操作系统文件物理块是什么意思

⑴ 什么是文件系统的物理属性

1. 文件和文件系统
（1） 文件的概念
文件是存储在外存上的具有标识名的一组相关信息集合，它具有文件类型、长度、物理位置、存取控制和建立时间等属性。文件的三个基本特征是：
 文件的内容是一组信息的集合，可以是源程序、二进制代码、文本文档、数据、表格、声音和图象等。
 文件具有保存性，存放在某种存贮介质上，长期保存，多次使用。
 文件是按名存取的，每个文件都具有唯一的标识名。
（2） 文件系统
文件系统包含两方面的含义，一方面包括负责管理文件的一组系统软件，另一方面也包括被管理的对象，即文件。
文件系统的主要目标是提高外存空间的利用率，它要解决的主要问题有：完成文件存储空间的管理，实现文件名到物理地址的转换，实现文件和目录的操作，提供文件共享能力和安全措施，提供友好的用户接口。
（3） 文件的分类
 按用途分类——系统文件、库文件、用户文件、文档文件
 按文件中的数据形式分类——源文件、目标文件、可执行文件
 按存取控制属性分类——只执行文件、只读文件、读写文件
 按文件逻辑结构分类——有结构的记录式文件、无结构的字符流式文件
 按文件的物理结构分类——顺序文件、链接文件、索引文件
 按信息流向分类——输入文件、输出文件、输入/输出文件
2. 文件的逻辑结构
从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户可直接处理的数据及其结构，独立于物理特性，又称文件组织。
3. 文件的物理结构
根据外部存储设备的不同，文件被划分为若干个大小相等的物理块，它是存放文件信息或分配存储空间的基本单位，也是文件系统与主存之间传输或交换信息（读写）的基本单位。物理块的大小一般是固定的，由存储设备和操作系统确定。一个物理块可以存放一个或多个逻辑记录，或者多个物理块存放一个逻辑记录。
（1） 顺序文件（连续文件）
按照逻辑文件中的记录顺序，依次把逻辑记录存储到连续的物理块中而形成的文件。记录的逻辑顺序与占用的物理块顺序一致，管理简单，特别适合顺序存取，但不便于文件的扩充。
（2） 链接文件
链接文件的物理块可以不连续，也不必顺序排列，但每个物理块中设置一个指针，指向下一个物理块的地址。解决了存储器的碎片问题，有利于文件扩充，但存取速度较慢。
（3） 索引文件
索引文件是另一种对文件存储不进行连续分配的方式。系统为每个文件建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系的表，称为索引表，每个记录占一个索引项。

4. 文件的存取方法
（1） 顺序存取——按逻辑地址顺序存取
（2） 随机存取——直接存取
文件的存取密切依赖于文件的物理结构，也依赖于存放文件的存储设备的特性。

⑵ 什么是文件的逻辑组织和物理组织文件的逻辑组织有几种形式

1 文件的逻辑组织

文件的逻辑组织通常分为两种形式，即有结构文件和无结构文件。

1）有结构文件

又称作记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续记录的集合，即文件是由若干个相关的记录组成。每个记录是一组相关的数据集合，用于描述一个对象某个方面的属性。

记录式文件按其记录的长度是否相同又可分为：定长记录文件和变长记录文件两种。

（1）定长记录文件：指文件中所有记录的长度都相同。文件的长度可用记录的数目来表示。定长记录处理方便，开销小，被广泛用于数据处理中。

（2）变长记录文件：指文件中各记录的长度不相同。在处理之前每个记录的长度是已知的。

2）无结构文件

无结构文件是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件，其长度直接按字节计算。如大量的源程序、可执行程序、库函数等采用的文件形式是无结构文件形式。在UNIX系统中，所有的普通文件都被看做是流式文件，系统不对文件进行格式处理。

2 文件的物理组织

几种基本的文件物理存储组织形式：

1）连续文件

连续文件（又称做顺序文件）是基于磁带设备的最简单的物理文件结构，它是把一个逻辑上连续的文件信息存放在连续编号的物理块（或物理记录）中。

连续文件的优点是在顺序存取时速度较快，常用于存放系统文件，如操作系统文件、编译程序文件和其它由系统提供的实用程序文件，因为这类文件往往被从头至尾依次存取。

但连续文件也存在如下缺点：
（1）要求建立文件时就确定它的长度，依此来分配相应的存储空间，这往往很难实现。
（2）不便于文件的动态扩充。
（3）可能出现外部碎片，就是在存储介质上存在很多空闲块，但它们都不连续，无法被连续的文件使用，从而造成浪费。

