實(shí)驗(yàn)7 文件管理

1、操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn),操作系統(tǒng)的各個(gè)主題 粗線表示從設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的角度考慮關(guān)系非常緊密,實(shí)驗(yàn)7 文件管理,分析操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)的特征，學(xué)習(xí)優(yōu)化磁盤子系統(tǒng)，通過使用不同命令來調(diào)查和發(fā)現(xiàn)文件信息，確定文件類型和創(chuàng)建文件的應(yīng)用等。 實(shí)驗(yàn)7.1 優(yōu)化Windows 2000 磁盤子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)7.2 Linux文件信息命令和基本文件管理,實(shí)驗(yàn)估計(jì)時(shí)間：90分鐘，難度系數(shù)：4,§7.1 優(yōu)化 Windows 2000 磁盤

2、子系統(tǒng),1. 選擇文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)決定了操作系統(tǒng)能夠?qū)Υ疟P進(jìn)行的處理。Windows 2000支持的文件系統(tǒng)主要有：文件分配表 (File Allocation Table，F(xiàn)AT) 文件系統(tǒng) (FAT16)保護(hù)模式FAT文件系統(tǒng) (FAT32)Windows NT文件系統(tǒng) (NTFS)FAT文件系統(tǒng)是早期文件系統(tǒng)之一，也是MS-DOS使用的原始文件系統(tǒng)。它將文件信息儲(chǔ)存在位于卷標(biāo)開頭處的文件分配表中，并保存兩份文件分配表，以

3、防其中的一個(gè)遭到破壞,背景知識(shí),FAT文件系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是MS-DOS、Windows 9x甚至OS/2都能訪問FAT卷標(biāo)；而其最大的弱點(diǎn)是隨著FAT卷標(biāo)尺寸的增長，最小的簇尺寸也隨之增長。對(duì)于大于512MB的硬盤而言，最小的簇尺寸為16KB；對(duì)于大于2GB的硬盤，最小的簇尺寸為64KB。這就導(dǎo)致磁盤空間的極大浪費(fèi)，因?yàn)橐粋€(gè)文件必須占用整數(shù)個(gè)簇。因此，1KB的文件在2GB的硬盤上將占用64KB的磁盤空間。FAT文件系統(tǒng)不支持尺寸大于4G

4、B的卷標(biāo)FAT32文件系統(tǒng)通過提供長文件名的支持來擴(kuò)展FAT文件系統(tǒng)，并與FAT16兼容。FAT (16和32) 文件系統(tǒng)是支持可移動(dòng)媒體 (例如軟盤) 上的惟一的文件系統(tǒng),背景知識(shí),Windows NT文件系統(tǒng) (NTFS) 包括了FAT文件系統(tǒng)的所有功能，同時(shí)又提供了對(duì)高級(jí)文件系統(tǒng)特征 (例如安全模式、壓縮和加密) 的支持。它是為在大磁盤上有效地完成文件操作而設(shè)計(jì)的。與FAT和保護(hù)模式FAT文件系統(tǒng)不同，它的最小簇尺寸不超過4KB

5、。但是，NTFS卷標(biāo)只能為Windows NT、2000和XP操作系統(tǒng)所訪問Windows 2000提供的新特征 (NTFS 5.0) 使文件系統(tǒng)更安全、更可靠，比以往的Windows版本更好地支持分布式計(jì)算,背景知識(shí),Windows 2000支持的文件系統(tǒng)還有：CDFS：光盤文件系統(tǒng) (Compact Disc File System) 用于光盤的文件存儲(chǔ)UDF：通用磁盤格式 (Universal Disk Format) 用于

6、DVD的文件存儲(chǔ),背景知識(shí),在文件系統(tǒng)中，F(xiàn)AT16、FAT32和NTFS這三個(gè)文件系統(tǒng)對(duì)磁盤子系統(tǒng)的性能影響最大。而事實(shí)上，選擇NTFS之外的任何文件系統(tǒng)都只有兩個(gè)理由可雙引導(dǎo)系統(tǒng)小于400MB的卷如果系統(tǒng)不是這兩種情況，那么NTFS就應(yīng)該是所選擇的文件系統(tǒng)，NTFS將提供更好的性能、可靠性和安全性,背景知識(shí),EFS加密文件系統(tǒng)EFS (Encrypting File System) 實(shí)際上是NTFS的一個(gè)特性，它提供了核心文

