所有的應用程序都需要存儲和檢索信息。當進程運行時，它能夠在自己的存儲空間內(nèi)存儲一定量的信息。然而，存儲容量受虛擬地址空間大小的限制。對于一些應用程序來說，存儲空間的大小是充足的，但是對于其他一些應用程序，比如航空訂票系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、企業(yè)記賬系統(tǒng)來說，這些容量又顯得太小了。

在進程的地址空間上保存信息的第二個問題是，當進程終止時信息會丟失。對于一些應用程序(例如數(shù)據(jù)庫)，信息會長久保留。在這些進程終止時，相關的信息應該保留下來，是不能夠丟失的。甚至是，即便這些應用程序崩潰后，這些信息也應該保留下來。

第三個問題是，通常需要很多進程在同一時刻訪問這些信息。解決這種問題的方式是把這些信息單獨保留在各自的進程中。

因此，對于長久存儲的信息我們有三個基本需求：

• 必須要有可能存儲的大量的信息
• 信息必須能夠在進程終止時保留
• 必須能夠使多個進程同時訪問有關信息

磁盤(Magnetic disk) 一直是用來長久保存信息的設備。近些年來，固態(tài)硬盤逐漸流行起來。

固態(tài)硬盤不僅沒有易損壞的移動部件，而且能夠提供快速的隨機訪問。相比而言，雖然磁帶和光盤也被廣泛使用，但是它們的性能相對較差，通常應用于備份。我們會在后面探討磁盤，現(xiàn)在姑且把磁盤當作一種大小固定塊的線性序列好了，并且支持如下操作：

• 讀塊 k
• 寫塊 k

事實上磁盤支持更多的操作，但是只要有了讀寫操作，原則上就能夠解決長期存儲的問題。

然而，磁盤還有一些不便于實現(xiàn)的操作，特別是在有很多程序或者多用戶使用著的大型系統(tǒng)上(如服務器)。在這種情況下，很容易產(chǎn)生一些問題，例如：

• 你如何找到這些信息?
• 你如何保證一個用戶不會讀取另外一個用戶的數(shù)據(jù)?
• 你怎么知道哪些塊是空閑的?

還有一些其他更多的問題。

我們可以針對這些問題提出一個新的抽象 - 文件。進程和線程的抽象、地址空間和文件都是操作系統(tǒng)的重要概念。如果你能真正深入了解這三個概念，那么你就走上了成為操作系統(tǒng)專家的道路。

文件(Files)是由進程創(chuàng)建的邏輯信息單元。一個磁盤會包含幾千甚至幾百萬個文件，每個文件是獨立于其他文件的。事實上，如果你能把每個文件都看作一個獨立的地址空間，那么你就可以真正理解文件的概念了。

進程能夠讀取已經(jīng)存在的文件，并在需要時重新創(chuàng)建他們。存儲在文件中的信息必須是持久的，這也就是說，不會因為進程的創(chuàng)建和終止而受影響。一個文件只能在當用戶明確刪除的時候才能消失。盡管讀取和寫入都是最基本的操作，但還有許多其他操作，我們將在下面介紹其中的一些。

文件由操作系統(tǒng)進行管理，有關文件的構造、命名、訪問、使用、保護、實現(xiàn)和管理方式都是操作系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容。從總體上看，操作系統(tǒng)中處理文件的部分稱為 文件系統(tǒng)(file system)，這就是我們所討論的。

從用戶角度來說，用戶通常會關心文件是由什么組成的，如何給文件進行命名，如何保護文件，以及可以對文件進行哪些操作等等。盡管是用鏈表還是用位圖記錄內(nèi)存空閑區(qū)并不是用戶所關心的主題，而這些對系統(tǒng)設計人員來說至關重要。下面我們就來探討一下這些主題。

文件

1. 文件命名

文件是一種抽象機制，它提供了一種方式用來存儲信息以及在后面進行讀取。可能任何一種機制最重要的特性就是管理對象的命名方式。在創(chuàng)建一個文件后，它會給文件一個命名。當進程終止時，文件會繼續(xù)存在，并且其他進程可以使用名稱訪問該文件。

