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Part 1：文件的逻辑结构

Part 2：文件目录

一、实现文件目录的关键数据结构----文件控制块FCB

二、目录结构

三、对文件控制块FCB的优化—索引结点

Part 3：文件的物理结构（文件分配方式）

一、文件的三种分配方式

1.连续分配

2.链接分配

3.索引分配

二、辨别逻辑结构和物理结构

1.链式存储 vs 链式分配

2.索引文件 vs 索引分配

3.需想清楚的点

Part 4：文件的基本操作

Part 5：文件存储空间管理

一、存储空间的划分和初始化

二、存储空间的管理方法

Part 6：文件共享、文件保护、文件系统的层次结构

Part 7：关于磁盘

一、磁盘的结构

二、磁盘调度算法

三、减少一次磁盘读写操作的时间----减少延迟时间

四、磁盘的管理

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Part 1：文件的逻辑结构

1.无结构文件（流式文件）：本质是一系列二进制或字符流，没有明显的结构特性，不做讨论。

2.有结构文件（记录式文件，可分为定长记录和可变长记录）

（1）顺序文件（文件中的记录逻辑上顺序排列）

1. 记录可定长可变长
2. 又分为串结构（顺序与关键字无关）和顺序结构（顺序按关键字顺序排列）
3. 可顺序存储可链式存储

（2）索引文件

1. 建立一张索引表加快文件检索速度，每条记录对应一个索引项（链接文件中的记录），文件中的记录在物理上可以离散地存放。
2. 索引表本身是定长记录的顺序文件，可随机存取。

（3）索引顺序文件

1. 为了解决索引表过大的问题，索引表的索引项对应的是一组记录；每个分组就是一个顺序文件，分组内记录不需要按关键字排序。
2. 多级索引顺序文件

Part 2：文件目录

一、实现文件目录的关键数据结构----文件控制块FCB

1. FCB：目录文件中的一个记录，包含的字段有“文件名”“类型”“存储权限”“物理位置”等。
2. 需要对目录进行的操作：搜索，创建/删除/文件，显示/修改目录

二、目录结构

1.单级目录结构：不允许文件重名，不适用于多用户系统。

2.两级目录结构：分为主文件目录和用户文件目录，允许不同用户的文件重名。

3.多级目录结构（树形）：不同目录下的文件可以重名，但不利于实现文件的共享。

4.无环图目录结构：可以用不同的文件名指向同一个文件，需要为每一个共享结点设置一个共享计数器。

三、对文件控制块FCB的优化—索引结点

1. 新建索引表，索引结点中的信息仅包含文件名以及指向文件目录文件的指针。
2. 磁盘索引结点，内存索引结点（增加一些信息如“文件是否被修改”、“此时有几个进程正在访问该结点”）

Part 3：文件的物理结构（文件分配方式）

一、文件的三种分配方式

1.连续分配

1. 每个文件在磁盘上占有一组连续的块
2. 支持随机访问，但不方便拓展，且存储利用利用率低。

2.链接分配

1. 分为隐式链接（物理块上有要链接的下一物理块的地址）和显式链接（把链接关系存在文件分配表FAT中，一个磁盘一个FAT，开机时读入FAT之后常驻内存）。
2. 不支持随机访问，但容易拓展，且能节省存储空间。

3.索引分配

1. 操作系统为每一个文件建立一张索引表，索引表记录文件各个逻辑块对应的物理块。索引表存放的磁盘块称为索引块，文件数据存放的磁盘块为数据块。
2. 若索引表过大，可采取的方法：链接方案、多层索引、混合索引。
3. 支持随机访问，且易于实现文件的拓展。

二、辨别逻辑结构和物理结构

1.链式存储 vs 链式分配

1. 链式存储：文件的记录之间是链接的。
2. 链式分配：文件块之间是链接的。

2.索引文件 vs 索引分配

1. 索引文件：索引表由用户建立，对应的内容是文件中的记录。
2. 索引分配：索引表由操作系统建立，对应的内容是文件块。

3.需想清楚的点

1. 顺序文件采用顺序存储/链式存储
2. 链式存储的顺序文件采用连续分配/链式分配
3. 索引文件采用索引分配

Part 4：文件的基本操作

系统只有一张打开文件表。

Part 5：文件存储空间管理

一、存储空间的划分和初始化

1.存储空间的划分：磁盘分区

文件卷（逻辑卷、逻辑盘）：由若干物理磁盘组成

2.存储空间的初始化：把文件卷划分为目录区和文件区

二、存储空间的管理方法

1.空闲表法；适用于连续分配。

2.空闲链表法：可连续分配可离散分配。

3.位示图法：每个二进制对应一个盘块。

4.成组链表法：

文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为超级块，系统启动时需要将超级块读入内存。超级块中第一项信息是下一盘块的块数，第二项是下一盘块组的地址，其余为盘块的地址。

Part 6：文件共享、文件保护、文件系统的层次结构

Part 7：关于磁盘

一、磁盘的结构

二、磁盘调度算法

主要解决的问题：当多个进程先后陆续地请求访问磁盘时，应该先处理哪个请求。

1.先来先服务FCFS

2.最短寻找时间优先SSTF

3.扫描算法SCAN：直到最外/内边缘才调转磁头方向。

4.循环扫描算法C-SCAN：规定只有磁头朝某个特定方向移动时才处理请求。

5.LOOK调度算法和C-LOOK调度算法：

如果在磁头移动方向上已经没有别的请求，就可以立即进行下一步。

三、减少一次磁盘读写操作的时间----减少延迟时间

方法1：交错编号---相邻扇区编号错开

方法2：错位命名---相邻盘面的扇区编号“错位”

方法3：磁盘地址结构的设计—（柱面号，盘面号，扇区号）

四、磁盘的管理