7、件加密技術(shù)，主要用來在NTFS文件系統(tǒng)卷上存儲(chǔ)加密文件。在加密了文件或文件夾之后，使用加密文件和文件夾的方法與使用其他任何文件和文件夾相同。即，加密對(duì)于加密該文件的用戶來說是透明的，這意味著不必在使用加密文件之前將其解密，可以像平常一樣打開和更改文件。但是，如果侵入者試圖打開、復(fù)制、移動(dòng)或重命名加密的文件或文件夾，那么他將接收到一條拒絕訪問的消息,背景知識(shí),像設(shè)置其他任何屬性 (如只讀、壓縮或隱藏) 一樣，可以通過設(shè)置文件夾和文件的加密

8、屬性來對(duì)文件夾或文件加密或解密。如果加密文件夾，那么在加密文件夾中創(chuàng)建的所有文件和子文件夾都將加密。因此，推薦在文件夾一級(jí)上加密使用EFS保護(hù)文檔的安全，可以防止侵入者獲得對(duì)存儲(chǔ)的敏感數(shù)據(jù)的未經(jīng)授權(quán)的物理訪問。EFS帶來的附加安全性是以性能為代價(jià)的。當(dāng)操作系統(tǒng)對(duì)所訪問的加密文件進(jìn)行加密或解密時(shí)，文件傳輸將增加一點(diǎn)延遲,背景知識(shí),影響系統(tǒng)性能的程度將具體取決于執(zhí)行加密或解密操作的系統(tǒng)的處理能力。對(duì)于在本地驅(qū)動(dòng)器上包含加密文件的現(xiàn)代工作

9、站來說，因?yàn)檫@些系統(tǒng)通常不受處理器限制，所以影響通?？梢院雎圆挥?jì)。這種影響對(duì)處理器上的額外負(fù)載可能不到1％。對(duì)于使用低端處理器的早期工作站來說，這種額外負(fù)載可能大約有處理器時(shí)間的 10％對(duì)于服務(wù)器來說，負(fù)載可能會(huì)很重。在服務(wù)器上，可能同時(shí)發(fā)生許多不同的文件訪問。如果其中許多文件都使用EFS來保護(hù)，那么處理器上的負(fù)載可能是處理器總負(fù)載的10-25％。對(duì)于包含大量加密文件 (或非常大的加密文件) 的文件服務(wù)器而言，如果額外的處理開銷會(huì)使服

10、務(wù)器負(fù)擔(dān)過重，則應(yīng)該添加處理器或者升級(jí)現(xiàn)有的處理器,背景知識(shí),壓縮Windows 2000支持在NTFS卷上壓縮文件和目錄。因?yàn)槿魏螒?yīng)用程序都可以讀寫在NTFS卷上壓縮的文件而不需要首先由其他應(yīng)用程序解壓縮，所以壓縮對(duì)用戶和應(yīng)用程序來說是完全透明的。在讀取文件時(shí)會(huì)自動(dòng)解壓縮，在關(guān)閉或保存文件時(shí)再次壓縮只有Windows 2000 NTFS驅(qū)動(dòng)程序才能讀取數(shù)據(jù)的壓縮形式。當(dāng)應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)命令請(qǐng)求訪問文件時(shí)，NTFS在使文件可用之前

11、首先對(duì)文件解壓縮。當(dāng)文件被解壓縮、復(fù)制，然后重新壓縮為一個(gè)新文件時(shí)，壓縮可能導(dǎo)致性能降低，即使在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中復(fù)制文件也是如此。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸，文件將被解壓縮并以完整的大小傳輸，這會(huì)影響帶寬和速度,背景知識(shí),磁盤配額Windows 2000包括了一些用于存儲(chǔ)管理的新技術(shù)，這些技術(shù)使管理員及最終用戶可以獲得更好的整體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體驗(yàn)。通過使用一些預(yù)防性磁盤管理原則，可以合理安排網(wǎng)絡(luò)卷上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。磁盤配額追蹤和控制卷的磁盤空間使用情況。當(dāng)

