操作系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)主講教師：曹建秋主講教師：曹建秋 賀清碧賀清碧課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容操作系統(tǒng)引論（操作系統(tǒng)引論（1 1章）章）進(jìn)程管理（進(jìn)程管理（2-32-3章）章）存儲(chǔ)管理（存儲(chǔ)管理（4 4章）章）設(shè)備管理（設(shè)備管理（5 5章）章）文件管理文件管理（6 6章）章）操作系統(tǒng)接口（操作系統(tǒng)接口（7 7章）章）系統(tǒng)安全性（系統(tǒng)安全性（9 9章）章）* *分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)第第6章章 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)q文件系統(tǒng)的功能文件系統(tǒng)的功能/需解決的問(wèn)題需解決的問(wèn)題v從系統(tǒng)角度看 負(fù)責(zé)為用戶(hù)建立、刪除、讀寫(xiě)、修改和復(fù)制文件。v從用戶(hù)的角度看：實(shí)現(xiàn)了按名存取n文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng)

2、n文件邏輯結(jié)構(gòu)文件邏輯結(jié)構(gòu)n外存分配方式外存分配方式n目錄管理目錄管理n文件共享與文件保護(hù)文件共享與文件保護(hù)n數(shù)據(jù)一致性控制數(shù)據(jù)一致性控制n*UNIX系統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)的文件管理第第6章章 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)本章作業(yè)P 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)（數(shù)據(jù)的組成）P 文件類(lèi)型和文件系統(tǒng)模型P 文件操作6.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)的組成一、數(shù)據(jù)的組成n數(shù)據(jù)項(xiàng)n基本數(shù)據(jù)項(xiàng)（最小的邏輯數(shù)據(jù)單位）n組合數(shù)據(jù)項(xiàng)n記錄n是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合n文件文件文件n文件n是指記錄在外存上的具有文件名的一組相關(guān)信息的集合?？煞譃橛薪Y(jié)構(gòu)文件和無(wú)結(jié)構(gòu)文件兩種。有結(jié)構(gòu)文件是由若干個(gè)相關(guān)記錄組成，而無(wú)結(jié)構(gòu)文件則被看成一個(gè)

3、字符流。n文件屬性n文件名、文件類(lèi)型、文件長(zhǎng)度、文件的物理位置、文件的建立日期以及用戶(hù)對(duì)該文件的存取權(quán)限等n文件表示的范圍/包含的內(nèi)容 源程序、二進(jìn)制代碼、文本文檔、數(shù)據(jù)、表格、聲音和圖像等。n文件的特點(diǎn)文件具有保存性文件是按名存取n文件的內(nèi)容是一組信息的集合文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)間的層次關(guān)系文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)間的層次關(guān)系文件記錄1記錄n記錄2數(shù)據(jù)項(xiàng)1數(shù)據(jù)項(xiàng)2數(shù)據(jù)項(xiàng)n二、文件類(lèi)型二、文件類(lèi)型 -文件名文件名.擴(kuò)展名擴(kuò)展名n按用途分n系統(tǒng)文件n用戶(hù)文件n庫(kù)文件n按數(shù)據(jù)形式分n源文件n目標(biāo)文件n可執(zhí)行文件n按存取控制屬性n只讀文件n讀寫(xiě)文件n只執(zhí)行文件n不保護(hù)文件n按文件的邏輯結(jié)構(gòu)分有結(jié)構(gòu)文件（記錄式

4、文件）無(wú)結(jié)構(gòu)文件（流式文件）n按文件的物理結(jié)構(gòu)分順序文件鏈接文件索引文件n按信息流向分輸入文件輸出文件輸入輸出文件三、文件系統(tǒng)模型三、文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)接口對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合 邏輯文件系統(tǒng)層基本I/O管理程序?qū)樱ㄎ募M織模塊）基本文件系統(tǒng)層（物理I/O層)I/O控制層（設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）對(duì)象(文件、目錄及磁盤(pán)存儲(chǔ)空間)及其屬性說(shuō)明邏輯文件系統(tǒng)層：處理文件及記錄的相關(guān)操作（訪(fǎng)問(wèn)、保護(hù)及目錄操作）?；綢/O管理程序?qū)樱和瓿纱罅颗c磁盤(pán)I/O有關(guān)的工作（選擇設(shè)備，邏輯塊號(hào)到物理塊號(hào)的轉(zhuǎn)換，空閑空間管理等）?；疚募到y(tǒng)層：負(fù)責(zé)內(nèi)存與磁盤(pán)間的數(shù)據(jù)塊交換（在外存及內(nèi)存緩沖區(qū)的位置）。I/O控制層：

