第六章 文件管理 本章学习要点 【1】掌握操作系统文件管理的相关概念 【2】掌握文件的逻辑结构、物理结构和存取方法 【3】深入掌握文件目录及目录结构 【4】了解文件的共享及保护方法 【5】深入领会磁盘调度算法 【6】深入掌握外存空间的管理方法 本章学习难点 【1】文件的共享 【2】UNIX系统的成组链接法

习题分析 一.判断改错题（判断由下划线标明的关键词的叙述是否正确，正确的打√，错误的打×并改正。） 1.文件的存取方法仅依赖于文件的物理结构，而与存放文件的存储特性无关。（ ） 2.打开文件的目的是指该文件的有关目录表目复制到主存中约定的区域，以建立用户和该文件的联系。（ 　 ） 3.文件系统中每个文件的系统标识符可以有多个。( ) 4.数据库文件是一种无结构的字符流式文件。（ ） 5.采取顺序文件结构，连续存取一批相邻的记录时，存取速度很慢。（ ） 6.多级目录结构中，重名问题得到了解决，同一目录中文件或目录重名是允许的。（ ） 7.通过对用户分类和限定各类用户对目录和文件的访问权限来保护系统中目录和文件的安全，这种文件安全管理方式指的是系统级安全管理。（ ） 8.每一个用户使用系统前必须注册，由系统记录下用户名和口令，只有已注册的用户才能使用系统，这种文件安全管理方式是指用户级安全管理。 （ ） 9.文件系统中，系统修改某文件内容，只要修改文件中对应数据信息即可。（ ） 10.索引文件是一种对文件存储进行连续分配的方式，文件系统为每个文件另建一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系的表，即索引表，文件本身和索引表组成的文件即是索引文件。（ ） 11.编译程序是用户用以编译程序的应用工具，因此，它是用户文件。（ ） 12.索引表的建立会占用额外的存储空间和访问时间。（ ） 习题解答： 1.错；应为：文件的存取方法依赖与文件的物理结构，也与存放文件的存储特性有关。 2.对； 3.错；应为：文件系统中每个文件的系统标识符只有一个。 4.错；应为；数据库文件是一种有结构的记录式文件。 5.错；应为：采取顺序文件结构，连续存取一批相邻的记录时，存取速度很快。 6.错；应为：多级目录结构中，重命名问题得到了解决，不同目录或不同级目录中重名是允许的。 7.错；应为：……目录和文件的安全，这种文件安全管理方式指的是用户级安全管理。 8.错；应为：……使用系统，这种文件安全管理方式是指系统级安全管理。 9.错；应为：文件系统中，系统修改某文件内容，不但要修改文件中对应数据信息，还要修改文件控制块的有关信息。 10.错；应为：索引文件是一种对文件存储进行不连续分配的方式，文件系统为每个文件另建一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系的表，即索引表，文件本身和索引表组成的文件即是索引文件。 11.错；应为：编译程序是用户用以编译程序的应用工具，它是系统文件。 12.对。

二.填空题 1.链接文件可以分布在存储设备中各个存储部位，它可以解决存储器的 问题，有利于文件扩充。 2.确定磁盘上一个块所在的位置必须给出三个参数： 、 和 。 3.文件系统分别从 级、 级、目录级和 级四个级别上对文件进行安全性管理。 4.文件目录就是文件有序块的有序集合。文件目录一般包含 、 和 信息。 5.对索引文件的存取首先查找 ，然后根据 的地址存取相应的物理块。 6.文件的逻辑结构分为 和 两种。 7.在多级目录结构的文件系统中，可以通过 和 进行文件访问。 8.把所有文件的文件目录组织成一个独立的文件，称为 ，它是文件系统管理文件的重要依据。常用的目录结构形式有 、 和 。 9.为了文件的保护和保密，一般为文件的存取设置两级控制：第一级是 ；第二级是 。 10.一般来说，文件名及属性可以在 中查找。 11.为防止系统故障造成文件被破坏，常采用 和 的方法来保护文件。 12.UNIX和DOS操作系统都把设备作为一种 ， 向它 操作完成输出功能。 习题解答： 1.碎片； 2.柱面号，盘面号，扇区（块）号； 3.系统级，用户级，文件级； 4.基本信息，存取控制信息，使用信息； 5.索引表，索引表项； 6.有结构的记录式文件，无结构的字符流式文件； 7.路径，文件名； 8.目录文件、单级、两级、多级树型； 9.文件级，目录级； 10.目录项（FCB）； 11.建立副本，定时转储； 12.虚拟文件，写。

三.简答题 1.文件系统主要解决哪些问题？ 答：(1)文件存储空间的管理，提高外存利用率。(2)为每个文件建立一个目录项，对所有目录项进行有效的组织，实现按名存取。(3)文件的读、写管理与存取控制。(4)文件保护。

2.简述文件的概念和特征。 答：文件是存储在外存上的具有标识名的一组相关信息集合。 特征：(1)文件的内容是一组信息的集合，可以是源程序、二进制代码、文本文档、数据、表格、声音和图象等。(2)文件具有保存性，存放在某种存贮介质上，长期保存，多次使用。(3)文件是按名存取的，每个文件都具有唯一的标识名。

