作業系統 檔案管理

2021-10-02 06:36:50 字數 2285 閱讀 8163

9、檔案系統的層次結構

10、磁碟(外存)

10.4 磁碟的管理

(1)順序檔案

(2)索引檔案

(3)索引順序檔案

(1)實現:乙個檔案對應乙個fcb(檔案控制塊),乙個fcb就是乙個目錄項,多個fcb組成檔案目錄

(2)操作:搜尋、建立檔案、刪除檔案、顯示檔案、修改檔案

(3)目錄結構

(4)索引結點:存放除了檔名之外的所有資訊,每個檔案對應乙個索引結點

分配方式

如何分配

目錄項內容

優點缺點

順序分配

為檔案分配的必須是連續的磁碟塊

起始塊號、檔案長度

順序訪問速度快,支援隨機訪問

會產生碎片,不利於檔案拓展

隱式鏈結分配

除檔案的最後乙個盤塊之外,每個盤塊中都存有指向下一盤塊的指標

起始塊號、結束塊號

解決了碎片問題,外存利用率高,檔案拓展實現方便

只能順序訪問,不能隨機訪問

顯式鏈結分配

建立一張檔案分配表(fat),顯式記錄盤塊的先後關係(開機後fat常駐記憶體)

起始塊號

除了隱式的優點外,還可以通過查詢fta實現隨機訪問

fat需要占用一定儲存空間

索引分配

為檔案資料庫建立索引表

第乙個索引塊的塊號(多級索引:頂級索引塊塊號)

支援隨機訪問,易於實現檔案的拓展

索引表需占用一定的儲存空間。訪問資料塊之前需要先讀入索引塊

​  儲存空間的劃分

管理方法

·(1)空閒表法

​  記錄、組織方式:空閒表中記錄每個連續空閒區的起始盤塊號、盤塊數

​  分配:分配時可採用首次適應、最佳適應等策略;**時注意表項的合併問題

(2)空閒鍊錶法

​  記錄、組織方式:空閒盤塊鏈/盤區鏈

​  分配:(盤塊鏈)分配時從鏈頭依次取出空閒塊,**時將空閒塊查到鏈尾/(盤區鏈)分配時可採用首次適應、最佳適應等策略;**時注意相鄰空閒盤區合併的問題

(3)位示圖法

​  記錄、組織方式:乙個二進位制位對應乙個盤塊。(字型大小, 位號)或(行號,列號)與盤塊號一一對應

​  分配:若檔案需要k個塊,順序掃瞄位示圖,找到k個相鄰或不相鄰的「0」;根據(字型大小,位號)算出對應盤塊號,將相應盤塊分配給檔案;將相應位設定位「1」

軟連線(快捷方式):在乙個link型的檔案中記錄共享檔案的存放路徑

實現:為檔案設定乙個"口令",使用者想要訪問檔案時需要提供口令,由系統驗證口令是否正確

特點:實現開銷小,但"口令"一般存放在fcb或索引結點中(也就是存放在系統中)因此不太安全

實現:用乙個"密碼"對檔案加密,使用者想要訪問檔案時,需要提供相同的「密碼"才能正確的解密

特點:安全性高,但加密/解密需要耗費一定的時間

實現:用乙個訪問控制表(acl) 記錄各個使用者(或各組使用者)對檔案的訪問許可權

特點:實現靈活,可以實現複雜的檔案保護功能

磁碟分類

根據磁頭是否可移動:固定頭磁碟、移動頭磁碟

根據碟片是否可更換:固定盤磁碟、可換盤磁碟

一次磁碟讀/寫操作需要的時間與尋找時間、延遲時間、傳輸時間有關。延遲與傳輸時間與硬體有關無法優化,作業系統的排程演算法影響的是尋找時間

演算法

​  具體做法:讓編號相鄰的扇區在物理,上不相鄰

​  原理:與"交替編號"的原理相同。「錯位命名法"可降低延遲時間

​  具體做法:讓相鄰盤面的扇區編號"錯位」

低階格式化/物理格式化:劃分扇區

磁碟分割槽(c盤、d盤、e盤)

邏輯格式化:建立檔案系統(建立根目錄檔案、建立用於儲存空間管理的資料結構)

​  計算機啟動時需要執行初始化程式(自舉程式)來完成初始化。

​  rom中存放很小的自舉裝入程式。完整的自舉程式存放在初始塊(引導塊)中

簡單的磁碟:邏輯格式化時將壞塊標記出來

複雜的磁碟:磁碟控制器維護乙個壞塊鏈,並管理備用扇區

作業系統 檔案管理

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