 683H518Q524 677 524 674T522 656Q517 641 513 637H475Q406 636 394 628Q387 624 380 600T313 336Q297 271 279 198T252 88L243 52Q243 48 252 48T311 46H328Q360 46 379 47T428 54T478 72T522 106T564 161Q580 191 594 228T611 270Q616 273 628 273H641Q647 264 647 262T627 203T583 83T557 9Q555 4 553 3T537 0T494 -1Q483 -1 418 -1T294 0H116Q32 0 32 10Q32 17 34 24Q39 43 44 45Q48 46 59 46H65Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Q285 635 228 637Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D434" xlink:href="#MJX-146-TEX-I-1D434"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(750,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-146-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1510,0)"><use data-c="1D43F" xlink:href="#MJX-146-TEX-I-1D43F"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">ACL</script>)，该表中记录了各个用户名及其所允许的访问类型：</p>
<ul>
<li>读：从文件中读数据；</li>
<li>写：向文件中写数据；</li>
<li>执行：将文件装入内存并执行；</li>
<li>添加：将新信息添加到文件结尾部分；</li>
<li>删除：删除文件，释放空间；</li>
<li>列表清单：列出文件名和文件属性；</li>

</ul>
<p>有的计算机可能会有很多个用户，访问控制列表可能会很太，可以用精简的访问列表解决这个问题。精简的访问列表采用拥有者(创建文件的用户)、组(一组需要共享文件且具有类似访问的用户)和其他(系统内的所有其他用户)三种用户类型。以“组”为单位，标记各“组”用户可以对文件执行哪些操作。当某用户想要访问文件时，系统会检查该用户所属的分组是否有相应的访问权限。若想要让某个用户能够读取文件，只需要把该用户放入相应分组即可。</p>
<p>若文件控制块中用二进制位串表示文件权限，描述文件权限的位数至少为：用户类别<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="0.973ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -465 500 430" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.079ex;"><defs><path id="MJX-147-TEX-N-2217" d="M229 286Q216 420 216 436Q216 454 240 464Q241 464 245 464T251 465Q263 464 273 456T283 436Q283 419 277 356T270 286L328 328Q384 369 389 372T399 375Q412 375 423 365T435 338Q435 325 425 315Q420 312 357 282T289 250L355 219L425 184Q434 175 434 161Q434 146 425 136T401 125Q393 125 383 131T328 171L270 213Q283 79 283 63Q283 53 276 44T250 35Q231 35 224 44T216 63Q216 80 222 143T229 213L171 171Q115 130 110 127Q106 124 100 124Q87 124 76 134T64 161Q64 166 64 169T67 175T72 181T81 188T94 195T113 204T138 215T170 230T210 250L74 315Q65 324 65 338Q65 353 74 363T98 374Q106 374 116 368T171 328L229 286Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2217" xlink:href="#MJX-147-TEX-N-2217"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">*</script>访问权限。</p>
</li>

</ul>
<blockquote><p>现代操作系统常用的文件保护方法是，将访问控制列表与用户、组和其他成员访问控制方案一起组合使用。</p>
<p>对于多级目录结构而言，不仅需要保护单个文件，而且需要保护子目录内的文件，即需要提供目录保护机制。</p>
</blockquote>
<h3 id='文件的逻辑结构'>文件的逻辑结构</h3>
<p>文件的“逻辑结构”是从用户观点出发看到的文件的组织形式。而文件的“物理结构”(文件的存储结构)是从实现观点出发看到的文件在外存上的存储组织形式。文件的逻辑结构与存储介质特性无关，但文件的物理结构与存储介质的特性有很大关系。按照逻辑结构，文件可划分为：</p>
<ul>
<li><p><strong>无结构文件</strong>(流式文件)：文件内部的数据就是一系列二进制流或字符流组成，如<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.934ex" height="1.441ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -626 1738.7 637" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-148-TEX-N-2E" d="M78 60Q78 84 95 102T138 120Q162 120 180 104T199 61Q199 36 182 18T139 0T96 17T78 60Z"></path><path id="MJX-148-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path><path id="MJX-148-TEX-I-1D465" d="M52 289Q59 331 106 386T222 442Q257 442 286 424T329 379Q371 442 430 442Q467 442 494 420T522 361Q522 332 508 314T481 292T458 288Q439 288 427 299T415 328Q415 374 465 391Q454 404 425 404Q412 404 406 402Q368 386 350 336Q290 115 290 78Q290 50 306 38T341 26Q378 26 414 59T463 140Q466 150 469 151T485 153H489Q504 153 504 145Q504 144 502 134Q486 77 440 33T333 -11Q263 -11 227 52Q186 -10 133 -10H127Q78 -10 57 16T35 71Q35 103 54 123T99 143Q142 143 142 101Q142 81 130 66T107 46T94 41L91 40Q91 39 97 36T113 29T132 26Q168 26 194 71Q203 87 217 139T245 247T261 313Q266 340 266 352Q266 380 251 392T217 404Q177 404 142 372T93 290Q91 281 88 280T72 278H58Q52 284 52 289Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2E" xlink:href="#MJX-148-TEX-N-2E"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(444.7,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-148-TEX-I-1D461"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(805.7,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-148-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1377.7,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-148-TEX-I-1D461"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">.txt</script>文件。无结构文件是最简单的文件组织形式，它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，以<strong>字节</strong>为单位。</p>
<p>优点：管理简单，用户方便操作。</p>
<p>缺点：只能使用穷举搜索方式访问记录。</p>
</li>
<li><p><strong>有结构文件</strong>(记录式文件)：由一组相似的记录组成，每条记录由若干个数据项组成，如数据库表文件。一般来说，每条记录有一个数据项可作为<strong>关键字</strong>。根据各条记录的长度(占用的存储空间)是否相等，又可分为<strong>定长记录</strong>和<strong>可变长记录</strong>两种。按记录的组织形式可分为：</p>
<ul>
<li><p><strong>顺序文件</strong>：文件中的记录一个接一个地顺序排列(逻辑上)，记录可以是定长的或可变长的。各个记录在<strong>物理</strong>上可以顺序存储或链式存储。</p>
<ul>
<li><p><strong>顺序存储</strong>：逻辑上相邻的记录物理上也相邻；</p>
<ul>
<li><p>可变长记录：无法实现随机存取，每次只能从第一个记录开始依次往后查找；</p>
</li>
<li><p>定长记录：可实现<strong>随机存取</strong>。记录长度为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.541ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 681 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-149-TEX-I-1D43F" d="M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 217 683Q271 680 344 680Q485 680 506 683H518Q524 677 524 674T522 656Q517 641 513 637H475Q406 636 394 628Q387 624 380 600T313 336Q297 271 279 198T252 88L243 52Q243 48 252 48T311 46H328Q360 46 379 47T428 54T478 72T522 106T564 161Q580 191 594 228T611 270Q616 273 628 273H641Q647 264 647 262T627 203T583 83T557 9Q555 4 553 3T537 0T494 -1Q483 -1 418 -1T294 0H116Q32 0 32 10Q32 17 34 24Q39 43 44 45Q48 46 59 46H65Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Q285 635 228 637Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43F" xlink:href="#MJX-149-TEX-I-1D43F"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">L</script>，则第<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>个记录存放的相对位置是<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.458ex" height="1.57ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 1970.4 694" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-151-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-151-TEX-N-2217" d="M229 286Q216 420 216 436Q216 454 240 464Q241 464 245 464T251 465Q263 464 273 456T283 436Q283 419 277 356T270 286L328 328Q384 369 389 372T399 375Q412 375 423 365T435 338Q435 325 425 315Q420 312 357 282T289 250L355 219L425 184Q434 175 434 161Q434 146 425 136T401 125Q393 125 383 131T328 171L270 213Q283 79 283 63Q283 53 276 44T250 35Q231 35 224 44T216 63Q216 80 222 143T229 213L171 171Q115 130 110 127Q106 124 100 124Q87 124 76 134T64 161Q64 166 64 169T67 175T72 181T81 188T94 195T113 204T138 215T170 230T210 250L74 315Q65 324 65 338Q65 353 74 363T98 374Q106 374 116 368T171 328L229 286Z"></path><path id="MJX-151-TEX-I-1D43F" d="M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 217 683Q271 680 344 680Q485 680 506 683H518Q524 677 524 674T522 656Q517 641 513 637H475Q406 636 394 628Q387 624 380 600T313 336Q297 271 279 198T252 88L243 52Q243 48 252 48T311 46H328Q360 46 379 47T428 54T478 72T522 106T564 161Q580 191 594 228T611 270Q616 273 628 273H641Q647 264 647 262T627 203T583 83T557 9Q555 4 553 3T537 0T494 -1Q483 -1 418 -1T294 0H116Q32 0 32 10Q32 17 34 24Q39 43 44 45Q48 46 59 46H65Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Q285 635 228 637Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-151-TEX-I-1D456"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(567.2,0)"><use data-c="2217" xlink:href="#MJX-151-TEX-N-2217"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1289.4,0)"><use data-c="1D43F" xlink:href="#MJX-151-TEX-I-1D43F"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i*L</script>。有两种结构：</p>
<ul>
<li><p><strong>串结构</strong>，记录之间的顺序与关键字无关，通常按照记录存入的时间决定记录的顺序；</p>
</li>
<li><p><strong>顺序结构</strong>，记录之间的顺序按关键字顺序排列。可实现<strong>快速检索</strong>(根据关键字快速找到对应记录)。考试一般<strong>默认</strong>顺序文件为这种结构。</p>
<p>优点：大量读写记录时，顺序文件的效率最高；只有顺序文件才能存储在磁带上。</p>
<p>缺点：对删除或增加单条记录的操作比较困难。</p>
</li>

</ul>
</li>

</ul>
</li>
<li><p><strong>链式存储</strong>：逻辑上相邻的记录物理上不一定相邻。无论是定长/可变长记录，都无法实现随机存取。</p>
</li>

</ul>
</li>
<li><p><strong>索引文件</strong>：索引文件由逻辑文件和索引表组成。建立一张索引表以加快文件检索速度，<strong>每条记录</strong>对应一个索引项(索引号，记录的长度，逻辑文件中的起始位置)。索引表本身是<strong>定长记录的顺序文件</strong>。因此可以快速找到第<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>个记录对应的索引项。而文件中的记录在物理上可以离散的存放。可以用不同的数据项建立<strong>多个索引表</strong>。</p>
<p>可将关键字作为索引号内容，若按关键字顺序排列，则还可以支持按照关键字折半查找。每当要增加/删除一个记录时，需要对索引表进行修改。由于索引文件有很快的检索速度，因此<strong>主要用于对信息处理的及时性要求比较高的场合</strong>。</p>
<p>优点：通过索引可以极大的提高访问速度。</p>
<p>缺点：每个记录对应一个索引表项，因此索引表可能会很大。</p>
</li>
<li><p><strong>索引顺序文件</strong>：将顺序文件中的所有记录分为若干组，一组记录对应一个索引表项，为顺序文件建立一张索引表，在索引表中为<strong>每组中的第一条记录</strong>建立一个索引项(关键字，逻辑地址)，其中含有该记录的关键字值和指向该记录的指针。索引顺序文件的索引项也不需要按关键字顺序排列，这样可以极大地方便新表项的插入。</p>
<p>如果记录数很多，为了进一步提高检索效率，可以为顺序文件建立<strong>多级索引表</strong>。</p>
</li>
<li><p>直接文件或散列文件：给定记录的键值或通过散列函数转换的键值直接决定记录的物理地址。这种映射结构不同于顺序文件或索引文件，没有<strong>顺序的特性</strong>。散列文件有很高的存取速度，但是会引起冲突，即不同的关键字的散列函数值相同。</p>
</li>

