# 5.1 文件系统基础

## 一、文件的概念

### 1.1 什么是文件

**文件**：存储在存储介质上的具有符号名的相关信息的集合。

**文件的组成**：
- 数据：文件的内容
- 属性：文件的元数据

### 1.2 文件的属性

**基本属性**：
- 文件名：文件的标识
- 文件类型：文件的种类
- 文件大小：文件占用的存储空间
- 创建时间：文件创建的时间
- 修改时间：文件最后修改的时间
- 访问时间：文件最后访问的时间

**保护属性**：
- 所有者：文件的所有者
- 权限：读、写、执行权限

**存储属性**：
- 物理位置：文件在磁盘上的位置
- 索引节点：文件的索引信息

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## 二、文件的类型

### 2.1 按用途分类

**系统文件**：
- 操作系统使用的文件
- 如：内核文件、配置文件

**用户文件**：
- 用户创建的文件
- 如：文档、图片、视频

**库文件**：
- 程序使用的库
- 如：标准库、第三方库

### 2.2 按数据形式分类

**源文件**：
- 源代码文件
- 如：.c, .java, .py

**目标文件**：
- 编译后的文件
- 如：.o, .obj

**可执行文件**：
- 可以运行的程序
- 如：.exe, .out

### 2.3 按存取控制分类

**只读文件**：
- 只能读，不能修改

**读写文件**：
- 可以读和写

**可执行文件**：
- 可以执行的文件

### 2.4 按组织形式分类

**普通文件**：
- 包含用户数据的文件

**目录文件**：
- 包含文件目录信息的文件

**特殊文件**：
- 设备文件
- 如：/dev/null, /dev/tty

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## 三、文件的操作

### 3.1 基本操作

**创建**：创建一个新文件
**删除**：删除一个文件
**打开**：打开文件，建立进程与文件的连接
**关闭**：关闭文件，断开连接
**读**：从文件读取数据
**写**：向文件写入数据
**设置读写位置**：移动文件指针
**获取属性**：获取文件属性
**设置属性**：修改文件属性
**重命名**：修改文件名

### 3.2 文件打开操作

**打开文件的目的**：
- 将文件属性读入内存
- 在进程与文件之间建立连接
- 返回文件描述符（句柄）

**打开后的操作**：
- 通过文件描述符进行读写
- 不需要每次都查找文件

### 3.3 文件关闭操作

**关闭文件的目的**：
- 断开进程与文件的连接
- 释放文件描述符
- 将修改写回磁盘

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## 四、文件的逻辑结构

### 4.1 无结构文件（流式文件）

**特点**：
- 文件是字节流
- 没有记录结构
- 如：文本文件、二进制文件

**优点**：
- 简单灵活
- 节省存储空间

**缺点**：
- 查找困难
- 只能顺序访问

### 4.2 有结构文件（记录式文件）

**特点**：
- 文件由若干记录组成
- 每个记录有固定格式

**记录类型**：
- 定长记录：每个记录长度相同
- 变长记录：每个记录长度不同

**优点**：
- 便于查找
- 可以随机访问

**缺点**：
- 存储开销大
- 不够灵活

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## 五、文件的物理结构

### 5.1 连续分配

见5.2节

### 5.2 链接分配

见5.2节

### 5.3 索引分配

见5.2节

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## 六、文件控制块（FCB）

### 6.1 什么是FCB

**文件控制块（File Control Block）**：
- 用于描述和控制文件的数据结构
- 文件存在的标志

### 6.2 FCB的内容

**基本信息**：
- 文件名
- 文件类型
- 文件大小

**存储信息**：
- 物理位置
- 索引节点号

**时间信息**：
- 创建时间
- 修改时间
- 访问时间

**权限信息**：
- 所有者
- 权限

### 6.3 FCB的组织

**文件目录**：FCB的有序集合

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## 七、考研重点

1. **文件的概念**：什么是文件
2. **文件的属性**：基本属性、保护属性、存储属性
3. **文件的类型**：按用途、数据形式、存取控制、组织形式分类
4. **文件的操作**：创建、删除、打开、关闭、读、写
5. **文件的逻辑结构**：无结构文件、有结构文件
6. **FCB**：文件控制块的内容

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*下一节：5.2 文件的物理结构*