操作系统文件存储空间管理（存储空间的划分与初始化）

Posted 2022-12-28 bfhonor

一、文件存储空间管理

（一）存储空间的划分与初始化

• 安装 Windows 操作系统的时候，一个必经步骤是——为磁盘分区（C: 盘、D: 盘、E: 盘等）
  

（二）存储空间管理

1. 空闲表法

• 适用于“连续分配方式”
  
• 如何分配磁盘块：与内存管理中的动态分区分配很类似，为一个文件分配连续的存储空间。同样可采用首次适应、最佳适应、最坏适应等算法来决定要为文件分配哪个区间。
  
• 如何回收磁盘块：与内存管理中的动态分区分配很类似，当回收某个存储区时需要有四种情况：
  ①回收区的前后都没有相邻空闲区；
  ②回收区的前后都是空闲区；
  ③回收区前面是空闲区；
  ④回收区后面是空闲区。
  总之，回收时需要注意表项的合并问题

2. 空闲链表法

（1）空闲盘块链

（2）空间盘区链

• 连续分配、离散分配都适用
  

3. 位示图法

• 如何分配：若文件需要K个块，
  ①顺序扫描位示图，找到K个相邻或不相邻的“0”；
  ②根据字号、位号算出对应的盘块号，将相应盘块分配给文件；
  ③将相应位设置为“1”。
• 如何回收：
  ①根据回收的盘块号计算出对应的字号、位号；
  ②将相应二进制位设为“0”

4. 成组链接法

• 空闲表法、空闲链表法不适用于大型文件系统，因为空闲表或空闲链表可能过大。UNIX系统中采用了成组链接法对磁盘空闲块进行管理。
• 文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为“超级块”，当系统启动时需要将超级块读入内存。并且要保证内存与外存中的“超级块”数据一致。
  
  
• 如何分配？
• Eg ：需要1个空闲块
  ①检查第一个分组的块数是否足够。1<100，因此是足够的。
  ②分配第一个分组中的1个空闲块，并修改相应数据
  
• Eg ：需要100个空闲块
  ①检查第一个分组的块数是否足够。100=100，是足够的。
  ②分配第一个分组中的100个空闲块。但是由于300号块内存放了再下一组的信息，因此300号块的数据需要复制到超级块中。每个分组正式分配出去之前，需要把下一个分组的链接信息复制到超级块中；而且超级块永远要保持在连头。
  
• 如何回收？
  Eg ：假设每个分组最多为100个空闲块，此时第一个分组已有99个块，还要再回收一块
  
• 假设每个分组最多为100个空闲块，此时第一个分组已有100个块，还要再回收一块。
• 需要将超级块中的数据复制到新回收的块中，并修改超级块的内容，让新回收的块成为第一个分组