</ul>
</li>

</ul>
<h3 id='文件的物理结构'>文件的物理结构</h3>
<p>与内存一样，外存也是由一个个<strong>存储单元</strong>组成的，每个存储单元可以存储一定量的数据。每个存储单元对应一个物理地址。操作系统<strong>以“块”为单位</strong>为文件分配存储空间，因此即使一个文件大小只有<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.98ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 1759 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-153-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-153-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path><path id="MJX-153-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-153-TEX-N-31"></use><use data-c="30" xlink:href="#MJX-153-TEX-N-30" transform="translate(500,0)"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1000,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-153-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">10B</script>，但它依然需要占用一块<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.86ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 2148 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-154-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-154-TEX-I-1D43E" d="M285 628Q285 635 228 637Q205 637 198 638T191 647Q191 649 193 661Q199 681 203 682Q205 683 214 683H219Q260 681 355 681Q389 681 418 681T463 682T483 682Q500 682 500 674Q500 669 497 660Q496 658 496 654T495 648T493 644T490 641T486 639T479 638T470 637T456 637Q416 636 405 634T387 623L306 305Q307 305 490 449T678 597Q692 611 692 620Q692 635 667 637Q651 637 651 648Q651 650 654 662T659 677Q662 682 676 682Q680 682 711 681T791 680Q814 680 839 681T869 682Q889 682 889 672Q889 650 881 642Q878 637 862 637Q787 632 726 586Q710 576 656 534T556 455L509 418L518 396Q527 374 546 329T581 244Q656 67 661 61Q663 59 666 57Q680 47 717 46H738Q744 38 744 37T741 19Q737 6 731 0H720Q680 3 625 3Q503 3 488 0H478Q472 6 472 9T474 27Q478 40 480 43T491 46H494Q544 46 544 71Q544 75 517 141T485 216L427 354L359 301L291 248L268 155Q245 63 245 58Q245 51 253 49T303 46H334Q340 37 340 35Q340 19 333 5Q328 0 317 0Q314 0 280 1T180 2Q118 2 85 2T49 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Z"></path><path id="MJX-154-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-154-TEX-N-31"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(500,0)"><use data-c="1D43E" xlink:href="#MJX-154-TEX-I-1D43E"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1389,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-154-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1KB</script>的磁盘块。外存中的数据读入内存时同样以块为单位，类似于内存分为一个个“内存块”，外存会分为一个个“块/磁盘块/物理块”。每个磁盘块的<strong>大小是相等的</strong>，每块一般包含<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-155-TEX-N-32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="32" xlink:href="#MJX-155-TEX-N-32"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">2</script>的整数幂个地址。同样类似的是，<strong>文件的逻辑地址</strong>也可以分为<strong>(逻辑块号，块内地址)</strong>，操作系统同样需要将逻辑地址转换为外存的物理地址(物理块号，块内地址)的形式。块内地址的位数取决于磁盘块的大小。</p>
<p>文件分配对应于<strong>文件的物理结构</strong>，是指如何为文件分配磁盘块。常用的磁盘空间分配方法有三种：连续分配、链接分配和索引分配。</p>
<p><strong>连续分配</strong>：文件目录中记录存放的<strong>起始块号</strong>和<strong>长度</strong>(总共占用几个块)。连续分配方式要求每个文件在磁盘上占有<strong>一组连续的块</strong>。</p>
<p>物理块号<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.76ex" height="1.505ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 778 665" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-219-TEX-N-3D" d="M56 347Q56 360 70 367H707Q722 359 722 347Q722 336 708 328L390 327H72Q56 332 56 347ZM56 153Q56 168 72 173H708Q722 163 722 153Q722 140 707 133H70Q56 140 56 153Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="3D" xlink:href="#MJX-219-TEX-N-3D"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">=</script>起始块号<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.76ex" height="1.505ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 778 665" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-157-TEX-N-2B" d="M56 237T56 250T70 270H369V420L370 570Q380 583 389 583Q402 583 409 568V270H707Q722 262 722 250T707 230H409V-68Q401 -82 391 -82H389H387Q375 -82 369 -68V230H70Q56 237 56 250Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2B" xlink:href="#MJX-157-TEX-N-2B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">+</script>逻辑块号，当逻辑块号<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.76ex" height="1.751ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -636 778 774" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.312ex;"><defs><path id="MJX-158-TEX-N-2265" d="M83 616Q83 624 89 630T99 636Q107 636 253 568T543 431T687 361Q694 356 694 346T687 331Q685 329 395 192L107 56H101Q83 58 83 76Q83 77 83 79Q82 86 98 95Q117 105 248 167Q326 204 378 228L626 346L360 472Q291 505 200 548Q112 589 98 597T83 616ZM84 -118Q84 -108 99 -98H678Q694 -104 694 -118Q694 -130 679 -138H98Q84 -131 84 -118Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2265" xlink:href="#MJX-158-TEX-N-2265"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">\geq</script>长度，则逻辑块号不合法。</p>
<p>优点：可以直接算出逻辑块号对应的物理块号，因此连续分配支持<strong>顺序访问</strong>和<strong>直接访间</strong>(即随机访问)；作业访问磁盘时需要的寻道数和寻道时间最小，连续分配的文件在<strong>顺序访问</strong>时<strong>速度最快</strong>。</p>
<p>缺点：物理上采用连续分配的文件<strong>不方便拓展</strong>；存储空间利用率低，会产生<strong>外部碎片</strong>，可以用紧凑技术处理碎片，但是耗费的时间代价大。</p>
<p><strong>链接分配</strong>：链接分配采取<strong>离散分配</strong>的方式，可以为文件分配离散的磁盘块。分为<strong>隐式链接</strong>和<strong>显式链接</strong>两种：</p>
<ul>
<li><p><strong>隐式链接</strong>：目录中记录了文件存放的起始块号和结束块号。除文件的最后一个磁盘块之外，每个<strong>磁盘块中</strong>都会保存<strong>指向下一个盘块的指针</strong>，这些指针对用户是透明的。考试中未指明的链接分配，<strong>默认</strong>指的是隐式链接的链接分配。</p>
<p>优点：方便文件拓展，没有外部碎片，外存利用率高。</p>
<p>缺点：只<strong>支持顺序访问</strong>，<strong>不支持随机访问</strong>，查找效率低，指向下一个盘块的指针也需要耗费少量的存储空间。</p>
</li>
<li><p><strong>显式连接</strong>：目录中只需记录文件的起始块号。把用于链接文件各物理块的<strong>指针显式地存放</strong>在一张表中，即<strong>文件分配表</strong>(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.984ex" height="1.62ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 2203 716" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-236-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 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relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.984ex" height="1.62ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 2203 716" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-236-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D434" d="M208 74Q208 50 254 46Q272 46 272 35Q272 34 270 22Q267 8 264 4T251 0Q249 0 239 0T205 1T141 2Q70 2 50 0H42Q35 7 35 11Q37 38 48 46H62Q132 49 164 96Q170 102 345 401T523 704Q530 716 547 716H555H572Q578 707 578 706L606 383Q634 60 636 57Q641 46 701 46Q726 46 726 36Q726 34 723 22Q720 7 718 4T704 0Q701 0 690 0T651 1T578 2Q484 2 455 0H443Q437 6 437 9T439 27Q443 40 445 43L449 46H469Q523 49 533 63L521 213H283L249 155Q208 86 208 74ZM516 260Q516 271 504 416T490 562L463 519Q447 492 400 412L310 260L413 259Q516 259 516 260Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D447" d="M40 437Q21 437 21 445Q21 450 37 501T71 602L88 651Q93 669 101 677H569H659Q691 677 697 676T704 667Q704 661 687 553T668 444Q668 437 649 437Q640 437 637 437T631 442L629 445Q629 451 635 490T641 551Q641 586 628 604T573 629Q568 630 515 631Q469 631 457 630T439 622Q438 621 368 343T298 60Q298 48 386 46Q418 46 427 45T436 36Q436 31 433 22Q429 4 424 1L422 0Q419 0 415 0Q410 0 363 1T228 2Q99 2 64 0H49Q43 6 43 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<p>优点：支持<strong>顺序访问和随机访问</strong>，访问速度比隐式链接快。方便<strong>文件拓展</strong>，没有外部碎片。</p>
<p>缺点：<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.984ex" height="1.62ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 2203 716" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-236-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D434" d="M208 74Q208 50 254 46Q272 46 272 35Q272 34 270 22Q267 8 264 4T251 0Q249 0 239 0T205 1T141 2Q70 2 50 0H42Q35 7 35 11Q37 38 48 46H62Q132 49 164 96Q170 102 345 401T523 704Q530 716 547 716H555H572Q578 707 578 706L606 383Q634 60 636 57Q641 46 701 46Q726 46 726 36Q726 34 723 22Q720 7 718 4T704 0Q701 0 690 0T651 1T578 2Q484 2 455 0H443Q437 6 437 9T439 27Q443 40 445 43L449 46H469Q523 49 533 63L521 213H283L249 155Q208 86 208 74ZM516 260Q516 271 504 416T490 562L463 519Q447 492 400 412L310 260L413 259Q516 259 516 260Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D447" d="M40 437Q21 437 21 445Q21 450 37 501T71 602L88 651Q93 669 101 677H569H659Q691 677 697 676T704 667Q704 661 687 553T668 444Q668 437 649 437Q640 437 637 437T631 442L629 445Q629 451 635 490T641 551Q641 586 628 604T573 629Q568 630 515 631Q469 631 457 630T439 622Q438 621 368 343T298 60Q298 48 386 46Q418 46 427 45T436 36Q436 31 433 22Q429 4 424 1L422 0Q419 0 415 0Q410 0 363 1T228 2Q99 2 64 0H49Q43 6 43 9T45 27Q49 40 55 46H83H94Q174 46 189 55Q190 56 191 56Q196 59 201 76T241 233Q258 301 269 344Q339 619 339 625Q339 630 310 630H279Q212 630 191 624Q146 614 121 583T67 467Q60 445 57 441T43 437H40Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D434" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D434"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1499,0)"><use data-c="1D447" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D447"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FAT</script>需要占用一定的存储空间。</p>
</li>

