現代計算機系統中，都要存儲大量的檔案。為了能對這些檔案實施有效的管理，必須對它們加以妥善組織，這主要是通過檔案目錄實現的。檔案目錄也是一種數據結構，用於標識系統中的檔案及其物理地址，供檢索時使用。檔案目錄管理程式是作業系統中用於檢索、管理和存取目錄的程式。檔案目錄管理程式主要作用是加快檢索速度，從而實現檔案讀取更加快速和管理更加高效。
基本介紹
- 中文名：檔案目錄管理程式
- 外文名：File directory management program
- 學科：計算機
- 定義：檢索、管理和存取目錄的程式
- 有關術語：檔案目錄
- 領域：檔案管理
簡介,目錄管理,目錄結構,單級目錄結構,兩級目錄結構,多級目錄結構,
簡介
為了方便用戶的使用，對於一些當前需要使用的系統檔案和用戶檔案，都必須放在可隨機存取的磁碟上。在多用戶環境下，若由用戶自己對檔案的存儲進行管理，不僅非常困難，而且也必然是十分低效的。因而，需要由檔案系統對諸多檔案及檔案的存儲空間實施統一的管理。其主要任務是為每個檔案分配必要的外存空間，提高外存的利用率，並能有助於提高檔案系統的存、取速度。
檔案目錄管理程式是作業系統中用於檢索、管理和存取目錄的程式。主要目的有：為了使用戶能方便地在外存上找到自己所需的檔案；為每個檔案建立其目錄項，並對眾多的目錄項加以有效的組織，以實現方便的按名存取，即用戶只須提供檔案名稱便可對該檔案進行存取。目錄管理還應能實現檔案共享，這樣，只須在外存上保留一份該已分享檔案的副本。此外，還應能提供快速的目錄查詢手段，以提高對檔案的檢索速度。
目錄管理
為了能有效地管理大量檔案，必須對它們加以妥善的組織。這主要依賴於檔案目錄來實現。或者說，檔案目錄具有將檔案名稱轉換為該檔案在外存的物理位置的功能，這也正是檔案目錄提供的最基本的功能。對檔案目錄的管理有以下要求：
(1) 實現“按名存取” ，即用戶只須向系統提供所需訪問檔案的名字，便能快速準確地找到指定檔案在外存上的存儲位置。這是目錄管理中最基本的功能，也是檔案系統向用戶提供的最基本的服務。
(2) 提高對目錄的檢索速度。通過合理地組織目錄結構的方法，可加快對目錄的檢索速度，從而提高對檔案的存取速度。這是在設計一個大、中型檔案系統時所追求的主要目標。
(3) 檔案共享。在多用戶系統中，應允許多個用戶共享一個檔案。這樣就須在外存中只保留一份該檔案的副本，供不同用戶使用，以節省大量的存儲空間，並方便用戶和提高檔案利用率。
(4) 允許檔案重名。系統應允許不同用戶對不同檔案採用相同的名字，以便於用戶按照自己的習慣給檔案命名和使用檔案。
目錄結構
目錄結構的組織，關係到檔案系統的存取速度，也關係到檔案的共享性和安全性。因此，組織好檔案的目錄，是設計好檔案系統的重要環節。目前常用的目錄結構形式有單級目錄、兩級目錄和多級目錄。
單級目錄結構
這是最簡單的目錄結構。在整個檔案系統中只建立一張目錄表，每個檔案占一個目錄項，目錄項中含檔案名稱、檔案擴展名、檔案長度、檔案類型、檔案物理地址以及其它檔案屬性。此外，為表明每個目錄項是否空閒，又設定了一個狀態位。
單級目錄的優點是簡單且能實現目錄管理的基本功能——按名存取，但卻存在下述一些缺點：
(1) 查找速度慢。對於稍具規模的檔案系統，會擁有數目可觀的目錄項，致使為找到一個指定的目錄項要花費較多的時間。對於一個具有 N 個目錄項的單級目錄，為檢索出一個目錄項，平均需查找 N/2 個目錄項。
(2) 不允許重名。在一個目錄表中的所有檔案，都不能與另一個檔案有相同的名字。然而，重名問題在多道程式環境下卻又是難以避免的；即使在單用戶環境下，當檔案數超過數百個時，也難於記憶。
(3) 不便於實現檔案共享。通常，每個用戶都有自己的名字空間或命名習慣。因此，應當允許不同用戶使用不同的檔案名稱來訪問同一個檔案。然而，單級目錄卻要求所有用戶都用同一個名字來訪問同一檔案。簡言之，單級目錄只能滿足對目錄管理的四點要求中的第一點， 因而，它只能適用於單用戶環境。
兩級目錄結構
為了克服單級目錄結構的缺點，可為每用戶建立一個單獨的用戶檔案目錄UFD（User FileDirectory），它由用戶所有檔案的檔案控制塊組成。再在系統中建立一個主檔案目錄MFD（Master File Directory）；在主檔案目錄中，每個用戶檔案目錄都占有一個目錄項；其目錄項中包括用戶名和指向 該用戶目錄檔案的指針。
兩級目錄結構基本上克服了單級目錄的缺點，並具有以下優點：提高了檢索目錄的速度；在不同的用戶目錄中，可使用相同的檔案名稱，只 要在用戶自己的UFD中其檔案名稱都是唯一的；不同用戶可使用不同檔案名稱來訪問系統中的同一個已分享檔案。
多級目錄結構
對於大型檔案系統，通常採用三級或三級以上的目錄結構，以提高對目錄的檢索速度和檔案系統的性能。多級目錄結構又稱為樹型目錄結構，主目錄在這裡被稱為根目錄，把數據檔案稱為樹葉，其它的目錄均作為樹的結點。樹型目錄具有檢索效率高、允許重名、便於實現檔案共享等一系列優點。主目錄在樹型目錄結構中，作為樹的根結點，稱為根結點。數據檔案作為樹葉，其它所有目錄均作為樹的結點。
