文件系统
文件系统的基本概念
- 文件：是对磁盘等外部存储介质上数据的逻辑抽象
- 文件系统：负责管理和存储文件的系统软件
- 目录：由文件索引项组成的特殊文件
文件系统的主要功能：
- 文件的存储、检索和修改
- 文件的共享和保护
- 文件的命名和组织
- 提供用户接口
文件管理
文件的基本操作
-
创建文件
- 申请目录项
- 分配存储空间
-
读写文件
- 顺序访问
- 随机访问
-
删除文件
- 释放目录项
- 回收存储空间
-
文件保护
- 访问控制列表（ACL）
- 用户权限管理
目录管理
目录结构
- 单级目录：所有文件在同一目录下
- 两级目录：区分系统文件和用户文件
- 树形目录：现代操作系统普遍采用
- 图形目录：允许文件共享的目录结构
磁盘调度
常见的磁盘调度算法
-
先来先服务（FCFS）
- 按照请求到达的顺序进行调度
- 公平但性能不佳
-
最短寻道时间优先（SSTF）
- 优先处理距当前磁头最近的请求
- 可能导致饥饿现象
-
扫描算法（SCAN）
- 电梯算法
- 磁头沿一个方向移动直到没有请求
-
循环扫描（C-SCAN）
- 单向扫描
- 返回时直接移动到起始位置
I/O管理
I/O管理的基本功能
-
设备管理
- 设备的分配与回收
- 设备的启动与控制
-
缓冲管理
- 减少CPU和I/O设备速度不匹配的影响
- 提高系统的并发度
-
设备驱动程序
- 实现设备的具体操作
- 提供统一的设备接口
I/O控制方式
主要的I/O控制方式
-
程序直接控制
- CPU轮询检查I/O设备状态
- 适用于简单的I/O操作
-
中断驱动方式
- I/O完成时通过中断通知CPU
- 减少CPU等待时间
-
DMA方式
- 直接内存访问
- 数据传输不需要CPU干预
-
通道方式
- 专门的I/O处理器
- 实现I/O操作的并行处理