</ul>
<p><strong>索引分配</strong>：目录中需要记录文件的索引块是几号磁盘块。索引分配允许文件<strong>离散</strong>地分配在各个磁盘块中，系统会为<strong>每个文件建立一张索引表</strong>，索引表中<strong>(逻辑块号，物理块号)</strong>记录了文件的各个逻辑块对应的物理块，可以用固定的长度表示物理块号，因此索引表中的“<strong>逻辑块号</strong>”字段可以是<strong>隐含的</strong>。索引表存放的磁盘块称为<strong>索引块</strong>，文件数据存放的磁盘块称为<strong>数据块</strong>。</p>
<p>逻辑块号到物理块号的转变，操作系统首先找到该文件对应的目录项(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>)，从目录项中得到索引表存放位置，将索引表从外存读入内存，并查找索引表。</p>
<p>优点：支持<strong>顺序访问和随机访问</strong>；方便<strong>文件拓展</strong>，没有外部碎片。</p>
<p>缺点：索引表需要占用一定的存储空间。</p>
<p>当索引表项太多，一个索引块装不下的时候，有以下机制处理这个问题：</p>
<ol start='' >
<li>链接方案：将多个索引块链接起来存放。在前面的索引块中存放一个指向后一个索引块的指针。当索引块过多时，访问后面的逻辑块，需要顺序读入前面的索引块，效率低下。</li>
<li>多层索引：原理类似于多级页表，使前一层索引块指向后一层的索引块集合。若采用多层索引，则<strong>各层索引表大小不能超过一个磁盘块</strong>。采用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.011ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 889 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-217-TEX-I-1D43E" d="M285 628Q285 635 228 637Q205 637 198 638T191 647Q191 649 193 661Q199 681 203 682Q205 683 214 683H219Q260 681 355 681Q389 681 418 681T463 682T483 682Q500 682 500 674Q500 669 497 660Q496 658 496 654T495 648T493 644T490 641T486 639T479 638T470 637T456 637Q416 636 405 634T387 623L306 305Q307 305 490 449T678 597Q692 611 692 620Q692 635 667 637Q651 637 651 648Q651 650 654 662T659 677Q662 682 676 682Q680 682 711 681T791 680Q814 680 839 681T869 682Q889 682 889 672Q889 650 881 642Q878 637 862 637Q787 632 726 586Q710 576 656 534T556 455L509 418L518 396Q527 374 546 329T581 244Q656 67 661 61Q663 59 666 57Q680 47 717 46H738Q744 38 744 37T741 19Q737 6 731 0H720Q680 3 625 3Q503 3 488 0H478Q472 6 472 9T474 27Q478 40 480 43T491 46H494Q544 46 544 71Q544 75 517 141T485 216L427 354L359 301L291 248L268 155Q245 63 245 58Q245 51 253 49T303 46H334Q340 37 340 35Q340 19 333 5Q328 0 317 0Q314 0 280 1T180 2Q118 2 85 2T49 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43E" xlink:href="#MJX-217-TEX-I-1D43E"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">K</script>层索引结构，且顶级索引表未调入内存，则访问一个数据块只需要<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.908ex" height="1.731ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 2611.4 765" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-169-TEX-I-1D43E" d="M285 628Q285 635 228 637Q205 637 198 638T191 647Q191 649 193 661Q199 681 203 682Q205 683 214 683H219Q260 681 355 681Q389 681 418 681T463 682T483 682Q500 682 500 674Q500 669 497 660Q496 658 496 654T495 648T493 644T490 641T486 639T479 638T470 637T456 637Q416 636 405 634T387 623L306 305Q307 305 490 449T678 597Q692 611 692 620Q692 635 667 637Q651 637 651 648Q651 650 654 662T659 677Q662 682 676 682Q680 682 711 681T791 680Q814 680 839 681T869 682Q889 682 889 672Q889 650 881 642Q878 637 862 637Q787 632 726 586Q710 576 656 534T556 455L509 418L518 396Q527 374 546 329T581 244Q656 67 661 61Q663 59 666 57Q680 47 717 46H738Q744 38 744 37T741 19Q737 6 731 0H720Q680 3 625 3Q503 3 488 0H478Q472 6 472 9T474 27Q478 40 480 43T491 46H494Q544 46 544 71Q544 75 517 141T485 216L427 354L359 301L291 248L268 155Q245 63 245 58Q245 51 253 49T303 46H334Q340 37 340 35Q340 19 333 5Q328 0 317 0Q314 0 280 1T180 2Q118 2 85 2T49 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Z"></path><path id="MJX-169-TEX-N-2B" d="M56 237T56 250T70 270H369V420L370 570Q380 583 389 583Q402 583 409 568V270H707Q722 262 722 250T707 230H409V-68Q401 -82 391 -82H389H387Q375 -82 369 -68V230H70Q56 237 56 250Z"></path><path id="MJX-169-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43E" xlink:href="#MJX-169-TEX-I-1D43E"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1111.2,0)"><use data-c="2B" xlink:href="#MJX-169-TEX-N-2B"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(2111.4,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-169-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">K+1</script>次读磁盘操作。</li>
<li><strong>混合索引</strong>：多种索引分配方式的结合。例如，一个文件的顶级索引表中，既包含直接地址索引(直接指向数据块)，又包含一级间接索引(指向单层索引表)、还包含两级间接索引(指向两层索引表)。对于小文件，只需较少的读磁盘次数就可以访问目标数据块。</li>

</ol>
<h2 id='目录'>目录</h2>
<p>目录本身就是一种<strong>有结构文件</strong>，由一条条记录组成。每条记录对应一个放在该目录下的文件。目录在用户所需要的文件名和文件之间提供一种映射(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>)，目录存取的效率直接影响到系统的性能。在共享系统中，目录还需提供用于控制访问文件的信息。为了实现目录管理，操作系统中引入了<strong>文件控制块</strong>的数据结构。</p>
<p>FCB的有序集合称为文件目录，一个FCB就是一个文件目录项。与文件管理系统和文件集合相关联的是文件目录，它包含有关文件的属性、位置和所有权等。</p>
<p>目录管理的基本要求：从用户的角度看，目录在用户(应用程序)所需要的文件名和文件之间提供一种映射，所以目录管理要实现“按名存取&quot;；目录存取的效率直接影响到系统的性能，所以要提高对目录的检索速度；在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件，因此目录还需要提供用于控制访问文件的信息。此外，应允许不同用户对不同文件采用相同的名字，以便于用户按自己的习惯给文件命名，目录管理通过树形结构来解决和实现。</p>
<h3 id='目录结构'>目录结构</h3>
<ul>
<li><p>单级目录结构：整个系统中<strong>只建立一张目录表</strong>，每个文件占一个目录项。单级目录实现了“<strong>按名存取</strong>”，但是<strong>不允许文件重名</strong>。在建立一个新文件时，必须先检索所有目录项以确保没有重名的情况。(早期操作系统)</p>
<p>缺点：查找速度慢、文件不允许重名、不便于文件共享。对于多用户操作系统不适用。</p>
</li>
<li><p>两级目录结构：将文件目录分成<strong>主文件目录</strong>(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.946ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 2628 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-171-TEX-I-1D440" d="M289 629Q289 635 232 637Q208 637 201 638T194 648Q194 649 196 659Q197 662 198 666T199 671T201 676T203 679T207 681T212 683T220 683T232 684Q238 684 262 684T307 683Q386 683 398 683T414 678Q415 674 451 396L487 117L510 154Q534 190 574 254T662 394Q837 673 839 675Q840 676 842 678T846 681L852 683H948Q965 683 988 683T1017 684Q1051 684 1051 673Q1051 668 1048 656T1045 643Q1041 637 1008 637Q968 636 957 634T939 623Q936 618 867 340T797 59Q797 55 798 54T805 50T822 48T855 46H886Q892 37 892 35Q892 19 885 5Q880 0 869 0Q864 0 828 1T736 2Q675 2 644 2T609 1Q592 1 592 11Q592 13 594 25Q598 41 602 43T625 46Q652 46 685 49Q699 52 704 61Q706 65 742 207T813 490T848 631L654 322Q458 10 453 5Q451 4 449 3Q444 0 433 0Q418 0 415 7Q413 11 374 317L335 624L267 354Q200 88 200 79Q206 46 272 46H282Q288 41 289 37T286 19Q282 3 278 1Q274 0 267 0Q265 0 255 0T221 1T157 2Q127 2 95 1T58 0Q43 0 39 2T35 11Q35 13 38 25T43 40Q45 46 65 46Q135 46 154 86Q158 92 223 354T289 629Z"></path><path id="MJX-171-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 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data-c="1D437" xlink:href="#MJX-171-TEX-I-1D437"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">MFD</script>)和<strong>用户文件目录</strong>(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.303ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 2344 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-172-TEX-I-1D448" d="M107 637Q73 637 71 641Q70 643 70 649Q70 673 81 682Q83 683 98 683Q139 681 234 681Q268 681 297 681T342 682T362 682Q378 682 378 672Q378 670 376 658Q371 641 366 638H364Q362 638 359 638T352 638T343 637T334 637Q295 636 284 634T266 623Q265 621 238 518T184 302T154 169Q152 155 152 140Q152 86 183 55T269 24Q336 24 403 69T501 205L552 406Q599 598 599 606Q599 633 535 637Q511 637 511 648Q511 650 513 660Q517 676 519 679T529 683Q532 683 561 682T645 680Q696 680 723 681T752 682Q767 682 767 672Q767 650 759 642Q756 637 737 637Q666 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type="math/tex">UFD</script>)。主文件目录项记录用户名及相应用户文件目录所在的存储位置，用户文件目录项记录该用户文件的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 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<p>优点：允许不同用户的文件重名；在目录上实现访问限制。</p>
<p>缺点：缺乏灵活性；不能对文件分类。</p>
</li>
<li><p>多级目录结构(树形目录结构)：用户(或用户进程)要访问某个文件时要用文件路径名标识文件，文件路径名是个字符串。各级目录之间用“/”隔开。从根目录出发的路径称为<strong>绝对路径</strong>。系统根据绝对路径一层一层地找到下一级目录。当层次较多时，每次从根目录查询会浪费时间，于是加入了<strong>当前目录</strong>(<strong>工作目录</strong>)，进程对各文件的访问都是相对于当前目录进行的。当用户想要访问某个文件时，可以使用从当前目录出发的“<strong>相对路径</strong>”。</p>
<p>优点：很方便地对文件进行分类；层次结构清晰；有效地进行文件的管理和保护。</p>
<p>缺点：不便于实现文件的共享；查找文件时需要按照路径名逐级访问中间节点，增加了磁盘访问次数。</p>
</li>
<li><p>无环图目录结构：在树形目录结构的基础上，增加一些指向同一节点的有向边，使整个目录成为一个<strong>有向无环图</strong>。目的是为了实现多个用户间的<strong>文件共享</strong>。</p>
<p>可以用不同的文件名指向同一个文件，甚至可以指向同一个目录(共享同一目录下的所有内容)。需要为<strong>每个共享结点</strong>设置一个<strong>共享计数器</strong>，用于记录此时有多少个地方在共享该结点。用户提出删除结点的请求时，只是删除该用户的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>并使共享计数器减<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>，并不会直接删除共享结点。只有共享计数器减为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>时，才删除结点。</p>
<blockquote><p>共享文件不同于复制文件。在共享文件中，由于各用户指向的是同一个文件，因此只要其中一个用户修改了文件数据，那么所有用户都可以看到文件数据的变化。</p>
</blockquote>
</li>