文件命名規(guī)則對于不同的操作系統(tǒng)來說是不一樣的，但是所有現(xiàn)代操作系統(tǒng)都允許使用 1 - 8 個字母的字符串作為合法文件名。

某些文件區(qū)分大小寫字母，而大多數(shù)則不區(qū)分。UNIX 屬于第一類;歷史悠久的 MS-DOS 屬于第二類(順便說一句，盡管 MS-DOS 歷史悠久，但 MS-DOS 仍在嵌入式系統(tǒng)中非常廣泛地使用，因此它絕不是過時的);因此，UNIX 系統(tǒng)會有三種不同的命名文件：maria、Maria、MARIA 。在 MS-DOS ，所有這些命名都屬于相同的文件。

這里可能需要在文件系統(tǒng)上預留一個位置。Windows 95 和 Windows 98 都使用了 MS-DOS 文件系統(tǒng)，叫做 FAT-16，因此繼承了它的一些特征，例如有關文件名的構造方法。Windows 98 引入了對 FAT-16 的一些擴展，從而導致了 FAT-32 的生成，但是這兩者很相似。另外，Windows NT，Windows 2000，Windows XP，Windows Vista，Windows 7 和 Windows 8 都支持 FAT 文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)有些過時。然而，這些較新的操作系統(tǒng)還具有更高級的本機文件系統(tǒng)(NTFS)，有不同的特性，那就是基于 Unicode 編碼的文件名。事實上，Windows 8 還配備了另一種文件系統(tǒng)，簡稱 ReFS(Resilient File System)，但這個文件系統(tǒng)一般應用于 Windows 8 的服務器版本。下面除非我們特殊聲明，否則我們在提到 MS-DOS 和 FAT 文件系統(tǒng)的時候，所指的就是 Windows 的 FAT-16 和 FAT-32。這里要說一下，有一種類似 FAT 的新型文件系統(tǒng)，叫做 exFAT。它是微軟公司對閃存和大文件系統(tǒng)開發(fā)的一種優(yōu)化的 FAT 32 擴展版本。ExFAT 是現(xiàn)在微軟唯一能夠滿足 OS X讀寫操作的文件系統(tǒng)。

許多操作系統(tǒng)支持兩部分的文件名，它們之間用 . 分隔開，比如文件名 prog.c。原點后面的文件稱為 文件擴展名(file extension) ，文件擴展名通常表示文件的一些信息。例如在 MS-DOS 中，文件名是 1 - 8 個字符，加上 1 - 3 個字符的可選擴展名組成。在 UNIX 中，如果有擴展名，那么擴展名的長度將由用戶來決定，一個文件甚至可以包括兩個或更多的擴展名，例如 homepage.html.zip，html 表示一個 web 網(wǎng)頁而 .zip 表示文件homepage.html 已經(jīng)采用 zip 程序壓縮完成。一些常用的文件擴展名以及含義如下圖所示：

在 UNIX 系統(tǒng)中，文件擴展名只是一種約定，操作系統(tǒng)并不強制采用。

名為 file.txt 的文件是文本文件，這個文件名更多的是提醒所有者，而不是給計算機傳遞信息。但是另一方面，C 編譯器可能要求它編譯的文件以.c 結尾，否則它會拒絕編譯。然而，操作系統(tǒng)并不關心這一點。

對于可以處理多種類型的程序，約定就顯得及其有用。例如 C 編譯器可以編譯、鏈接多種文件，包括 C 文件和匯編語言文件。這時擴展名就很有必要，編譯器利用它們區(qū)分哪些是 C 文件，哪些是匯編文件，哪些是其他文件。因此，擴展名對于編譯器判斷哪些是 C 文件，哪些是匯編文件以及哪些是其他文件變得至關重要。

與 UNIX 相反，Windows 就會關注擴展名并對擴展名賦予了新的含義。用戶(或進程) 可以在操作系統(tǒng)中注冊擴展名，并且規(guī)定哪個程序能夠擁有擴展名。當用戶雙擊某個文件名時，擁有該文件名的程序就啟動并運行文件。例如，雙擊 file.docx 啟動了 Word 程序，并以 file.docx 作為初始文件。