5、負(fù)責(zé)啟動(dòng)I/O操作及處理設(shè)備發(fā)來(lái)的中斷信號(hào)。四、文件操作四、文件操作 用戶(hù)通過(guò)文件系統(tǒng)所提供的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)施對(duì)文件的操作。最基本的操作有：q對(duì)記錄的操作：檢索、插入、修改、刪除q對(duì)文件的操作最基本的： 創(chuàng)建 、打開(kāi)打開(kāi)、關(guān)閉關(guān)閉、刪除 、讀 、寫(xiě) 、截?cái)嗥渌模何募傩灶?lèi)操作、目錄類(lèi)操作文件的“打開(kāi)”和“關(guān)閉”操作 “打開(kāi)”：系統(tǒng)將文件的屬性（目錄信息）從外存復(fù)制到內(nèi)存打開(kāi)文件表中，并返回該表目的編號(hào)給用戶(hù)，建立了用戶(hù)與文件間的聯(lián)系。以后若再訪(fǎng)問(wèn)此文件，則利用編號(hào)直接在內(nèi)存中檢索，從而節(jié)省大量的檢索開(kāi)銷(xiāo)，提高了文件的操作速度。 “關(guān)閉”：當(dāng)用戶(hù)不再需要對(duì)該文件的操作時(shí)，系統(tǒng)利用關(guān)閉文件將文件的屬

6、性從內(nèi)存打開(kāi)表中刪除，從而切斷用戶(hù)與文件間的聯(lián)系。6.2 6.2 文件邏輯結(jié)構(gòu)文件邏輯結(jié)構(gòu) 對(duì)任一文件存在著兩種形式的結(jié)構(gòu)：P文件的邏輯結(jié)構(gòu)（文件組織） 從用戶(hù)觀點(diǎn)出發(fā)，所觀察到的文件組織形式，是用戶(hù)可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性。P*文件的物理結(jié)構(gòu)（文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)） 是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。（分為順序、鏈接及索引結(jié)構(gòu)）注： 文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)都將影響文件的檢索速度。6.2 6.2 文件邏輯結(jié)構(gòu)文件邏輯結(jié)構(gòu) 對(duì)文件的邏輯結(jié)構(gòu)提出的要求： 提高檢索；便于修改；降低文件存儲(chǔ)費(fèi)用。P 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類(lèi)型P 順序文件P 索引文件P 索引順序文件一、

7、文件邏輯結(jié)構(gòu)的類(lèi)型一、文件邏輯結(jié)構(gòu)的類(lèi)型P 有結(jié)構(gòu)的記錄式文件P文件構(gòu)成：由一個(gè)以上的記錄構(gòu)成。P記錄長(zhǎng)度：分為定長(zhǎng)和變長(zhǎng)。P分類(lèi)（按記錄的組織）：順序文件 索引文件 索引順序文件P 無(wú)結(jié)構(gòu)的流式文件P文件構(gòu)成：由字符流構(gòu)成。P長(zhǎng)度：字節(jié)為單位P訪(fǎng)問(wèn)：讀寫(xiě)指針P注：Unix中所有文件視為流式文件二、順序文件二、順序文件P 邏輯記錄的排序P串結(jié)構(gòu)：記錄順序與關(guān)鍵字無(wú)關(guān)，按存入時(shí)間的先后排列。P順序結(jié)構(gòu)：記錄順序按關(guān)鍵字排列。P 對(duì)順序文件的讀、寫(xiě)操作P記錄為定長(zhǎng)的順序文件P記錄為變長(zhǎng)的順序文件r0r1r2r3Rir0r1r2r3RiRptrRptr讀指針Rptr= Rptr+1Rptr= Rpt