</ul>
<h3 id='目录的操作'>目录的操作</h3>
<ul>
<li><p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.122ex" height="1.441ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -626 2706 637" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-177-TEX-I-1D450" d="M34 159Q34 268 120 355T306 442Q362 442 394 418T427 355Q427 326 408 306T360 285Q341 285 330 295T319 325T330 359T352 380T366 386H367Q367 388 361 392T340 400T306 404Q276 404 249 390Q228 381 206 359Q162 315 142 235T121 119Q121 73 147 50Q169 26 205 26H209Q321 26 394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 83T391 55T346 25T282 0T202 -11Q127 -11 81 37T34 159Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D44E" d="M33 157Q33 258 109 349T280 441Q331 441 370 392Q386 422 416 422Q429 422 439 414T449 394Q449 381 412 234T374 68Q374 43 381 35T402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487Q506 153 506 144Q506 138 501 117T481 63T449 13Q436 0 417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157ZM351 328Q351 334 346 350T323 385T277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q217 26 254 59T298 110Q300 114 325 217T351 328Z"></path><path id="MJX-177-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D450" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D450"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(433,0)"><use data-c="1D45F" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D45F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(884,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1350,0)"><use data-c="1D44E" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D44E"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1879,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D461"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2240,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-177-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">create</script>系统调用，创建目录：创建一个新目录文件，为之分配磁盘空间，并在其父目录中创建一个指向该目录的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 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<blockquote><p>任何一个目录被创建后，都会存在两个默认的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>：一个是&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.629ex" height="0.271ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -120 278 120" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-180-TEX-N-2E" d="M78 60Q78 84 95 102T138 120Q162 120 180 104T199 61Q199 36 182 18T139 0T96 17T78 60Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2E" xlink:href="#MJX-180-TEX-N-2E"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">.</script>&quot;指的是当前目录，另一个是&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.635ex" height="0.271ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -120 722.7 120" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-181-TEX-N-2E" d="M78 60Q78 84 95 102T138 120Q162 120 180 104T199 61Q199 36 182 18T139 0T96 17T78 60Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2E" xlink:href="#MJX-181-TEX-N-2E"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(444.7,0)"><use data-c="2E" xlink:href="#MJX-181-TEX-N-2E"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">..</script>&quot;指的是父目录。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.83ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 2577 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-182-TEX-I-1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path><path 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<li><p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="7.67ex" height="1.025ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -442 3390 453" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-187-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-187-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 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transform="translate(1815,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-193-TEX-I-1D45B"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2415,0)"><use data-c="1D458" xlink:href="#MJX-193-TEX-I-1D458"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">unlink</script>系统调用，解除硬链接，指定文件的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.466ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 2416 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-243-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 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163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-243-TEX-I-1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path><path id="MJX-243-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 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jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.891ex" height="1.692ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 1278 748" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-195-TEX-N-2212" d="M84 237T84 250T98 270H679Q694 262 694 250T679 230H98Q84 237 84 250Z"></path><path id="MJX-195-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2212" xlink:href="#MJX-195-TEX-N-2212"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(778,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-195-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">-1</script>，若计数器<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.52ex" height="1.692ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 1555.8 748" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-196-TEX-N-3D" d="M56 347Q56 360 70 367H707Q722 359 722 347Q722 336 708 328L390 327H72Q56 332 56 347ZM56 153Q56 168 72 173H708Q722 163 722 153Q722 140 707 133H70Q56 140 56 153Z"></path><path id="MJX-196-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="3D" xlink:href="#MJX-196-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1055.8,0)"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-196-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">=0</script>，则删除文件数据</p>
</li>

</ul>
<h3 id='目录实现x'>目录实现(X)</h3>
<blockquote><p>考纲已删</p>
</blockquote>
<p>目录也是一种文件。在读文件前，必须先打开文件。打开文件时，操作系统利用路径名找到相应目录项，目录项中提供了查找文件磁盘块所需要的信息。目录实现的基本方法有两种：</p>
<ol start='' >
<li>线性列表：实现线性查找，最简单的实现方法是使用存储文件名和数据块指针的线性表。采用链表结构可以减少删除文件的时间，其优点在于实现简单，但是比较费时。</li>
<li>哈希表：根据文件名得到一个值，并返回一个指向线性列表中元素的指针。优点在于查找迅速，插入和删除简单。但是要采取一些措施避免冲突，最大的困难是哈希表长度固定以及哈希函数对表长的依赖性。</li>

</ol>
<h3 id='文件共享'>文件共享</h3>
<p>操作系统为用户提供文件共享功能，可以让多个用户共享地使用同一个文件，系统中只需要保留该文件的一个副本。硬链接和软链接都是文件系统中的静态共享方法，每个共享文件都有几个文件名，即每增加一条链接就增加一个文件名。这实质上是每个用户都使用自己的路径名去访问共享文件，当遍历整个文件系统时，将会多次遍历到该共享文件。</p>
<blockquote><p>多个用户共享同一个文件，意味着系统中只有“一份”文件数据。并且只要某个用户修改了该文件的数据，其他用户也可以看到文件数据的变化。</p>
<p>如果是多个用户都“复制”了同一个文件，那么系统中会有“好几份”文件数据。其中一个用户修改了自己的那份文件数据，对其他用户的文件数据并没有影响。</p>
<p>文件系统中还有一种共享：动态共享，即两个进程同时对同一个文件进行操作。</p>
</blockquote>
<p><strong>基于索引结点的共享方式(硬链接)</strong></p>
<p>在树形结构的目录中，但有多个用户要共享一个子目录或文件时，将共享文件或子目录链接到多个用户的目录中(多个指针指向一个索引结点)。索引结点中设置一个链接计数变量<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.545ex" height="1.441ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -626 2451 637" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-198-TEX-I-1D450" d="M34 159Q34 268 120 355T306 442Q362 442 394 418T427 355Q427 326 408 306T360 285Q341 285 330 295T319 325T330 359T352 380T366 386H367Q367 388 361 392T340 400T306 404Q276 404 249 390Q228 381 206 359Q162 315 142 235T121 119Q121 73 147 50Q169 26 205 26H209Q321 26 394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 83T391 55T346 25T282 0T202 -11Q127 -11 81 37T34 159Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D462" d="M21 287Q21 295 30 318T55 370T99 420T158 442Q204 442 227 417T250 358Q250 340 216 246T182 105Q182 62 196 45T238 27T291 44T328 78L339 95Q341 99 377 247Q407 367 413 387T427 416Q444 431 463 431Q480 431 488 421T496 402L420 84Q419 79 419 68Q419 43 426 35T447 26Q469 29 482 57T512 145Q514 153 532 153Q551 153 551 144Q550 139 549 130T540 98T523 55T498 17T462 -8Q454 -10 438 -10Q372 -10 347 46Q345 45 336 36T318 21T296 6T267 -6T233 -11Q189 -11 155 7Q103 38 103 113Q103 170 138 262T173 379Q173 380 173 381Q173 390 173 393T169 400T158 404H154Q131 404 112 385T82 344T65 302T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D45B" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T89 425T135 442Q171 442 195 424T225 390T231 369Q231 367 232 367L243 378Q304 442 382 442Q436 442 469 415T503 336T465 179T427 52Q427 26 444 26Q450 26 453 27Q482 32 505 65T540 145Q542 153 560 153Q580 153 580 145Q580 144 576 130Q568 101 554 73T508 17T439 -10Q392 -10 371 17T350 73Q350 92 386 193T423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 291L189 157Q156 26 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 112 180T152 343Q153 348 153 366Q153 405 129 405Q91 405 66 305Q60 285 60 284Q58 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D450" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D450"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(433,0)"><use data-c="1D45C" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(918,0)"><use data-c="1D462" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D462"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1490,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D45B"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2090,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D461"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">count</script>，用于表示链接到本索引结点上的用户目录项数。</p>
<p>若某个用户决定“删除”该文件，则只是要把用户目录中与该文件对应的目录项删除，且索引结点的<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.545ex" height="1.441ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -626 2451 637" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-198-TEX-I-1D450" d="M34 159Q34 268 120 355T306 442Q362 442 394 418T427 355Q427 326 408 306T360 285Q341 285 330 295T319 325T330 359T352 380T366 386H367Q367 388 361 392T340 400T306 404Q276 404 249 390Q228 381 206 359Q162 315 142 235T121 119Q121 73 147 50Q169 26 205 26H209Q321 26 394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 83T391 55T346 25T282 0T202 -11Q127 -11 81 37T34 159Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 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153Q580 153 580 145Q580 144 576 130Q568 101 554 73T508 17T439 -10Q392 -10 371 17T350 73Q350 92 386 193T423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 291L189 157Q156 26 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 112 180T152 343Q153 348 153 366Q153 405 129 405Q91 405 66 305Q60 285 60 284Q58 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-198-TEX-I-1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D450" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D450"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(433,0)"><use data-c="1D45C" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(918,0)"><use data-c="1D462" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D462"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1490,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D45B"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2090,0)"><use data-c="1D461" xlink:href="#MJX-198-TEX-I-1D461"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">count</script>值减<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 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data-mml-node="mi"><use data-c="1D43F" xlink:href="#MJX-209-TEX-I-1D43F"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(681,0)"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-209-TEX-I-1D456"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1026,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-209-TEX-I-1D45B"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1626,0)"><use data-c="1D458" xlink:href="#MJX-209-TEX-I-1D458"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">Link</script>文件中的路径名只被视为符号链，当用户要访问被链接的文件且正要读<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.857ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 2147 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-209-TEX-I-1D43F" d="M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 217 683Q271 680 344 680Q485 680 506 683H518Q524 677 524 674T522 656Q517 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xlink:href="#MJX-209-TEX-I-1D458"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">Link</script>类新文件时，操作系统根据新文件中的路径名去读该文件。</p>
<p>只有文件拥有者才拥有指向其索引结点的指针，而共享该文件的其他用户只有该文件的路径名。当文件的拥有者把共享文件删除后，其他用户通过符号链去访问时，会出现访问失败，删除符号链。</p>
<p>因为用软链接的方式访问共享文件时要查询多级目录，会有多次磁盘<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.998ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 1767 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.566ex;"><defs><path id="MJX-210-TEX-I-1D43C" d="M43 1Q26 1 26 10Q26 12 29 24Q34 43 39 45Q42 46 54 46H60Q120 46 136 53Q137 53 138 54Q143 56 149 77T198 273Q210 318 216 344Q286 624 286 626Q284 630 284 631Q274 637 213 637H193Q184 643 189 662Q193 677 195 680T209 683H213Q285 681 359 681Q481 681 487 683H497Q504 676 504 672T501 655T494 639Q491 637 471 637Q440 637 407 634Q393 631 388 623Q381 609 337 432Q326 385 315 341Q245 65 245 59Q245 52 255 50T307 46H339Q345 38 345 37T342 19Q338 6 332 0H316Q279 2 179 2Q143 2 113 2T65 2T43 1Z"></path><path id="MJX-210-TEX-N-2F" d="M423 750Q432 750 438 744T444 730Q444 725 271 248T92 -240Q85 -250 75 -250Q68 -250 62 -245T56 -231Q56 -221 230 257T407 740Q411 750 423 750Z"></path><path id="MJX-210-TEX-I-1D442" d="M740 435Q740 320 676 213T511 42T304 -22Q207 -22 138 35T51 201Q50 209 50 244Q50 346 98 438T227 601Q351 704 476 704Q514 704 524 703Q621 689 680 617T740 435ZM637 476Q637 565 591 615T476 665Q396 665 322 605Q242 542 200 428T157 216Q157 126 200 73T314 19Q404 19 485 98T608 313Q637 408 637 476Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43C" xlink:href="#MJX-210-TEX-I-1D43C"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD" transform="translate(504,0)"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2F" xlink:href="#MJX-210-TEX-N-2F"></use></g></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1004,0)"><use data-c="1D442" xlink:href="#MJX-210-TEX-I-1D442"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">I/O</script>，因此用软链接访问的速度要比硬连接慢。</p>
<p>优点：网络共享只需提供该文件所在机器的网络地址及该机器中的文件路径。</p>
<h2 id='文件系统'>文件系统</h2>
<h3 id='文件系统结构'>文件系统结构</h3>
<p><a href='https://imgtu.com/i/Oog4KA'><img src="https://s1.ax1x.com/2022/05/18/Oog4KA.md.png" referrerpolicy="no-referrer" alt="Oog4KA.md.png"style=""></a></p>
<p><strong>用户调用接口</strong>：文件系统为用户提供与文件及目录有关的调用，此层由若干程序模块组成，每个模块对应一条系统调用，用户发出系统调用时，控制即转入相应的模块。主要为文件的基本操作中的内容。</p>
<p><strong>文件目录系统</strong>：主要功能是管理文件目录，任务有：管理活跃文件目录表、管理读写状态信息表、管理用户进程的打开文件表、管理与组织存储设备上的文件目录结构、调用下一级存取控制模块。主要为文件目录中的内容。</p>
<p><strong>存取控制验证模块</strong>：由该级软件完成文件保护，它把用户的访问要求与<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>中指示的访问控制权限进行比较，以确认访问的合法性。主要为文件保护中的内容。</p>
<p><strong>逻辑文件系统与文件信息缓冲区</strong>：根据文件的逻辑结构将用户要读写的逻辑记录转换成文件逻辑结构内的相应块号。主要为文件的逻辑结构中的内容。</p>
<p><strong>物理文件系统</strong>：把逻辑记录所在的相对块号转换成实际的物理地址。主要为文件的物理结构中的内容。</p>
<p><strong>辅助分配模块</strong>：管理辅存空间，负责分配和回收辅存空间。主要为文件存储空间管理中的内容。</p>
<p><strong>设备管理程序模块</strong>：分配设备、分配设备读写用缓冲区、磁盘调度、启动设备、处理设备中断、释放设备读写缓冲区、释放设备等。主要为磁盘管理中的内容。</p>
<h3 id='文件系统布局'>文件系统布局</h3>
<p>文件系统在磁盘中的结构：</p>
<p>文件系统存放在磁盘上，多数磁盘划分为一个或多个分区，每个分区中有一个独立的文件系统。文件系统可能包括如下信息：启动存储在那里的操作系统的方式、总的块数、空闲块的数量和位置、目录结构以及各个具体文件等。</p>
<p>主引导记录MBR，位于磁盘的0号扇区，用来引导计算机，MBR后面是分区表，该表给出每个分区的起始和结束地址。表中的一个分区被标记为活动分区，当计算机启动时，BIOS读入并执行MBR。MBR做的第一件事是确定活动分区，读入它的第一块，即引导块。</p>
<p>引导块，MBR执行引导块中的程序后，该程序负责启动该分区中的操作系统。为统一起见，每个分区都从一个引导块开始，即使它不含有一个可启动的操作系统，也不排除以后会在该分区安装一个操作系统。Windows系统称之为分区引导扇区。除了从引导块开始，磁盘分区的布局是随着文件系统的不同而变化的。</p>
<p>超级块，包含文件系统的所有关键信息，在计算机启动时，或者在该文件系统首次使用时，超级块会被载入内存。超级块中的典型信息包括分区的块的数量、块的大小、空闲块的数量和指针、空闲的FCB数量和FCB指针等。</p>
<p>文件系统中空闲块的信息，可以使用位示图或指针链接的形式给出。后面也许跟的是一组i结点，每个文件对应一个结点，i结点说明了文件的方方面面。接着可能是根目录，它存放文件系统目录树的根部。最后，磁盘的其他部分存放了其他所有的目录和文件。</p>
<hr />
<p>文件系统在内存中的结构：</p>
<p>内存中的信息用于管理文件系统并通过缓存来提高性能。这些数据在安装文件系统时被加载，在文件系统操作期间被更新，在卸载时被丢弃。这些结构的类型可能包括：</p>
<ul>
<li>内存中的安装表，包含每个已安装文件系统分区的有关信息。</li>
<li>内存中的目录结构的缓存包含最近访问目录的信息。对安装分区的目录，它可以包括一个指向分区表的指针。</li>
<li>整个系统的打开文件表，包含每个打开文件的FCB副本及其他信息。</li>
<li>每个进程的打开文件表，包含一个指向整个系统的打开文件表中的适当条目的指针，以及其他信息。</li>

