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1、2021-4-19 1 第 6章 文 件 管 理 2021-4-19 2 主 要 內(nèi) 容6.1 文 件 和 文 件 系 統(tǒng)6.2 文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu)6.3 外 存 分 配 方 式6.4 目 錄 管 理6.5 文 件 存 儲 空 間 的 管 理6.6 文 件 共 享 與 文 件 保 護(hù)6.7 數(shù) 據(jù) 一 致 性 控 制 2021-4-19 3 本 章 重 點(diǎn) ：文 件 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 的 概 念 和 類 型 ；外 存 分 配 方 式 ；目 錄 的 相 關(guān) 概 念 和 目 錄 結(jié) 構(gòu) ；文 件 存 儲 空 間 的 管 理本 章 難 點(diǎn) ：文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) ； 文 件 的 物 理

2、結(jié) 構(gòu) ； 索 引 結(jié) 點(diǎn)本 章 計(jì) 劃 學(xué) 時(shí) ： 8 2021-4-19 4 6.1 文 件 和 文 件 系 統(tǒng) P203本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.1.1 文 件 、 記 錄 和 數(shù) 據(jù) 項(xiàng)6.1.2 文 件 類 型 和 文 件 系 統(tǒng) 模 型6.1.3 文 件 操 作本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：了解文件的基本概念；掌握常用的文件類型 返 回 2021-4-19 5 6.1.1 文 件 、 記 錄 和 數(shù) 據(jù) 項(xiàng)1.數(shù) 據(jù) 項(xiàng)1) 基 本 數(shù) 據(jù) 項(xiàng)是 原 子 數(shù) 據(jù) ， 又 稱 為 數(shù) 據(jù) 元 素 或 字 段 。 它 的 命 名 往往 與 其 屬 性 一 致 。如 ： 一 個(gè) 學(xué) 生

3、的 基 本 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 有 ： 學(xué) 號 ， 姓 名 ， 班 級 等2 ) 組 合 數(shù) 據(jù) 項(xiàng)由 若 干 個(gè) 基 本 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 組 成 。 如 經(jīng) 理基 本 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 除 了 數(shù) 據(jù) 名 之 外 ， 還 應(yīng) 有 數(shù) 據(jù) 類 型 。 2021-4-19 6 2.記 錄記 錄 是 一 組 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 的 集 合 ， 用 于 描 述 一 個(gè) 對 象 某方 面 的 屬 性 。3.文 件文 件 是 指 由 創(chuàng) 建 者 所 定 義 的 、 具 有 標(biāo) 識 符 （ 文 件 名 ）的 一 組 相 關(guān) 元 素 的 集 合 。 標(biāo) 識 符 是 用 來 標(biāo) 識 文 件 的 。 2021-4-19 7文 件

4、 應(yīng) 具 有 自 己 的 屬 性 ：（ 1） 文 件 類 型 （ 2） 文 件 長 度 （ 3） 文 件 的 物 理 位 置 （ 4） 文 件 的 存 取 控 制（ 5） 文 件 的 建 立 時(shí) 間 （ 1） 文 件 是 具 有 標(biāo) 識 符 的 相 關(guān) 字 符 流 的 集 合 。(無 結(jié) 構(gòu) 文 件 ）（ 2） 文 件 是 具 有 標(biāo) 識 符 的 相 關(guān) 記 錄 的 集 合 。（ 有 結(jié) 構(gòu) 文 件 ）文 件 的 確 切 定 義 有 兩 種 說 法 ： 2021-4-19 8 4 文 件 系 統(tǒng) 的 定 義文 件 系 統(tǒng) 是 操 作 系 統(tǒng) 中 負(fù) 責(zé) 存 取 和 管 理 文 件 信 息的 機(jī)

5、 構(gòu) 。 它 由 管 理 文 件 所 需 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) （ 如 文 件控 制 塊 ， 存 儲 分 配 表 等 ） 和 相 應(yīng) 的 管 理 軟 件 以 及訪 問 文 件 的 一 組 操 作 組 成 。 2021-4-19 9 6.1.2 文 件 類 型 和 文 件 系 統(tǒng) 模 型 P2051） 按 用 途 分 類（ 1） 系 統(tǒng) 文 件 （ 2） 用 戶 文 件 （ 3） 庫 文 件2） 按 文 件 中 的 數(shù) 據(jù) 形 式 分 類（ 1） 源 文 件 （ 2） 目 標(biāo) 文 件 （ 3） 可 執(zhí) 行 文 件3)按 存 取 控 制 屬 性 分 類（ 1） 只 執(zhí) 行 文 件 （ 2） 只 讀

6、文 件 （ 3） 讀 寫 文 件1.文 件 類 型 2021-4-19 10 4)按 組 織 形 式 和 處 理 方 式 分 類（ 1） 普 通 文 件 ： 由 ASCII碼 或 二 進(jìn) 制 碼組 成 的 字 符 文 件 。（ 2） 目 錄 文 件 ： 由 文 件 目 錄 組 成 ， 用 來管 理 和 實(shí) 現(xiàn) 文 件 系 統(tǒng) 功 能 的 系 統(tǒng) 文 件 ，通 過 目 錄 文 件 可 以 對 其 他 文 件 的 信 息進(jìn) 行 檢 索 。（ 3） 特 殊 文 件 ： 指 系 統(tǒng) 中 的 各 類 I/O設(shè)備 。 2021-4-19 116） 按 文 件 的 物 理 結(jié) 構(gòu) 分 類（ 1） 順 序 文

7、 件 （ 2） 鏈 接 文 件 （ 3） 索 引 文 件 5） 按 文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 分 類（ 1） 有 結(jié) 構(gòu) 文 件由 若 干 個(gè) 記 錄 構(gòu) 成 的 文 件 ， 故 又 稱 為 記 錄 式 文 件 。（ 2） 無 結(jié) 構(gòu) 文 件直 接 由 字 符 序 列 構(gòu) 成 的 文 件 ， 故 又 稱 為 流 式 文 件 。 2021-4-19 12 2. 文 件 系 統(tǒng) 模 型 P206文 件 系 統(tǒng) 接 口對 對 象 操 縱 和 管 理 的軟 件 集 合對 象 及 其 屬 性用 戶 (程 序 ) 對 象 包 括 ： 文件 ， 目 錄 ， 磁盤 存 儲 空 間核 心 。 對 文 件 存

8、儲 空間 的 管 理 、 對 文 件 目錄 的 管 理 ， 將 文 件 的邏 輯 地 址 轉(zhuǎn) 換 為 物 理地 址 ， 文 件 讀 寫 的 管理 ， 文 件 的 共 享 與 保護(hù) 命 令 接 口和 程 序 接口 2021-4-19 13 6.1.3 文 件 操 作 P2061.最 基 本 的 操 作(1)創(chuàng) 建 文 件 (2)刪 除 文 件 (3)讀 文 件(4)寫 文 件 (5)截 斷 文 件 (6)設(shè) 置 文 件 的 讀 /寫 位 置通 過 系統(tǒng) 調(diào) 用 2021-4-19 14 2.文 件 的 “ 打 開 ” 和 “ 關(guān) 閉 ” 操 作“打 開 ” 定 義 :是 指 系 統(tǒng) 將 指 名

