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1、文件的存取

文件的存取實際上就是針對文件存儲器上物理塊的讀寫操作。存取方法主要有順序存儲、隨機存儲兩種。

2、文件存儲空間管理

磁盤分配表：外存空閑空間管理的數據結構。

2.1 空閑空間管理方法

1、空閑區表

將外存空間的一個連續未分配的區域稱為空閑區。操作系統為磁盤外存上的所有空閑區建立一張空閑表，每個表項對應一個空閑區。

空閑區：序號、第一塊序號、空閑塊數量、狀態信息。適合連續文件結構。

2、位示圖

在外存上建立一張位示圖，記錄文件存儲器的使用情況。每一位對應文件存儲器上的一個物理塊，用0和1表示空閑和占用。

特點：位示圖的大小由磁盤空間大小決定，位示圖的描述能力強。適合各種物理結構。

3、空閑塊鏈

每個空閑物理塊中有指向下一個空閑物理塊的指針，所有的空閑物理塊構成一個鏈表，鏈表的頭指針放在文件存儲器的特定位置上，不需要磁盤分配表。從而節省空間。

4、成組鏈接法

UNIX系統采用了成組鏈接法，系統將空閑塊分成若干組，每100個空閑塊為一組，每組的第一空閑塊登記下了下一組空閑塊的物理盤塊號和空閑塊總數。

3、文件的共享和保護

3.1 文件的共享

定義：不同用戶進程使用同一文件，它不僅是不同用戶完成同一任務所必需的功能、還能節省大量存儲空間、減少文件復制而增加訪問外存的次數。

3.2 文件鏈接

1、硬鏈接：文件的硬鏈接是指兩個文件目錄表指向同一個索引節點的鏈接。簡單來說就是不同文件名與同一個文件實體的鏈接。

2、符號鏈接：符號鏈接建立新的文件或目錄，并與原來文件或目錄的路徑進行映射，當訪問一個符號鏈接時，系統通過該映射找到原文件路徑，并對其進行訪問。

優點：可以跨越文件系統、可以通過計算機網絡連接到世界上任何地方機器中的文件。只需提供該 文件所在的地址及該機器的文件路徑。

缺點：其他用戶讀取符號鏈接的共享文件比讀取 硬鏈接的共享文件需要增加讀盤的操作 次數。

4、文件保護

文件保護主要采用針對不同的用戶規定不同的權限，防止文件被沒有授權的用戶隨意訪問。

4.1 存取控制矩陣

一個二維矩陣，一維列出計算機的全部用戶，另一維列出系統中的文件。矩陣中的每一個元素表示對應用戶的權限。主要有R、W、X的組合。

優點：實現簡單、清晰。

缺點：用戶數和文件數很大的情況下，占用的存儲空間很大，驗證用戶權限也耗費大量時間。

4.2 存取控制表

存取控制表是對存取控制矩陣的一種改進方案。對用戶對文件的訪問權限進行分類，這樣會大大簡化存取控制表的存儲空間。

4.3 用戶權限表

以用戶或用戶組為單位將用戶可存取的文件集中起來，稱為用戶權限表。

4.4 密碼

文件創建時，由用戶提供一個密碼，在文件存入磁盤時用該密碼對文件內容加密。讀取操作只有知道密碼的用戶才能讀取文件。

5、系統的安全和可靠性

5.1 系統的安全分級

系統級：未經授權的用戶不允許進入系統。采用的措施有注冊、登錄。

用戶級:對所有用戶分類和對指定用戶分配訪問權，不同的用戶對不同文件設置不同的存取權限來實現。通常用戶會分為超級用戶、系統操作員、一般用戶。

目錄級：為了保護各種文件目錄而設計的，它和用戶授權無關，為了保證目錄安全，一般規定只有系統核心才有寫目錄的權利。

文件級：針對單個文件設置訪問權限來限制用戶對文件的訪問。通常可以設置一下幾種屬性:只執行、只讀、讀寫、共享。

5.2 文件系統的可靠性

文件系統的可靠性是指系統抵抗和預防各種物理性破壞和人為破壞的能力。文件系統的可靠性比計算機系統損壞更加嚴重。比如合同信息、客戶檔案等核心信息損壞對客戶會造成不可挽回的損失。

文件系統可靠性的措施：轉儲和恢復、日志文件、文件系統的一致性。