2）串连文件

为克服连续文件的缺点，可把一个逻辑上连续的文件分散存放在不同的物理块中，这些物理块不要求连续，也不必规则排列。为了使系统能找到下一个逻辑块所在的物理块，可在各物理块中设立一个指针（称为连接字），它指示该文件的下一个物理块。

串连文件克服了连续文件的缺点，但它又带来新的问题：
（1）一般仅适于对信息的顺序访问，而不利于对文件的随机存取。
（2）每个物理块上增加一个连接字，为信息管理添加了一些麻烦。

3）FAT文件

串连文件的缺点可通过把连接字放在一个内存表格中的方式加以克服。这种在内存中的表格就称为文件分配表（FAT，File Allocation Table）。

由于连接字保存在FAT表项中，因此整个盘块都可以用来存放数据。另外，也更容易实现随机存取了。与串连文件相似，在文件目录中要添加一个整数，标明该文件的起始盘块号。

这种方法的主要缺点是整个FAT必须在系统工作期间始终驻留在内存中，从而占用了较多内存空间。当然，可以把这个表移到分页内存中，采用调页方式进行管理。但是，仍然要占用大量的虚存空间和盘空间，同时也会产生额外缺页问题。

4）索引文件

索引文件是实现非连续分配的另一种方案：系统为每个文件建立一个索引表。其中的表项指出存放该文件的各个物理块号，而整个索引表由文件说明项指出。

这种结构除了具备串连文件的优点之外，还克服了它的缺点。它可以方便地进行随机存取。但是这种组织形式需要增加索引表带来的空间开销。如果这些表格仅放在盘上，那么在存取文件时首先得取出索引表，然后才能查表、得到物理块号。这样就至少增加了一次访盘操作，从而降低了存取文件的速度，加重了 I/O负担。一种改进办法是同时把索引表部分或全部地放人内存。这是以内存空间为代价来换取存取速度的改善。

5）多重索引文件

为了用户使用方便，系统一般不应限制文件的大小。如果文件很大，那么不仅存放文件信息需要大量盘块，而且相应的索引表也必然很大。在这种情况下把索引表整个放在内存是不合适的，为此引出多重索引结构（又称多级索引结构）。在这种结构中采用了间接索引方式，即由最初索引项中得到某一盘块号，该块中存放的信息是另一组盘块号；而后者每一块中又可存放下一组盘块号（或者是文件本身信息），这样间接几级（通常为1~3级），最末尾的盘块中存放的信息一定是文件内容。例如，UNIX文件系统就采用了多重索引的方式。

这种方法具有一般索引文件的优点，但也存在间接索引需要多次访盘而影响速度的缺点。由于UNIX分时环境中多数文件都较小，这就大大减弱了其缺点所造成的不利影响。

⑶ 块存储、文件存储、对象存储这三者的本质差别是什么

块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的，就是说例如磁盘阵列里面有5块硬盘（为方便说明，假设每个硬盘1G），然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM（逻辑卷）等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。（假设划分完的逻辑盘也是5个，每个也是1G，但是这5个1G的逻辑盘已经于原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面，可能第一个200M是来自物理硬盘1，第二个200M是来自物理硬盘2，所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。）接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机，主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘，但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的，它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已，跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的，至少操作系统感知上没有区别。此种方式下，操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后，才能使用，与平常主机内置硬盘的方式完全无异。优点：这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段，对数据提供了保护。另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来，成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务，提高了容量。写入数据的时候，由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘，所以几块磁盘可以并行写入的，提升了读写效率。很多时候块存储采用SAN架构组网，传输速率以及封装协议的原因，使得传输速度与读写速率得到提升。

⑷ 操作系统,页号,页面号和块号怎么区别 页面号是不是就是块号

1、页和块的对象不同：页是对逻辑地址进行分页存储，块是对实际地址进行分块存储。

2、页号是虚拟地址的划分，指向程序中的某一页，每个页号对应一个页面号。

3、块号是实际地址的划分，指向内存空间中某一个物理块。

4、页面号不是块号。

(4)操作系统文件物理块是什么意思扩展阅读

分页存储

1、分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页面或页，并为各页加以编号，从0开始，如第0页、第1页等。

2、相应地，也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为(物理)块或页框(frame)，也同样为它们加以编号，如0#块、1#块等等。