</ul>
<p>为了创建新的文件，应用程序调用逻辑文件系统。逻辑文件系统知道目录结构的格式，它将为文件分配一个新的FCB。然后，系统将相应的目录读入内存，使用新的文件名和FCB进行更新，并将它写回磁盘。</p>
<p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.647ex" height="1.439ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -442 2054 636" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.439ex;"><defs><path id="MJX-237-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D45D" d="M23 287Q24 290 25 295T30 317T40 348T55 381T75 411T101 433T134 442Q209 442 230 378L240 387Q302 442 358 442Q423 442 460 395T497 281Q497 173 421 82T249 -10Q227 -10 210 -4Q199 1 187 11T168 28L161 36Q160 35 139 -51T118 -138Q118 -144 126 -145T163 -148H188Q194 -155 194 -157T191 -175Q188 -187 185 -190T172 -194Q170 -194 161 -194T127 -193T65 -192Q-5 -192 -24 -194H-32Q-39 -187 -39 -183Q-37 -156 -26 -148H-6Q28 -147 33 -136Q36 -130 94 103T155 350Q156 355 156 364Q156 405 131 405Q109 405 94 377T71 316T59 280Q57 278 43 278H29Q23 284 23 287ZM178 102Q200 26 252 26Q282 26 310 49T356 107Q374 141 392 215T411 325V331Q411 405 350 405Q339 405 328 402T306 393T286 380T269 365T254 350T243 336T235 326L232 322Q232 321 229 308T218 264T204 212Q178 106 178 102Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D45B" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T89 425T135 442Q171 442 195 424T225 390T231 369Q231 367 232 367L243 378Q304 442 382 442Q436 442 469 415T503 336T465 179T427 52Q427 26 444 26Q450 26 453 27Q482 32 505 65T540 145Q542 153 560 153Q580 153 580 145Q580 144 576 130Q568 101 554 73T508 17T439 -10Q392 -10 371 17T350 73Q350 92 386 193T423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 291L189 157Q156 26 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 112 180T152 343Q153 348 153 366Q153 405 129 405Q91 405 66 305Q60 285 60 284Q58 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D45C" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(485,0)"><use data-c="1D45D" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(988,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D452"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1454,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">open</script>系统调用打开文件的背后过程：</p>
<p><a href='https://imgtu.com/i/XuHf3R'><img src="https://s1.ax1x.com/2022/05/28/XuHf3R.md.png" referrerpolicy="no-referrer" alt="XuHf3R.md.png"style=""></a></p>
<h3 id='外存空闲空间管理'>外存空闲空间管理</h3>
<p>一个存储设备可以按整体用于文件系统，也可以细分。包含文件系统的分区通常称为卷。卷可以是磁盘的一部分，也可以是整个磁盘，还可以是多个磁盘组成RAID集。</p>
<p>一般来说，一个文件存储在一个文件卷中。在一个文件卷中，文件数据信息的空间(<strong>文件区</strong>)和存放文件控制信息<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.131ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2268 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-213-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D436" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q484 659 454 652T382 628T299 572T226 479Q194 422 175 346T156 222Q156 108 232 58Q280 24 350 24Q441 24 512 92T606 240Q610 253 612 255T628 257Q648 257 648 248Q648 243 647 239Q618 132 523 55T319 -22Q206 -22 128 53T50 252Z"></path><path id="MJX-213-TEX-I-1D435" d="M231 637Q204 637 199 638T194 649Q194 676 205 682Q206 683 335 683Q594 683 608 681Q671 671 713 636T756 544Q756 480 698 429T565 360L555 357Q619 348 660 311T702 219Q702 146 630 78T453 1Q446 0 242 0Q42 0 39 2Q35 5 35 10Q35 17 37 24Q42 43 47 45Q51 46 62 46H68Q95 46 128 49Q142 52 147 61Q150 65 219 339T288 628Q288 635 231 637ZM649 544Q649 574 634 600T585 634Q578 636 493 637Q473 637 451 637T416 636H403Q388 635 384 626Q382 622 352 506Q352 503 351 500L320 374H401Q482 374 494 376Q554 386 601 434T649 544ZM595 229Q595 273 572 302T512 336Q506 337 429 337Q311 337 310 336Q310 334 293 263T258 122L240 52Q240 48 252 48T333 46Q422 46 429 47Q491 54 543 105T595 229Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D436" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D436"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1509,0)"><use data-c="1D435" xlink:href="#MJX-213-TEX-I-1D435"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FCB</script>的空间(<strong>目录区</strong>)是分离的。由于存在很多种类的文件表示和存放格式，所以现代操作系统中一般都有很多不同的文件管理模块，通过它们可以访问不同格式的卷中的文件。</p>
<p>逻辑卷在提供文件服务前，必须由对应的文件程序进行初始化，划分好目录区和文件区，建立空闲空间管理表格及存放逻辑卷信息的超级块。</p>
<p>文件存储设备分成许多大小相同的物理块，并以块为单位交换信息，因此文件存储设备的管理实质上是对空闲块的组织和管理，包括空闲块的组织、分配与回收。</p>
<p>存储空间管理的方法有：</p>
<ul>
<li><p>空闲表法：属于连续分配方式，与内存的动态分配方式类似，为每个文件分配一块连续的存储空间。系统为外存上的所有空闲区建立一张空闲盘块表，每个空闲区对应于一个空闲表项<strong>(表项序号，空闲区第一个盘块号，空闲盘块数)</strong>，再将所有空闲区按其起始盘块号递增的次序排列。</p>
<p>回收时需要注意表项的合并问题。</p>
</li>
<li><p>空闲链表法：将所有空闲盘区拉成一条空闲链，根据构成链所用的基本元素的不同，分为两种：空闲盘块链和空闲盘区链。</p>
<ul>
<li><p>空闲盘块链：以盘块为单位组成一条空闲链，空闲盘块中存储着下一个空闲盘块的指针。操作系统保存着链头、链尾指针。分配存储空间时，从链首开始分配；释放存储空间时，从将回收的盘块依次插入链尾。(适用于离散分配的物理结构)</p>
<p>优点：分配和回收简单。缺点：在为一个文件分配盘块时，可能要重复多次操作。</p>
</li>
<li><p>空闲盘区链：以盘区为单位组成一条空闲链，连续的空闲盘块组成一个空闲盘区，空闲盘区中的第一个盘块内记录了盘区的长度、下一个盘区的指针。离散分配、连续分配都适用。为一个文件分配多个盘块时效率更高。</p>
<p>分配盘区的方法与内存的动态分配方式类似。若没有合适的连续空闲块，也可以将不同盘区的盘块同时分配给一个文件，分配后可能要修改相应的链指针、盘区大小等数据。</p>
<p>若回收区和某个空闲盘区相邻，则需要将回收区合并到空闲盘区中。若回收区没有和任何空闲区相邻，将回收区作为单独的一个空闲盘区挂到链尾。</p>
</li>