9、文 件 的 屬 性 (包 括 文 件 在外 存 上 的 物 理 位 置 )從 外 存 拷 貝 到 內(nèi) 存 打 開 文 件 表 的一 個(gè) 表 目 中 ,并 將 該 表 目 的 編 號 (或 稱 為 索 引 )返 回 給 用 戶 .“關(guān) 閉 ” :當(dāng) 用 戶 不 再 需 要 該 文 件 時(shí) ,可 利 用 “ 關(guān) 閉 ” 系 統(tǒng) 調(diào)用 來 關(guān) 閉 此 文 件 ,OS將 會 把 該 文 件 從 打 開 文 件 表 中 的 相應(yīng) 表 目 上 刪 除 掉 . 2021-4-19 15 3.其 它 文 件 操 作 對 文 件 屬 性 的 操 作 對 目 錄 的 操 作 說 明 :許 多 文 件 操 作 可

10、利 用 上 述 基 本 操 作 加以 組 合 來 實(shí) 現(xiàn) 返 回 2021-4-19 16 6.2 文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) P208對 于 任 何 一 個(gè) 文 件 ， 都 存 在 著 兩 種 形 式 的 結(jié) 構(gòu) ：（ 1） 文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu)這 是 從 用 戶 觀 點(diǎn) 出 發(fā) ， 所 觀 察 到 的 文 件 的 組 織 形 式 ，是 用 戶 可 以 直 接 處 理 的 數(shù) 據(jù) 及 其 結(jié) 構(gòu) ,又 稱 為 文 件 組 織 。（ 2） 文 件 的 物 理 結(jié) 構(gòu) 又 稱 為 文 件 的 存 儲 結(jié) 構(gòu) 。是 指 文 件 在 外 存 上 的 存 儲 組 織 形 式 ,又 稱 為 文 件

11、 的存 儲 結(jié) 構(gòu) 。 概 述 2021-4-19 17 對 文 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 要 求 ：（ 1） 提 高 檢 索 效 率（ 2） 便 于 修 改（ 3） 降 低 文 件 存 儲 費(fèi) 用便 于 在 文 件 中 增加 、 刪 除 和 修 改一 個(gè) 或 多 個(gè) 記 錄不 要 求 大 片 的連 續(xù) 存 儲 空 間 2021-4-19 18 本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.2.1 文 件 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 的 類 型 6.2.2 順 序 文 件6.2.3 索 引 文 件 6.2.4 索 引 順 序 文 件6.2.5 直 接 文 件 和 哈 希 文 件本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：熟 練 掌 握 文

12、件 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 的 含 義 和 類 型 ;掌 握 順 序 文 件 、 索 引 文 件 和 索 引 順 序 文 件 的 含 義和 優(yōu) 缺 點(diǎn) 返 回 2021-4-19 19 6.2.1 文 件 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 的 類 型1.有 結(jié) 構(gòu) 文 件（ 1） 定 長 記 錄優(yōu) 點(diǎn) ： 處 理 方 便 ， 開 銷 小 ， 是 目 前 常 用 的 。（ 2） 變 長 記 錄因 為 ：（ 1） 一 個(gè) 記 錄 中 所 包 含 的 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 數(shù) 目 可 能 不 同（ 2） 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 本 身 的 長 度 不 定記 錄 文 件 （ 結(jié) 構(gòu) 文 件 ） ： 文 件 是 由 若 干 個(gè) 記 錄 組 成 ，每

13、個(gè) 記 錄 有 一 個(gè) 關(guān) 鍵 字 ， 可 按 關(guān) 鍵 字 進(jìn) 行 查 找 。 2021-4-19 20 有 結(jié) 構(gòu) 文 件 組 織 方 式 ：順序文件索引文件索引順序文件 2021-4-19 21 構(gòu) 成 文 件 的 基 本 單 位 是 字 符 ， 文 件 是 有 邏 輯 意 義 的 、 無 結(jié) 構(gòu) 的 一 串 字 符 的 集 合 。 文 件 ： 一 個(gè) 無 結(jié) 構(gòu) 字 節(jié) 序 列2.流 式 文 件 （ 無 結(jié) 構(gòu) 文 件 ）好 處 ： 提 供 很 大 的 靈 活 性 2021-4-19 22 6.2.2 順 序 文 件1.邏 輯 記 錄 的 排 序（ 1） 串 結(jié) 構(gòu)（ 2） 順 序 結(jié)

14、構(gòu)2.對 順 序 文 件 的 讀 或 寫 操 作對 于 定 長 記 錄 的 順 序 文 件 ：讀 ： Rptr:=Rptr+l寫 ： Wptr:=Wptr+1對 于 變 長 記 錄 的 順 序 文 件 ， 在 順 序 讀 或 寫 時(shí) 的 情 況 相 似 。記 錄 之 間 的 順 序與 關(guān) 鍵 字 無 關(guān) ，通 常 由 時(shí) 間 決 定文 件 中 的所 有 記 錄按 關(guān) 鍵 字排 列 2021-4-19 23 3.順 序 文 件 的 優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) ： 1)適 合 每 次 要 讀 或 寫 一 大 批 記 錄缺 點(diǎn) ： 1)修 改 或 查 找 單 個(gè) 記 錄 性 能 可 能 很 差 ；2)只 有

15、順 序 文 件 才 能 存 儲 在 磁 帶 上2)想 增 加 或 修 改 一 個(gè) 記 錄 ， 比 較 困 難 2021-4-19 24 6.2.3 索 引 文 件對 變 長 記 錄 文 件 ， 可 為 其 建 立 一 張 索 引 表 ， 對 主 文 件 中 的 每 個(gè)記 錄 ， 在 索 引 表 中 有 一 相 應(yīng) 表 項(xiàng) ， 用 于 記 錄 該 記 錄 的 長 度 l及指 向 該 記 錄 的 指 針?biāo)?引 表 本 身 是 一 個(gè) 定 長 記 錄 的 順 序 文 件 。優(yōu) 點(diǎn) ： 有 較 快 的 檢 索 速 度 ； 缺 點(diǎn) ： 提 高 了 存 儲 費(fèi) 用 。對 索 引 文 件 的 訪 問 ： 先

16、 訪 問 索 引 表 ， 獲 得 對 應(yīng) 記 錄 的地 址 ， 再 對 記 錄 進(jìn) 行 存 取 操 作 ； 2021-4-19 25 6.2.4 索 引 順 序 文 件思 想 ： 將 順 序 文 件 中 的 所 有 記 錄 分 為 若 干 個(gè) 組 ； 為 順 序文 件 建 立 一 張 索 引 表 。在 索 引 表 中 為 每 組 中 的 第 一 個(gè) 記 錄 ， 建 立 一 個(gè) 索 引 項(xiàng) ，其 中 含 有 記 錄 的 鍵 值 和 指 向 該 記 錄 的 指 針 。對 索 引 順 序 文 件 的 訪 問 ： 先 訪 問 索 引 表 ， 獲 得 該 組 的 第 一 個(gè) 記 錄 的 地 址 ，再 從