8、r+LiLi順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)P 優(yōu)n順序存取速度較快（批量存?。?。n對(duì)定長(zhǎng)記錄，還可方便實(shí)現(xiàn)直接存取。P 缺P(pán)對(duì)變長(zhǎng)記錄，直接存取低效P不利于文件的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。三、索引文件三、索引文件P 引入為解決變長(zhǎng)記錄文件的直接存取低效問(wèn)題。P 索引文件為變長(zhǎng)記錄文件建立一張索引表。索引號(hào)長(zhǎng)度m指針ptr0m01m1 imir0r1ri邏輯文件索引表索引文件的特點(diǎn)索引文件的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)n通過(guò)索引表可方便地實(shí)現(xiàn)直接存取，具有較快的檢索速度。n易于進(jìn)行文件的增刪。n缺點(diǎn)n索引表的使用增加了存儲(chǔ)費(fèi)用;n索引表的查找策略對(duì)文件系統(tǒng)的效率影響很大.n注：若索引表很大，可建多級(jí)索引四、索引順序文件四、索引

9、順序文件P 引入為解決變長(zhǎng)記錄文件的直接存取低效且存儲(chǔ)費(fèi)用增加的問(wèn)題。P 索引文件為順序文件建立一張索引表。索引號(hào)長(zhǎng)度m指針ptr0m01m1 imir0r1ri邏輯文件索引表索引順序文件的特點(diǎn)索引順序文件的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)n通過(guò)索引表可方便地實(shí)現(xiàn)直接存取，具有較快的檢索速度。n易于進(jìn)行文件的增刪。n缺點(diǎn)n索引表的查找策略對(duì)文件系統(tǒng)的效率影響很大.6.3 6.3 外存分配方式外存分配方式n文件存儲(chǔ)單位：簇（cluster） 文件的存儲(chǔ)空間通常由多個(gè)分立的簇組成，而每個(gè)簇包含若干個(gè)連續(xù)的扇區(qū)(sector)/塊。n目前常用的外存分配方法：（1）連續(xù)分配（順序分配）（2）鏈接分配（3）索引分配（1 1）

10、 外存分配方法外存分配方法- -連續(xù)/順序分配nFigure 6-7n為每一個(gè)文件分配一片連續(xù)的磁盤(pán)塊/簇n只需要起始?jí)K/簇號(hào)和長(zhǎng)度，適用于預(yù)分配方法n可以隨機(jī)存取n文件不能增長(zhǎng)n從邏輯地址映射到物理地址較簡(jiǎn)單n浪費(fèi)空間：動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配問(wèn)題n可以通過(guò)緊縮(compact)將外存空閑空間合并成連續(xù)的區(qū)域。連續(xù)連續(xù)/ /順序分配的主要優(yōu)缺點(diǎn)順序分配的主要優(yōu)缺點(diǎn)n主要優(yōu)點(diǎn)n順序訪(fǎng)問(wèn)容易n順序訪(fǎng)問(wèn)速度快n缺點(diǎn)n要求有連續(xù)的存儲(chǔ)空間n必須事先知道文件的長(zhǎng)度n存在外部碎片（2 2） 外存分配方法外存分配方法- -鏈接分配鏈接分配nFigure 6-8n每個(gè)文件是一個(gè)磁盤(pán)塊的鏈接列表：塊可以分散在磁盤(pán)各處n按

11、所需分配磁盤(pán)塊，鏈接在一起n在每個(gè)塊中有指向下一個(gè)塊的指針n只需要起始地址n可以通過(guò)合并(consolidation)將一個(gè)文件的各個(gè)簇連續(xù)存放，以提高I/O訪(fǎng)問(wèn)性能。block =pointer鏈接分配的優(yōu)缺點(diǎn)鏈接分配的優(yōu)缺點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)1、無(wú)外部碎片，沒(méi)有磁盤(pán)空間浪費(fèi)2、無(wú)需事先知道文件大小。文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)時(shí)，可動(dòng)態(tài)分配空閑塊。對(duì)文件的增、刪、改十分方便。*3、不需緊縮磁盤(pán)空間。n缺點(diǎn)1、不能支持高效隨機(jī)/直接訪(fǎng)問(wèn)，僅對(duì)順序存取特有效2、需為指針?lè)峙淇臻g。-塊 簇 （隱式鏈接）3、可靠性較低（指針丟失/損害） 文件分配表FATn FAT需占用較大的內(nèi)存空間。 （顯式鏈接如Figure 6-9所示）

