第8章磁盘存储器管理ppt课件.ppt

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1、第八章磁盘存储器的管理1磁盘存储器管理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28.1外存的组织(分配）方式磁盘具有可直接访问的特性，利用磁盘来存放文件具有灵活性。在为文件分配外存空间时考虑的主要问题有：有效利用外存空间提高对文件的访问速率8.1.1连续组织8.1.2链接组织8.1.3FAT8.1.3NTFS技术8.1.4索引组织3文件的三大物理结构1连续分配（连续/顺序结构）2链接分配（链接结构）(FAT和NTFS技术)3索引分配（索引结

2、构）①连续结构:文件信息存于外存储器的若干连续块中；②链接结构：文件信息散布在外存储器的若干不连续块中，由指针连接起来；③索引结构：文件信息散存于外存储器的若干块中，另外建立一个索引表，表中存有该记录在外存储器位置的对应关系48.1.1连续分配(又称“顺序分配”)1.连续分配方式（ContinuousAllocation）存储结构：文件分配一组连续的盘块文件地址：第一盘块号和文件长度（图8-1）外存碎片：通过紧缩将外存空闲空间合并成连续的区域2.连续分配的优缺点优点：①顺序访问容易②顺序访问速度快缺点：①要求有连

3、续的磁盘空间②必须事先知道文件的长度P2515TU8-1图8-1磁盘空间的连续分配68.1.2链接组织（ChainedAllocation）存储结构文件分配到离散的盘块中，通过链接指针将这些离散的盘块链成一个链表。链接的形式1.隐式链接2.显式链接71.隐式链接每个目录项中，都须含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针(图6-8)主要问题：只适合顺序访问，随机访问极其低效如要访问文件所在的第i个盘块，则必须先读出文件的第一个盘块……，这样顺序地查找直至第i块。可见，随机访问的速度相当低。可靠性较差。只要其中的任何

4、一个指针出现问题，都会导致整个链的断开。8TU8-2图8-2磁盘空间的链接式分配（隐式）92.显式链接把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。该表在整个磁盘仅设置一张(图8-3所示)表中凡是属于某一文件的第一个盘块号，均作为文件地址被填入相应文件的FCB的“物理地址”字段中。显著提高了检索速度，大大减少了访问磁盘的次数。由于分配给文件的所有盘块号都放在该表中，故该表有称为文件分配表(FileAllocationTable)MS-DOS的文件物理结构(FAT)10TU8-3图8-3显式链接结构118.1.3

5、FAT和NTFS技术早期MS-DOS的FAT文件系统引入“卷”，支持一个物理磁盘分成4个逻辑磁盘（卷、分区），每个分区都是一个能够被单独格式化和使用的逻辑单元，供文件系统分配空间时使用每个分区包含:文件系统信息+一组文件+空闲空间，并有单独存放目录和FAT表的区域1.FAT122.FAT163.FAT324.NTFS121.FAT121)以盘块为基本分配单位早期MS-DOS使用FAT12文件系统，每个分区中配有两张文件分配表FAT1和FAT2，FAT的每个表项中存放下一个盘块号，通过它将文件的所有盘块链接起来，而文件的第一

6、个盘块号放在FCB中。MS-DOS的文件物理结构图8-4整个系统有一张文件分配表FAT13TU8-4图8-4MS-DOS的文件物理结构文件A占3个盘块，盘块号为4、6、11；文件B则占用9、10及5号3个盘块。每个文件的第一个盘块号放在自己的FCB中。141.FAT12对1.2MB的软盘，盘块大小为512B，FAT中共含有2.4K个表项，由于每个FAT表项占12位，故FAT表占用3.6KB的存储空间以盘块为分配单位时最大磁盘容量问题每个FAT表项12位，FAT表中最多允许有4096项；盘块大小是512B,每个磁盘分区的容量

7、为2MB(4096×512B)。一个物理磁盘支持4个逻辑分区，相应的磁盘最大容量仅为8MB。8MB对最早时期的硬盘还可应付，但很快容量就超过了，FAT12还能继续用?Yes.引入新的分配单位——簇。151.FAT12例如:簇仅有一个扇区时，磁盘的最大容量为8MB；簇包含两个扇区时，磁盘的最大容量可达16MB；簇包含八个扇区时，磁盘的最大容量可达64MB。2)簇的基本概念进行盘块分配时，不再以盘块而是以簇(cluster)为基本单位。簇是一组连续的扇区，在FAT中它是作为一个虚拟扇区，簇的大小一般是2n个盘块簇包含扇区的数量

8、与磁盘容量的大小直接有关161.FAT123)FAT12存在的问题所允许的磁盘容量存在着严重的限制，通常只能是几十个Megabytes，虽可继续增加簇的大小来提高最大磁盘容量，但随着支持的硬盘容量的增加，相应的簇内碎片也将随之成倍地增加。只能支持8+3格式的文件名1716位最大表项数65536(216