17、 該 地 址 開 始 對 該 組 的 所 有 記 錄 進(jìn) 行 順 序 查 找 訪問 操 作 ； 是 順 序 和索 引 相 結(jié)合 的 組 織形 式 2021-4-19 26 6.2.5 直 接 文 件 和 哈 希 文 件 直 接 文 件 ： 關(guān) 鍵 字 的 值 就 是 記 錄 的 地 址 哈 希 文 件 ： 哈 希 函 數(shù) 實(shí) 現(xiàn) 關(guān) 鍵 字 的 值 向 對 應(yīng) 記錄 地 址 值 的 映 射 ； 返 回 2021-4-19 27 6.3 外 存 分 配 方 法 P213為 文 件 分 配 外 存 時(shí) 要 考 慮 的 主 要 問 題 ：（ 1） 怎 樣 才 能 有 效 地 利 用 外 存 空 間

18、；（ 2） 提 高 對 文 件 的 訪 問 速 率常 用 的 外 存 分 配 方 法 有 ： 連 續(xù) 分 配 ； 鏈 接 分 配 ； 索 引分 配 概 述 2021-4-19 28 本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.3.1 連 續(xù) 分 配 6.3.2 鏈 接 分 配6.3.3 FAT和 NTFS技 術(shù) 6.3.4 索 引 分 配本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：熟 練 掌 握 外 存 分 配 的 三 種 方 式 及 其 含 義 ；掌 握 三 種 分 配 方 式 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 返 回 2021-4-19 29 6.3.1 連 續(xù) 分 配這 組 盤 塊 通 常 都 位 于 一 條 磁 道 上 。在 采 用

19、連 續(xù) 分 配 方 式 時(shí) ， 可 把 邏 輯 文 件 中 的 記 錄 ，順 序 地 存 儲 到 鄰 接 的 各 物 理 塊 中 ， 這 樣 形 成 的 物理 文 件 稱 為 順 序 文 件 。 要 求 為 每 一 個(gè)文 件 分 配 一 組相 鄰 接 的 盤 塊 2021-4-19 30 0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112 13 14 1516 17 18 1920 21 22 2324 25 26 2728 29 30 31 文 件 名 始 址 塊 數(shù)count 0 2tr 14 3mail 19 6list 28 4f 6 2 文 件 目 錄count ftr mailli

20、st 2021-4-19 31順 序 文 件 結(jié) 構(gòu) 2021-4-19 32 優(yōu) 點(diǎn) ： （ 1） 順 序 訪 問 容 易 。（ 2） 順 序 訪 問 速 度 快 ， 所 需 的 磁 盤 尋 道 次 數(shù) 和 尋道 時(shí) 間 最 少缺 點(diǎn) ：（ 1） 要 求 有 連 續(xù) 的 存 儲 空 間 。（ 3） 必 須 事 先 知 道 文 件 的 長 度 。(2)不 利 于 文 件 插 入 和 刪 除 2021-4-19 33 6.3.2 鏈 接 分 配在 采 用 鏈 接 分 配 方 式 時(shí) ， 可 通 過 在 每 個(gè) 盤 塊 上 的鏈 接 指 針 ， 將 同 屬 于 一 個(gè) 文 件 的 多 個(gè) 離 散

21、的 盤 塊鏈 接 成 一 個(gè) 鏈 表 ， 由 此 所 形 成 的 物 理 文 件 稱 為 鏈接 文 件 。鏈 接 方 式 又 可 分 為 隱 式 鏈 接 和 顯 式 鏈 接 。 2021-4-19 34 1.隱 式 鏈 接在 文 件 目 錄 的 每 個(gè) 目 錄 項(xiàng) 中 ， 都 須 含 有 指 向 鏈 接 文 件第 一 個(gè) 盤 塊 和 最 后 一 個(gè) 盤 塊 的 指 針 。 而 在 每 個(gè) 盤 塊 中都 含 有 一 個(gè) 指 向 下 一 個(gè) 盤 塊 的 指 針 。 2021-4-19 35 文 件 名 始 址 末 址jeep 9 25文 件 目 錄0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112

22、 13 14 1516 17 18 1920 21 22 2324 25 26 2728 29 30 311 1016-1 25 2021-4-19 36隱 式 鏈 接 的 另 一 種 表 示 2021-4-19 37 隱 式 鏈 接 分 配 的 問 題 是 ： （ 1） 只 適 合 于 順序 訪 問 。（ 2） 只 通 過 鏈 接 指 針 將 一 大 批 離 散 的 盤 塊 鏈 接 起來 ， 其 可 靠 性 較 差 。(3)更 多 的 尋 道 次 數(shù) 和 尋 道 時(shí) 間 ；(4)鏈 接 指 針 占 用 一 定 的 空 間 ； 2021-4-19 38 2.顯 式 鏈 接鏈 接 結(jié) 構(gòu) 的 一

23、 個(gè) 變 形 : 文 件 分 配 表 FAT 2021-4-19 39 文 件 分 配 表 FAT 把 用 于 鏈 接 文 件 各 個(gè) 物 理 塊 的 指 針 ， 顯示 地 存 放 在 內(nèi) 存 的 一 張 鏈 接 表 中 ， 整 個(gè)磁 盤 設(shè) 置 一 張 。 表 的 序 號 表 示 物 理 塊 號 ， 表 項(xiàng) 內(nèi) 容 為 下一 個(gè) 物 理 塊 號 。 靜 態(tài) 鏈 表 每 個(gè) 文 件 的 鏈 首 （ 第 一 個(gè) ） 物 理 塊 號 作為 該 文 件 地 址 被 填 入 相 應(yīng) 文 件 的 FCB的“ 物 理 地 址 ” 字 段 2021-4-19 40 文 件 分 配 表 FAT的 特 點(diǎn) 優(yōu)

24、點(diǎn) ： 由 于 FAT是 在 內(nèi) 存 的 ， 因 此 查 找 記 錄 的過 程 是 在 內(nèi) 存 中 進(jìn) 行 的 ， 減 少 了 訪 問 磁 盤 的 次數(shù) ， 提 高 了 查 找 速 度 ； 缺 點(diǎn) ： 1、 和 隱 式 鏈 接 一 樣 ， 不 支 持 高 效 的 直接 存 取 ； 2、 訪 問 一 個(gè) 文 件 需 要 調(diào) 入 整 個(gè) FAT,對 于大 容 量 的 磁 盤 ， FAT需 要 占 據(jù) 比 較 大 的 空 間 解 決 方 法 ： 每 個(gè) 文 件 建 立 一 個(gè) 索 引 表 索 引 分 配 2021-4-19 41 (1)提 高 了 磁 盤 空 間 利 用 率 ,不 存 在 外部 碎

