磁碟儲存管理 作業系統

2021-08-20 12:02:44 字數 1476 閱讀 3847

磁碟儲存管理

磁碟儲存器管理也是作業系統的重要管理功能之一。磁碟儲存器不僅容量大,訪問速度塊,而且可以實現隨機訪問,是當前存放大量程式和 資料的理想裝置,所以在現代計算機系統中,都配置了磁碟儲存器,並以它為主來存放資訊。這樣,對資訊的操作,都將涉及到對磁碟的訪問。磁碟i/o速度的高低和磁碟的可靠性,都將直接影響到系統效能。因此,設法改善磁碟系統的效能,已成為作業系統的重要任務之一。

磁碟管理的重要任務是:為檔案分配必要的儲存空間、合理組織檔案的儲存方式、提高磁碟儲存空間的利用率、提高i/o速度、保證檔案儲存的可靠性。

一、磁碟儲存器概述

1.1. 磁碟裝置可包括乙個或多個碟片,每片分兩面,每面可分成若干條磁軌,各磁軌之間留有必要的間隙;

1.2. 磁碟的型別,對於磁碟,可以從不同的角度進行分類。最常見的有:磁碟分成硬碟和軟盤、單片盤和多片盤、固定頭磁碟和活動頭磁碟(移動頭)磁碟。

1.3. 磁碟訪問時間可以分成以下三部分:尋道時間、旋轉延遲時間(這是指定扇區移動到磁頭下面所經歷的時間)和傳輸時間。在訪問時間中,尋道時間和旋轉延遲時間基本上都與所讀/寫資料的多少沒有關係,而且它所佔訪問時間的大頭。可見,適當地集中資料傳輸,將有利於提高傳輸效率。

1.4. 磁碟排程的方式:先來先服務(fcfs)、最短尋道時間優先(sstf)、掃瞄演算法(scan)和迴圈掃瞄演算法(cscan)。

二、磁碟分配方法

磁碟分配方法

描述連續分配

要求每乙個檔案分配一組相鄰接的盤塊;

優點:順序訪問容易,順序訪問速度快;

缺點:要求有連續的空間,必須事先知道檔案的大小

鏈結分配

主要問題:只適合順序訪問,它對隨機訪問是及其低效的。

索引分配

單級索引分配:解決了連續分配方式所存在的問題;

缺點:不能支援高效的直接訪問,fat需要占用極大的記憶體空間;

多級索引分配:當os為乙個大檔案分配磁碟空間時,如果所分配出去的盤塊號已經裝滿乙個索引塊,

os便為該檔案分配另乙個索引塊,用來將以後繼續為之分配的盤塊號記錄於其中;

混合索引分配方式:是指將多種分配方式相結合而形成的一種分配方式

三、空閒儲存空間的管理

空間儲存空間的管理

描述空閒空間表法

屬於連續分配方式,它與記憶體的動態分配方式類似,它為每乙個檔案分配一塊連續的儲存空間;

空間的分配與**:空盤區的分配與記憶體的動態分配類似,同樣是採用首次適應演算法、迴圈首次

適應演算法等;對使用者所釋放的儲存空間進行**時,也採用類似於記憶體**的方式

空閒塊鏈結法

將所有空閒盤區拉成一條空閒鏈;

空閒盤塊鏈

空閒盤區鏈

空閒塊成組鏈結法

是將空閒表法和空閒鍊錶法相結合二形成的一種盤塊管理方法,克服了表太長的缺點

位示圖法

是指利用二進位制的一位來表示 磁碟中乙個盤塊的使用情況

作業系統 磁碟儲存結構

磁碟由乙個或多個圓形盤面組成,每個盤面由n個同心圓組成,同心圓稱為磁軌 從同心圓向外畫直線,可以將磁軌劃分若干個弧段,乙個弧段稱為乙個扇區。扇區是磁碟的最小組成單元。m個盤面的相同磁軌組成柱面。柱面數,磁頭數,扇區數 chs是乙個三元組,24位,最大8g lba是乙個整數 轉換成chs格式完成磁碟具...

作業系統儲存管理

分段單元 分頁單元 邏輯位址 段基址 32位偏移量 線性位址 虛擬位址,0 4gb 實體地址 6個段暫存器 cs code段 ss stack段 ds data段 es fs gs 通用段暫存器 16位的段選擇符就存放在以上段暫存器中 線性位址 4gb 被分成以固定長度為單位的組,即頁。頁內部連續的...

作業系統 儲存管理

儲存管理 1 所謂虛擬儲存技術,即在記憶體中保留一部分程式或資料,在外存 硬碟 中放置整個位址空間的副本。程式執行過程中可以隨機訪問記憶體中的資料或程式,但需要的程式或資料不在記憶體中時,就將記憶體中的部分內容根據情況寫回外存,然後從外存調入所需程式或資料,實現作業內部的區域性對換,從而允許程式的位...