操作系统第八章 磁盘存储器的管理ppt课件.ppt

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1、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数据一致性控制第八章磁盘存储器的管理8.1外存的组织方式文件存储单位：簇（cluster）文件的存储空间通常由多个分立的簇组成，而每个簇包含若干个连续的扇区(sector)/块。目前常用的外存分配方法：（1）连续分配（顺序分配）（2）链接分配（3）索引分配（1）外存分配方法-连续/顺序分配为每一个文件分配一片连续的磁盘块/簇只需要起始块/簇号和长度，适用于预分配方法可以随机存取文件不能增长(预留空间---浪费；重新分配和移动)可以通过紧缩(compact)将

2、外存空闲空间合并成连续的区域。从逻辑地址映射到物理地址较简单不利于文件插入和删除文件对应目录项（属性）中包含：始址、总块数、最后一块字节数。返回连续/顺序分配的主要优缺点主要优点顺序访问容易且速度快，因磁头移动距离小缺点要求有连续的存储空间必须事先知道文件的长度存在外部碎片返回（2）外存分配方法-链接分配每个文件是一个磁盘块的链接列表：块可以分散在磁盘各处按所需分配磁盘块，链接在一起在每个块中有指向下一个块的指针只需要起始地址可以通过合并(consolidation)将一个文件的各个簇连续存放，以提高I/O访问性能。返回链接分配的优缺点优点1、无外部碎片，没有磁

3、盘空间浪费2、无需事先知道文件大小。文件动态增长时，可动态分配空闲块。对文件的增、删、改十分方便。*3、不需紧缩磁盘空间。缺点1、不能支持高效随机/直接访问，仅对顺序存取特有效2、需为指针分配空间。---块簇（隐式链接）3、可靠性较低（指针丢失/损害）文件分配表FATFAT需占用较大的内存空间。（显式链接如Figure8-3所示）返回文件分配表FAT--figure8-3、8-4用于链接文件各物理块的链接指针，显式地存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘仅设置一张。表序号为整个磁盘的物理块号（0---(n-1)）表项存入链接指针，即下一个块号。文件的首块号存入

4、相应文件的FCB中。查找在内存的FAT中，故提高了检索速度，同时又减少磁盘的访问次数。被MS-DOS和OS/2等所采用。P272Figure8-4返回（3）外存分配方法-索引分配为每一个文件分配一个索引块（表），再把分配给该文件的所有块号，都记录在该索引块中。故索引块就是一个含有许多块号地址的数组。该索引块的地址由该文件的目录项指出。支持随机/直接存取。不会产生外部碎片。适用于文件较大时。返回文件目录索引分配的优缺点优点保持了链接结构的优点，又解决了其缺点即能顺序存取，又能随机存取满足了文件动态增长、插入删除的要求能充分利用外存空间缺点较多的寻道次数和寻道时间索

5、引表本身带来了系统开销如：内外存空间，存取时间索引分配的几种方式直接索引分配多级索引分配Figure8-7混合索引分配练习题例：请分别解释在连续分配方式、隐式链接分配方式、显式链接分配方式和索引分配方式中如何将文件的字节偏移量3500转换为物理块号和块内位移量（设盘块大小为1KB，盘块号需占4个字节）。解：首先，将字节偏移量3500转换成逻辑块号和块内位移量：3500／1024得到商为3，余数为428，即逻辑块号为3，块内位移量为428。（1）在连续分配方式中，可从相应文件的FCB中得到分配给该文件的起始物理盘块号，例如a0，故字节偏移量3500相应的物理盘块号

6、为a0+3，块内位移量为428。（2）在隐式链接方式中，由于每个盘块中需留出4个字节（如最后的4个字节）来存放分配给文件的下一个盘块的块号，因此字节偏移量3500的逻辑块号为3500／1020的商3，而块内位移量为余数440。从相应文件的FCB中可获得分配给该文件的首个（即第0个）盘块的块号，如b0；然后可通过读第b0块获得分配给文件的第1个盘块的块号，如b1；再从b1块中得到第2块的块号，如b2；从b2块中得到第3块的块号，如b3。如此，便可得到字节偏移量3500对应的物理块号b3，而块内位移量则为440。（3）在显式链接方式中，可从文件的FCB中得到分配给文

7、件的首个盘块的块号，如c0；然后可在FAT的第c0项中得到分配给文件的第1个盘块的块号，如c1；再在FAT的第c1项中得到文件的第2个盘块的块号，如c2；在FAT的第c2项中得到文件的第3个盘块的块号，如c3。如此，便可获得字节偏移量3500对应的物理块号c3，而块内位移量则为428。（4）在索引分配方式中，可从文件的FCB中得到索引表的地址。从索引表的第3项（距离索引表首字节12字节的位置）可获得字节偏移量3500对应的物理块号d，而块内位移量为428。练习题例：存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0-9个地址项为直

8、接地址，第10个地址项为