25、片 問 題(2)有 利 于 文 件 插 入 和 刪 除(3)有 利 于 文 件 動(dòng) 態(tài) 擴(kuò) 充優(yōu) 點(diǎn) ： 2021-4-19 42 6.3.3 FAT和 NTF系 統(tǒng) P216 文 件 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 ：FAT12(DOS)-FAT16(DOS)-FAT32(WIN95,WIN98)-NTFS(WINNT,WIN2000,WIN XP) 這 幾 種 文 件 分 配 方 式 基 本 上 都 是 顯 示 鏈 接 。 卷 ： 將 一 個(gè) 物 理 磁 盤 分 成 若 干 個(gè) 邏 輯 磁 盤 ， 每 個(gè)邏 輯 磁 盤 就 是 一 個(gè) 卷 （ 或 稱 分 區(qū) ） 。 2021-4-19 43 1.FA

26、T121)以 盤 塊 為 基 本 分 配 單 位 每 個(gè) FAT表 項(xiàng) 為 12位 ， 則 FAT表 中 最 多 允 許 有 4096個(gè) 表 項(xiàng) 。2） 簇 的 基 本 概 念 簇 是 一 組 連 續(xù) 的 扇 區(qū) ， 簇 的 大 小 一 般 為 2n個(gè) 盤 塊 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 適 應(yīng) 磁 盤 容 量 不 斷 增 大 的 情 況 ； FAT表 占 用更 少 的 存 儲 空 間 ， 減 少 訪 問 FAT 表 的 開 銷 。 缺 點(diǎn) ： 造 成 簇 內(nèi) 零 頭 。 2021-4-19 44 2.FAT16 2021-4-19 45 3.FAT32 每 一 簇 在 FAT表 中 占 據(jù) 4字 節(jié) （

27、 32位 ） ，F(xiàn)AT表 中 表 項(xiàng) 最 多 有 4 294 967 296個(gè) ， 因此 允 許 在 FAT32中 采 用 較 小 的 簇 ， 每 個(gè) 簇 固定 為 4KB。 FAT32分 區(qū) 格 式 可 以 管 理 的 單 個(gè) 最 大 磁 盤 空間 達(dá) 到 ： 4KB*232=2TB 2021-4-19 46 優(yōu) 點(diǎn) ： 支 持 更 小 的 簇 和 更 大 的 磁 盤 容 量 ，大 大 減 少 磁 盤 空 間 的 浪 費(fèi) ； 支 持 長 文 件名 。 缺 點(diǎn) ： 1） 由 于 文 件 分 配 表 的 擴(kuò) 大 ， 運(yùn) 行速 度 比 FAT16格 式 要 慢 ；2） FAT32有 最 小 管 理

28、 空 間 的 限 制 ， 不 支 持容 量 小 于 512MB的 分 區(qū) ；3） 單 個(gè) 文 件 的 長 度 不 能 大 于 4GB；4） FAT32不 能 保 持 向 下 兼 容 。 2021-4-19 47 4.NTFS 1） 新 特 征首 先 ， 使 用 了 64位 的 磁 盤 地 址 ；其 次 ， 很 好 地 支 持 長 文 件 名 ， 單 個(gè) 文 件 名 限 制 在255字 符 以 內(nèi) ；第 三 ， 具 有 系 統(tǒng) 容 錯(cuò) 功 能 ， 即 在 系 統(tǒng) 出 現(xiàn) 故 障 或 差錯(cuò) 時(shí) ， 仍 能 保 證 系 統(tǒng) 正 常 運(yùn) 行 ；第 四 ， 提 供 了 數(shù) 據(jù) 的 一 致 性 ；最 后

29、， 提 供 了 文 件 加 密 、 文 件 壓 縮 等 功 能 。 2021-4-19 48 6.3.4 索 引 分 配 P2211.單 級 索 引 分 配鏈 接 分 配 存 在 的 問 題 ：（ 1） 不 能 支 持 高 效 的 直 接 存 取 ；（ 2） FAT需 占 用 較 大 的 內(nèi) 存 空 間 ； 2021-4-19 49 一 個(gè) 文 件 的 信 息 存 放 在 若 干 不 連 續(xù) 物 理 塊 中 ，系 統(tǒng) 為 每 個(gè) 文 件 建 立 一 個(gè) 專 用 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) -索 引 表 ， 并 將 這 些 塊 的 塊 號 存 放 在 一 個(gè) 索引 表 中 一 個(gè) 索 引 表 就 是 磁 盤

30、 塊 地 址 數(shù) 組索 引 分 配 ： 2021-4-19 50圖 文 件 的 索 引 結(jié) 構(gòu) 2021-4-19 51 0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112 13 14 1516 17 18 1920 21 22 2324 25 26 2728 29 30 31 文 件 名 索 引 表 地 址文 件 目 錄Jeep 19 916 11025 -1 -1 -119 2021-4-19 52 保 持 了 鏈 接 結(jié) 構(gòu) 的 優(yōu) 點(diǎn) ,又 解 決 了 其 缺 點(diǎn) 1、 既 能 順 序 存 取 ,又 能 隨 機(jī) 存 取 2、 滿 足 了 文 件 動(dòng) 態(tài) 增 長 、 插 入 刪 除 的要

31、 求 3、 能 充 分 利 用 外 存 空 間 ， 不 會 產(chǎn) 生 外部 碎 片優(yōu) 點(diǎn) ： 2021-4-19 53 缺 點(diǎn) ： 1、 較 多 的 尋 道 次 數(shù) 和 尋 道 時(shí) 間 2、 索 引 表 本 身 帶 來 了 系 統(tǒng) 開 銷 如 ： 內(nèi) 外 存 空 間 ， 存 取 時(shí) 間 2021-4-19 54 2.多 級 索 引 分 配將 一 個(gè) 大 文 件 的 所 有 索 引 表 （ 二 級 索 引 )的地 址 放 在 另 一 個(gè) 索 引 表 （ 一 級 索 引 )中 2021-4-19 55文 件 的 多 重 索 引 結(jié) 構(gòu) 2021-4-19 56 假 設(shè) 某 個(gè) 盤 塊 的 大 小 為

32、 1K B， 每 個(gè) 盤 塊 號 占 4個(gè) 字 節(jié) ， 則 一 個(gè) 盤 塊 可 放 個(gè) 盤 塊 號 。這 樣 ， 在 兩 級 索 引 中 ， 最 多 可 包 含 的 、 存 放 文 件 的 盤塊 的 盤 塊 號 總 數(shù)也 就 是 說 ， 采 用 兩 級 索 引 時(shí) ， 所 允 許 的 文 件 最 大 長 度為 例 子 ： 256N=256*256=64K個(gè) 盤 塊 號 。64MB 2021-4-19 57 3.混 合 索 引 分 配 方 式定 義 ： 是 指 將 多 種 分 配 方 式 相 結(jié) 合 而 形 成 的 一 種 分 配方 式 。1、 直 接 地 址為 了 提 高 對 文 件 的 檢

