File Management

帮助管理外存

特点

长期存在进程共享结构化存储

文件操作

增删开关读写

是一个抽象概念

提供一层抽象接口，具体实现由操作系统管理。

虚拟内存也是由操作系统抽象，概念相似。

术语

域

Field

基本数据单元

记录

相关域的集合

Example: employee record

文件

相似record的集合

数据库

文件的集合

功能

访问权限目录管理并发用户quote审计

实现

标示、定位文件文件块化性能优化管理空闲块

文件的组织方式

评价标准

短的存取时间易修改维护简单可靠

实现方式

堆文件

The Heap/Serial/Pile files

按照时间方式直接存储无结构access by exhaustive (穷举)

特点：

比较任意性，直接放record 久的删掉，会产生很多外部碎片

顺序文件

Sequential File

特点：

每条record长度相同

新增

放入外部，通过指针索引此存储区域。

存在Overflow File 存储溢出文件，一定时间后进行整理。

索引顺序文件

用索引Key做一个index

有一个Field做Key Field，按照key进行排序有指针连在一起可以多级索引提速

同样存在Overflow File

索引文件

使用多个索引

两种不同的索引方式

完全索引，一个一一对应的索引部分索引

Advantage and Disadvantage

速度快但是需要额外的存储储存索引

散列文件

类似Index File，也存在Overflow File

文件目录

一个目录本身是一个文件

层次树状目录

主流实现

设计模式：合成模式

文件共享

权限

None 无，完全无法意识到那里有文件（不可见）Knowledge 知道（可见）Execute 执行ReadwriteAppending 追加（不能删除） updating 更新Changing protection 更改保护Deleting 删除

访问授权

Owners 所有者

同时访问

同步互斥-读写问题

Record Blocking

记录分块

固定组块可变长度的非跨越式组块

文件分配

怎么分配空间管理

预分配

把文件所需要的全部空间一次性分配

缺陷

典型缺陷：日志文件

动态分配

每次分配一部分，在空间不足再分配新的。

记录的手段：FAT（File Allocation Table）查找文件都用了哪些块。

分配的手段

连续分配

预分配的策略

文件创建时分配一组连续的块。

缺陷：为保证空间会存在碎片，需要定时进行整理工作。

链式分配

每一个块抽象为链表中的节点。

索引分配

每个文件在FAT中存在一个索引。

index block：包含存储块的指针。

真正占据的块数 = 索引块 + 文件content块

空闲空间管理

位表链式空闲区空闲索引表空闲列表（放入硬盘上，管理硬盘上的空闲块）