2. 文件結構

文件的構造有多種方式。下圖列出了常用的三種構造方式：

上圖中的 a 是一種無結構的字節(jié)序列，操作系統(tǒng)不關心序列的內(nèi)容是什么，操作系統(tǒng)能看到的就是字節(jié)(bytes)。其文件內(nèi)容的任何含義只在用戶程序中進行解釋。UNIX 和 Windows 都采用這種辦法。

把文件看成字節(jié)序列提供了最大的靈活性。用戶程序可以向文件中寫任何內(nèi)容，并且可以通過任何方便的形式命名。操作系統(tǒng)不會為為用戶寫入內(nèi)容提供幫助，當然也不會干擾阻塞你。對于想做特殊操作的用戶來說，后者是十分重要的。所有的 UNIX 版本(包括 Linux 和 OS X)和 Windows 都使用這種文件模型。

圖 b 表示在文件結構上的第一步改進。在這個模型中，文件是具有固定長度記錄的序列，每個記錄都有其內(nèi)部結構。把文件作為記錄序列的核心思想是：讀操作返回一個記錄，而寫操作重寫或者追加一個記錄。第三種文件結構如上圖 c 所示。在這種組織結構中，文件由一顆記錄樹構成，記錄樹的長度不一定相同，每個記錄樹都在記錄中的固定位置包含一個key字段。這棵樹按 key 進行排序，從而可以對特定的 key 進行快速查找。

在記錄樹的結構中，可以取出下一個記錄，但是最關鍵的還是根據(jù) key 搜索指定的記錄。如上圖 c 所示，用戶可以讀出指定的 pony 記錄，而不必關心記錄在文件中的確切位置。用戶也可以在文件中添加新的記錄。但是用戶不能決定添加到何處位置，添加到何處位置是由操作系統(tǒng)決定的。

3. 文件類型

很多操作系統(tǒng)支持多種文件類型。例如，UNIX(同樣包括 OS X)和 Windows 都具有常規(guī)的文件和目錄。除此之外，UNIX 還具有字符特殊文件(character special file) 和 塊特殊文件(block special file)。常規(guī)文件(Regular files) 是包含有用戶信息的文件。用戶一般使用的文件大都是常規(guī)文件，常規(guī)文件一般包括 可執(zhí)行文件、文本文件、圖像文件，從常規(guī)文件讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入時，內(nèi)核會根據(jù)文件系統(tǒng)的規(guī)則執(zhí)行操作，寫入可能被延遲，記錄日志或者接受其他操作。

字符特殊文件和輸入/輸出有關，用于串行 I/O 類設備，如終端、打印機、網(wǎng)絡等。塊特殊文件用于磁盤類設備。我們主要討論的是常規(guī)文件。

常規(guī)文件一般分為 ASCII 碼文件或者二進制文件。ASCII 碼文件由文本組成。在一些系統(tǒng)中，每行都會用回車符結束(ASCII碼是13，控制字符 CR，轉義字符\r。)，另外一些則會使用換行符(ASCII碼是10，控制字符LF，轉義字符\n)。一些系統(tǒng)(比如 Windows)兩者都會使用。

ASCII 文件的優(yōu)點在于顯示 和 打印，還可以用任何文本編輯器進行編輯。進一步來說，如果許多應用程序使用 ASCII 碼作為輸入和輸出，那么很容易就能夠把多個程序連接起來，一個程序的輸出可能是另一個程序的輸入，就像管道一樣。

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其他與 ASCII 不同的是二進制文件。打印出來的二進制文件是無法理解的。下面是一個二進制文件的格式，它取自早期的 UNIX 。盡管從技術上來看這個文件只是字節(jié)序列，但是操作系統(tǒng)只有在文件格式正確的情況下才會執(zhí)行。

這個文件有五個段：文件頭、正文、數(shù)據(jù)、重定位位和符號表。文件頭以 魔數(shù)(magic number) 為開始，表明這個文件是一個可執(zhí)行文件(以防止意外執(zhí)行非此格式的文件)。然后是文件各個部分的大小，開始執(zhí)行的標志以及一些標志位。程序本身的正文和數(shù)據(jù)在文件頭后面，他們被加載到內(nèi)存中或者重定位會根據(jù)重定位位進行判斷。符號表則用于調(diào)試。