33、索 速 度 ， 在 索 引 結(jié) 點(diǎn) 中 可 設(shè) 置10個(gè) 直 接 地 址 項(xiàng) 。2、 一 次 間 接 地 址3、 多 次 間 接 地 址 2021-4-19 58返 回 2021-4-19 59 6.4 目 錄 管 理 P223對 文 件 目 錄 的 管 理 有 以 下 要 求 ：（ 1） 實(shí) 現(xiàn) “ 按 名 存 取 ” 。（ 2） 提 高 對 目 錄 的 檢 索 速 度（ 3） 文 件 共 享（ 4） 允 許 文 件 重 名概 述 2021-4-19 60 本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.4.1 文 件 控 制 塊 和 索 引 結(jié) 點(diǎn)6.4.2 目 錄 結(jié) 構(gòu) 6.4.3 目 錄 查 詢 技

34、術(shù)本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：掌 握 文 件 控 制 塊 和 索 引 結(jié) 點(diǎn) 的 概 念 ， 掌 握 索 引 結(jié) 點(diǎn)引 入 的 原 因 ；理 解 并 掌 握 文 件 的 目 錄 結(jié) 構(gòu) ；了 解 常 用 的 目 錄 查 詢 技 術(shù) 返 回 2021-4-19 61 6.4.1 文 件 控 制 塊 和 索 引 結(jié) 點(diǎn)1.文 件 控 制 塊文 件 控 制 塊 （ FCB） ： 文 件 控 制 塊 是 操 作 系 統(tǒng) 為 管 理文 件 而 設(shè) 置 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ， 存 放 了 為 管 理 文 件 所 需 的 所有 有 關(guān) 信 息 （ 文 件 屬 性 ） 文 件 控 制 塊 是 文 件 存 在 的

35、 標(biāo) 志 。 它 與 文 件一 一 對 應(yīng) 。 2021-4-19 62 文 件 目 錄 ： 把 所 有 的 FCB組 織 在 一 起 ，就 構(gòu) 成 了 文 件 目 錄 ， 即 文 件 控 制 塊 的 有序 集 合 目 錄 項(xiàng) ： 構(gòu) 成 文 件 目 錄 的 項(xiàng) 目 （ 目 錄 項(xiàng)就 是 FCB） 目 錄 文 件 ： 為 了 實(shí) 現(xiàn) 對 文 件 目 錄 的 管 理 ，通 常 將 文 件 目 錄 以 文 件 的 形 式 保 存 在 外存 ， 這 個(gè) 文 件 就 叫 目 錄 文 件名 詞 解 釋 ： 2021-4-19 63 文 件 控 制 塊 FCB的 信 息1) 基 本 信 息 類（ 1） 文

36、 件 名（ 2） 文 件 物 理 位 置（ 3） 文 件 邏 輯 結(jié) 構(gòu)（ 4） 文 件 的 物 理 結(jié) 構(gòu)2)存 取 控 制 信 息 類（ 1） 文 件 主 的 存 取 權(quán) 限（ 2） 核 準(zhǔn) 用 戶 的 存 取 權(quán) 限（ 3） 一 般 用 戶 的 存 取 權(quán) 限3)使 用 信 息 類（ 1） 文 件 的 建 立 日 期 和 時(shí) 間 （ 2） 文 件 上 一 次 修 改 的 日 期 和 時(shí) 間（ 3） 當(dāng) 前 使 用 信 息 包 含 基 本 信息 、 存 取 控制 信 息 和 使用 信 息 。 2021-4-19 64 2.索 引 結(jié) 點(diǎn)1)索 引 結(jié) 點(diǎn) 的 引 入設(shè) 目 錄 文 件 所

37、占 用 的 盤 塊 數(shù) 為 N， 為 找 到 一 個(gè) 目 錄 項(xiàng) ，平 均 需 要 調(diào) 入 盤 塊解 決 方 法 ： 將 文 件 名 與 文 件 描 述 信 息 分 開 ， 把 文 件 描述 信 息 單 獨(dú) 形 成 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ， 稱 為 索 引 結(jié) 點(diǎn) ， 簡 稱i結(jié) 點(diǎn) 。文 件 目 錄 中 的 每 個(gè) 目 錄 項(xiàng) ， 則 僅 由 文 件 名 及 指 向 該 文件 所 對 應(yīng) 的 i結(jié) 點(diǎn) 的 指 針 所 構(gòu) 成 。(N+1)/2 2021-4-19 65 2)磁 盤 索 引 結(jié) 點(diǎn)(1)文 件 主 標(biāo) 識 符(2)文 件 類 型(3)文 件 存 取 權(quán) 限(4)文 件 物 理

38、 地 址(5)文 件 長 度(6)文 件 連 接 計(jì) 數(shù)(7)文 件 存 取 時(shí) 間 2021-4-19 66 3)內(nèi) 存 索 引 結(jié) 點(diǎn)(1)索 引 結(jié) 點(diǎn) 編 號(2)狀 態(tài)(3)訪 問 計(jì) 數(shù)(4)文 件 所 屬 文 件 系 統(tǒng) 的 邏 輯 設(shè) 備 號(5)鏈 接 指 針 2021-4-19 67 6.4.2 目 錄 結(jié) 構(gòu)1.單 級 目 錄 結(jié) 構(gòu) 為 所 有 文 件 建 立 一 個(gè) 目 錄 文 件 (組 成 一 線性 表 ) 2021-4-19 68 單 級 目 錄 結(jié) 構(gòu)文 件 名 文 件 的 物 理位 置 日 期 時(shí) 間 其 他 信息C bsc Wps 圖 單 級 目 錄 結(jié) 構(gòu)

39、 2021-4-19 69 （ 2） 文 件 平 均 檢 索 時(shí) 間 長 （ 查 找 速 度 慢 ） 優(yōu) 點(diǎn) : 簡 單 ， 實(shí) 現(xiàn) 了 按 名 存 取缺 點(diǎn) :（ 1） 限 制 了 用 戶 對 文 件 的 命 名（ 不 允 許 重 名 ）（ 3） 限 制 了 對 文 件 的 共 享 2021-4-19 70 2. 兩 級 目 錄 結(jié) 構(gòu) 為 改 變 一 級 目 錄 文 件 目 錄 命 名 沖 突 ，并 提 高 對 目 錄 文 件 檢 索 速 度 而 改 進(jìn) 目 錄 分 為 兩 級 ： 一 級 稱 為 主 文 件 目 錄(MFD)， 給 出 用 戶 名 ， 用 戶 子 目 錄 所在 的 物 理

40、 位 置 ； 二 級 稱 為 用 戶 文 件目 錄 （ UFD,又 稱 用 戶 子 目 錄 ） ， 給出 該 用 戶 所 有 文 件 的 FCB 2021-4-19 71兩級目錄結(jié)構(gòu) 2021-4-19 72 優(yōu) 點(diǎn) : (1)解 決 了 文 件 的 重 名 問 題 用 戶 名 |文 件 名 (2)查 找 時(shí) 間 降 低 （ 提 高 了 檢索 速 度 ） (3)不 同 用 戶 還 可 使 用 不 同 的文 件 名 ， 來 訪 問 系 統(tǒng) 中 的 同 一 個(gè) 共享 文 件 缺 點(diǎn) ： 增 加 了 系 統(tǒng) 開 銷 2021-4-19 73 3.多 級 目 錄 結(jié) 構(gòu)(1) 目 錄 結(jié) 構(gòu)(2)路

