2 操作系统-文件设备管理.ppt2 操作系统-文件设备管理

操作系统文件管理设备管理文件管理设备管理文件文件系统文件结构文件目录结构设备的分类缓冲技术Spooling技术磁盘调度文件文件是具有文件名称、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合，例如一个源程序。信息项是构成文件内容的基本单位。一个文件包括文件体和文件说明。文件体是文件的真实内容；文件说明是操作系统为了管理文件而附加的一些信息。例如文件的长度、文件权限、文件建立时间、最后修改时间、物理地址等。文件是一种抽象机制，它隐藏了硬件和物理实现细节。使用户不必考虑文件实际的存储方法和运作方式等。OS通过文件名对文件进行操作和控制文件系统文件系统是文件管理系统的简称，是OS中实现文件统一管理的一组软件和相关数据的集合五个功能：按名存取统一用户接口并发访问和控制安全性控制差错恢复文件系统的类型FAT（FileAllocationTable）：最早用于DOS。VFAT(VisualFAT)：允许更长的文件名和更快的I/O操作。支持32位体系结构。FAT32：支持32位体系结构NTFS：具有类似事物日志的高级功能，允许为不同的目录设置权限。EXT2是Linux中标准的文件系统。HFS是苹果电脑使用的系统。文件的结构逻辑结构：用户角度看到的文件组织形式。有结构的记录式文件：由一个以上的记录构成的文件。无结构的流式文件：字节流，不划分记录，通常采用顺序访问方式，每次可以访问任意长度的数据，其长度以字节为单位。Linux中所有的文件都看作是流式文件。物理结构：文件在存储器上的存放方式。物理结构连续结构链接结构索引结构文件控制块为了实现按名存取文件，系统必须为每个文件设置用于描述和控制文件的数据结构，至少要包括文件名和存放文件的物理地址，这个数据结构成为文件控制块FCBFCB中包含的信息：基本信息：文件名、文件物理地址、文件长度等；存取控制信息：文件的存取权限；使用信息：文件建立的日期、最后一次修改日期等。文件目录FCB的有序集合称为文件目录。文件目录通常以文件形式存放，通常称这种特殊的文件为目录文件。文件目录结构的组织方式影响文件的存储速度，影响文件的共享性和安全性目录结构一级目录结构：不允许重名，查找速度比较慢二级目录结构：分为主文件目录和用户目录多级目录结构考点常考文件名的合法性和路径的问题文件管理设备管理文件文件系统文件结构文件目录结构设备的分类缓冲技术Spooling技术磁盘调度设备分类-按交换单位块设备：用于存储信息，属于有结构设备。例如磁盘，每个块大小为512B～4KB。速率较高，可寻址，输入输出采用DMA方式。字符设备：以单个字符为单位。一般用于数据的输入输出，例如键盘、打印机。速率较低，不可寻址，输入输出采用中断方式。设备分类-按共享属性独占设备：例如打印机共享设备：例如磁盘虚拟设备：通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供若干个进程同时使用，将通过这种虚拟技术处理后的设备成为虚拟设备。设备分类-按速率低速，如键盘、鼠标中速，如激光打印机高速，如磁盘设备管理的任务在多道程序的环境下控制设备的有序正常运行。记录和监控设备状态设备的分配和释放管理缓冲区实现I/O设备的物理操作为用户提供设备使用的接口设备的访问和控制输入输出缓冲和调度缓冲技术缓冲技术可提高外设利用率，使其尽可能处于忙状态。有硬件缓冲和软件缓冲引入缓冲技术的主要原因：缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制提高CPU和I/O设备之间的并行性缓冲技术缓冲的种类：可分为单缓冲、双缓冲和循环缓冲假设输入的时间为T，由缓冲区交给用户进程的时间为M，用户进程计算的时间为C，则对该输入数据的处理时间为max(C,T)+MSpooling技术脱机输入输出技术：通过外围机控制输入、输出，而不是通过主机控制。通过主机控制的为联机输入输出技术。Spooling(SimultaneousPeripheralOperationsOnLine)外围设备联机同时操作。使得外设的操作跟CPU对数据的处理同时进行。是对脱机输入输出技术的程序模拟。Spooling系统的组成输入井、输出井(磁盘上)和井管理程序；输入缓冲区和输出缓冲区（主存中）；预输入程序和缓输出程序。磁盘调度磁盘调度分为移臂调度和旋转调度两类，并且是先进行移臂调度然后进行旋转调度。移臂调度算法先来先服务最短寻道时间优先：考虑哪个与当前的距离最近扫描算法(电梯调度算法)：优先考虑磁头当前移动的方向，再考虑哪个与当前的距离最近循环扫描：在扫描算法基础上，每次扫描只向一个方向移动。24051旋转调度算法一般选择旋转延迟时间最短的进程对磁盘的扇区进行访问考点常考缓冲技术、Spooling技术的概念