文件系统 Opera系统：结构、属性、类型
纳撒尼尔·布鲁克斯
什么是文件系统？
文件是相关信息的集合，记录在磁盘、光盘和磁带等二级或非易失性存储器上。它是一种数据收集方法，用作从该程序提供输入和接收输出的媒介。
通常来说，文件是由比特、字节或记录组成的序列，其含义由文件创建者和用户定义。每个文件都有一个逻辑位置，用于存储和检索。
文件管理系统的目标
以下是文件管理系统的主要目标：
- 它为多种存储设备类型提供 I/O 支持。
- 它最大限度地降低了数据丢失或损坏的可能性。
- 它有助于操作系统规范用户进程的 I/O 接口例程。
- 它为多用户系统环境下的多个用户提供 I/O 支持。
文件系统的属性
以下是文件系统的重要属性：
- 文件存储在磁盘或其他存储器中，当用户注销时不会消失。
- 文件有名称，并与访问权限相关联，从而实现受控共享。
- 文件可以排列成更复杂的结构，以反映它们之间的关系。
文件结构
文件结构需要预定义格式，以便于…… 操作系统 它理解这一点。它具有基于其类型的独特结构。
操作系统中的文件结构有三种类型：
- 文本文件：它是一系列按行排列的字符。
- 目标文件：它是组织成块的一系列字节。
- 源文件：是一系列的函数和过程。
阅读建议：- 什么是 Opera系统？解释操作系统的类型、特征和示例。
文件属性
文件包含名称和数据。此外，它还存储元信息，例如文件创建日期和时间、当前大小和最后修改日期。所有这些信息统称为文件系统的属性。
以下是操作系统中使用的一些重要文件属性：
- 名称： 这是唯一以人类可读形式存储的信息。
- 识别： 在文件系统中，每个文件都由一个唯一的标签号来标识，这个标签号被称为标识符。
- 地点： 它指向设备上的文件位置。
- 类型： 对于支持各种类型文件的系统来说，此属性是必需的。
- 规格： 此属性用于显示当前文件大小。
- 保护： 此属性分配和控制文件的读取、写入和执行权限。
- 时间、日期和安全性： 它用于保护、安全和监控。
文件类型
文件类型是指操作系统区分各种类型文件的能力，例如文本文件、二进制文件和源文件。 OperaMS-DOS 和 UNIX 等终端系统具有以下几种文件类型：
字符特殊文件
它是一种硬件文件，可以像鼠标、打印机等设备一样，逐个字符地读取或写入数据。
普通文件
- 这类文件存储用户信息。
- 它们可以是文本、可执行程序或数据库。
- 它们允许用户执行添加、删除和修改等操作。
目录文件
- 目录包含文件以及与这些文件相关的其他信息。它本质上是一个用于存放和组织多个文件的文件夹。
特殊文件
- 这些文件也称为设备文件。它们代表打印机、磁盘、网络和闪存驱动器等物理设备。
文件功能
- 创建文件，在磁盘上找到空间，并在目录中创建一个条目。
- 向文件写入数据，需要确定写入位置。
- 从文件中读取数据，这涉及到在文件中定位数据。
- 删除目录项，释放磁盘空间。
- 重新定位：移动读/写位置。
文件系统中常用术语
领域
该元素存储单个值，可以是静态的或可变长度的。
数据库
一组相关数据的集合称为数据库。数据元素之间的关系是明确的。
档
文件是一组相似记录的集合，被视为一个单一实体。
Record
记录类型是一种复杂的数据类型，它允许程序员创建具有所需列结构的新数据类型。它将一个或多个列组合在一起形成新的数据类型。这些列都有各自的名称和数据类型。
文件访问方法
文件访问是一个决定文件如何被访问并读入内存的过程。通常，操作系统只支持一种访问方式，但也有一些操作系统支持多种访问方式。
三种文件访问方法是：
- 顺序访问
- 直接随机存取
- 索引顺序访问
顺序访问
在这种文件访问方法中，记录按照一定的预定义顺序进行访问。在顺序访问方法中，存储在文件中的信息也是逐个处理的。大多数编译器都使用这种访问方法来访问文件。
随机访问
随机访问方法也称为直接随机访问。这种方法允许直接访问记录。每条记录都有自己的地址，可以直接进行读写操作。
索引顺序访问
这种访问方式基于简单的顺序访问。在这种方式中，每个文件都会建立一个索引，该索引包含指向不同内存块的直接指针。访问时，索引会按顺序进行搜索，索引指针可以直接访问文件。使用多级索引可以显著提高访问效率，并减少访问单个记录所需的时间。
空间分配
在操作系统中，文件总是会被分配磁盘空间。空间分配方法主要有三种：
- 挂钩分配
- 指数化分配
- 连续分配
连续分配
在这种方法中：
- 每个文件都使用内存中连续的地址空间。
- 在这里，操作系统按线性顺序分配磁盘地址。
- 在连续分配方法中，外部碎片是最大的问题。
挂钩分配
在这种方法中：
- 每个文件都包含一个链接列表。
- 该目录包含文件第一个块中的链接或指针。
- 采用这种方法，不会产生外部碎片。
- 这种文件分配方法用于顺序访问文件。
- 对于直接访问文件来说，这种方法并不理想。
指数化分配
在这种方法中：
- 该目录包含特定文件的索引块地址。
- 创建一个索引块，其中包含指向特定文件的所有指针。
- 所有文件都应有单独的索引块来存储磁盘空间的地址。
文件目录
一个目录可以包含多个文件，也可以只包含一个文件。它还可以包含子目录。文件信息由目录维护。 Windows 在操作系统中，它们被称为文件夹。
单级目录
以下是目录中维护的信息：
- 名称： 向用户显示的名称。
- 类型： 目录类型。
- 位置： 当前下一个读/写指针。
- 地点： 文件头在设备上的存储位置。
- 规格： 文件中的字节数、块数和字数。
- 保护： 对读/写/执行/删除进行访问控制。
- 用法： 创建时间、访问时间和修改时间。
文件类型 - 名称、扩展名
| 文件类型 | 常规延伸 | 功能 |
| 可执行文件 | exe、com、bin 或 none | 可直接运行的机器语言程序 |
| 摆件 | 对象，o | 编译型机器语言，未链接 |
| 源代码 | c、p、pas、177、asm、a | 各种语言的源代码 |
| 批量 | 蝙蝠，嘘 | 要执行的一系列命令 |
| 文本 | 文本, 文档 | 文本数据文档 |
| 文字处理器 | doc、docs、tex、rrf 等。 | 各种文字处理器格式 |
| 图书馆 | 自由，h | 例程库 |
| 存档 | arc、zip、tar | 相关文件合并到一个文件中，有时会进行压缩。 |