二進制文件的另外一種形式是存檔文件，它由已編譯但沒有鏈接的庫過程(模塊)組合而成。每個文件都以模塊頭開始，其中記錄了名稱、創(chuàng)建日期、所有者、保護碼和文件大小。和可執(zhí)行文件一樣，模塊頭也都是二進制數(shù)，將它們復制到打印機將會產(chǎn)生亂碼。

所有的操作系統(tǒng)必須至少能夠識別一種文件類型：它自己的可執(zhí)行文件。以前的 TOPS-20 系統(tǒng)(用于DECsystem 20)甚至要檢查要執(zhí)行的任何文件的創(chuàng)建時間，為了定位資源文件來檢查自動文件創(chuàng)建后是否被修改過。如果被修改過了，那么就會自動編譯文件。在 UNIX 中，就是在 shell 中嵌入 make 程序。此時操作系統(tǒng)要求用戶必須采用固定的文件擴展名，從而確定哪個源程序生成哪個二進制文件。

什么是 make 程序?在軟件發(fā)展過程中，make 程序是一個自動編譯的工具，它通過讀取稱為 Makefiles 的文件來自動從源代碼構建可執(zhí)行程序和庫，該文件指定了如何導出目標程序。盡管集成開發(fā)環(huán)境和特定語言的編譯器功能也可以用于管理構建過程，但 Make 仍被廣泛使用，尤其是在 Unix 和類似 Unix 的操作系統(tǒng)中使用。

當程序從文件中讀寫數(shù)據(jù)時，請求會轉到內(nèi)核處理程序(kernel driver)。如果文件是常規(guī)文件，則數(shù)據(jù)由文件系統(tǒng)驅(qū)動程序處理，并且通常存儲在磁盤或其他存儲介質(zhì)上的某塊區(qū)域中，從文件中讀取的數(shù)據(jù)就是之前在該位置寫入的數(shù)據(jù)。

當數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭氲皆O備文件時，請求會被設備驅(qū)動程序處理。每個設備文件都有一個關聯(lián)的編號，該編號標示要使用的設備驅(qū)動程序。設備處理數(shù)據(jù)的工作是它自己的事兒。

• 塊設備 也叫做塊特殊文件，它的行為通常與普通文件相似：它們是字節(jié)數(shù)組，并且在給定位置讀取的值是最后寫入該位置的值。來自塊設備的數(shù)據(jù)可以緩存在內(nèi)存中，并從緩存中讀取；寫入可以被緩沖。塊設備通常是可搜索的，塊設備的概念是，相應的硬件可以一次讀取或者寫入整個塊，例如磁盤上的一個扇區(qū)。
• 字符設備 也稱為字符特殊文件，它的行為類似于管道、串行端口。將字節(jié)寫入字符設備可能會導致它在屏幕上顯示，在串行端口上輸出，轉換為聲音。

目錄(Directories) 是管理文件系統(tǒng)結構的系統(tǒng)文件。它是用于在計算機上存儲文件的位置。目錄位于分層文件系統(tǒng)中，例如 Linux，MS-DOS 和 UNIX。

它顯示所有本地和子目錄(例如，cdn 目錄中的 big 目錄)。當前目錄是 C 盤驅(qū)動器的根目錄。之所以稱為根目錄，是因為該目錄下沒有任何內(nèi)容，而其他目錄都在該目錄下分支。

4. 文件訪問

早期的操作系統(tǒng)只有一種訪問方式：序列訪問(sequential access)。在這些系統(tǒng)中，進程可以按照順序讀取所有的字節(jié)或文件中的記錄，但是不能跳過并亂序執(zhí)行它們。順序訪問文件是可以返回到起點的，需要時可以多次讀取該文件。當存儲介質(zhì)是磁帶而不是磁盤時，順序訪問文件很方便。