3、在为进程分配内存时，以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内碎片”。

分段存储

1、在分段存储管理方式中，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。例如，有主程序段MAIN、子程序段X、数据段D及栈段S等。

2、每个段都有自己的名字。为了实现简单起见，通常可用一个段号来代替段名，每个段都从0开始编址，并采用一段连续的地址空间。

3、段的长度由相应的逻辑信息组的长度决定，因而各段长度不等。整个作业的地址空间由于是分成多个段，因而是二维的，亦即，其逻辑地址由段号(段名)和段内地址所组成。

参考文献：网络-存储管理

⑸ linux中什么是块文件

实话，只了解一个文件不形象，找了一点资料。相互联系的。希望对你有用。当然，里面也有块的解释，而且说的还是不错的。

系统中能够随机（不需要按顺序）访问固定大小数据片（chunks）的设备被称作块设备，这些数据片就称作块。最常
见的块设备是硬盘，除此以外，还有软盘驱动器、CD-ROM驱动器和闪存等等许多其他块设备。注意，它们都是以安装文件系统的方式使用的——这也是块设备
的一般访问方式。
另一种基本的设备类型是字符设备。字符设备按照字符流的方式被有序访问，像串口和键盘就都属于字符设备。如果一个硬件设备是以字符流的方式被访问的话，那就应该将它归于字符设备；反过来，如果一个设备是随机（无序的）访问的，那么它就属于块设备。
这两种类型的设备的根本区别在于它们是否可以被随机访问——换句话说就是，能否在访问设备时随意地从一个位置跳转到另一个位置。举
个例子，键盘这种设备提供的就是一个数据流，当你敲入“fox”
这个字符串时，键盘驱动程序会按照和输入完全相同的顺序返回这个由三个字符组成的数据流。如果让键盘驱动程序打乱顺序来读字符串，或读取其他字符，都是没
有意义的。所以键盘就是一种典型的字符设备，它提供的就是用户从键盘输入的字符流。对键盘进行读操作会得到一个字符流，首先是“f”，然后是“o”，最后
是“x”，最终是文件的结束（EOF）。当没人敲键盘时，字符流就是空的。硬盘设备的情况就不大一样了。硬盘设备的驱动可能要求读取磁盘上任意块的内容，
然后又转去读取别的块的内容，而被读取的块在磁盘上位置不一定要连续，所以说硬盘可以被随机访问，而不是以流的方式被访问，显然它是一个块设备。
内核管理块设备要比管理字符设备细致得多，需要考虑的问题和完成的工作相比字符设备来说要复杂许多。这是因为字
符设备仅仅需要控制一个位置—当前位置—而块设备访问的位置必须能够在介质的不同区间前后移动。所以事实上内核不必提供一个专门的子系统来管理字符设备，
但是对块设备的管理却必须要有一个专门的提供服务的子系统。不仅仅是因为块设备的复杂性远远高于字符设备，更重要的原因是块设备对执行性能的要求很高；对
硬盘每多一分利用都会对整个系统的性能带来提升，其效果要远远比键盘吞吐速度成倍的提高大得多。另外，我们将会看到，块设备的复杂性会为这种优化留下很大
的施展空间。
简单来讲，块设备可以随机存取，而字符设备不能随机存取，那裸设备又该如何解释呢？
难道裸设备，如磁盘裸设备也不能随机读取吗？那在数据库中用裸设备建一个2g的数据文件，为了存取最后一个数据块，难道ORACLE还要把前面的所有数据块都读一遍，显然不符合事实，如果这样解释呢，操作系统不能随机读取，并不意味着数据库也不能随机读取。
块设备通过系统缓存进行读取，不是直接和物理磁盘读取。字符设备可以直接物理磁盘读取，不经过系统缓存。（如键盘，直接相应中断）

⑹ 在操作系统中，何谓逻辑文件何谓物理文件

逻辑文件：规定用户直接使用的文件
物理文件：存储介质上的文件

⑺ 文件系统的主要任务是什么什么是文件的物理结构什么是文件的逻辑结构

文件系统的主要任何是让操作系统可以针对数据进行操作，因为计算机中的长期存放的数据都是在硬盘或软盘上的（包括U盘），所以要想操作系统有针对性的对数据进行操作就必须有一套固定的文件系统。
所谓文件系统的物理结构是指数据存放在硬盘上时硬盘磁粉的排列形状。
文件的逻辑结构就是指在操作系统里面看到的那些文件夹啦数据文件之类的东西。

