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（1）基本概念。文件是数据的一种组织形式，而文件管理系统是指文件和对文件进行操纵和管理的软件集合。基于文件系统的概念把数据的组成分为数据项、记录和文件3级。
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①数据项。基本数据项用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑单位，即原子数据，又称为数据元素或字段，它的命名往往与其属性一致。组合数据项由若干个基本数据项组成，简称组项。
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②记录。这是相关数据项的集合，与数据项类似。记录的长度可能是定长的，也可能是可变长度的。
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③文件。它是记录的集合，被用户或应用程序按名字访问，为了安全起见，每一文件都由访问控制约束。
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（2）文件的分类。根据不同角度，可以将文件划分为不同类别。
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①按性质和用途分类。系统文件（有关操作系统及其他系统程序的信息所组成的文件）、库文件（由标准子程序和常用的应用程序等组成的文件）、用户文件（由用户建立的文件，如源程序、目标程序和数据文件等）。
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②按文件的保护方式分类。只读文件、读写文件、只执行文件。
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③按文件的物理结构分类。顺序文件（连续文件）、链接文件、索引文件。
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④按文件中数据形式分类。源文件、目标文件、可执行文件。
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（3）文件系统的功能。文件系统就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的文件以及为实施文件管理所需要的一些数据结构的总称。文件系统作为一个统一的信息管理机制，应具有下述功能。
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①统一管理文件存储空间（即外存），实施存储空间的分配与回收。
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③实现文件从名字空间到外存地址空间的映射，即实现文件的按名存取。
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④有效实现对文件的各种控制操作（如建立、撤销、打开、关闭文件等）和存取操作（如读、写、修改、复制、转存等）。
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⑤实现文件信息的共享，并且提供可靠的文件保密和保护措施。
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文件的逻辑结构又称为文件组织，是从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。
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（1）顺序文件。顺序文件是指一系列记录按某种顺序排列所形成的文件。顺序文件的记录定长，记录中的数据项的类型长度与次序固定，一般还有一个可以唯一标识记录的数据项，称为键（Key）。记录是按键值的约定次序组织。顺序文件常用于批处理应用，对于查询或更新某个记录的请求的处理性能不佳。
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（2）索引文件。索引文件是基于记录的一个键数据项组织的，而许多应用需按照别的数据项访问文件，为此，常采用索引文件方法，即对主文件中的记录按需要的数据项（一个或几个）创建索引，索引文件本身是顺序文件组织。
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（3）索引顺序文件。索引顺序文件是基于键的约定次序组织的，并维护键的索引和溢出区域。键的索引也可以是多级索引。索引顺序文件既适用于交互方式应用，也适用于批处理方式应用。
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文件系统的一个最大特点是"按名存取"，用户只要给出文件的符号名就能方便地存取到外存空间的文件信息，而不必关心文件的具体物理地址。而实现文件符号名到文件物理地址映射的主要环节是检索文件目录。系统为每个文件设置一个描述性数据结构一一文件控制块（File Control Block， FCB），文件目录就是文件控制块的有序集合。
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（1）文件控制块。文件控制块是系统为管理文件而设置的一个数据结构。FCB是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。FCB通常应包括以下内容：文件名、文件号、用户名、文件的物理位置、文件长度、记录大小、文件类型、文件属性、共享说明、文件逻辑结构、文件物理结构、建立文件的日期和时间、最后访问的日期和时间、最后修改的日期和时间、口令、保存期限等。
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（2）文件目录结构。文件目录结构的组织与管理是文件管理中的一个重要方面，常见的目录结构有3种：即一级目录结构、二级目录结构和多级目录结构。目前大多数操作系统（如UNIX、DOS等）都采用多级目录结构，又称为树形目录结构。
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一级目录结构的整个目录组织是一个线性结构，在整个系统中只需建立一张目录表，系统为每个文件分配一个目录项（文件控制块）。一级目录结构简单，但缺点是查找速度慢，不允许重名和不便于实现文件共享等，因此它主要用在单用户环境中。