41、徑 名(3)當(dāng) 前 目 錄 2021-4-19 74 優(yōu) 點(diǎn) ： 層 次 結(jié) 構(gòu) 清 晰 ， 便 于 管 理 和 保 護(hù) ； 有利 于 文 件 分 類 ； 解 決 重 名 問 題 ； 提高 文 件 檢 索 速 度 ；缺 點(diǎn) ： 查 找 一 個(gè) 文 件 按 路 徑 名 逐 層 檢 查 ，由 于 每 個(gè) 文 件 都 放 在 外 存 ， 多 次 訪盤 影 響 速 度 2021-4-19 75 4.增 加 和 刪 除 目 錄若 待 刪 除 的 目 錄 不 空 ， 則 ：(1)不 刪 除 非 空 目 錄(2)可 刪 除 非 空 目 錄 2021-4-19 76 目 錄 的 其 他 實(shí) 現(xiàn) 方 法哈 希

42、表 算 法 ：目 錄 項(xiàng) 信 息 存 在 一 哈 希 表 中搜 索 時(shí) 根 據(jù) 文 件 名 計(jì) 算 哈 希 值得 到 一 個(gè) 指 向 表 中 文 件 的 指 針其 他 算 法 ：如 B+樹NTFS文 件 系 統(tǒng) 就 采 用 了 B+樹 2021-4-19 77 6.4.3 目 錄 查 詢 技 術(shù)步 驟 ：首 先 ， 根 據(jù) 文 件 名 對 文 件 目 錄 進(jìn) 行 查 詢 ；其 次 ， 根 據(jù) 文 件 物 理 地 址 換 算 出 文 件 在 磁 盤 上 的 物 理 位 置 ；最 后 ， 啟 動(dòng) 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 程 序 ， 將 所 需 文 件 讀 到 內(nèi) 存 中 。查 詢 方 式 有 兩 種 ：

43、線 性 檢 索 法 和 Hash法 2021-4-19 78 例 子 ： 查 找 文 件 名 為 /usr/ast/m box1.線 性 檢 索 法要 求 ： 1） 熟 悉 查 找 過 程 ；2） 求 出 訪 盤 次 數(shù) 2021-4-19 79 114714968 bindevlibetcusrtmp根 目 錄在 結(jié) 點(diǎn) 6中查 找 usr字 段 132結(jié) 點(diǎn) 6是/usr的 目 錄 存 放 /usr索 引 結(jié) 點(diǎn)的 信 息此 時(shí)訪 盤 1次 2021-4-19 80返 回 2.Hash方 法 2021-4-19 81 6.5 文 件 存 儲 空 間 的 管 理 P231 為 了 實(shí) 現(xiàn) 存

44、 儲 空 間 的 分 配 ， 首 先 必 須 記 住 空 閑 存 儲 空間 的 情 況 。為 此 ： （ 1） 設(shè) 置 相 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ； （ 2） 提 供 對 存 儲 空 間 進(jìn) 行 分 配 和 回 收 的 算 法 。包 括 ： 空 閑 表 法 、 空 閑 鏈 表 法 、 位 示 圖 法 和 成 組 鏈 接 法 。概 述 2021-4-19 82 本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.5.1 空 閑 表 法 和 空 閑 鏈 表 法6.5.2 位 示 圖 法 6.5.3 成 組 鏈 接 法本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：熟 練 掌 握 文 件 存 儲 空 間 的 管 理 方 法 ；了 解 各 種

45、 管 理 方 法 的 基 本 思 想 和 特 點(diǎn) ， 并 與 內(nèi) 存 管理 進(jìn) 行 比 較 返 回 2021-4-19 83 6.5.1 空 閑 表 法 和 空 閑 鏈 表 法1.空 閑 表 法(1)空 閑 表 屬 于 連 續(xù) 分 配 方 式 將 所 有 空 閑 區(qū) 記 錄 在 一 個(gè) 表 中 ， 即 空 閑 區(qū)表 ， 每 個(gè) 空 閑 表 項(xiàng) 包 括 序 號 、 該 空 閑 區(qū) 的 第 一個(gè) 盤 塊 號 、 該 區(qū) 的 空 閑 塊 數(shù) 目 等 信 息 2021-4-19 84空 閑 表 2021-4-19 85 (2)存 儲 空 間 的 分 配 與 回 收空 閑 盤 區(qū) 的 分 配 與 內(nèi) 存

46、 的 動(dòng) 態(tài) 分 配 類 似 。而 回 收 時(shí) 要 考 慮 合 并 問 題 。 2021-4-19 86 2 . 空 閑 鏈 表 法包 括 ： 空 閑 盤 塊 鏈 和 空 閑 盤 區(qū) 鏈 。(1)空 閑 盤 塊 鏈優(yōu) 點(diǎn) ： 盤 塊 的 分 配 和 回 收 過 程 非 常 簡 單 ；缺 點(diǎn) ： 空 閑 盤 塊 鏈 可 能 很 長 。(2)空 閑 盤 區(qū) 鏈將 磁 盤 上 的 所 有 空 閑 盤 區(qū) 拉 成 一 條 鏈 。 每 個(gè) 盤 區(qū) 除 了 含 有用 于 指 示 下 一 個(gè) 空 閑 盤 區(qū) 的 指 針 外 ， 還 包 括 指 明 該 盤 區(qū) 大 小的 信 息 。 優(yōu) 缺 點(diǎn) 與 上述 相

47、反將 所 有 的 空 閑盤 區(qū) 拉 成 一 條空 閑 鏈 2021-4-19 87空 閑 鏈 表 2021-4-19 88 6.5.2. 位 示 圖 法1.位 示 圖 用 一 串 二 進(jìn) 制 位 反 映 磁 盤 空 間 中 分配 使 用 情 況 , 每 個(gè) 物 理 塊 對 應(yīng) 一 位 , 分 配 物 理 塊 為 1， 否 則 為 0 申 請 物 理 塊 時(shí) ， 可 以 在 位 示 圖 中 查找 為 0的 位 ， 返 回 對 應(yīng) 物 理 塊 號 ； 歸 還 時(shí) ,將 對 應(yīng) 位 轉(zhuǎn) 置 0 描 述 能 力 強(qiáng) ， 適 合 各 種 物 理 結(jié) 構(gòu) 2021-4-19 89 位 示 圖 2021-4

