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1、文件的存取

文件的存取实际上就是针对文件存储器上物理块的读写操作。存取方法主要有顺序存储、随机存储两种。

2、文件存储空间管理

磁盘分配表：外存空闲空间管理的数据结构。

2.1 空闲空间管理方法

1、空闲区表

将外存空间的一个连续未分配的区域称为空闲区。操作系统为磁盘外存上的所有空闲区建立一张空闲表，每个表项对应一个空闲区。

空闲区：序号、第一块序号、空闲块数量、状态信息。适合连续文件结构。

2、位示图

在外存上建立一张位示图，记录文件存储器的使用情况。每一位对应文件存储器上的一个物理块，用0和1表示空闲和占用。

特点：位示图的大小由磁盘空间大小决定，位示图的描述能力强。适合各种物理结构。

3、空闲块链

每个空闲物理块中有指向下一个空闲物理块的指针，所有的空闲物理块构成一个链表，链表的头指针放在文件存储器的特定位置上，不需要磁盘分配表。从而节省空间。

4、成组链接法

UNIX系统采用了成组链接法，系统将空闲块分成若干组，每100个空闲块为一组，每组的第一空闲块登记下了下一组空闲块的物理盘块号和空闲块总数。

3、文件的共享和保护

3.1 文件的共享

定义：不同用户进程使用同一文件，它不仅是不同用户完成同一任务所必需的功能、还能节省大量存储空间、减少文件复制而增加访问外存的次数。

3.2 文件链接

1、硬链接：文件的硬链接是指两个文件目录表指向同一个索引节点的链接。简单来说就是不同文件名与同一个文件实体的链接。

2、符号链接：符号链接建立新的文件或目录，并与原来文件或目录的路径进行映射，当访问一个符号链接时，系统通过该映射找到原文件路径，并对其进行访问。

优点：可以跨越文件系统、可以通过计算机网络连接到世界上任何地方机器中的文件。只需提供该 文件所在的地址及该机器的文件路径。

缺点：其他用户读取符号链接的共享文件比读取 硬链接的共享文件需要增加读盘的操作 次数。

4、文件保护

文件保护主要采用针对不同的用户规定不同的权限，防止文件被没有授权的用户随意访问。

4.1 存取控制矩阵

一个二维矩阵，一维列出计算机的全部用户，另一维列出系统中的文件。矩阵中的每一个元素表示对应用户的权限。主要有R、W、X的组合。

优点：实现简单、清晰。

缺点：用户数和文件数很大的情况下，占用的存储空间很大，验证用户权限也耗费大量时间。

4.2 存取控制表

存取控制表是对存取控制矩阵的一种改进方案。对用户对文件的访问权限进行分类，这样会大大简化存取控制表的存储空间。

4.3 用户权限表

以用户或用户组为单位将用户可存取的文件集中起来，称为用户权限表。

4.4 密码

文件创建时，由用户提供一个密码，在文件存入磁盘时用该密码对文件内容加密。读取操作只有知道密码的用户才能读取文件。

5、系统的安全和可靠性

5.1 系统的安全分级

系统级：未经授权的用户不允许进入系统。采用的措施有注册、登录。

用户级:对所有用户分类和对指定用户分配访问权，不同的用户对不同文件设置不同的存取权限来实现。通常用户会分为超级用户、系统操作员、一般用户。

目录级：为了保护各种文件目录而设计的，它和用户授权无关，为了保证目录安全，一般规定只有系统核心才有写目录的权利。

文件级：针对单个文件设置访问权限来限制用户对文件的访问。通常可以设置一下几种属性:只执行、只读、读写、共享。

5.2 文件系统的可靠性

文件系统的可靠性是指系统抵抗和预防各种物理性破坏和人为破坏的能力。文件系统的可靠性比计算机系统损坏更加严重。比如合同信息、客户档案等核心信息损坏对客户会造成不可挽回的损失。

文件系统可靠性的措施：转储和恢复、日志文件、文件系统的一致性。