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二级目录结构是由主文件目录（Master File Directory， MFD）和用户文件目录（User File Directory， UFD）组成的。在主文件目录中，每个用户文件目录都占有一个目录项，其目录项中包括用户名和指向该用户目录文件的指针。用户目录由用户所有文件的目录项组成。二级目录的优点是提高了检索目录的速度，较好地解决了重名问题。该结构虽然能有效地将多个用户隔离开（这种隔离在各个用户之间完全无关时是一个优点），但当多个用户之间要相互合作去共同完成一个大任务且某一用户又要去访问其他用户的文件时，这种隔离便成为一个缺点，因为这种隔离使诸用户之间不便于共享文件。
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为了解决以上问题，在多道程序设计系统中常采用多级目录结构，这种目录结构像一棵倒置的有根树，所以也称为树形目录结构。从树根向下，每一个节点是一个目录，叶节点是文件。DOS和UNIX等操作系统均采用多级目录结构。采用多级目录结构的文件系统中，用户要访问一个文件，必须指出文件所在的路径名。路径名包含从根目录开始到该文件的通路上所有各级目录名。各级目录名之间、目录名与文件名之间需要用分隔符隔开。例如，在DOS中分隔符为"\"，在UNIX中分隔符为"／"。绝对路径名（Absolute Path Name）是指从根目录开始的完整文件名，由从根目录开始的所有目录名以及文件名构成。
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在多级目录中存取一个文件时需要用到绝对路径名，这就意味着允许用户在自己的目录中使用与其他用户文件相同的文件名。采用多级目录结构提高了检索目录的速度。例如，采用单级目录，查找一个文件最多需查遍系统目录文件中的所有文件目录项，平均也要查一半文件目录项；而多级目录查找一个文件最多只要查遍文件路径上根目录文件和子目录文件中的目录项。
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多级目录结构的优点是便于文件分类，可为每类文件建立一个子目录；查找速度快，因为每个目录下的文件数目较少；可以实现文件共享。缺点是比较复杂。
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在树形结构中，树叶节点表示普通文件，非叶节点表示目录文件。树根节点称为根目录，根目录是唯一的，由它开始可以查找到所有其他目录文件和普通文件，根目录一般可放在内存中。从根节点出发到任意非叶节点或树叶节点，都有且仅有一条路径，该路径上的全部分支组成了一个全路径名。采用多级目录结构时，文件名为一个路径名。
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（3）当前目录。在一个多层次的树形文件目录结构中，如果每次都从根节点开始检索，直到树叶的数据文件为止的、包含所有中间各级目录名在内的全路径名，是相当麻烦的。而且各目录文件通常放在外存，影响访问速度，当层次较多时，检索要耗费很多时间。
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为克服这一缺点，引入"当前目录"或称"工作目录"的概念。系统为用户提供一个目前正在使用的工作目录，称为当前目录。查找文件时既可以从根目录开始，也可以从当前目录开始向下检索。若从当前目录开始，路径名只要给出从当前目录开始到所要访问文件的相对路径名即可。这样检索路径缩短了，检索速度提高了。用户可根据需要更改当前目录。
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文件共享是指不同用户进程使用同一文件。文件共享有多种形式，其中采用文件名和文件说明分离的目录结构有利于实现文件共享。常见的文件链接有硬链接和符号链接两种。
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（1）硬链接。硬链接是指两个文件目录指向同一个索引节点的链接，该链接也称为基于索引节点的链接。也就是说，文件的物理地址及其他属性等信息不再放在目录项中，而是放在索引节点中，在文件目录中只设置文件名及指向相应索引节点的指针。文件硬链接不利于文件删除它拥有的文件，因为文件主要删除它拥有的共享文件，必须首先删除（关闭）所有的硬链接；否则就会造成共享该文件的用户目录指针悬空。
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（2）符号链接。符号链接是指新建立的文件或目录与原来文件或目录的路径名之间的映射。当访问一个符号链接时，系统通过该映射找到原文件的路径，并对其进行访问。符号链接的缺点是：其他用户读取符号链接的共享文件比读取硬链接的共享文件需要增加读盘操作的次数。因为其他用户去读符号链接的共享文件时，系统中根据给定的文件路径名，逐个去查找目录，通过多次读盘操作才能找到该文件的索引节点，而用硬链接的共享文件的目录文件表目中已包括了共享文件的索引节点号。
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文件系统对文件的保护常采用存取控制方法进行。存取控制就是不同的用户对文件的访问有不同的权限，以防止文件被未经文件主同意的用户访问。常用存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表和密码等方法实现对文件的保护。
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（1）存取控制矩阵。理论上存取控制方法可用存取控制矩阵实现。存取控制矩阵是一个二维矩阵，一维列出计算机的全部用户，另一维列出系统中的全部文件，矩阵中每个元素Aij是表示第i个用户对第j个文件的存取权限。通常存取权限有可读、可写、可执行及其组合。
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（2）存取控制表。存取控制表是按用户对文件的访问权限的差别对用户进行分类，由于某一文件往往只与少数几个用户有关，所以这种分类方法可使存取控制表大为简化。UNIX系统就是使用这种存取控制表方法。它把用户分成3类，包括文件主、同组用户和其他用户，每类用户的存取权限为可读、可写、可执行的组合。
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（3）用户权限表。用户权限表是以用户或用户组为单位将用户可存取的文件集中起来存入表中，表中每个表目表示该用户对相应文件的存取权限，这相当于存取控制矩阵一行的简化。
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（4）密码。在创建文件时，由用户提供一个密码，在文件存入磁盘时用该密码对文件内容加密。进行读取操作时，要对文件进行解密，只有知道密码的用户才能读取文件。
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