12、網(wǎng)絡(luò)磁盤達(dá)到其容量后，磁盤和服務(wù)器的性能將出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。除非對(duì)最終用戶施加了磁盤限制，否則當(dāng)用戶決定將他們的所有硬盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)儲(chǔ)到一個(gè)目錄中，或者他們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是存儲(chǔ)他們下載的mp3文件的最佳位置時(shí)，服務(wù)器磁盤可能很快就會(huì)耗盡,背景知識(shí),使用Windows 2000磁盤配額系統(tǒng)，管理員可以配置 Windows的以下特性防止進(jìn)一步使用磁盤空間，并在用戶超出指定的磁盤空間限制時(shí)記錄一個(gè)事件在用戶超出指定的磁盤空間警告級(jí)別時(shí)記錄事件

13、在啟用磁盤配額時(shí)，可以設(shè)置兩個(gè)值：磁盤配額限制和磁盤配額警告級(jí)別。配額限制指定允許用戶使用的磁盤空間，而警告級(jí)別指定用戶正接近其配額限制的時(shí)刻。例如，可以將用戶的磁盤配額限制設(shè)置為50MB，將磁盤配額警告級(jí)別設(shè)置為45MB。在這種情況下，用戶可以在卷上存儲(chǔ)不多于50MB的文件。如果用戶在卷上存儲(chǔ)的文件超過了45MB，則可以讓磁盤配額系統(tǒng)記錄一個(gè)系統(tǒng)事件,背景知識(shí),通過對(duì)Windows 2000提供的文件與文件夾加密、磁盤配額管理、創(chuàng)建緊

14、急修復(fù)磁盤、進(jìn)行磁盤清理、執(zhí)行備份操作、使用CHKDSK維護(hù)文件完整性和整理磁盤碎片等功能進(jìn)行操作熟悉Windows 2000的文件系統(tǒng)明確應(yīng)用NTFS文件系統(tǒng)的積極意義掌握優(yōu)化Windows 2000磁盤子系統(tǒng)的基本方法進(jìn)一步理解現(xiàn)代操作系統(tǒng)文件管理知識(shí),實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在開始本實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)回顧教科書的相關(guān)內(nèi)容需要準(zhǔn)備一臺(tái)運(yùn)行Windows 2000 Professional操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī),工具/準(zhǔn)備工作,加密文件或文件夾訪問

15、RSM服務(wù)。分配磁盤配額。添加新的磁盤配額項(xiàng)創(chuàng)建緊急修復(fù)磁盤 (ERD)磁盤清理備份使用 CHKDSK維護(hù)文件完整性整理磁盤碎片,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟,實(shí)驗(yàn)估計(jì)時(shí)間：120分鐘，難度系數(shù)：4,§7.2 Linux文件信息命令和基本文件管理,在本實(shí)驗(yàn)中，我們將使用不同的信息命令，來調(diào)查和發(fā)現(xiàn)文件的信息；使用命令來幫助確定文件類型和創(chuàng)建文件的應(yīng)用；也可以使用幾個(gè)命令來查看文本文件的內(nèi)容和對(duì)它們進(jìn)行比較作為基礎(chǔ)，使用命令

16、來分析和管理文件及目錄的能力對(duì)于進(jìn)一步學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)是非常重要的。Linux特權(quán)用戶和系統(tǒng)管理員必須有使用命令行的工作背景，例如創(chuàng)建可執(zhí)行的腳本文件等 (Linux腳本文件包含著一系列的Linux命令) 。許多操作系統(tǒng)管理和設(shè)備配置作業(yè)需要理解Linux命令，并且在某些情況下，命令行是僅有的操作方式在本實(shí)驗(yàn)中，我們將在命令行下使用文件管理命令工作，介紹文件和目錄命名規(guī)則。我們將創(chuàng)建一個(gè)簡單的目錄結(jié)構(gòu)，然后在那些目錄中創(chuàng)建一個(gè)文

17、件，并練習(xí)創(chuàng)建和刪除文件和目錄,背景知識(shí),通過本實(shí)驗(yàn)使用控制字符執(zhí)行特殊功能使用file和strings命令確定文件類型使用cat利more命令顯示文本文件的內(nèi)容使用head和tail命令顯示文本文件的部分內(nèi)容使用wc命令確定單詞、行和字符數(shù)使用diff命令比較2個(gè)文件回顧文件和目錄命名約定使用touch命令創(chuàng)建新文件使用mkdir命令創(chuàng)建新目錄使用rm命令刪除文件使用rm -r命令刪除目錄,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在開始本實(shí)驗(yàn)