48、-19 90 2、 盤 塊 的 分 配（ 1） 順 序 掃 描 位 示 圖 ， 從 中 找 出 一 個(gè) 或 一 組 其 值 均為 “ 0”的 二 進(jìn) 制 位 。（ 2） 將 找 到 的 二 進(jìn) 制 位 轉(zhuǎn) 換 成 相 應(yīng) 的 盤 塊 號式 子 ： b=n(i-1)+j（ 3） 修 改 位 示 圖 。 n代 表 每 行的 位 數(shù) 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 11 1 1 2021-4-19 91 3、 盤 塊 的 回 收（ 1） 將 回 收 盤 塊 的 盤 塊 號 轉(zhuǎn) 換 成 位 于 圖 中 的 行號 和 列 號 。i=(b-1) DIV n +1 j=(b-1)

49、 MOD n +1（ 2） 修 改 位 示 圖1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 10 0 2021-4-19 92 優(yōu) 點(diǎn) ： 從 位 示 圖 中 很 容 易 找 到 空 閑 盤 塊 ； 位 示 圖 很 小 ， 可 放 在 內(nèi) 存 中 。缺 點(diǎn) ： 不 適 合 大 型 文 件 系 統(tǒng) 2021-4-19 93 6.5.3 成 組 鏈 接 法為 克 服 空 閑 表 法 和 空 閑 鏈 法 所 存 在 的 缺 陷 ： 用 在 大 型文 件 中 ， 表 太 長 。1.空 閑 盤 塊 的 組 織（ 1） 空 閑 盤 塊 號 棧用 來 存 放 當(dāng) 前 可 用 的 一 組 空 閑

50、 盤 塊 的 盤 塊 號 ， 以 及 棧中 尚 有 的 空 閑 盤 塊 號 數(shù) 。 2021-4-19 94（ 4） 將 第 一 組 的 盤 塊 總 數(shù) 和 所 有 的 盤 塊 號 ， 記 入 空 閑盤 塊 號 棧 中 ， 作 為 當(dāng) 前 可 供 分 配 的 空 閑 盤 塊 。 （ 2） 文 件 區(qū) 中 的 所 有 空 閑 盤 塊 ， 被 分 成 若 干 個(gè) 組（ 3） 將 每 一 組 含 有 的 盤 塊 總 數(shù) N和 該 組 所 有 的 盤 塊 號 ，記 入 其 前 一 組 的 第 一 個(gè) 盤 塊 中 。 這 樣 ， 由 各 組 的 第 一 個(gè)盤 塊 可 鏈 成 一 條 鏈 。 2021-4

51、-19 95 2.空 閑 盤 塊 的 分 配 與 回 收 返 回 2021-4-19 96 6.6 文 件 共 享 與 文 件 保 護(hù) P234文 件 共 享 目 的 : 節(jié) 省 時(shí) 間 和 存 儲 空 間 ， 減 少 了 用 戶工 作 量 ； 進(jìn) 程 間 通 過 文 件 交 換 信 息概 述 2021-4-19 97 本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容 ：6.6.1 基 于 索 引 結(jié) 點(diǎn) 的 共 享 方 式6.6.2 利 用 符 號 鏈 實(shí) 現(xiàn) 文 件 共 享6.6.3 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù)本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ：了 解 目 前 常 用 的 兩 種 文 件 共 享 方 法 ， 掌 握 基 于 索

52、引結(jié) 點(diǎn) 的 共 享 方 式 ；理 解 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) 返 回 2021-4-19 98 6.6.1 基 于 索 引 結(jié) 點(diǎn) 的 共 享 方 式問 題 ： 若 文 件 的 物 理 地 址 在 目 錄 中 ， 若 共 享 時(shí) 添 加 了新 的 內(nèi) 容 ， 則 必 然 要 增 加 新 的 盤 塊 ， 而 這 種 變 化 對 其它 用 戶 而 言 ， 是 不 可 見 的 。為 了 解 決 這 個(gè) 問 題 ， 可 以 引 用 索 引 結(jié) 點(diǎn) 。 2021-4-19 99 Wang用 戶 文 件 目 錄Lee用 戶 文 件 目 錄Test rTest r 索 引 結(jié) 點(diǎn)Count=2文 件 物

53、理 地 址 Test基 于 索 引 結(jié) 點(diǎn) 的 共 享 方 式 2021-4-19 100 6.6.2 利 用 符 號 鏈 實(shí) 現(xiàn) 文 件 共 享通 過 “ 鏈 接 （ Link） ” 命 令 ， 在 用 戶 自 己 的 目 錄 項(xiàng) 中 對 要共 享 的 文 件 建 立 起 相 應(yīng) 的 表 目 ， 即 建 立 兩 個(gè) 文 件 的 等 價(jià)關(guān) 系 這 種 鏈 接 方 法 被 稱 為 符 號 鏈 接存 在 的 問 題 : (1)每 次 訪 問 共 享 文 件 時(shí) ,都 可 能 要 多 次 地 讀 盤 ,使 訪 問文 件 的 開 銷 增 大 ,增 加 了 啟 動(dòng) 磁 盤 的 頻 率 ;(2)符 號 鏈

54、 也 是 一 個(gè) 文 件 ,系 統(tǒng) 要 為 它 建 立 索 引 結(jié) 點(diǎn) ,耗 費(fèi) 一 定 的 磁 盤 空 間 .優(yōu) 點(diǎn) :可 以 鏈 接 到 世 界 上 任 何 地 方 的 機(jī) 器 中 的 文 件 . 2021-4-19 101 6.6.3 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù)影 響 文 件 安 全 性 的 主 要 因 素 有 ：（ 1） 人 為 因 素 （ 2） 系 統(tǒng) 因 素 （ 3） 自 然 因 素可 采 取 的 措 施 ：（ 1） 通 過 存 取 控 制 機(jī) 制 來 防 止 由 人 為 因 素 所 造 成 的 文 件 不 安 全 性（ 2） 通 過 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) ， 來 防 止 由 磁 盤

55、 部 分 的 故 障 所 造 成 的 文 件不 安 全 性（ 3） 通 過 “ 后 備 系 統(tǒng) ” 來 防 止 由 自 然 因 素 所 造 成 的 不 安 全 性 2021-4-19 102 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) 是 通 過 增 加 冗 余 的 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器 、 磁 盤 控 制 器 等方 法 ， 來 提 高 磁 盤 系 統(tǒng) 可 靠 性 的 一 種 技 術(shù) 。磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) 往 往 也 被 稱 為 系 統(tǒng) 容 錯(cuò) 技 術(shù) SFT(System Fault Tolerance)， 可 分 為 三 個(gè) 級 別 ：SFT-I是 低 級 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) ， 主 要 用 于 防 止

