當前目錄

在計算機或相關設備中，一個“目錄”或“文件夾”就是一個裝有數字文件系統的虛擬“容器”。在它裏面保存着一組文件和其它一些目錄（文件夾）。計算機的文件系統可被形象地看作一個文件“櫥櫃”。在它之中，高等的目錄（文件夾）中有“抽屜”，低等的子目錄中可能有“抽屜”中的文件夾。一個典型的文件系統可能會包含成千上萬個目錄（文件夾）。多個文件通過存儲在一個目錄（文件夾）中，可以達到有組織的存儲文件的目的。在一個目錄（文件夾）中的另一個目錄（文件夾）被稱作它的子目錄（子文件夾）。這樣，這些目錄（文件夾）就構成了層次（hierarchy），或樹形結構。

有些操作系統中，用户被限制只能訪問他們自己的用户文件夾或工程目錄，使用户間的活動相隔離。在 Unix 中，目錄被看作一類文件 ^[1]  。當前目錄即當前用户正在使用的目錄。使用當前目錄的主要目的是為了提高文件的檢索速度。

目錄結構的組織，關係到文件系統的存取速度，也關係到文件的共享性和安全性。因此，組織好文件的目錄，是設計好文件系統的重要環節。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。

這是最簡單的目錄結構。在整個文件系統中只建立一張目錄表，每個文件佔一個目錄項，目錄項中含文件名、文件擴展名、文件長度、文件類型、文件物理地址以及其它文件屬性。此外，為表明每個目錄項是否空閒，又設置了一個狀態位。

為了克服單級目錄所存在的缺點，可以為每一個用户建立一個單獨的用户文件目錄UFD(User File Directory)。這些文件目錄具有相似的結構，它由用户所有文件的文件控制塊組成。 此外， 在系統中再建立一個主文件目錄 MFD(Master File Directory)； 在主文件目錄中，每個用户目錄文件都佔有一個目錄項，其目錄項中包括用户名和指向該用户目錄文件的指針。 ^[2] 

對於大型文件系統，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文件系統的性能。多級目錄結構又稱為樹型目錄結構，主目錄在這裏被稱為根目錄，把數據文件稱為樹葉，其它的目錄均作為樹的結點。 ^[2] 

在樹形目錄結構中，從根目錄到任何數據文件，都只有一條惟一的通路。在該路徑上從樹的根(即主目錄)開始，把全部目錄文件名與數據文件名依次地用“/”連接起來，即構成該數據文件的路徑名(path name)。系統中的每一個文件都有惟一的路徑名。把從當前目錄開始直到數據文件為止所構成的路徑名，稱為相對路徑名(relative path name)；而把從樹根開始的路徑名稱為絕對路徑名(absolute path name)。

當用户要訪問一個已存在文件時，系統首先利用用户提供的文件名對目錄進行查詢，找出該文件的文件控制塊或對應索引結點；然後，根據 FCB 或索引結點中所記錄的文件物理地址(盤塊號)，換算出文件在磁盤上的物理位置；最後，再通過磁盤驅動程序，將所需文件讀入內存。目前對目錄進行查詢的方式有兩種: 線性檢索法和 Hash 方法。

線性檢索法又稱為順序檢索法。在單級目錄中，利用用户提供的文件名，用順序查找法直接從文件目錄中找到指名文件的目錄項。在樹型目錄中，用户提供的文件名是由多個文件分量名組成的路徑名，此時須對多級目錄進行查找。假定用户給定的文件路徑名是/usr/ast/mbox，則查找/usr/ast/mbox 文件的過程如圖1所示。

具體查找過程説明如下：

首先，系統應先讀入第一個文件分量名 usr，用它與根目錄文件(或當前目錄文件)中各目錄項中的文件名順序地進行比較，從中找出匹配者，並得到匹配項的索引結點號 6，再從6 號索引結點中得知 usr 目錄文件放在 132 號盤塊中，將該盤塊內容讀入內存。