12、文件分配表文件分配表FAT-figure 6-9FAT-figure 6-9、6-106-10n用于鏈接文件各物理塊的鏈接指針，顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈接表中。n該表在整個(gè)磁盤(pán)僅設(shè)置一張。n表序號(hào)為整個(gè)磁盤(pán)的物理塊號(hào)（0-(n-1)）n表項(xiàng)存入鏈接指針，即下一個(gè)塊號(hào)。n文件的首塊號(hào)存入相應(yīng)文件的FCB中。n查找在內(nèi)存的FAT中，故提高了檢索速度，同時(shí)又減少磁盤(pán)的訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)。n被MS-DOS和OS/2等所采用。 P195 Figure 6-10（3 3） 外存分配方法外存分配方法- -索引分配索引分配nFigure 6-11n為每一個(gè)文件分配一個(gè)索引塊（表），再把分配給該文件的所有塊號(hào)，都記錄在該

13、索引塊中。故索引塊就是一個(gè)含有許多塊號(hào)地址的數(shù)組。n該索引塊的地址由該文件的目錄項(xiàng)指出。n支持隨機(jī)/直接存取。n不會(huì)產(chǎn)生外部碎片。n適用于文件較大時(shí)。索引分配的幾種方式索引分配的幾種方式n直接索引分配直接索引分配n多級(jí)索引分配多級(jí)索引分配Figure6-12Figure6-12n混合索引分配混合索引分配UNIX（4K字節(jié)每個(gè)塊）6.4 6.4 目錄管理目錄管理對(duì)文件目錄的管理要求P實(shí)現(xiàn)“按名存取”P(pán)提高對(duì)目錄的檢索速度P文件共享P允許文件重名6.4 6.4 目錄管理P 文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)P 單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)P 兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)P 樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)P 目錄查詢(xún)技術(shù)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)

14、從文件管理角度看，文件由FCB和文件體（文件本身）兩部分組成。 n文件控制塊（FCB）n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)，存放了文件的有關(guān)說(shuō)明信息,是文件存在的標(biāo)志。nFCB中的信息n基本信息類(lèi)：文件名、文件長(zhǎng)度、類(lèi)型、屬性文件物理位置n存取控制信息類(lèi)：文件存取權(quán)限、用戶(hù)名、口令、共享計(jì)數(shù)n使用信息類(lèi)：文件的建立日期、最后修改日期、保存期限、 最后訪(fǎng)問(wèn)日期,文件控制塊（文件控制塊（FCBFCB）n文件目錄文件目錄 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。n目錄項(xiàng)目錄項(xiàng) 構(gòu)成文件目錄的項(xiàng)目（目錄項(xiàng)就是FCB）n目錄文件目錄文件 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)文件目錄的管理，

15、通常將文件目錄以文件的形式保存在外存，這個(gè)文件就叫目錄文件文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)n索引結(jié)點(diǎn)n索引結(jié)點(diǎn)引入 n磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn) 存放在磁盤(pán)上的索引結(jié)點(diǎn). (主標(biāo)識(shí)、類(lèi)型、存取權(quán)限、物理地址、長(zhǎng)度、連接計(jì)數(shù)、存取時(shí)間)n內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn) 存放在內(nèi)存上的索引結(jié)點(diǎn) (索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)、狀態(tài)、訪(fǎng)問(wèn)計(jì)數(shù)、邏輯設(shè)備號(hào)、鏈接指針)文件名索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)文件名1文件名2單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)n在整個(gè)系統(tǒng)中只建立一張目錄表優(yōu)點(diǎn): 簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)按名存取缺點(diǎn): 限制了用戶(hù)對(duì)文件的命名（即易重名） 文件平均檢索時(shí)間長(zhǎng)(查找速度慢) 不便于實(shí)現(xiàn)文件共享 只適用于單用戶(hù)環(huán)境文件名狀態(tài)位物理地址文件其它屬性AlphaRe