56、 因 磁 盤 表 面 發(fā) 生 缺 陷所 引 起 的 數(shù) 據(jù) 丟 失 ；SFT-II是 中 級 磁 盤 容 錯(cuò) 技 術(shù) ， 主 要 用 于 防 止 由 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器 和 磁 盤控 制 器 的 故 障 所 導(dǎo) 致 的 系 統(tǒng) 不 能 正 常 工 作 ；SFT-III是 高 級 系 統(tǒng) 容 錯(cuò) 技 術(shù) 。 2021-4-19 103 1.第 一 級 容 錯(cuò) 技 術(shù)1)雙 份 目 錄 和 雙 份 文 件 分 配 表2)熱 修 復(fù) 重 定 向 和 寫 后 讀 校 驗(yàn)熱 修 復(fù) 重 定 向 :系 統(tǒng) 將 磁 盤 容 量 的 一 部 分 作 為 熱 修 復(fù) 重定 向 區(qū) ,用 于 存 放 當(dāng) 發(fā) 現(xiàn)

57、磁 盤 有 缺 陷 時(shí) 的 待 寫 數(shù) 據(jù) .寫 后 讀 校 驗(yàn) :向 磁 盤 寫 入 數(shù) 據(jù) 后 立 即 讀 出 ,放 到 緩 沖 區(qū) 中 ,將 該 緩 沖 區(qū) 中 的 內(nèi) 容 與 內(nèi) 存 緩 沖 區(qū) 的 寫 后 保 留 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行比 較 . 2021-4-19 104 2.第 二 級 容 錯(cuò) 技 術(shù)(1)磁 盤 鏡 像在 同 一 磁 盤 控 制 器 下 ,再 增 設(shè) 一 個(gè) 完 全 相 同 的 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器 .主機(jī) 通 道 磁盤控制器 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器磁 盤 鏡 像 示 意 使 磁 盤 的 利 用 率 降 至 50%. 2021-4-19 105 (2)磁 盤 雙 工所 謂 磁

58、 盤 雙 工 ,是 指 將 兩 臺 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器 分 別 接 到 兩 個(gè) 磁 盤控 制 器 上 ,同 樣 使 這 兩 臺 磁 盤 機(jī) 鏡 像 成 對 .主機(jī) 通 道通 道 磁 盤控 制 器磁 盤控 制 器 磁 盤 驅(qū) 動(dòng) 器磁 盤 雙 工 示 意 返 回 2021-4-19 106 6.7 數(shù) 據(jù) 一 致 性 控 制 P240為 了 保 證 在 不 同 文 件 中 所 存 儲 的 同 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 相 一 致 ,需 要 軟 硬 件 的 支 持 .硬 件 支 持 主 要 是 配 置 一 個(gè) 高 度 可靠 的 存 儲 器 系 統(tǒng) ,或 稱 之 為 穩(wěn) 定 存 儲 器 .目 前 ,普 遍 采

59、 用 磁 盤 雙 工 來 實(shí) 現(xiàn) 穩(wěn) 定 存 儲 器 . 2021-4-19 107 6.7.1 事 務(wù)1.事 務(wù) 的 定 義事 務(wù) 是 用 于 訪 問 和 修 改 各 種 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 的 一 個(gè) 程 序 單 位 .事 務(wù)可 以 被 看 作 是 一 系 列 相 關(guān) 的 讀 和 寫 操 作 .只 有 對 分 布 在 不 同 位 置 的 同 一 數(shù) 據(jù) 所 進(jìn) 行 的 讀 和 寫 操 作 全 部完 成 時(shí) ,才 能 再 以 托 付 操 作 來 中 止 事 務(wù) .只 要 有 一 個(gè) 讀 寫 或 修 改 操 作 失 敗 ,便 需 執(zhí) 行 夭 折 操 作 .事 務(wù) 操 作 具 有 原 子 性 . 202

60、1-4-19 108 2.事 務(wù) 記 錄事 務(wù) 記 錄 用 來 記 錄 在 事 務(wù) 運(yùn) 行 時(shí) 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 修 改 的 全 部 信 息 ,又 稱 為 運(yùn) 行 記 錄 ,放 在 穩(wěn) 定 存 儲 器 中 .包 括 :事 務(wù) 名數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 名舊 值新 值 2021-4-19 109 3.恢 復(fù) 算 法包 括 :(1)undo.該 過 程 把 所 有 被 事 務(wù) Ti修 改 過 的 數(shù) 據(jù) ,恢 復(fù) 為 修 改 前 的 值 .(2)redo.該 過 程 把 所 有 被 事 務(wù) Ti修 改 過 的 數(shù) 據(jù) ,設(shè) 置 為 新 值 . 2021-4-19 110 6.7.2 檢 查 點(diǎn)1.檢 查 點(diǎn) 的 作

61、 用引 入 檢 查 點(diǎn) 的 主 要 目 的 ,是 使 對 事 務(wù) 記 錄 表 中 事 務(wù) 記 錄 的清 理 工 作 經(jīng) 常 化 ,即 每 隔 一 定 時(shí) 間 便 做 一 次 下 述 工 作 :首 先 是 將 駐 留 在 易 失 性 存 儲 器 (內(nèi) 存 )中 的 當(dāng) 前 事 務(wù) 記 錄 表中 的 所 有 記 錄 ,輸 出 到 穩(wěn) 定 存 儲 器 中 ;其 次 是 將 駐 留 在 易 失 性 存 儲 器 (內(nèi) 存 )中 的 所 有 已 修 改 數(shù) 據(jù) ,輸 出 到 穩(wěn) 定 存 儲 器 中 ;然 后 是 將 事 務(wù) 記 錄 表 中 的 記 錄 ,輸 出 到 穩(wěn) 定 存 儲 器 中 ; 最 后 是

62、每 當(dāng) 出 現(xiàn) 一 個(gè) 記 錄 時(shí) ,便 執(zhí) 行 恢 復(fù) 操 作 . 2021-4-19 111 2.新 的 恢 復(fù) 算 法在 發(fā) 生 故 障 后 ,并 不 需 要 對 事 務(wù) 記 錄 表 中 的 所 有 記 錄進(jìn) 行 處 理 ,而 只 需 對 最 后 一 個(gè) 檢 查 點(diǎn) 之 后 的 事 務(wù) 記 錄進(jìn) 行 處 理 . 2021-4-19 112 6.7.3 并 發(fā) 控 制把 用 于 實(shí) 現(xiàn) 事 務(wù) 順 序 性 的 技 術(shù) 稱 為 并 發(fā) 控 制 .1.利 用 互 斥 鎖 實(shí) 現(xiàn) “ 順 序 性 ”為 每 一 個(gè) 共 享 對 象 設(shè) 置 一 把 互 斥 鎖 .2.利 用 互 斥 鎖 和 共 享 鎖 實(shí) 現(xiàn) 順 序 性兩 者 的 區(qū) 別 :互 斥 鎖 僅 允 許 一 個(gè) 事 務(wù) 對 相 應(yīng) 對 象 執(zhí) 行 讀 或 寫操 作 ,而 共 享 鎖 則 允 許 多 個(gè) 事 務(wù) 對 相 應(yīng) 對 象 執(zhí) 行 讀 操 作 ,而 不允 許 其 中 任 何 一 個(gè) 事 務(wù) 對 對 象 執(zhí) 行 寫 操 作 . 返 回 2021-4-19 113 本 章 總 結(jié) 2021-4-19 114 本 章 練 習(xí) 題