文件目录

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一、文件目录的实现

目录结构使文件之间的组织结构清晰，易于查找，使编程时也可以很方便地用文件路径找到一个文件。

目录本身是一种有结构文件，由一条条记录组成。每条记录对应一个放在该目录下的文件。

一条记录即一个文件目录项，对应一个 FCB 文件控制块 File Control Block。

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对目录需要进行如下操作：

• 搜索：当用户要使用一个文件时，系统要根据文件名搜索目录，找到该文件对应的目录项
• 创建文件：创建一个新文件时，需要在其所属的目录中增加一个目录项
• 删除文件：当删除一个文件时，需要在目录中删除相应的目录项
• 显示目录：用户可以请求显示目录的内容，如显示该目录中的所有文件及相应属性
• 修改目录：某些文件属性保存在目录中，因此这些属性变化时需要修改相应的目录项（如：文件重命名）

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二、目录结构

（一）单级目录结构

特征：

• 实现了“按名存取”
• 不允许文件重名

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（二）两级目录结构

特征：

• 分为 MFD 主文件目录 Master File Directory 和 UFD 用户文件目录 User File Directory
• 允许不同用户的文件重名
• 可以通过登录时的用户名是否匹配在目录上实现访问限制
• 缺乏灵活性，用户不能对自己的文件进行分类

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（三）多级目录结构（树形目录结构）

特征：

• 访问某个文件要用文件路径名表示文件
• 路径分为“绝对路径”和“相对路径”

相对路径的设立是因为在用户会连续访问同一目录内的多个文件的场景下，每次都从根目录开始查找需要进行多次读磁盘 I/O 操作，极其低效。

• 层次结构清晰，更有效地进行文件的管理和保护
• 不便于实现文件的共享（提出了下面的无环图目录结构）

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（四）无环图目录结构

特征：

• 目录结构通常为有向无环图

有向无环图 DAG ：首先它是一个图，然后它是一个有向图，其次这个有向图的任意一个顶点出发都没有回到这个顶点的路径，是为有向无环。DAG 可以执行拓扑排序。

• 可以更方便地实现多个用户间的文件共享

共享文件 ≠ 复制文件

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三、索引节点（FCB的改进）

特征：

• 保留 FCB 的最基本和最关键的文件名项，将其他信息封装为指针，减少目录表占用的内存空间大小
• 只有在需要某个文件且找到了对应文件名的目录项时，才将索引节点调入内存
• 分为存放在外存的 “磁盘索引节点” 和调入内存后的 “内存索引节点” （需要增加信息）

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