16、portText兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)n在整個(gè)系統(tǒng)中建立兩級(jí)目錄n為每個(gè)用戶(hù)建立一個(gè)單獨(dú)的用戶(hù)文件目錄（UFD）n系統(tǒng)中為所有用戶(hù)建立一個(gè)主文件目錄（MFD）AlphatestAlphatestWang用戶(hù)目錄ReporttesttestreportZhang用戶(hù)目錄misxbetaGao用戶(hù)目錄betamisx用戶(hù)名指向用戶(hù)目錄指針WangZhangGao主文件目錄兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):n提高了檢索目錄的速度；n不同用戶(hù)目錄中可重名；n不同用戶(hù)可用不同文件名來(lái)訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中一共享文件缺點(diǎn): n限制了各用戶(hù)對(duì)文件的共享n增加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，缺乏靈活性，無(wú)法反映真實(shí)世界復(fù)雜的文件結(jié)構(gòu)形式。樹(shù)型

17、目錄結(jié)構(gòu)樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)n在兩級(jí)目錄中若允許用戶(hù)建立自己的子目錄，則形成3級(jí)或多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)（即樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)）有共享的子目錄和文件樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)路徑名n訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)文件的一條路徑。n絕對(duì)路徑、相對(duì)路徑當(dāng)前目錄增加和刪除目錄優(yōu)點(diǎn)n層次結(jié)構(gòu)清晰,實(shí)現(xiàn)分組,便于管理和保護(hù)；n解決重名問(wèn)題；n查找速度加快缺點(diǎn)n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(fǎng)盤(pán)影響速度目錄查詢(xún)技術(shù)目錄查詢(xún)技術(shù)數(shù)據(jù)文件（按名存取）的查詢(xún)步驟n根據(jù)用戶(hù)提供的文件名，對(duì)文件目錄進(jìn)行查詢(xún)，找到該文件的FCB（索引結(jié)點(diǎn)）n根據(jù)FCB（索引結(jié)點(diǎn)）所記錄的磁盤(pán)盤(pán)塊號(hào)，換算出文件在磁盤(pán)上的物理位置n啟動(dòng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，讀該數(shù)

18、據(jù)文件至內(nèi)存中。對(duì)目錄進(jìn)行查詢(xún)的方式n線(xiàn)性檢索法（順序檢索法）nHash方法目錄查詢(xún)技術(shù)目錄查詢(xún)技術(shù)-線(xiàn)性檢索法（順序檢索法）線(xiàn)性檢索法（順序檢索法） usrastmboxusrastmbox1.1.4bin7Dev14Lib9Etc6Usr8tmp根目錄132結(jié)點(diǎn)6是usr的目錄6.1.19Dick30Erik51Jim26Ast45bal132#塊是usr的目錄結(jié)點(diǎn)26是usrast目錄49626.6.64grants92books60mbox81minix17src496#塊是usrast目錄目錄查詢(xún)技術(shù)目錄查詢(xún)技術(shù)- HashHash方法方法n建立一個(gè)Hash索引文件目錄，系統(tǒng)利用用戶(hù)

19、提供的文件名，將它變換為文件目錄的索引值，再利用該索引值到目錄中去查找，從而找到文件的物理地址。注：1）當(dāng)文件名中用了*，？時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法利用Hash法檢索目錄，這時(shí)須用線(xiàn)性檢索法查找目錄。 2）在Hash法中須對(duì)“沖突”進(jìn)行處理。 3）若在Hash索引文件目錄中查詢(xún)時(shí)，相應(yīng)的目錄項(xiàng)為空，則表“文件未找到”。6.5 6.5 文件共享文件共享P 早期實(shí)現(xiàn)文件共享的方法P繞彎路法（低效） 允許每個(gè)用戶(hù)獲得一“當(dāng)前目錄”，用戶(hù)所訪(fǎng)問(wèn)的所有文件均相對(duì)于當(dāng)前目錄，若不在，則“向上走”繞彎路去訪(fǎng)問(wèn)其上級(jí)目錄。P連訪(fǎng)法 P利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享P 基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式P 利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享連訪(fǎng)法連

20、訪(fǎng)法ABCFEDGAJMKABDACJNKAHFa利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享0123456789wang3zhang4空閑文件目錄sqrt5beta6Mist7Alpha6Report80af9sqrtBetaalphamist0afreport主文件目錄基本文件目錄符號(hào)名 IDZhang的文件目錄wang的文件目錄基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式Test rwang的文件目錄Lee的文件目錄Test rCount=2文件物理地址test注：任何用戶(hù)對(duì)文件進(jìn)行附加操作或修改，所引起的相應(yīng)索引結(jié)點(diǎn)內(nèi)容的改變，對(duì)其它共享用戶(hù)均是可見(jiàn)，從而可提供其他用戶(hù)共享