在使用磁盤來存儲文件時，可以不按照順序讀取文件中的字節(jié)或者記錄，或者按照關鍵字而不是位置來訪問記錄。這種能夠以任意次序進行讀取的稱為隨機訪問文件(random access file)。許多應用程序都需要這種方式。

隨機訪問文件對許多應用程序來說都必不可少，例如，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如果乘客打電話預定某航班機票，訂票程序必須能夠直接訪問航班記錄，而不必先讀取其他航班的成千上萬條記錄。

有兩種方法可以指示從何處開始讀取文件。第一種方法是直接使用 read 從頭開始讀取。另一種是用一個特殊的 seek 操作設置當前位置，在 seek 操作后，從這個當前位置順序地開始讀文件。UNIX 和 Windows 使用的是后面一種方式。

5. 文件屬性

文件包括文件名和數(shù)據(jù)。除此之外，所有的操作系統(tǒng)還會保存其他與文件相關的信息，如文件創(chuàng)建的日期和時間、文件大小。我們可以稱這些為文件的屬性(attributes)。有些人也喜歡把它們稱作 元數(shù)據(jù)(metadata)。文件的屬性在不同的系統(tǒng)中差別很大。文件的屬性只有兩種狀態(tài)：設置(set) 和 清除(clear)。下面是一些常用的屬性：

沒有一個系統(tǒng)能夠同時具有上面所有的屬性，但每個屬性都在某個系統(tǒng)中采用。

前面四個屬性(保護，口令，創(chuàng)建者，所有者)與文件保護有關，它們指出了誰可以訪問這個文件，誰不能訪問這個文件。

保護(File Protection)：用于保護計算機上有價值數(shù)據(jù)的方法。文件保護是通過密碼保護文件或者僅僅向特定用戶或組提供權限來實現(xiàn)。

在一些系統(tǒng)中，用戶必須給出口令才能訪問文件。標志(flags)是一些位或者短屬性能夠控制或者允許特定屬性。

• 隱藏文件位(hidden flag)表示該文件不在文件列表中出現(xiàn)。
• 存檔標志位(archive flag)用于記錄文件是否備份過，由備份程序清除該標志位;若文件被修改，操作系統(tǒng)則設置該標志位。用這種方法，備份程序可以知道哪些文件需要備份。
• 臨時標志位(temporary flag) 允許文件被標記為是否允許自動刪除當進程終止時。

記錄長度(record-length)、鍵的位置(key-position)和鍵的長度(key-length)等字段只能出現(xiàn)在用關鍵字查找記錄的文件中。它們提供了查找關鍵字所需要的信息。

不同的時間字段記錄了文件的創(chuàng)建時間、最近一次訪問時間以及最后一次修改時間，它們的作用不同。例如，目標文件生成后被修改的源文件需要重新編譯生成目標文件。這些字段提供了必要的信息。

當前大小字段指出了當前的文件大小，一些舊的大型機操作系統(tǒng)要求在創(chuàng)建文件時指定文件最大值，以便讓操作系統(tǒng)提前保留最大存儲值。但是一些服務器和個人計算機卻不用設置此功能。

6. 文件操作

使用文件的目的是用來存儲信息并方便以后的檢索。對于存儲和檢索，不同的系統(tǒng)提供了不同的操作。以下是與文件有關的最常用的一些系統(tǒng)調(diào)用：

