【操作系统】王道考研 p50-51 文件的物理结构(文件分配方式)

2023-11-04

文件的物理结构(上)
文件的物理结构(下)

知识总览

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文件块、磁盘块

磁盘块的大小与内存块、页面的大小相同。
内存与磁盘之间的数据交换以 “块” 为单位。
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外存管理中,文件的逻辑地址空间被分为一个个文件块。
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连续分配

连续分配要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块。
物理块号=起始块号+逻辑块号。
可以随机访问。 (因为由“规律”可循)

读取某个地盘块时,需要移动磁头。访问的两个磁盘块相隔越,移动磁头所需时间就越长
因此:连续分配的文件在顺序读/写时速度最快。(既连续,又按顺序)
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缺点:物理上采用连续分配的文件不方便拓展。
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连续分配,存储空间利用率低,产生碎片。若用“紧凑”来处理碎片,有较大时间代价。

总的来说:
优点:支持顺序访问和直接访问(即随机访问);连续分配的文件在顺序访问时速度最快。
缺点:方便文件拓展;存储空间利用率,会产生磁盘碎片。
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链接分配:隐式链接

只支持顺序访问。
方便文件拓展。
所有空闲的磁盘块都可以被利用,不会有碎片问题,外存利用率高。
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链接分配:显式链接

文件分配表(FAT):把用于链接文件的各物理块的指针显式地存放在一张表中。
一个磁盘仅一张FAT,开机时,将FAT读入内存,并常驻内存。
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逻辑块号转换成物理块号的过程不需要读磁盘操作。
可以随机访问的原因:
用户想访问逻辑块号i,操作系统找到找到该文件对应的目录项(FCB),从FCB中找到起始块号,若i > 0,则查询内存中的文件分配表,往后找到i号逻辑块对应的物理块号。
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链接分配总结

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索引分配

每个文件建立一张索引表,表中记录了文件的各个逻辑块对应的物理块。
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索引分配:
支持随机访问。
容易文件拓展。
但,索引表占用一定的空间。
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如果一个磁盘块装不下一个文件的索引表怎么办?
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链接索引

要从头读到尾,低效。
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多层索引

各层索引表大小不能超过一个磁盘块。
采用k层索引,且顶级索引表未调入内存,则访问一个数据块只需要k+1次读磁盘操作。

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混合索引

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索引方式的总结

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总结

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