</ul>
</li>
<li><p>位示图法：每个二进制位对应一个盘块。“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>”代表盘块空闲，“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>”代表盘块已分配。位示图一般用连续的“字”来表示，如果一个字的字长是16位，字中的每一位对应一个盘块。因此可以用(字号，位号)对应一个盘块号。当然有的题目中也描述为(行号，列号)。(离散分配、连续分配都适用)</p>
<p>若文件需要<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.179ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 521 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-216-TEX-I-1D458" d="M121 647Q121 657 125 670T137 683Q138 683 209 688T282 694Q294 694 294 686Q294 679 244 477Q194 279 194 272Q213 282 223 291Q247 309 292 354T362 415Q402 442 438 442Q468 442 485 423T503 369Q503 344 496 327T477 302T456 291T438 288Q418 288 406 299T394 328Q394 353 410 369T442 390L458 393Q446 405 434 405H430Q398 402 367 380T294 316T228 255Q230 254 243 252T267 246T293 238T320 224T342 206T359 180T365 147Q365 130 360 106T354 66Q354 26 381 26Q429 26 459 145Q461 153 479 153H483Q499 153 499 144Q499 139 496 130Q455 -11 378 -11Q333 -11 305 15T277 90Q277 108 280 121T283 145Q283 167 269 183T234 206T200 217T182 220H180Q168 178 159 139T145 81T136 44T129 20T122 7T111 -2Q98 -11 83 -11Q66 -11 57 -1T48 16Q48 26 85 176T158 471L195 616Q196 629 188 632T149 637H144Q134 637 131 637T124 640T121 647Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D458" xlink:href="#MJX-216-TEX-I-1D458"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">k</script>个块，分配步骤：</p>
<ol start='' >
<li>顺序扫描位示图，找到<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.011ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 889 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-217-TEX-I-1D43E" d="M285 628Q285 635 228 637Q205 637 198 638T191 647Q191 649 193 661Q199 681 203 682Q205 683 214 683H219Q260 681 355 681Q389 681 418 681T463 682T483 682Q500 682 500 674Q500 669 497 660Q496 658 496 654T495 648T493 644T490 641T486 639T479 638T470 637T456 637Q416 636 405 634T387 623L306 305Q307 305 490 449T678 597Q692 611 692 620Q692 635 667 637Q651 637 651 648Q651 650 654 662T659 677Q662 682 676 682Q680 682 711 681T791 680Q814 680 839 681T869 682Q889 682 889 672Q889 650 881 642Q878 637 862 637Q787 632 726 586Q710 576 656 534T556 455L509 418L518 396Q527 374 546 329T581 244Q656 67 661 61Q663 59 666 57Q680 47 717 46H738Q744 38 744 37T741 19Q737 6 731 0H720Q680 3 625 3Q503 3 488 0H478Q472 6 472 9T474 27Q478 40 480 43T491 46H494Q544 46 544 71Q544 75 517 141T485 216L427 354L359 301L291 248L268 155Q245 63 245 58Q245 51 253 49T303 46H334Q340 37 340 35Q340 19 333 5Q328 0 317 0Q314 0 280 1T180 2Q118 2 85 2T49 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D43E" xlink:href="#MJX-217-TEX-I-1D43E"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">K</script>个相邻或不相邻的“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>”；</li>
<li>根据字号、位号算出对应的盘块号，将相应盘块分配给文件：盘块号<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.76ex" height="1.505ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 778 665" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.186ex;"><defs><path id="MJX-219-TEX-N-3D" d="M56 347Q56 360 70 367H707Q722 359 722 347Q722 336 708 328L390 327H72Q56 332 56 347ZM56 153Q56 168 72 173H708Q722 163 722 153Q722 140 707 133H70Q56 140 56 153Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="3D" xlink:href="#MJX-219-TEX-N-3D"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">=</script>每行的位数<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.011ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 889 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.566ex;"><defs><path id="MJX-220-TEX-N-2217" d="M229 286Q216 420 216 436Q216 454 240 464Q241 464 245 464T251 465Q263 464 273 456T283 436Q283 419 277 356T270 286L328 328Q384 369 389 372T399 375Q412 375 423 365T435 338Q435 325 425 315Q420 312 357 282T289 250L355 219L425 184Q434 175 434 161Q434 146 425 136T401 125Q393 125 383 131T328 171L270 213Q283 79 283 63Q283 53 276 44T250 35Q231 35 224 44T216 63Q216 80 222 143T229 213L171 171Q115 130 110 127Q106 124 100 124Q87 124 76 134T64 161Q64 166 64 169T67 175T72 181T81 188T94 195T113 204T138 215T170 230T210 250L74 315Q65 324 65 338Q65 353 74 363T98 374Q106 374 116 368T171 328L229 286Z"></path><path id="MJX-220-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2217" xlink:href="#MJX-220-TEX-N-2217"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(500,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJX-220-TEX-N-28"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">*(</script>行号<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.532ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2445 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.566ex;"><defs><path id="MJX-221-TEX-N-2212" d="M84 237T84 250T98 270H679Q694 262 694 250T679 230H98Q84 237 84 250Z"></path><path id="MJX-221-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-221-TEX-N-29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path><path id="MJX-221-TEX-N-2B" d="M56 237T56 250T70 270H369V420L370 570Q380 583 389 583Q402 583 409 568V270H707Q722 262 722 250T707 230H409V-68Q401 -82 391 -82H389H387Q375 -82 369 -68V230H70Q56 237 56 250Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2212" xlink:href="#MJX-221-TEX-N-2212"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(778,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-221-TEX-N-31"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1278,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJX-221-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1667,0)"><use data-c="2B" xlink:href="#MJX-221-TEX-N-2B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">-1)+</script>列号；(计算方法前提为行列号从<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>开始)</li>
<li>将相应位设置为“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>”。</li>

</ol>
<p>回收步骤：</p>
<ol start='' >
<li>根据回收的盘块号计算出对应的字号=(盘块号-1)/每行的位数+1、位号=(盘块号-1)%每行的位数+1；(计算方法前提为行列号从<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>开始)</li>
<li>将相应二进制位设为“<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>”。</li>

</ol>
<blockquote><p>做题时，注意题目条件中，盘块号、字号、位号到底是从<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.557ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 688" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-226-TEX-N-30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="30" xlink:href="#MJX-226-TEX-N-30"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">0</script>开始还是从<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.131ex" height="1.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 500 666" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-227-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mn"><use data-c="31" xlink:href="#MJX-227-TEX-N-31"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">1</script>开始。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>成组链接法：空闲表法、空闲链表法不适用于大型文件系统，因为空闲表或空闲链表可能过大。<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.812ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 3011 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-228-TEX-I-1D448" d="M107 637Q73 637 71 641Q70 643 70 649Q70 673 81 682Q83 683 98 683Q139 681 234 681Q268 681 297 681T342 682T362 682Q378 682 378 672Q378 670 376 658Q371 641 366 638H364Q362 638 359 638T352 638T343 637T334 637Q295 636 284 634T266 623Q265 621 238 518T184 302T154 169Q152 155 152 140Q152 86 183 55T269 24Q336 24 403 69T501 205L552 406Q599 598 599 606Q599 633 535 637Q511 637 511 648Q511 650 513 660Q517 676 519 679T529 683Q532 683 561 682T645 680Q696 680 723 681T752 682Q767 682 767 672Q767 650 759 642Q756 637 737 637Q666 633 648 597Q646 592 598 404Q557 235 548 205Q515 105 433 42T263 -22Q171 -22 116 34T60 167V183Q60 201 115 421Q164 622 164 628Q164 635 107 637Z"></path><path id="MJX-228-TEX-I-1D441" d="M234 637Q231 637 226 637Q201 637 196 638T191 649Q191 676 202 682Q204 683 299 683Q376 683 387 683T401 677Q612 181 616 168L670 381Q723 592 723 606Q723 633 659 637Q635 637 635 648Q635 650 637 660Q641 676 643 679T653 683Q656 683 684 682T767 680Q817 680 843 681T873 682Q888 682 888 672Q888 650 880 642Q878 637 858 637Q787 633 769 597L620 7Q618 0 599 0Q585 0 582 2Q579 5 453 305L326 604L261 344Q196 88 196 79Q201 46 268 46H278Q284 41 284 38T282 19Q278 6 272 0H259Q228 2 151 2Q123 2 100 2T63 2T46 1Q31 1 31 10Q31 14 34 26T39 40Q41 46 62 46Q130 49 150 85Q154 91 221 362L289 634Q287 635 234 637Z"></path><path id="MJX-228-TEX-I-1D43C" d="M43 1Q26 1 26 10Q26 12 29 24Q34 43 39 45Q42 46 54 46H60Q120 46 136 53Q137 53 138 54Q143 56 149 77T198 273Q210 318 216 344Q286 624 286 626Q284 630 284 631Q274 637 213 637H193Q184 643 189 662Q193 677 195 680T209 683H213Q285 681 359 681Q481 681 487 683H497Q504 676 504 672T501 655T494 639Q491 637 471 637Q440 637 407 634Q393 631 388 623Q381 609 337 432Q326 385 315 341Q245 65 245 59Q245 52 255 50T307 46H339Q345 38 345 37T342 19Q338 6 332 0H316Q279 2 179 2Q143 2 113 2T65 2T43 1Z"></path><path id="MJX-228-TEX-I-1D44B" d="M42 0H40Q26 0 26 11Q26 15 29 27Q33 41 36 43T55 46Q141 49 190 98Q200 108 306 224T411 342Q302 620 297 625Q288 636 234 637H206Q200 643 200 645T202 664Q206 677 212 683H226Q260 681 347 681Q380 681 408 681T453 682T473 682Q490 682 490 671Q490 670 488 658Q484 643 481 640T465 637Q434 634 411 620L488 426L541 485Q646 598 646 610Q646 628 622 635Q617 635 609 637Q594 637 594 648Q594 650 596 664Q600 677 606 683H618Q619 683 643 683T697 681T738 680Q828 680 837 683H845Q852 676 852 672Q850 647 840 637H824Q790 636 763 628T722 611T698 593L687 584Q687 585 592 480L505 384Q505 383 536 304T601 142T638 56Q648 47 699 46Q734 46 734 37Q734 35 732 23Q728 7 725 4T711 1Q708 1 678 1T589 2Q528 2 496 2T461 1Q444 1 444 10Q444 11 446 25Q448 35 450 39T455 44T464 46T480 47T506 54Q523 62 523 64Q522 64 476 181L429 299Q241 95 236 84Q232 76 232 72Q232 53 261 47Q262 47 267 47T273 46Q276 46 277 46T280 45T283 42T284 35Q284 26 282 19Q279 6 276 4T261 1Q258 1 243 1T201 2T142 2Q64 2 42 0Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D448" xlink:href="#MJX-228-TEX-I-1D448"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(767,0)"><use data-c="1D441" xlink:href="#MJX-228-TEX-I-1D441"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1655,0)"><use data-c="1D43C" xlink:href="#MJX-228-TEX-I-1D43C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2159,0)"><use data-c="1D44B" xlink:href="#MJX-228-TEX-I-1D44B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">UNIX</script>系统中采用了成组链接法对磁盘空闲块进行管理。</p>
<p>文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为“超级块”，当系统启动时需要将超级块读入内存。并且要保证内存与外存中的“超级块”数据一致。</p>
<p>超级块由空闲盘块数和空闲块号组成，每个超级块第一个空闲块号指向另一个超级块，其他空闲块号指向空闲块。空闲块号数量不超过该超级块的空闲盘块数，若已经没有下一组空闲块，则第一个空闲块号设为特殊值。一个超级块中空闲块号分组中，块号不需要连续。超级块相当于一个链头的作用，保存了指向下一个超级块的地址信息。</p>
<blockquote><p>每个超级块第一个空闲块号指向的另一个超级块号同时也是一个空闲块，也可以用来分配出去，但是要修改超级块信息</p>
</blockquote>
<p>分配步骤：</p>
<ol start='' >
<li>检测第一个分组的块数是否足够，足够的话就用第一个超级块中的空闲盘块分配，将分配出去的空闲盘块号删除并修改超级块的空闲盘块数。</li>
<li>如果第一个分组的空闲盘块号用完了，将下一个超级块分组信息复制到第一个分组中，然后删除下一个超级块分组。</li>
<li>如果第一个分组的块数不够，就按照步骤二依次向后分配。</li>

