本文参考于王道计算机考研操作系统

1. 文件系统

1.1 文件的概念和属性

（1）、什么是文件？
文件是一组有意义信息的集合。

（2）、文件的相关属性

文件名
标识符
类型
大小
位置
保护信息

1.2 文件的逻辑结构

（1）、什么是文件的逻辑结构？
文件的逻辑结构是指文件内部数据的组织方式。

（2）、综述

（3）、无结构文件
文件中的数据就是一系列二进制流和字符流，又称"流式文件"。

（4）、有结构文件
由一组相似的记录组成，又称“记录式文件”。每条记录由数条数据项组成。每条记录根据记录的长度又可以分为定长记录和不定长记录。

定长记录

不定长记录

（5）、顺序文件

（6）、索引文件

（7）、索引顺序文件

（8）、多级索引文件

1.3 文件的目录结构

（1）、什么是文件的目录结构？
文件的目录结构就是文件之间的组织方式。

（2）、综述

（3）、文件控制块（FCB）
文件控制块中包含了文件基本信息、存取控制信息 和 使用信息。其对于文件的重要程度和PCB对进程的重要程度一样。

（4）、单级目录

（5）、两级目录

（6）、多级目录

（7）、无环图目录

1.4 文件的物理结构

（1）、什么是文件的物理结构？
文件的物理结构就是指文件如何存放在外存中的。

（2）、综述

（3）、什么是文件块？
类似于内存分页，磁盘中的存储单元被分为一个个“块、磁盘块、文件块”。磁盘块的大小和内存块、页面的大小相同。

（4）、连续分配

优点：支持顺序访问和随机访问，访问速度快。
缺点：不方便拓展，存储空间的利用率低，会产生磁盘碎片。

（5）、链接分配

隐式链接

显式链接

（6）、索引分配

如何实现逻辑块号到物理块号的转换？

数据太大，一个索引表装不下那么多的映射怎么办？

链接方案

多层索引

混合索引

索引分配总结

1.5 文件的基本操作原理

（1）、创建文件

（2）、删除文件

（3）、读文件

（4）、写文件

（5）、打开文件

打开文件表有两种：

（6）、关闭文件

1.6 文件共享

（1）、基于索引结点的共享方式（硬链接）

（2）、基于符号链的共享方式（软链接）

1.7 文件保护

（1）、口令保护

（2）、加密保护

（3）、访问控制

2. 磁盘的组织与管理

2.1 磁盘的结构

（1）、磁盘、磁道、扇区

（2）、如何在磁盘中读/写数据

（3）、盘面、柱面

（4）、磁盘的分类

按磁头是否可移动分类

按盘片是否可更换分类

2.2 磁盘调度算法

先来先服务算法（FCFS）：根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。
优点：公平；如果请求访问的磁道比较集中的话，算法性能还算可以。
缺点：如果大量进程竞争使用磁盘，请求访问的磁道很分散，FCFS在性能上很差，寻道时间长。
最短寻找时间优先（SSTF）:优先处理的磁道是与当前磁头最近的磁道。可以保证每次寻道时间最短，但是不能保证总的寻道时间最短。（其实是贪心算法的思想，只是选择眼前最优，但是总体未必最优）。
缺点：可能产生饥饿现象。
扫描算法（SCAN）: SSTF算法会产生饥饿的原因在于：磁头有可能再一个小区域内来回得移动。为了防止这个问题，可以规定：磁头只有移动到请求最外侧磁道或最内侧磁道才可以反向移动，如果在磁头移动的方向上已经没有请求，就可以立即改变磁头移动，不必移动到最内/外侧的磁道。这就是扫描算法的思想。
优点：性能较好，寻道时间较短，不会产生饥饿现象。
缺点：SCAN算法对于各个位置磁道的响应频率不平均。
循环扫描算法（C-SCAN）: SCAN算法对各个位置磁道的响应频率不平均，而C-SCAN算法就是为了解决这个问题。规定只有磁头朝某个特定方向移动时才处理磁道访问请求，而返回时直接快速移动至最靠边缘的并且需要访问的磁道上而不处理任何请求。
优点：相比于SCAN算法，对于各个位置磁道响应频率很平均。
缺点：相比于SCAN算法，平均寻道时间更长。