在學習作業系統時總結了筆記，并分享出來，特别是藍色和紅色字型。
參考書：《作業系統》谌衛軍等，清華大學出版社，2012年5月
參考視訊：清航全套計算機專業課視訊
目錄
第六章 檔案管理
1.檔案
2.目錄
3.檔案系統的實作
第六章 檔案管理
可以從兩種不同的觀點來看待檔案系統：
-使用者觀點：關心的是檔案系統所提供的對外的使用者接口，包括檔案如何命名、如何保護、如何通路（建立、打開、關閉、讀、寫等）；
-作業系統觀點：關心的是如何來實作與檔案有關的各個功能子產品，包括如何來管理存儲空間、檔案系統的布局、檔案的存儲位置等。
1.檔案
檔案的結構
-指檔案的邏輯結構，即檔案系統提供給使用者的檔案結構形式，它獨立于在外存上的實體存儲結構。
-無結構：整個檔案由一序列無結構的位元組流組成；
檔案的分類
普通檔案（regular file)：包含使用者資訊的檔案；
-ASCII檔案：由一行行的文本組成；
-二進制檔案：非ASCII檔案，通常具有某種内部的邏輯結構，為相關的應用程式所了解。
目錄檔案（directory)：管理檔案系統結構的系統檔案。
思考：檔案的屬性資訊存在哪？（後邊講）
2.目錄
-檔案太多了怎麼辦?不同的應用程式有不同類型的檔案，不同的使用者有不同的檔案，如何對它們進行組織、分類?
-如何對檔案進行管理？當使用者需要通路某個檔案時，如何根據這個檔案名迅速地定位到相應的檔案，進而對檔案的屬性和内容進行各種操作?
-解決的辦法就是：目錄。
目錄（directory)也稱檔案夾（folder)，它是一張表格，記錄了在該目錄下的每一個檔案的檔案名和其他的一些管理資訊。
一般情況下，每個檔案占用該表格的某一行，即一個目錄項（該表格如何存放？）；
這張表格本身是以檔案的形式存放在磁盤上；
在目錄的管理上，也有相關的系統調用，如：
-建立目錄create；
-删除目錄delete；
-修改目錄名rename；
思考：如何存放？結構體數組
思考：根目錄如何存放？單獨存放
3.檔案系統的實作
6.1(檔案）和6.2(目錄)是從使用者的角度來看待檔案系統，使用者所關心的問題是檔案如何來命名、可以對檔案進行哪一些操作、目錄的邏輯結構是什麼樣的等各種與使用者接口有關的問題；
從檔案系統的實作來看，實作者更關心的是檔案和目錄是如何存儲的、磁盤空間是如何管理的、如何使整個檔案系統能高效、可靠地運轉。
塊（block）
-檔案的邏輯結構一般是位元組流；
-對于使用者而言，可以在這種位元組流的基礎上，構造自己所需的各種類型的資料結構，如：記錄結構、樹狀結構、線性結構等；
-對于檔案系統而言，必須将這種位元組流（一個連續的邏輯位址空間)儲存在磁盤的某些扇區中；
-通常做法：把磁盤空間劃分為一個個大小相同的塊（block)，稱為實體塊；把該邏輯位址空間也分成大小相同的邏輯塊，在檔案系統的内部，以塊為機關來進行操作；
-一個實體塊由一個或多個連續的扇區組成。
小實驗：一個文本十個字元占用（大小）10個位元組，但在磁盤占用空間32KB（塊的大小：32KB）
檔案系統的布局
一個磁盤在低級格式化以後，可以用分區軟體劃分為若幹個分區。在分區以後，磁盤的扇區0稱為主引導記錄（Master Boot Record，MBR），用來啟動計算機，MBR的結尾是一個分區表，記錄了每個分區的起始扇區和大小，其中有一個分區為活動分區；
檔案的實作需解決以下兩個問題：
-如何來描述一個檔案，如何來記錄檔案的各種管理資訊？
-如何來存放檔案，即如何把檔案的各個連續的邏輯塊存放在磁盤上的空閑實體塊當中？如何來記錄邏輯塊與實體塊之間的映射關系?
如何來實作FAT?
-想想在頁式存儲管理當中，如何實作邏輯頁面到實體頁面的映射?
-FAT表的實作方法：在檔案系統中，設定一個維的線性表格，其項數等于磁盤實體塊個數，并按實體塊編号的順序建立索引。對于每一個檔案，在它的FCB中記錄了第一個實體塊編号X1，而在FAT表的第X1項中，記錄了該檔案的第二個實體塊編号X2，…，進而形成一個連結清單。
多個檔案如下：
思考：假設每個實體塊大小為4KB，每個檔案最大為多少？
假設位址為一個整數，四個位元組，最多放：4K/4=1K，一共可放4KB*1K = 4M
若檔案太大，怎麼辦？可指向另一位址映射表。（用二級索引或三級索引）
目錄的實作
目錄的主要功能：根據使用者給出的ASCIⅡ形式的檔案名（路徑名），迅速地定位到相應的檔案控制塊。目錄的實作需解決以下三個問題：
-目錄項的内容；
-長檔案名問題；
-目錄的搜尋方法。
思考：若隻更改了檔案名，什麼發生了改變？父目錄發生了改變
系統調用的實作
在檔案系統的内部，是如何來實作open、close、read、write等各種系統調用函數的？
1）資料結構
·位于外存上的資料結構：
-目錄結構：用來組織檔案，通過檔案名來尋找其FCB；
-檔案控制塊FCB：記錄了檔案的各種屬性資訊和檔案所在的實體塊資訊；
·位于記憶體中的資料結構：
-系統内打開檔案表：記錄了系統中已打開檔案的FCB和共享計數等資訊；
-程序内打開檔案表：在程序内部打開的檔案所組成的一個表格，包括打開方式、讀寫指針、該檔案在系統打開檔案表中的索引。