（三）文件系统

1. 基本概念

1.1. 三个层次

• 最底层：文件对象及其属性；

• 中间层：对文件进行操作和管理的软件集合；

• 最高层：文件系统提供给用户的接口；

1.2. 全局结构

• 外存中：控制块，目录结构等；

• 内存中：目录块缓存，打开文件表等；

2. 外存空闲空间管理方法

2.1. 空闲表（了解）

• 空闲表是连续分配的，记录外存中每块连续空闲区域的起始块号和长度；

2.2. 空闲链表（了解）

• 空闲盘块链：以盘块为单位，将所有空闲块组织成一条链；

• 空闲盘区链：一个空闲盘区 = 若干连续的空闲盘块；

2.3. 位示图

• 用二进制中的一位表示某个盘块空闲与否，所有对应位构成一个集合，称位示图；

• 对应盘块号通常是连续的，如元素 $[i,j]$对应$i\times n_{row}+j$ 号盘块；

• 分配，回收即是批量修改对应位的值；

2.4. 成组链接法（了解）

• 空闲盘块栈：存放当前可用的一组空闲盘块号（通常最多 100 个），同时存放 $N$ 表示栈中可用的盘块数；

  • $N$ 兼有栈顶指针作用；

• 链接：每个空闲盘块栈的栈底存放指向另一个栈的指针，若当前栈不够分配，则去所链接的的下一个栈分配。所有栈依次链接起来；

• 回收：若回收时可用块个数超出了栈的容量，则放入链接到的下一个栈中；

• 例：图中 201 到 299 指向空闲盘块，栈底 300 指向下一个空闲盘块栈，下一个栈中 400 又指向下一个，如此直到 7900 号块的栈中为 0，表示没有下一个了；

3. 虚拟文件系统（Virtual File System，VFS）

• VFS 是一个内核软件层，位于物理文件系统与系统服务之间

• VFS 抽象出各种文件操作，向上提供给系统服务，而向下管理不同物理文件系统的具体实现

• VFS 使得系统和进程可以用一组相同的方法操作不同的物理文件系统；

4. 挂载（Mounting）

小结

• 文件和目录的概念；

• 文件的物理结构；

• 文件系统；