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文件管理
操作系统文件管理
操作系统中对软件的管理就是对文件的管理（基本单位）
- 逻辑结构：主要是概念当中的一些结构层次，主要有流式文件和记录式文件；
- 物理结构：
- 顺序文件结构：按照文件的逻辑顺序存储到物理结构当中，相当于给文件分配一个连续的存储空间，逻辑上是什么形式，物理上就是什么形式；
- 链式文件结构：在存储空间分配时上不考虑连续空间，将文件和存储空间分成相同大小的物理块（页），在存储相应文件信息时，存储逻辑关系，上一个节点存储指向下一个节点的指针；
- 索引文件结构：将所有文件划分成数据存储，并把它们存储的位置记录下来，类似于用一张表来记录文件存储所在的位置，线索式结构。
- 索引文件在unix系统中，默认有13个索引结点，一般都不会多于13个索引结点；
- 直接索引：索引结点（线索）---->地址指向----->物理块号，结点编号的直接指向物理块，物理块里存储的是文件本身（文件的逻辑页，文件的数据），在直接索引中索引编号是连续的，对应物理块中的逻辑页也是连续的，例如：0号索引编号对应物理块中0号逻辑页，1号对应1号…，直到9号直接索引结束；
- 一级间接索引：索引结点（线索）---->一级间接索引表----->物理块号，结点编号不直接指向物理块，而是指向遗迹间接索引表，由一级间接索引表编号指向物理块；
- 二级间接索引：索引结点（线索）---->一级间接索引表----->二级间接索引表----->物理块号，结点编号不直接指向物理块，而是指向两次间接索引表，经过两次间接索引表编号最后指向物理块；
- 三级间接索引：索引结点（线索）---->一级间接索引表----->二级间接索引表----->三级间接索引表----->物理块号，结点编号不直接指向物理块，而是指向三次间接索引表，经过三次间接索引表编号最后指向物理块；
- 文件在逻辑上一定是连续的，如图0—9，10—n+9，n+10…；在物理上可以是分散的，如图108、11、16、141、21、33、19、12、51…
- 无论是索引块还是数据块大小一般都是固定的，如图上编号93就是索引块，对应的141到21也是索引块，数据块10号，根据不同的机器存在区别；而141、6、21、这种叫做地址项，除一级索引外，一个索引块或者数据块存在多个地址项；
- 例如：上图，一个索引块、数据块是1KB，一个地址项是1B，那么一级索引指向的最后一个物理块是多少号，1KB/1B = 256;一级间接索引的物理块号从10开始，一级索引项有256个，一级间接索引的物理块号最后一个编号为：256+10-1=265，二级间接索引有2个索引盘，所以有256^2个索引项，编号从266开始到266 - 1 + 256^2；三级间接索引有3个索引盘，所以有 256^3 个索引项；
- 直接索引访问一次磁盘（直接访问数据盘）就可以获取数据，一级间接索引访问二次磁盘（一次索引盘，一次数据盘）才可以获取到数据，二级间接索引访问三次磁盘（二次索引盘，一次数据盘）才可以获取到数据，三级间接索引访问四次磁盘（三次索引盘，一次数据盘）才可以获取到数据；
- 索引结构表示的单个文件长度：所有物理块相加，
位示图
针对不同的文件，会把文件切割成多块后，分散分布存储在不同的物理块磁盘块中，而这些物理块、磁盘块中哪一些是空闲的可以用来分配存储的？对这些物理块、磁盘块的空间管理由多种方式：
- 空闲区表法（空闲文件目录）
将所有空闲空间按目录用一个表进行记录；- 空闲链表法
以指针的方式，上一个节点保存着指向下一个节点指针；- 位示图法
位指的是bit位，1位二进制，将磁盘上的存储空间罗列出来，用1位二进制（0、1）来表示它们是否空闲，0：空闲，1：已被占用；空闲空间被分配使用则改为1，回收被使用的磁盘块则把1改为0；- 成组链接法
用成组链接的方式，将空闲的空间组合出来。
- 位示图按字进行分组，根据不同的计算机，具体一个字多长，一个字占多少bit位也不同；
- 位示图的分组，按字长多少，一个字占多少bit位进行分组；
如图所示：
图中有16个字，每个字占16位，且磁盘序号是从0开始的，如果要分配15号、32号磁盘，它们在第几个字的第几位了？
解题思路：
- 首先判断磁盘块从第几号字的第几号位开始，且一字占几位，要分配的磁盘块是几号，磁盘号所在的实际位置；
- 用1-开始的磁盘号就是磁盘号相差的实际存的位置，例如：从0号开始，那么1-0 = 1，那么15号实际上在16的位置，32号实际上在33号的位置，15和32只是按从0开始排的序号；
- 如果要分配的磁盘块号 < 一字占位长，实际存在的位置：磁盘号+相差的实际存的位置 ，则从开始序号数到实际存在的位置查看所在字号和位号；（实际上是从0数数到16所排的序号15）；
如果要分配的磁盘块号 > 一字占位长，实际存在的位置：磁盘号+相差的实际存的位置 ，则该磁盘块号实际存在位置 / 一字占位长 = 商 和 余数；
15号磁盘块：因为磁盘块从第0号字的第0号位开始，序号和实际位置相差：1 - 0 ，实际位置：16，且一个字占16位，15<16，从0数到16所在的序号是15，所以在第0号字的第15位上；
32号磁盘块：因为磁盘块从第0号字的第0号位开始，序号和实际位置相差：1 - 0 ，实际位置：33，且一个字占16位，32>16，33/16 = 2 余 1，所以在2号字的1号位上；
第2048号磁盘块在几号字的几位上？
2048号磁盘块：因为磁盘块从第0号字的第0号位开始，序号和实际位置相差：1 - 0 ，实际位置：2049，且一个字占32位，2048>32，2049/32 = 64 余 1，所以在64号字的1号位上；
树形目录结构
树形目录结构（多级目录结构）：
- 主节点（根目录/），在unix系统中根目录用/表示且只有一个根目录，在window系统中理解为盘符D盘、E盘等等，中间节点和末尾的节点（叶子节点）；
- 绝对路径：从根目录开始，直到找到目标节点的路径；
- 相对路径：从当前所在节点的下一级节点开始，直到找到目标节点的路径；
- 相对路径打开文件的效率比绝对路径的高；
- 在系统中，整个文件完整的文件名：该文件的绝对路径 + 扩展名,如：/D1/W2/F2.txt；D:/D1/W2/F2.txt;
- 树形目录结构允许文件在不同路径下同名，在相同路径下不允许同名，如图上的f1节点，
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