⑻ 操作系统如何管理磁盘和文件的文件和簇快有什么区别和联系

后者是前者的基础，操作系统通过总线和处理器管理磁盘，通过b数（或文件系统）算法管理文件。
电脑网络系统问题。操作系统是如何管理磁盘和文件的。主要是通过硬盘分区表管理硬盘分区。
通过索引文件管理文件。索引文件是实现非连续分配的另一种方案：系统为每个文件建立一个索引表。其中的表项指出存放该文件的各个物理块号，而整个索引表由文件说明项指出。
这种结构除了具备串连文件的优点之外，还克服了它的缺点。它可以方便地进行随机存取。但是这种组织形式需要增加索引表带来的空间开销。如果这些表格仅放在盘上，那么在存取文件时首先得取出索引表，然后才能查表、得到物理块号。这样就至少增加了一次访盘操作，从而降低了存取文件的速度，加重了 I/O负担。一种改进办法是同时把索引表部分或全部地放人内存。这是以内存空间为代价来换取存取速度的改善。

⑼ 文件的物理结构有哪3种,分别具备什么优缺点

一、顺序结构

优点：

1、支持顺序存取和随机存取。

2、顺序存取速度快。

3、所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。

缺点：

1、需要为每个文件预留若干物理块以满足文件增长的部分需要。

2、不利于文件插入和删除。

二、链式结构

优点：

1、提高了磁盘空间利用率，不需要为每个文件预留物理块。

2、有利于文件插入和删除。

3、有利于文件动态扩充。

缺点：

1、存取速度慢，不适于随机存取。

2、当物理块间的连接指针出错时，数据丢失。

3、更多的寻道次数和寻道时间。

4、链接指针占用一定的空间，降低了空间利用率。

三、索引结构

优点：

1、不需要为每个文件预留物理块。

2、既能顺序存取，又能随机存取。

3、满足了文件动态增长、插入删除的要求。

缺点：

1、较多的寻道次数和寻道时间。

2、索引表本身带来了系统开销。如：内外存空间，存取时间等。

拓展资料：

文件存取方法：

顺序存取：顺序存取是按照文件的逻辑地址顺序存取。

固定长记录的顺序存取是十分简单的。读操作总是读出上一次读出的文件的下一个记录，同时，自动让文件记录读指针推进，以指向下一次要读出的记录位置。如果文件是可读可写的。再设置一个文件记录指针，它总指向下一次要写入记录的存放位置，执行写操作时，将一个记录写到文件 末端。允许对这种文件进行前跳或后退N（整数）个记录的操作。顺序存取主要用于磁带文件，但也适用于磁盘上的顺序文件。

可变长记录的顺序文件，每个记录的长度信息存放于记录前面一个单元中，它的存取操作分两步进行。读出时，根据读指针值先读出存放记录长度的单元 。然后，得到当前记录长后再把当前记录一起写到指针指向的记录位置，同时，调整写指针值 。

由于顺序文件是顺序存取的，可采用成组和分解操作来加速文件的输入输出。

直接存取（随机存取法）：

很多应用场合要求以任意次序直接读写某个记录。例如，航空订票系统，把特定航班的所有信息用航班号作标识，存放在某物理块中，用户预订某航班时，需要直接将该航班的信息取出。直接存取方法便适合于这类应用，它通常用于磁盘文件。

为了实现直接存取，一个文件可以看作由顺序编号的物理块组成的，这些块常常划成等长，作为定位和存取的一个最小单位，如一块为1024字节、4096字节，视系统和应用而定。于是用户可以请求读块22、然后，写块48，再读块9等等。直接存取文件对读或写块的次序没有限制。用户提供给操作系统的是相对块号，它是相对于文件开始位置的一个位移量，而绝对块号则由系统换算得到。

索引存取：

第三种类型的存取是基于索引文件的索引存取方法。由于文件中的记录不按它在文件中的位置，而按它的记录键来编址，所以，用户提供给操作系统记录键后就可查找到所需记录。通常记录按记录键的某种顺序存放，例如，按代表健的字母先后次序来排序。对于这种文件，除可采用按键存取外，也可以采用顺序存取或直接存取的方法。信息块的地址都可以通过查找记录键而换算出。实际的系统中，大都采用多级索引，以加速记录查找过程。

参考资料：网络：文件存取法