• Create，創(chuàng)建不包含任何數(shù)據(jù)的文件。調(diào)用的目的是表示文件即將建立，并對文件設置一些屬性。
• Delete，當文件不再需要，必須刪除它以釋放內(nèi)存空間。為此總會有一個系統(tǒng)調(diào)用來刪除文件。
• Open，在使用文件之前，必須先打開文件。這個調(diào)用的目的是允許系統(tǒng)將屬性和磁盤地址列表保存到主存中，用來以后的快速訪問。
• Close，當所有進程完成時，屬性和磁盤地址不再需要，因此應關閉文件以釋放表空間。很多系統(tǒng)限制進程打開文件的個數(shù)，以此達到鼓勵用戶關閉不再使用的文件。磁盤以塊為單位寫入，關閉文件時會強制寫入最后一塊，即使這個塊空間內(nèi)部還不滿。
• Read，數(shù)據(jù)從文件中讀取。通常情況下，讀取的數(shù)據(jù)來自文件的當前位置。調(diào)用者必須指定需要讀取多少數(shù)據(jù)，并且提供存放這些數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。
• Write，向文件寫數(shù)據(jù)，寫操作一般也是從文件的當前位置開始進行。如果當前位置是文件的末尾，則會直接追加進行寫入。如果當前位置在文件中，則現(xiàn)有數(shù)據(jù)被覆蓋，并且永遠消失。
• append，使用 append 只能向文件末尾添加數(shù)據(jù)。
• seek，對于隨機訪問的文件，要指定從何處開始獲取數(shù)據(jù)。通常的方法是用 seek 系統(tǒng)調(diào)用把當前位置指針指向文件中的特定位置。seek 調(diào)用結束后，就可以從指定位置開始讀寫數(shù)據(jù)了。
• get attributes，進程運行時通常需要讀取文件屬性。
• set attributes，用戶可以自己設置一些文件屬性，甚至是在文件創(chuàng)建之后，實現(xiàn)該功能的是 set attributes 系統(tǒng)調(diào)用。
• rename，用戶可以自己更改已有文件的名字，rename 系統(tǒng)調(diào)用用于這一目的。

二、目錄

文件系統(tǒng)通常提供目錄(directories) 或者 文件夾(folders) 用于記錄文件的位置，在很多系統(tǒng)中目錄本身也是文件，下面我們會討論關于文件，他們的組織形式、屬性和可以對文件進行的操作。

1. 一級目錄系統(tǒng)

目錄系統(tǒng)最簡單的形式是有一個能夠包含所有文件的目錄。這種目錄被稱為根目錄(root directory)，由于根目錄的唯一性，所以其名稱并不重要。在最早期的個人計算機中，這種系統(tǒng)很常見，部分原因是因為只有一個用戶。下面是一個單層目錄系統(tǒng)的例子。

該目錄中有四個文件。這種設計的優(yōu)點在于簡單，并且能夠快速定位文件，畢竟只有一個地方可以檢索。這種目錄組織形式現(xiàn)在一般用于簡單的嵌入式設備(如數(shù)碼相機和某些便攜式音樂播放器)上使用。

2. 層次目錄系統(tǒng)

對于簡單的應用而言，一般都用單層目錄方式，但是這種組織形式并不適合于現(xiàn)代計算機，因為現(xiàn)代計算機含有成千上萬個文件和文件夾。如果都放在根目錄下，查找起來會非常困難。為了解決這一問題，出現(xiàn)了層次目錄系統(tǒng)(Hierarchical Directory Systems)，也稱為目錄樹。通過這種方式，可以用很多目錄把文件進行分組。進而，如果多個用戶共享同一個文件服務器，比如公司的網(wǎng)絡系統(tǒng)，每個用戶可以為自己的目錄樹擁有自己的私人根目錄。這種方式的組織結構如下：

根目錄含有目錄 A、B 和 C ，分別屬于不同的用戶，其中兩個用戶個字創(chuàng)建了子目錄。用戶可以創(chuàng)建任意數(shù)量的子目錄，現(xiàn)代文件系統(tǒng)都是按照這種方式組織的。

3. 路徑名

當目錄樹組織文件系統(tǒng)時，需要有某種方法指明文件名。常用的方法有兩種，第一種方式是每個文件都會用一個絕對路徑名(absolute path name)，它由根目錄到文件的路徑組成。舉個例子，/usr/ast/mailbox 意味著根目錄包含一個子目錄usr，usr 下面包含了一個 mailbox。絕對路徑名總是以 / 開頭，并且是唯一的。在UNIX中，路徑的組件由/分隔。在Windows中，分隔符為\。在 MULTICS 中，它是>。因此，在這三個系統(tǒng)中，相同的路徑名將被編寫如下