</ol>
<p>回收步骤：</p>
<ol start='' >
<li>如果第一个分组没满，可以将回收的空闲块插入第一个分组中。</li>
<li>如果第一个分组满了，需要将超级块中的数据复制到新回收的块中，并修改超级块的内容，让新回收的块成为第一个分组。</li>

</ol>
</li>

</ul>
<h3 id='虚拟文件系统vfs'>虚拟文件系统(VFS)</h3>
<p>虚拟文件系统(VFS)为用户程序提供了文件系统操作的统一接口，屏蔽了不同文件系统的差异和操作细节。用户程序可以通过VFS提供的统一调用函数来操作不同文件系统的文件，而无须考虑具体的文件系统和实际的存储介质。</p>
<p><a href='https://imgtu.com/i/XuHoDK'><img src="https://s1.ax1x.com/2022/05/28/XuHoDK.md.png" alt="XuHoDK.md.png" style="zoom： 50%;" style=""></a><a href='https://imgtu.com/i/XuHbUe'><img src="https://s1.ax1x.com/2022/05/28/XuHbUe.md.png" alt="XuHbUe.md.png" style="zoom：50%;" style=""></a></p>
<p>为了实现VFS，Linux主要抽象了四种对象类型。每个VFS对象都存放在一个适当的数据结构中，其中包括对象的属性和指向对象方法(函数)表的指针。</p>
<ul>
<li>超级块对象：表示一个已安装(或称挂载)的特定文件系统。</li>
<li>索引结点对象：表示一个特定的文件。</li>
<li>目录项对象：表示一个特定的目录项。</li>
<li>文件对象：表示一个与进程相关的已打开文件。</li>

</ul>
<p>Linux将目录当作文件对象来处理，文件操作能同时应用于文件或目录。文件系统是由层次目录组成的，一个目录项可能包含文件名和其他目录名。目录项作为单独抽象的对象，是因为目录可以层层嵌套，以便于形成文件路径，而路径中的每一部分其实就是目录项。</p>
<ul>
<li>超级块对象。超级块对象对应于磁盘上特定扇区的文件系统超级块，用于存储已安装文件系统的元信息，元信息中包含文件系统的基本属性信息，如文件系统类型、文件系统基本块的大小、文件系统所挂载的设备、操作方法(函数)指针等。其中操作方法(函数)指针指向该超级块的操作方法表，包含一系列可在超级块对象上调用的操作函数，主要有分配inode、销毁inode、读inode、写inode、文件同步等。</li>
<li>索引结点对象。文件系统处理文件所需要的所有信息，都放在一个称为索引结点的数据结构中，索引结点对文件是唯一的。只有当文件被访问时，才在内存中创建索引结点对象，每个索引结点对象都会复制磁盘索引结点包含的一些数据。该对象中有一个状态字段表示是否被修改，其值为“脏”时，说明对应的磁盘索引结点必须被更新。索引结点对象还提供许多操作接口，如创建新索引结点、创建硬链接、创建新目录等。</li>
<li>目录项对象。由于VFS经常执行切换到某个目录这种操作，为了提高效率，便引入了目录项的概念。目录项对象是一个路径的组成部分，它要么是目录名，要么是文件名。目录项对象包含指向关联索引结点的指针，还包含指向父目录和指向子目录的指针。不同于前面两个对象，目录项对象在磁盘上没有对应的数据结构，而是VFS在遍历路径的过程中，将它们逐个解析成目录项对象的。</li>
<li>文件对象。文件对象代表进程打开的一个文件。文件对象和物理文件的关系类似于进程和程序的关系。由于多个进程可以打开和操作同一文件，所以同一文件在内存中可能存在多个对应的文件对象，但对应的索引结点和目录项是唯一的。文件对象仅在进程观点上代表已经打开的文件，它反过来指向其索引结点。文件对象包含与该文件相关联的目录项对象，包含该文件的文件系统、文件指针等，还包含在该文件对象上调用的一系列操作函数。</li>

</ul>
<p>VFS还有另一个重要作用，即提高系统性能。最近最常使用的目录项对象被放在目录项高速缓存的磁盘缓存中，以加速从文件路径名到最后一个路径分量的索引结点的转换过程。</p>
<p>对用户来说，不需要关心不同文件系统的具体实现细节，只需要对一个虚拟的文件操作界面进行操作。VFS对每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在系统中运行的其他进程看来都是相同的。严格来说，VFS并不是一种实际的文件系统，它只存在于内存中，不存在于任何外存空间中。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。</p>
<p>&nbsp;</p>
<p>虚拟文件系统的特点：</p>
<ul>
<li><p>向上层用户进程提供统一标准的系统调用接口，屏蔽底层具体文件系统的实现差异。</p>
</li>
<li><p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.894ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2163 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-247-TEX-I-1D449" d="M52 648Q52 670 65 683H76Q118 680 181 680Q299 680 320 683H330Q336 677 336 674T334 656Q329 641 325 637H304Q282 635 274 635Q245 630 242 620Q242 618 271 369T301 118L374 235Q447 352 520 471T595 594Q599 601 599 609Q599 633 555 637Q537 637 537 648Q537 649 539 661Q542 675 545 679T558 683Q560 683 570 683T604 682T668 681Q737 681 755 683H762Q769 676 769 672Q769 655 760 640Q757 637 743 637Q730 636 719 635T698 630T682 623T670 615T660 608T652 599T645 592L452 282Q272 -9 266 -16Q263 -18 259 -21L241 -22H234Q216 -22 216 -15Q213 -9 177 305Q139 623 138 626Q133 637 76 637H59Q52 642 52 648Z"></path><path id="MJX-247-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 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jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="16.649ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 7359 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.566ex;"><defs><path id="MJX-230-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-230-TEX-I-1D45D" d="M23 287Q24 290 25 295T30 317T40 348T55 381T75 411T101 433T134 442Q209 442 230 378L240 387Q302 442 358 442Q423 442 460 395T497 281Q497 173 421 82T249 -10Q227 -10 210 -4Q199 1 187 11T168 28L161 36Q160 35 139 -51T118 -138Q118 -144 126 -145T163 -148H188Q194 -155 194 -157T191 -175Q188 -187 185 -190T172 -194Q170 -194 161 -194T127 -193T65 -192Q-5 -192 -24 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</li>
<li><p>每打开一个文件，<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.894ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2163 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-247-TEX-I-1D449" d="M52 648Q52 670 65 683H76Q118 680 181 680Q299 680 320 683H330Q336 677 336 674T334 656Q329 641 325 637H304Q282 635 274 635Q245 630 242 620Q242 618 271 369T301 118L374 235Q447 352 520 471T595 594Q599 601 599 609Q599 633 555 637Q537 637 537 648Q537 649 539 661Q542 675 545 679T558 683Q560 683 570 683T604 682T668 681Q737 681 755 683H762Q769 676 769 672Q769 655 760 640Q757 637 743 637Q730 636 719 635T698 630T682 623T670 615T660 608T652 599T645 592L452 282Q272 -9 266 -16Q263 -18 259 -21L241 -22H234Q216 -22 216 -15Q213 -9 177 305Q139 623 138 626Q133 637 76 637H59Q52 642 52 648Z"></path><path id="MJX-247-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 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data-mml-node="mi"><use data-c="1D463" xlink:href="#MJX-242-TEX-I-1D463"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(485,0)"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-242-TEX-I-1D45B"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1085,0)"><use data-c="1D45C" xlink:href="#MJX-242-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1570,0)"><use data-c="1D451" xlink:href="#MJX-242-TEX-I-1D451"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2090,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-242-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">vnode</script>，用统一的数据结构表示文件，无论该文件存储在哪个文件系统。</p>
<p>解决的问题：不同的文件系统，表示文件数据结构各不相同。打开文件后，其在内存中的表示就不同。</p>
<ul>
<li><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.889ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2161 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-234-TEX-I-1D448" d="M107 637Q73 637 71 641Q70 643 70 649Q70 673 81 682Q83 683 98 683Q139 681 234 681Q268 681 297 681T342 682T362 682Q378 682 378 672Q378 670 376 658Q371 641 366 638H364Q362 638 359 638T352 638T343 637T334 637Q295 636 284 634T266 623Q265 621 238 518T184 302T154 169Q152 155 152 140Q152 86 183 55T269 24Q336 24 403 69T501 205L552 406Q599 598 599 606Q599 633 535 637Q511 637 511 648Q511 650 513 660Q517 676 519 679T529 683Q532 683 561 682T645 680Q696 680 723 681T752 682Q767 682 767 672Q767 650 759 642Q756 637 737 637Q666 633 648 597Q646 592 598 404Q557 235 548 205Q515 105 433 42T263 -22Q171 -22 116 34T60 167V183Q60 201 115 421Q164 622 164 628Q164 635 107 637Z"></path><path id="MJX-234-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-234-TEX-I-1D446" d="M308 24Q367 24 416 76T466 197Q466 260 414 284Q308 311 278 321T236 341Q176 383 176 462Q176 523 208 573T273 648Q302 673 343 688T407 704H418H425Q521 704 564 640Q565 640 577 653T603 682T623 704Q624 704 627 704T632 705Q645 705 645 698T617 577T585 459T569 456Q549 456 549 465Q549 471 550 475Q550 478 551 494T553 520Q553 554 544 579T526 616T501 641Q465 662 419 662Q362 662 313 616T263 510Q263 480 278 458T319 427Q323 425 389 408T456 390Q490 379 522 342T554 242Q554 216 546 186Q541 164 528 137T492 78T426 18T332 -20Q320 -22 298 -22Q199 -22 144 33L134 44L106 13Q83 -14 78 -18T65 -22Q52 -22 52 -14Q52 -11 110 221Q112 227 130 227H143Q149 221 149 216Q149 214 148 207T144 186T142 153Q144 114 160 87T203 47T255 29T308 24Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D448" xlink:href="#MJX-234-TEX-I-1D448"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(767,0)"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-234-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1516,0)"><use data-c="1D446" xlink:href="#MJX-234-TEX-I-1D446"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">UFS</script>文件系统的目录项只有&quot;文件名&quot;和&quot;<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.781ex" height="1.52ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 345 672" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-235-TEX-I-1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D456" xlink:href="#MJX-235-TEX-I-1D456"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">i</script>结点号&quot;</li>
<li><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.984ex" height="1.62ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 2203 716" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0px;"><defs><path id="MJX-236-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D434" d="M208 74Q208 50 254 46Q272 46 272 35Q272 34 270 22Q267 8 264 4T251 0Q249 0 239 0T205 1T141 2Q70 2 50 0H42Q35 7 35 11Q37 38 48 46H62Q132 49 164 96Q170 102 345 401T523 704Q530 716 547 716H555H572Q578 707 578 706L606 383Q634 60 636 57Q641 46 701 46Q726 46 726 36Q726 34 723 22Q720 7 718 4T704 0Q701 0 690 0T651 1T578 2Q484 2 455 0H443Q437 6 437 9T439 27Q443 40 445 43L449 46H469Q523 49 533 63L521 213H283L249 155Q208 86 208 74ZM516 260Q516 271 504 416T490 562L463 519Q447 492 400 412L310 260L413 259Q516 259 516 260Z"></path><path id="MJX-236-TEX-I-1D447" d="M40 437Q21 437 21 445Q21 450 37 501T71 602L88 651Q93 669 101 677H569H659Q691 677 697 676T704 667Q704 661 687 553T668 444Q668 437 649 437Q640 437 637 437T631 442L629 445Q629 451 635 490T641 551Q641 586 628 604T573 629Q568 630 515 631Q469 631 457 630T439 622Q438 621 368 343T298 60Q298 48 386 46Q418 46 427 45T436 36Q436 31 433 22Q429 4 424 1L422 0Q419 0 415 0Q410 0 363 1T228 2Q99 2 64 0H49Q43 6 43 9T45 27Q49 40 55 46H83H94Q174 46 189 55Q190 56 191 56Q196 59 201 76T241 233Q258 301 269 344Q339 619 339 625Q339 630 310 630H279Q212 630 191 624Q146 614 121 583T67 467Q60 445 57 441T43 437H40Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(749,0)"><use data-c="1D434" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D434"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1499,0)"><use data-c="1D447" xlink:href="#MJX-236-TEX-I-1D447"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">FAT</script>文件系统的目录项有&quot;文件名&quot;、&quot;文件类型&quot;、&quot;文件大小&quot;、&quot;起始块号&quot;、等等</li>