21、?；谒饕Y(jié)點(diǎn)的共享方式基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式C的目錄Owner=cCount=1B的目錄C的目錄B的目錄鏈接前Owner=cCount=2Owner=cCount=1建立鏈接后擁有者刪除文件后利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享C的目錄Owner=cCount=1B的目錄C的目錄B的目錄Owner=cCount=2擁有者刪除文件后指針懸空利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享Test rwang的文件目錄Lee的文件目錄fd文件物理地址testfdFd文件內(nèi)容：Wangtest文件物理地址符號(hào)鏈利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享n優(yōu)點(diǎn)n當(dāng)主文件刪除一共享文件時(shí)，其它共

22、享文件的用戶(hù)不會(huì)留下一個(gè)懸空指針。n可鏈接世界上任何地方的機(jī)器中的文件。n缺點(diǎn)n根據(jù)給定的文件路徑名去查找目錄，將使訪(fǎng)問(wèn)文件的開(kāi)銷(xiāo)大，啟動(dòng)磁盤(pán)頻率較高。n每一共享文件將具有幾個(gè)文件名，這將增加遍歷共享文件的次數(shù)。6.5 6.5 文件保護(hù)文件保護(hù)P 影響文件安全性的主要因素P人為因素P系統(tǒng)因素P自然因素P 確保文件系統(tǒng)安全性的措施P存取控制機(jī)制-人為因素P系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)-系統(tǒng)因素P后備系統(tǒng)-自然因素6.5 6.5 文件保護(hù)-存取控制機(jī)制存取控制機(jī)制P 保護(hù)域P 訪(fǎng)問(wèn)矩陣P 訪(fǎng)問(wèn)矩陣的修改（拷貝權(quán)、所有權(quán)、控制權(quán)）P 訪(fǎng)問(wèn)矩陣的實(shí)現(xiàn)（訪(fǎng)問(wèn)控制表、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表）P 分級(jí)安全管理 系統(tǒng)級(jí)安全管理 用戶(hù)級(jí)安

23、全管理 目錄級(jí)安全管理 文件級(jí)安全管理P 磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)保護(hù)域保護(hù)域n進(jìn)程與域之間的聯(lián)系n靜態(tài)聯(lián)系 進(jìn)程的可用資源集在進(jìn)程的整個(gè)生命中是固定的n動(dòng)態(tài)聯(lián)系 進(jìn)程的可用資源集在進(jìn)程的整個(gè)生命中是變化的F1RF2RW域 1F3RF4RWEF5RW域 1F6RWEploter2W域 1Printer1wPrinter1w訪(fǎng)問(wèn)矩陣訪(fǎng)問(wèn)矩陣F用以描述系統(tǒng)存取控制的矩陣訪(fǎng)問(wèn)矩陣中的行代表域，列代表對(duì)象，矩陣中每一項(xiàng)由一組訪(fǎng)問(wèn)權(quán)組成。nR-讀；W-寫(xiě)；E-執(zhí)行n訪(fǎng)問(wèn)權(quán) access(I,j)定義了在域Di中執(zhí)行的進(jìn)程能對(duì)對(duì)象施加的操作集。n訪(fǎng)問(wèn)權(quán)通常由資源的擁有者或管理者所決定。 文件A A 文件B B 文件C

24、 C打印機(jī) 域D1D1R,WR,WR RW W域D2D2W,RW,RE EW W域D3D3R R，W WW W訪(fǎng)問(wèn)矩陣訪(fǎng)問(wèn)矩陣 文件A A 文件B B 文件C C打印機(jī) 域D1D1域D2D2域D3D3域D1D1R,WR,WR RW WS S域D2D2W,RW,RE EW WS S域D3D3R R，W WW Wn進(jìn)程擁有切換權(quán)時(shí)，可將進(jìn)程從一個(gè)保護(hù)域切換到另一保護(hù)域，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程和域之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。訪(fǎng)問(wèn)矩陣訪(fǎng)問(wèn)矩陣保護(hù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)實(shí)現(xiàn)： 當(dāng)進(jìn)程向文件系統(tǒng)提出存取請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)就根據(jù)存取控制矩陣將本次請(qǐng)求和該進(jìn)程對(duì)文件的存取權(quán)限進(jìn)行比較，若不匹配就拒絕執(zhí)行。特點(diǎn)特點(diǎn)：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中所有文件的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限進(jìn)行集中

