OS第六章3.ppt

操作系统中的文件管理是确保文件在存储设备上的高效存储和访问的关键部分。文件存储空间管理主要包括对文件存储空间的分配和回收，以及如何跟踪和优化这些空间的使用。以下是几种常见的文件存储空间管理方法： 1. 空闲表法：操作系统维护一个空闲区表，记录所有可用的外存空间，包括起始块号、长度等信息。分配时，根据不同的算法（如首次适应、循环首次适应）选择合适的空闲区。回收时，需要合并相邻的空闲区以减少碎片。这种方法分配速度快，减少了I/O操作，适合小文件。 2. 空闲链表法：空闲的磁盘块或区域组织成链表。分配时，可以从链首取下所需数量的块，回收时将块放回链尾。空闲盘区链可能需要使用首次适应算法和显式链接。这种方法允许动态调整大小，但查找效率较低。 3. 位示图法：使用一个二进制数组来表示所有磁盘块的使用情况。0代表空闲，1代表已分配。分配时，寻找连续的0位，标记为1，回收时标记为0。位示图法能快速查找空闲空间，但处理大文件时可能需要较大的内存。 4. 成组链接法：将空闲盘块分组，每组的栈底盘块链成一条链。分配时，从栈顶取出盘块，栈满时将栈中信息移到新回收的盘块。这种方法简化了分配和回收过程，但可能造成内部碎片。 文件共享和保护是文件系统中的另一重要主题。主要有两种共享方式： 1. 硬链接：基于索引节点的共享。在树形目录结构中，通过将文件的i-node链接到多个用户目录，实现文件共享。每个i-node有一个连接计数器，记录链接到该i-node的文件名数量。创建硬链接时，计数器加一，删除时，如果计数器大于1，则只减一，否则连同i-node和数据一起删除。硬链接不能跨分区，也不能链接目录，因为目录的复杂性可能导致数据一致性问题。 2. 软链接（符号链接）：软链接是一个指向另一个文件的指针，类似于快捷方式。它有自己的i-node和文件名，但不增加原始文件的连接计数。删除软链接不会影响原始文件，除非原始文件也被删除。 文件保护涉及到权限控制，确保只有授权用户或进程才能访问、修改或删除文件。这通常通过文件权限位实现，包括读、写、执行权限，以及所有者、用户组和其他用户的权限设置。 文件管理系统通过各种策略有效地分配和回收存储空间，同时提供安全的文件共享机制，以满足多用户环境的需求。理解这些概念对于理解和设计高效、安全的操作系统至关重要。