3.简述文件系统的概念。 答：文件系统包含两方面的含义，一方面包括负责管理文件的一组系统软件，另一方面也包括被管理的对象，即文件。

4.什么是根目录？什么是当前目录？ 答：在多级目录结构中，第一级作为系统目录，称为目录树的根结点即根目录。 当前目录是一种相对目录，表示系统当前所处的位置，是系统的工作目录。

5.文件目录中一般包含什么内容？ 答：通常有三类信息： 基本信息——文件名、物理位置、文件的逻辑结构和物理结构。 存取控制信息（存取权限）——文件主、核准用户和一般用户的存取权限。 使用信息——文件建立、修改的日期和时间，当前使用信息。

6.什么是文件的路径？它如何表示？请举例说明。 一个文件从根目录开始，逐步沿着每一级子目录向下追溯，最后到指定文件的整个通路，构成了文件路径，如从当前目录开始，则构成了相对路径。 表示方法是在整个通路上所有子目录名到文件名组成一个字符串。 如：/usr/ast/mailbox 表示根目录中含有子目录usr，而usr中又包括子目录ast ，而文件mailbox就放在目录ast下。

7.试解释绝对路径名和相对路径名，并说明使用相对路径名的优点。 答：从根目录开始，逐步沿着每一级子目录向下追溯，最后到指定文件的 整个通路上的所有子目录名组成的字符串称为文件的绝对路径名。从当前目录开始到文件的最后所在的路径名称为相对路径名。使用相对路径名，可以减少检索层次，加快检索速度。

8.文件目录结构主要有哪几种形式？ 答：文件目录结构形式有单级目录、二级目录和多级目录。 单级目录——系统中只有一个目录文件的目录结构。结构简单，容易实现，适合较小的系统。 二级目录——第一级为系统目录（主目录），第二级为用户目录。文件搜索范围缩小，防止了用户间文件重名冲突问题。 多级目录——树形目录结构。第一级为系统目录（根目录），其他各级目录为子目录。

9.简述文件目录的概念及其在文件系统中的作用。 答：为了实现按名存取文件，系统为所有存入系统的文件建立一张表，每个文件有一个表目。表目内容至少包括文件名和其所在的物理地址，这个表称为文件目录表，表目是对应文件的目录。目录的作用：（1）实现按名存取（2）提高对目录的检索速度（3）实现文件共享 （4）允许文件重名。

10.建立多级目录有何好处？它是如何解决文件重名和共享问题的？ 答：建立多级目录的好处是检索效率高，允许重名，便于文件共享； 把文件放在不同的目录或不同级别的目录下，文件就可以重名了。 共享方法：当有两个（或多个）用户要共享一个子目录或文件时，将共享文件或目录链接到两个或多个用户目录中去便可。

11.区分文件保护和保密的异同。 答：文件保护是防止文件被破坏，文件的保密是防止不经拥有者授权而窃取文件。文件保护根据引起文件被破坏的原因——系统故障和非法使用共享文件而采用不同的措施。前者采用建立副本和定时转储等方法；后者则采用树形目录结构、存取控制表和文件使用权限。文件保密措施有隐蔽文件目录、设置口令和使用密码。

12.文件安全管理的措施主要在哪些方面实现？ 答：通过存取控制机制来防止有人为因素所造成的人们有意或无意的破坏；采用系统容错技术来防止系统因素造成的文件不安全性；通过后备系统来防止自然因素造成的文件不安全性。其中存取控制可以通过分级安全管理机制来实现，在四个级别上进行安全性管理： a)系统级——注册和登录。 b)用户级——不同类用户（超级用户，主人等）具有不同的文件访问权（建立、修改等） c)目录级——规定只有系统核心才有写目录的权利。 d)文件级——由超级用户和文件主设置文件属性，控制用户对文件的访问（只读，执行等）。 用户对文件的访问，将由用户访问权，目录访问权及文件属性三者的权限所确定。

四.应用题

【解答】(1) 系统应采用二级或多级目录结构才能使两用户在使用文件时不致于造成混乱。

(3) 两个用户使用了2个共享文件，一个是用户甲的C和用户乙的F，另一个是用户甲的E与用户乙的E。

3.（7分）某文件系统为一级根目录结构，文件的数据一次性写入磁盘，已写入的文件不可修改，但可多次创建新文件。请回答如下问题。（2011全国试题） （1）在连续、链式、索引三种文件的数据块组织方式中，哪种更合适？要求说明理由。为定位文件数据块，需在FCB中设置哪些相关描述字段？ （2）为快速找到文件，对于FCB，是集中存储好，还是与对应的文件数据块连续存储好？要求说明理由。 【解答】 （1）连续数据块组织方式更合适。因为系统规定文件不可修改，即文件长度不可能动态增长或缩小，在这种情况下，连续组织方式的缺点不再存在，而它的优点是顺序访问容易、读写文件速度快，而且磁盘空间利用率高。为定位文件数据块，需在FCB中设置首块号和文件长度值。