25、控制。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 當(dāng)用戶(hù)和文件較多時(shí)，存取控制矩陣就較大，占據(jù)的存儲(chǔ)空間就較多； 查找花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。 訪(fǎng)問(wèn)矩陣的修改-拷貝權(quán)，所有權(quán)，控制權(quán) 進(jìn)程在某個(gè)域中對(duì)某對(duì)象擁有的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)可通過(guò)拷貝將訪(fǎng)問(wèn)權(quán)擴(kuò)展擴(kuò)展到其它域（同一列即同一對(duì)象）中。F1F2F3D1E W*D2ER*ED3EF1F2F3D1E W*D2ER*ED3ERW訪(fǎng)問(wèn)矩陣的修改-拷貝權(quán)，所有權(quán)，控制權(quán) 利用所有權(quán)（O）可實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)的擴(kuò)展、增加和刪除（同一列即同一對(duì)象）。F1F2F3D1O,E W D2 R*,OR*,O,WD3E F1F2F3D1O,E W D2 R*,O,W*R*,O,WD3E W W 訪(fǎng)問(wèn)矩陣的修改-拷貝權(quán)，所有權(quán)

26、，控制權(quán) 可改變矩陣中同一行（同一域即不同對(duì)象）的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)。F1F2F3F4F5打印機(jī)打印機(jī)1繪圖儀繪圖儀2D1D2D3D1RR,WD2R,ER,WW controlD3R,W,EWW 訪(fǎng)問(wèn)矩陣的實(shí)現(xiàn)-訪(fǎng)問(wèn)控制表將訪(fǎng)問(wèn)矩陣按列（對(duì)象）劃分，為每一列建立一張?jiān)L問(wèn)控制表ACL。在該表中無(wú)原矩陣中的空項(xiàng)。由有序?qū)Γㄓ?，?quán)集）組成。對(duì)象為文件時(shí)，常將ACL存放于該文件的FCB/索引結(jié)點(diǎn)中，作為存取控制信息?？啥x缺省的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)集。訪(fǎng)問(wèn)矩陣的實(shí)現(xiàn)-訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表F將訪(fǎng)問(wèn)矩陣按行（域）劃分，形成一行一張?jiān)L問(wèn)權(quán)限表。類(lèi)型權(quán)力對(duì)象文件R-R-指向文件3的指針 文件RWE RWE 指向文件4的指針 文件RW-RW-指向

27、文件5的指針 打印機(jī)-W-W-指向打印機(jī)1的指針 分級(jí)安全管理分級(jí)安全管理-系統(tǒng)級(jí)安全管理P 主要任務(wù) 不允許未經(jīng)核準(zhǔn)的用戶(hù)進(jìn)入系統(tǒng)P 主要方法P注冊(cè)P登錄P其它措施系統(tǒng)級(jí)安全管理用戶(hù)級(jí)安全管理目錄級(jí)安全管理文件級(jí)安全管理注冊(cè)注冊(cè)n主要目的 使系統(tǒng)管理員能夠掌握要使用系統(tǒng)的諸用戶(hù)的情況，并保證用戶(hù)名在系統(tǒng)中的唯一性。n實(shí)現(xiàn)n系統(tǒng)中保存一張用戶(hù)表。n用戶(hù)使用前須占用用戶(hù)表一空項(xiàng)注冊(cè)。n用戶(hù)使用后須由管理員將該用戶(hù)從用戶(hù)表中刪除。n一旦刪除，該用戶(hù)便不能再進(jìn)入系統(tǒng)，除非再次登錄。n用戶(hù)表中用戶(hù)有限。注冊(cè)用戶(hù)表用戶(hù)1用戶(hù)2用戶(hù)3用戶(hù)2表用戶(hù)名口令上機(jī)時(shí)間終端號(hào)登錄登錄n主要目的 通過(guò)核實(shí)該用戶(hù)的注冊(cè)

