文件系统必须完成下列工作：(1)为了合理的存放文件，必须对磁盘等辅助存储空间(文件空间)进行统一管理。在用户创建新文件时为其分配空闲区，而在用户删除或修改某个文件时回收和调整存储区。(2)为了实现按名存取，需要有一个用户可见的文件逻辑结构，用户按照文件的逻辑结构所给定的方式进行信息的存取和加工。这种逻辑结构是独立于物理存储设备的。(3)为了便于存放和加工信息，文件在存储设备上应按一定的顺序存放。这种存放方式被称为文件的物理结构。(4)完成对存放存储设备上的文件信息的查找。(5)完成文件的共享和提供保护功能。4.1文件系统概述4.1.1文件和文件系统文件文件(File)是一个具有符号名的一组相关联元素的有序序列。一个文件由若干个称为逻辑记录的最小单位组成。记录是一个有意义的信息集合，它是作为对文件进行存取操作的基本单位。文件系统操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件;被管理的文件;实施文件管理所需的数据结构。文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。文件系统给用户带来的好处：⑴使用的方便性;按名存取。⑵数据的安全性;提供保护措施,防止有意或无意的破坏。⑶接口的统一性;用户可以使用统一的广义指令或系统调用来存取各种介质上的文件。4.1.2文件的类型按性质和用途分系统文件:由系统软件构成的文件。大多数系统文件只允许用户调用,而不允许用户去读和修改。库文件:系统提供给用户使用的各种标准过程、函数和应用程序等。这类文件允许用户调用,不允许用户修改。用户文件:用户委托文件系统保存的文件,如源程序、目标程序、原始数据等。这类文件只能由文件所有者或所有者授权用户使用。2.按保护方式分只执行文件:该类文件只允许授权用户调用执行，但不允许对它进行读写。只读文件:该类文件允许所有者或授权用户对文件进行读，但不允许写。读写文件:该类文件允许所有者或授权用户对文件进行读写，但禁止未授权用户读写。不保护文件:所有用户都可以存取的文件。3.按文件的流向分：输入文件、输出文件、输入输出文件4.按文件组织和处理方式分普通文件:由ASCII或二进制码组成的字符文件。目录文件:由文件目录组成。用来管理和实现文件系统功能的系统文件通过目录文件可以对其它文件的信息进行检索。由于目录文件也是由字符序列构成，因此对其可进行与普通文件一样的文件操作。特别文件:特指系统中的各类I/O设备。4.1.3文件系统应具有的基本功能1.文件的结构及有关存取方法;2.文件的目录机构和有关处理;3.文件存储空间的管理;4.文件的共享和存取控制;5.文件操作和使用;4.2文件的结构和存取法文件的结构就是文件的组织形式。从用户观点出发所观察到的文件组织形式称为文件的逻辑结构;从实现观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的物理结构。文件的逻辑结构与存储设备特性无关，但文件的物理结构与存储设备的特性有很大关系。4.2.1文件的逻辑结构这是从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。它独立于物理特性，又称为文件组织。文件的逻辑结构可分为两种形式：一是无结构的流式文件，二是有结构的记录式文件。1.字符流式文件：基本信息单位是字节或字。2.记录式文件：由若干个记录组成。可分为等长记录文件和变长记录文件。4.2.2文件的物理结构这是从系统的视角出发，系统看到的文件在文件存储器中的存放形式，称为文件的物理结构。通常把文件的存储空间划分成若干个物理块，并以物理块作为分配和传输信息的单位。块长一般是固定的，如硬盘常以512或1024B为一块。1.连续结构若一个逻辑文件的信息存放在文件存储器上的相邻物理块中，则称该文件为连续文件，这样的结构称为连续结构。2.串联结构串联结构也称链接结构。链接文件的物理块是不连续的,也不必是顺序排列的,在每个物理块的尾部设置了一个指针(或称链接字),指向下一个物理块。优点：具有串联文件结构的优点，并便于随机存取。缺点：由于有索引表而增加了存储空间的开销。存取文件需要两次访问存储器(先取索引表,再访问物理块),降低了文件存取速度。改进：在文件存取之前，预先把索引表放在内存中，访问磁盘动作只要一次。4.2.3文件的存取方法文件的存取方法是指读写文件存储器上的一个物理块的方法。1.顺序存取法严格按文件信息单位排列的顺序依次存取。2.直接存取法(随机存取法)以任意次序直接读写某个数据。3.按键存取法(按关键字存取法)根据文件中各记录内容进行存取。属于直接存