嵌入式系统设计师学习笔记十九：文件管理

基于文件系统的概念，可以把数据组成分为数据项、记录和文件三级。
数据项：数据项是最低级的数据组织形式，分为基本数据项和组合数据项。

记录：记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。

文件：文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。

文件组织结构：

逻辑结构：
流式文件（无结构文件）：文件的长度是以字节为单位的，对流式文件的访问，则是利用读、写指针来指出下一个要访问的字符。

可以把流式文件看做是记录式文件的一个特例：一个记录仅有一个字节。

记录式文件（有结构文件）：在记录式文件中，每个记录都用于描述实体集体中的一个实体，各记录有着相同或不同数目的数据项。（记录的长度可分为定长和不定长两类）

物理结构：
顺序结构：在顺序文件中，可以按照不同的顺序进行排序。

链接结构：若已知当前文件的地址，通过文件指针的方式寻址到下一个文件的首地址，将不同文件通过文件指针链接起来。

索引结构：通过建立不同级别的索引结构，能够扩大文件索引的索引范围。

文件控制块（FCB）：

为了能对系统中的大量文件施以有效的管理，在文件控制块中，通常应含有三类信息，基本信息、存取控制信息及使用信息。

①基本信息类：文件名、文件物理位置、文件逻辑结构、文件物理结构等。
②存取控制信息类：文件主的存取权限、核准用户的存取权限以及一般用户的存取权限。
③使用信息类：文件的建立日期和时间、文件上一次修改的日期和时间，以及当前使用信息。

树形目录结构：

绝对路径：从根目录到当前目录的路径。
相对路径：从当前目录的前一级目录到当前目录的路径。

在下图中，对于文件F2来说，
其绝对路径为：/D1/W2/F2
其相对路径为：W2/F2
(第一层的‘/’表示根目录)

空闲存储空间的管理：

位示图法

在上图中很好理解，当我们订机票的时候，黄***域表示已出售的座位（不可占用），绿***域表示未出售的座位（空闲）。通过这种方法，哪里的座位空闲，哪里的座位已售一目了然。

在磁盘管理中也可利用此法，每个盘块若为0则空闲能够进行存储操作，若为1则已被占用不可存储。

位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应盘块空闲；当为“1”时，表示已分配。

盘块的分配：
根据位示图进行盘块的分配时，可分为三步进行：

1、顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为0的二进制位（“0”表示空闲时）。
2、将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。
假定找到的值为“0”的二进制位位于位示图的第i行，第j列，n表示每行的位数，
则与其对应的盘块号为：b = n*(i-1) + j   
3、修改位示图，令map[i,j] = 1 表示该盘块已分配

盘块的回收：
盘块的回收分为两步：

1、将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。
转换公式为： i = (b-1) DIV n + 1    （DIV为整除的意思）
            j = (b-1) MOD n + 1     （MOD为取余的意思）
2、修改位示图。令map[i,j] = 0。