Windows \usr\ast\mailbox 
UNIX /usr/ast/mailbox 
MULTICS >usr>ast>mailbox 

不論使用哪種方式，如果路徑名的第一個字符是分隔符，那就是絕對路徑。

另外一種指定文件名的方法是 相對路徑名(relative path name)。它常常和 工作目錄(working directory) (也稱作 當前目錄(current directory))一起使用。用戶可以指定一個目錄作為當前工作目錄。例如，如果當前目錄是 /usr/ast，那么絕對路徑 /usr/ast/mailbox可以直接使用 mailbox 來引用。也就是說，如果工作目錄是 /usr/ast，則 UNIX 命令

cp /usr/ast/mailbox  /usr/ast/mailbox.bak 

和命令

cp mailbox mailbox.bak 

具有相同的含義。相對路徑通常情況下更加方便和簡潔。而它實現(xiàn)的功能和絕對路徑安全相同。

一些程序需要訪問某個特定的文件而不必關心當前的工作目錄是什么。在這種情況下，應該使用絕對路徑名。

支持層次目錄結構的大多數(shù)操作系統(tǒng)在每個目錄中有兩個特殊的目錄項. 和 ..，長讀作 dot 和 dotdot。dot 指的是當前目錄，dotdot 指的是其父目錄(在根目錄中例外，在根目錄中指向自己)。可以參考下面的進程樹來查看如何使用。

一個進程的工作目錄是 /usr/ast，它可采用 .. 沿樹向上，例如，可用命令

cp ../lib/dictionary . 

把文件 usr/lib/dictionary 復制到自己的目錄下，第一個路徑告訴系統(tǒng)向上找(到 usr 目錄)，然后向下到 lib 目錄，找到 dictionary 文件

第二個參數(shù) . 指定當前的工作目錄，當 cp 命令用目錄名作為最后一個參數(shù)時，則把全部的文件復制到該目錄中。當然，對于上述復制，鍵入

cp /usr/lib/dictionary . 

是更常用的方法。用戶這里采用 . 可以避免鍵入兩次 dictionary 。無論如何，鍵入

cp /usr/lib/dictionary dictionary 

也可正常工作，就像鍵入

cp /usr/lib/dictionary dictionary 

一樣。所有這些命令都能夠完成同樣的工作。

4. 目錄操作

不同文件中管理目錄的系統(tǒng)調(diào)用的差別比管理文件的系統(tǒng)調(diào)用差別大。為了了解這些系統(tǒng)調(diào)用有哪些以及它們怎樣工作，下面給出一個例子(取自 UNIX)。

• Create，創(chuàng)建目錄，除了目錄項 . 和 .. 外，目錄內(nèi)容為空。
• Delete，刪除目錄，只有空目錄可以刪除。只包含 . 和 ..的目錄被認為是空目錄，這兩個目錄項通常不能刪除
• opendir，目錄內(nèi)容可被讀取。例如，未列出目錄中的全部文件，程序必須先打開該目錄，然后讀其中全部文件的文件名。與打開和讀文件相同，在讀目錄前，必須先打開文件。
• closedir，讀目錄結束后，應該關閉目錄用于釋放內(nèi)部表空間。
• readdir，系統(tǒng)調(diào)用 readdir 返回打開目錄的下一個目錄項。以前也采用 read 系統(tǒng)調(diào)用來讀取目錄，但是這種方法有一個缺點：程序員必須了解和處理目錄的內(nèi)部結構。相反，不論采用哪一種目錄結構，readdir 總是以標準格式返回一個目錄項。
• rename，在很多方面目錄和文件都相似。文件可以更換名稱，目錄也可以。
• link，鏈接技術允許在多個目錄中出現(xiàn)同一個文件。這個系統(tǒng)調(diào)用指定一個存在的文件和一個路徑名，并建立從該文件到路徑所指名字的鏈接。這樣，可以在多個目錄中出現(xiàn)同一個文件。有時也被稱為硬鏈接(hard link)。
• unlink，刪除目錄項。如果被解除鏈接的文件只出現(xiàn)在一個目錄中，則將它從文件中刪除。如果它出現(xiàn)在多個目錄中，則只刪除指定路徑名的鏈接，依然保留其他路徑名的鏈接。在 UNIX 中，用于刪除文件的系統(tǒng)調(diào)用就是 unlink。