接着，系統再將路徑名中的第二個文件分量名 ast 讀入，用它與放在 132 號盤塊中的第二級目錄文件中各目錄項的文件名順序進行比較，又找到匹配項，從中得到 ast 的目錄文件放在26 號索引結點中， 再從26號索引結點中得知/usr/ast是存放在496號盤塊中， 再讀入496號盤塊。

然後， 系統又將該文件的第三個分量名 mbox 讀入， 用它與第三級目錄文件/usr/ast 中各目錄項中的文件名進行比較，最後得到/usr/ast/mbox 的索引結點號為 60，即在 60 號索引結點中存放了指定文件的物理地址。目錄查詢操作到此結束。如果在順序查找過程中發現有一個文件分量名未能找到，則應停止查找，並返回“文件未找到”信息。 ^[2] 

如果我們建立了一張 Hash 索引文件目錄，便可利用Hash 方法進行查詢，即系統利用用户提供的文件名並將它變換為文件目錄的索引值，再利用該索引值到目錄中去查找，這將顯著地提高檢索速度。

順便指出，在現代操作系統中，通常都提供了模式匹配功能，即在文件名中使用了通配符“*” 、 “？”等。對於使用了通配符的文件名，系統此時便無法利用 Hash 方法檢索目錄，因此，這時系統還是需要利用線性查找法查找目錄。

在進行文件名的轉換時，有可能把 n 個不同的文件名轉換為相同的 Hash 值，即出現了所謂的“衝突” 。一種處理此“衝突”的有效規則是:

(1) 在利用 Hash 法索引查找目錄時，如果目錄表中相應的目錄項是空的，則表示系統中並無指定文件。

(2) 如果目錄項中的文件名與指定文件名相匹配， 則表示該目錄項正是所要尋找的文件所對應的目錄項，故而可從中找到該文件所在的物理地址。

(3) 如果在目錄表的相應目錄項中的文件名與指定文件名並不匹配，則表示發生了“衝突” ， 此時須將其 Hash 值再加上一個常數(該常數應與目錄的長度值互質)， 形成新的索引值，再返回到第一步重新開始查找。

用途：創建目錄

實例 1：mkdir do

含義：在當前目錄下創建名為 do 的子目錄

實例 2：mkdir do/align

含義：在子目錄 do 下創建名為 align 的子目錄（子目錄 do 已經存在）

實例 3：mkdir –p hba/tree

含義：在當前目錄下創建名為 hba 的子目錄，並在子目錄 hba 下創建名為 tree 的子目錄

用途：刪除目錄

實例 1：rmdir tmp

含義：刪除當前目錄下名為 tmp 的子目錄，該子目錄中沒有文件和子目錄

用途：改變目錄

實例 1：cd

含義：回到用户主目錄，即登錄時進入的目錄

實例 2：cd do

含義：進入子目錄 do

實例 3：cd ..

含義：回到上級目錄

實例 4：cd hba/tree

含義：直接進入子目錄 hba 下的 tree 子目錄

實例 5：cd ../do/align

含義：進入上級目錄 do 下的 align 子目錄

用途：顯示文件或目錄

實例 1：ls

含義：顯示當前目錄下子目錄和文件名

實例 2：ls -l

含義：顯示當前目錄下子目錄和文件名詳細信息，包括屬性、權限、大小和創建日期等

用途：刪除文件或目錄

實例 1：rm seq2

含義：刪除文件 seq2

實例 2：rm *.txt

含義：刪除所有以.txt 結尾的文件

實例 3：rm –r temp/*

含義：刪除子目錄 temp 下所有子目錄和文件，保留該目錄

實例 4：rm –r temp

含義：刪除子目錄 temp 和該目錄下所有子目錄和文件

用途：改變文件或目錄權限

實例 1：chmod –w ppf1.fas

含義：取消所有用户對 ppf1.fas 的寫權限

實例 2：chmod +w seq1

含義：將當前目錄下 seq1 設置為本用户可寫，其他用户權限不變

實例 3：chmod -w keep/

含義：取消子目錄 keep 寫權限，不能在該目錄下創建和刪除文件或子目錄

實例 4：chmod 755 bin/*

含義：將子目錄 bin 下所有文件設置為本用户可讀可寫可執行，其它用户可讀可執行 ^[3]