操作系统 磁盘存储器的管理

《操作系统 磁盘存储器的管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章磁盘存储器的管理第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式8.2文件存储空间的管理8.3提高磁盘I/O速度的途径8.4提高磁盘可靠性的技术8.5数据一致性控制1第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式文件的物理结构直接与外存的组织方式有关。对于不同的外存组织方式，将形成不同的文件物理结构。目前常用的外存组织方式有：(1)连续组织方式。(2)链接组织方式。(3)索引组织方式。2第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式8.1.1连续组织方式连续组织方式又称连续分配方式，要求为每一个文件分配一组相邻接的盘块。在

2、采用连续组织方式时，可把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中，这样所形成的文件结构称为顺序文件结构，此时的物理文件称为顺序文件。3第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式图8-1磁盘空间的连续组织方式4第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式连续组织方式的主要优点有：(1)顺序访问容易。(2)顺序访问速度快。5第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式连续组织方式的主要缺点如下：(1)要求为一个文件分配连续的存储空间。(2)必须事先知道文件的长度。(3)不能灵活地删除和插入记录。(4)对于那些动态增长

3、的文件。6第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式8.1.2链接组织方式在采用链接组织方式时，可为文件分配多个不连续的盘块，再通过每个盘块上的链接指针，将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表，由此所形成的物理文件称为链接文件。链接组织方式的主要优点是：(1)消除了磁盘的外部碎片，提高了外存的利用率。(2)对插入、删除和修改记录都非常容易。(3)能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。7第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式1.隐式链接在采用隐式链接组织方式时，在文件目录的每个目录项中，都须含有指

4、向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。8第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式图8-2磁盘空间的链接式分配9第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式2.显式链接这是指把用于链接文件各物理块的指针显式地存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘中仅设置一张，如图8-3所示。10第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式图8-3显式链接结构11第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式8.1.3FAT技术1.FAT121)早期的FAT12文件系统FAT12是以盘块为基本分配单位的。在每个分区中都配有两张相同的文

5、件分配表FAT1和FAT2。在FAT的每个表项中存放下一个盘块号，它实际上是用于盘块之间的链接的指针，通过它可以将一个文件的所有的盘块链接起来，而将文件的第一个盘块号放在自己的FCB中。12第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式图8-4MS-DOS的文件物理结构13第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式2)以簇为单位的FAT12文件系统如果把每个盘块(扇区)的容量增大n倍，则磁盘的最大容量便可增加n倍。但要增加盘块的容量是不方便和不灵活的。为此，引入了簇(cluster)的概念。14第八章磁盘存储器的管理8

6、.1外存的组织方式2.FAT16FAT12对磁盘容量限制的原因在于，FAT12表中的表项有限制，亦即最多只允许4096个。这样，随着磁盘容量的增加，必定会引起簇的大小和簇内碎片也随之增加。15第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式3.FAT32由于FAT16表的长度只有65 535项，随着磁盘容量的增加，簇的大小也必然会随之增加，为了减少簇内零，也就应当增加FAT表的长度，为此需要再增加FAT表的宽度，这样也就由FAT16演变为FAT32。16第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式图8-5FAT中簇的大小与

7、最大分区的对应关系17第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式8.1.4NTFS的文件组织方式1.NTFS新特征NTFS(NewTechnologyFileSystem)是一个专门为WindowsNT开发的、全新的文件系统，并适用于Windows2000/XP及后续的WindowsOS。18第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式2.磁盘组织NTFS是以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单位的。一个文件占用若干个簇，一个簇只属于一个文件。这样，在为文件分配磁盘空间时，就无须知道盘块的大小，只要根据不同的磁盘容量，选

8、择相应大小的簇，即使NTFS具有了与磁盘物理块大小无关的独立性。19第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式3.文件的组织在NTFS中，以卷为单位，将一个卷中的所有文件信息、目录信息以及可用的未分配空间信息，都以文件记录的方式记录在一张主控文件表MFT(MasterFileTable)中，该表是NTFS卷结构的中心，从逻辑上讲，卷中的每个文件作为一条记录，