28、名及口令來(lái)檢查該用戶(hù)使用系統(tǒng)的合法性。n實(shí)現(xiàn)n輸入注冊(cè)用戶(hù)名。n系統(tǒng)將注冊(cè)用戶(hù)名與用戶(hù)表中的注冊(cè)名比較。n若用戶(hù)名正確，則輸入用戶(hù)口令。n口令正確，則登錄成功。n用戶(hù)可使用系統(tǒng)。注冊(cè)用戶(hù)表用戶(hù)1用戶(hù)2用戶(hù)3用戶(hù)2表用戶(hù)名口令上機(jī)時(shí)間終端號(hào)其它措施其它措施n規(guī)定用戶(hù)定期修改口令n限定用戶(hù)的終端n限定用戶(hù)的上機(jī)時(shí)間 注冊(cè)用戶(hù)表用戶(hù)1用戶(hù)2用戶(hù)3用戶(hù)2表用戶(hù)名口令上機(jī)時(shí)間終端號(hào)分級(jí)安全管理分級(jí)安全管理-用戶(hù)級(jí)安全管理P 主要任務(wù) 根據(jù)用戶(hù)性質(zhì)、需求及文件屬性給用戶(hù)分配“文件訪(fǎng)問(wèn)權(quán)” 。P 主要方法P用戶(hù)分類(lèi) 文件主 伙伴 一般用戶(hù)（超級(jí)用戶(hù)、系統(tǒng)操作員、用戶(hù)、顧客）P文件訪(fǎng)問(wèn)權(quán)（建立、刪除、打開(kāi)、讀

29、、寫(xiě)、查詢(xún)、修改、父權(quán)）系統(tǒng)級(jí)安全管理用戶(hù)級(jí)安全管理目錄級(jí)安全管理文件級(jí)安全管理分級(jí)安全管理分級(jí)安全管理-目錄級(jí)安全管理P 主要任務(wù) 為保護(hù)系統(tǒng)中各種目錄的安全，系統(tǒng)對(duì)目錄操作指定了權(quán)限。P 實(shí)現(xiàn)方法 用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)一目錄時(shí)，核心將比較用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)和目錄中的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)。 若二者中均有該訪(fǎng)問(wèn)權(quán)，用戶(hù)方能獲得有效訪(fǎng)問(wèn)權(quán)（兩權(quán)限的交集）。 否則，拒絕用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)。系統(tǒng)級(jí)安全管理用戶(hù)級(jí)安全管理目錄級(jí)安全管理文件級(jí)安全管理分級(jí)安全管理分級(jí)安全管理-文件級(jí)安全管理P 主要任務(wù) 通過(guò)系統(tǒng)管理員或文件主對(duì)文件屬性的設(shè)置，來(lái)控制用戶(hù)對(duì)文件的訪(fǎng)問(wèn)。P 文件屬性 只執(zhí)行（EO） 隱含（H） 索引（I） 修改（M） 只讀（RO） 讀

30、、寫(xiě)（RW） 共享（SHA） 系統(tǒng)（SY）系統(tǒng)級(jí)安全管理用戶(hù)級(jí)安全管理目錄級(jí)安全管理文件級(jí)安全管理q實(shí)現(xiàn)方法 用戶(hù)對(duì)文件的訪(fǎng)問(wèn)由有效權(quán)限和文件屬性的交集決定磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù) 容錯(cuò)技術(shù)容錯(cuò)技術(shù)是通過(guò)在系統(tǒng)中設(shè)置冗余部件的辦法，來(lái)提高系統(tǒng)可靠性的一種技術(shù)。n磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)：磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)：是通過(guò)增加冗余的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、磁盤(pán)控制器等方法，來(lái)提高磁盤(pán)系統(tǒng)可靠性的一種技術(shù)。磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)又稱(chēng)為系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)SFT（System Fault Tolerance ）,可分為三級(jí)：n低級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)SFT-I n中級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)SFT-IIn高級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)SFT-III低級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)低級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)SFT-ISFT-I n低級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)低級(jí)磁盤(pán)容錯(cuò)技術(shù)SFT-ISFT-I 防止因磁盤(pán)表面發(fā)生缺陷所引起的數(shù)據(jù)丟失。采用的措施有：n雙份目錄和雙份文件分配表n