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目录管理

目录管理

目录管理是文件系统中的重要组成部分，它负责组织和管理文件的结构，以便用户能够方便、高效地存取文件。目录管理的设计直接影响到文件检索、共享和系统性能。

目录管理的具体要求

实现按名存取：
- 用户可以通过文件名访问文件，而无需关心文件的物理存储位置。
提高检索目录的速度：
- 目录结构和文件的组织方式应有助于快速查找文件，减少搜索时间。
实现文件共享：
- 允许多个用户或应用程序共享相同的文件，并确保文件访问的安全性。
允许文件重名：
- 不同目录下的文件可以同名，但在同一目录下文件名必须唯一。

文件目录

文件控制块（FCB）：
- 文件控制块是文件系统中用于描述文件属性和存储信息的数据结构。
- 每个文件对应一个文件控制块，它包含文件的相关信息，如文件名、属性、物理存储位置等。
- 文件目录是由多个文件控制块组成的列表。
MS-DOS 文件控制块结构：
- MS-DOS 中的文件控制块包含以下字段：
  - 文件名：主文件名（最多 8 个字符）。
  - 扩展名：文件扩展名（最多 3 个字符）。
  - 属性：文件的属性信息（如只读、隐藏、系统文件等）。
  - 备用：备用字段，用于系统内部使用。
  - 时间：文件创建或修改的时间。
  - 日期：文件创建或修改的日期。
  - 首块号：文件存储的起始块号。
  - 总块数：文件占用的总块数。

目录结构类型

目录结构主要包括以下几种类型：

1. 一级目录结构

特点：
- 所有文件都登记在一个全局的目录表中，每个文件占据其中一个目录项。
- 仅能实现简单的按名存取，不支持复杂的目录管理。

示意图：

一级目录结构：
[根目录]
  └── 文件1
  └── 文件2
  └── 文件3

2. 二级目录结构

特点：
- 由一张主文件目录（MFD）和多个用户文件目录（UFD）构成。
- 主文件目录存放用户账户信息，指向各用户的用户文件目录。
- 用户文件目录包含该用户的所有文件的控制块。

示意图：

二级目录结构：
[主文件目录 (MFD)]
  ├── 用户A的UFD
  │    └── 文件A1
  │    └── 文件A2
  ├── 用户B的UFD
  │    └── 文件B1
  │    └── 文件B2

3. 树形目录结构

特点：
- 树形结构支持多级目录管理，形成根目录、子目录和文件的层次结构。
- 文件的路径可以是绝对路径或相对路径：
- 绝对路径：从根目录开始，一直到目标文件的完整路径。
- 相对路径：基于当前工作目录的路径，不包含根目录部分。

示意图：

树形目录结构：
[根目录]
  ├── 用户A
  │    └── 文档
  │         └── 文件A1
  │         └── 文件A2
  ├── 用户B
  │    └── 图片
  │         └── 文件B1
  │         └── 文件B2

总结

目录管理在文件系统中起着关键作用，通过合理的目录结构设计，可以提升文件存取效率和用户体验。根据系统需求和应用场景，选择合适的目录结构至关重要：

一级目录结构适用于简单单用户系统。
二级目录结构适用于多用户系统，提供了基础的隔离和管理功能。
树形目录结构适用于复杂的文件系统和多用户环境，是现代操作系统中最常见的目录管理结构。