</ul>
<p>因此在虚拟文件系统中，每当我们使用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.647ex" height="1.439ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -442 2054 636" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.439ex;"><defs><path id="MJX-237-TEX-I-1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path><path id="MJX-237-TEX-I-1D45D" d="M23 287Q24 290 25 295T30 317T40 348T55 381T75 411T101 433T134 442Q209 442 230 378L240 387Q302 442 358 442Q423 442 460 395T497 281Q497 173 421 82T249 -10Q227 -10 210 -4Q199 1 187 11T168 28L161 36Q160 35 139 -51T118 -138Q118 -144 126 -145T163 -148H188Q194 -155 194 -157T191 -175Q188 -187 185 -190T172 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xlink:href="#MJX-237-TEX-I-1D45B"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">open</script>打开了一个文件后，虚拟文件系统就会给这个文件在主存中创建了一个虚拟结点<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.783ex" height="1.595ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 2556 705" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.025ex;"><defs><path id="MJX-242-TEX-I-1D463" d="M173 380Q173 405 154 405Q130 405 104 376T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Q21 294 29 316T53 368T97 419T160 441Q202 441 225 417T249 361Q249 344 246 335Q246 329 231 291T200 202T182 113Q182 86 187 69Q200 26 250 26Q287 26 319 60T369 139T398 222T409 277Q409 300 401 317T383 343T365 361T357 383Q357 405 376 424T417 443Q436 443 451 425T467 367Q467 340 455 284T418 159T347 40T241 -11Q177 -11 139 22Q102 54 102 117Q102 148 110 181T151 298Q173 362 173 380Z"></path><path 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xlink:href="#MJX-243-TEX-I-1D45C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1430,0)"><use data-c="1D451" xlink:href="#MJX-243-TEX-I-1D451"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1950,0)"><use data-c="1D452" xlink:href="#MJX-243-TEX-I-1D452"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">inode</script>既会被调入主存，也会在外存中存储。</p>
</li>

</ul>
<h3 id='分区和安装'>分区和安装</h3>
<p>一个磁盘可以划分为多个分区，每个分区都可以用于创建单独的文件系统，每个分区还可以包含不同的操作系统。分区可以是原始的，没有文件系统，当没有合适的文件系统时，可以使用原始磁盘。</p>
<p>Linux启动后，首先载入MBR，随后MBR识别活动分区，并且加载活动分区中的引导程序。</p>
<p>分区的第一部分是引导块，里面存储着引导信息，它有自身的格式，因为在引导时系统并未加载文件系统代码，因此不能解释文件系统的格式。引导信息是一系列可以加载到内存中的连续块，加载到内存后从其第一条代码开始执行，引导程序便启动一个具体的操作系统。引导块之后是超级块，它存储文件系统的有关信息，包括文件系统的类型、i结点的数目、数据块的数目。随后是多个索引结点，它们是实现文件存储的关键，每个文件对应一个索引结点，索引结点中包含多个指针，指向属于该文件的各个数据块。最后是文件数据块。</p>
<p>如文件在使用前必须打开一样，文件系统在进程使用前必须先安装，也称挂载。</p>
<p><strong>文件系统挂载</strong>(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.769ex" height="1.959ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 4318 866" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.464ex;"><defs><path id="MJX-244-TEX-I-1D45A" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T88 425T132 442T175 435T205 417T221 395T229 376L231 369Q231 367 232 367L243 378Q303 442 384 442Q401 442 415 440T441 433T460 423T475 411T485 398T493 385T497 373T500 364T502 357L510 367Q573 442 659 442Q713 442 746 415T780 336Q780 285 742 178T704 50Q705 36 709 31T724 26Q752 26 776 56T815 138Q818 149 821 151T837 153Q857 153 857 145Q857 144 853 130Q845 101 831 73T785 17T716 -10Q669 -10 648 17T627 73Q627 92 663 193T700 345Q700 404 656 404H651Q565 404 506 303L499 291L466 157Q433 26 428 16Q415 -11 385 -11Q372 -11 364 -4T353 8T350 18Q350 29 384 161L420 307Q423 322 423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 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<li>新挂载的文件系统，要向<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.894ex" height="1.645ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 2163 727" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.05ex;"><defs><path id="MJX-247-TEX-I-1D449" d="M52 648Q52 670 65 683H76Q118 680 181 680Q299 680 320 683H330Q336 677 336 674T334 656Q329 641 325 637H304Q282 635 274 635Q245 630 242 620Q242 618 271 369T301 118L374 235Q447 352 520 471T595 594Q599 601 599 609Q599 633 555 637Q537 637 537 648Q537 649 539 661Q542 675 545 679T558 683Q560 683 570 683T604 682T668 681Q737 681 755 683H762Q769 676 769 672Q769 655 760 640Q757 637 743 637Q730 636 719 635T698 630T682 623T670 615T660 608T652 599T645 592L452 282Q272 -9 266 -16Q263 -18 259 -21L241 -22H234Q216 -22 216 -15Q213 -9 177 305Q139 623 138 626Q133 637 76 637H59Q52 642 52 648Z"></path><path id="MJX-247-TEX-I-1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 536 339T502 207Q500 200 482 200H470Q463 206 463 212Q463 215 468 234T473 274Q473 303 453 310T364 317H309L277 190Q245 66 245 60Q245 46 334 46H359Q365 40 365 39T363 19Q359 6 353 0H336Q295 2 185 2Q120 2 86 2T48 1Z"></path><path id="MJX-247-TEX-I-1D446" d="M308 24Q367 24 416 76T466 197Q466 260 414 284Q308 311 278 321T236 341Q176 383 176 462Q176 523 208 573T273 648Q302 673 343 688T407 704H418H425Q521 704 564 640Q565 640 577 653T603 682T623 704Q624 704 627 704T632 705Q645 705 645 698T617 577T585 459T569 456Q549 456 549 465Q549 471 550 475Q550 478 551 494T553 520Q553 554 544 579T526 616T501 641Q465 662 419 662Q362 662 313 616T263 510Q263 480 278 458T319 427Q323 425 389 408T456 390Q490 379 522 342T554 242Q554 216 546 186Q541 164 528 137T492 78T426 18T332 -20Q320 -22 298 -22Q199 -22 144 33L134 44L106 13Q83 -14 78 -18T65 -22Q52 -22 52 -14Q52 -11 110 221Q112 227 130 227H143Q149 221 149 216Q149 214 148 207T144 186T142 153Q144 114 160 87T203 47T255 29T308 24Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D449" xlink:href="#MJX-247-TEX-I-1D449"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(769,0)"><use data-c="1D439" xlink:href="#MJX-247-TEX-I-1D439"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1518,0)"><use data-c="1D446" xlink:href="#MJX-247-TEX-I-1D446"></use></g></g></g></svg></mjx-container><script type="math/tex">VFS</script>提供一个函数地址列表</li>
<li>将新文件系统加到挂载点(<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position: relative;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="12.308ex" height="1.934ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -661 5440 855" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.439ex;"><defs><path id="MJX-248-TEX-I-1D45A" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T88 425T132 442T175 435T205 417T221 395T229 376L231 369Q231 367 232 367L243 378Q303 442 384 442Q401 442 415 440T441 433T460 423T475 411T485 398T493 385T497 373T500 364T502 357L510 367Q573 442 659 442Q713 442 746 415T780 336Q780 285 742 178T704 50Q705 36 709 31T724 26Q752 26 776 56T815 138Q818 149 821 151T837 153Q857 153 857 145Q857 144 853 130Q845 101 831 73T785 17T716 -10Q669 -10 648 17T627 73Q627 92 663 193T700 345Q700 404 656 404H651Q565 404 506 303L499 291L466 157Q433 26 428 16Q415 -11 385 -11Q372 -11 364 -4T353 8T350 18Q350 29 384 161L420 307Q423 322 423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 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</ol>
<p>&nbsp;</p>
<p>Windows系统维护一个扩展的两级目录结构，用驱动器字母表示设备和卷。卷具有常规树结构的目录，与驱动器号相关联，还含有指向已安装文件系统的指针。操作系统找到相应文件系统的指针，并且遍历该设备的目录结构，以查找指定的文件。新版本的Windows允许文件系统安装在目录树下的任意位置，就像UNIX一样。在启动时，Windows操作系统自动发现所有设备，并且安装所有找到的文件系统。</p>
<p>UNIX使用系统的根文件系统，由内核在引导阶段直接安装，其他文件系统要么由初始化脚本安装，要么由用户安装在己安装文件系统的目录下。作为一个目录树，每个文件系统都拥有自己的根目录。安装文件系统的这个目录称为安装点，安装就是将磁盘分区挂载到该安装点下，进入该目录就可以读取该分区的数据。已安装文件系统属于安装点目录的一个子文件系统。安装的实现是在目录inode的内存副本上加上一个标志，表示该目录是安装点。还有一个域指向安装表的条目，表示哪个设备安装在哪里，这个条目还包括该设备的文件系统超级块的一个指针。</p>
<p>我们可以这么理解：UNIX本身是一个固定的目录树，只要安装就有，但是如果不给它分配存储空间，就不能对它进行操作，所以首先要给根目录分配空间，这样才能操作这个目录树。</p>
<p>&nbsp;</p>
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</html>