操作系统王道考研 p50-51 文件的物理结构（文件分配方式）

Posted 2022-01-12 karshey

文件的物理结构（上）
文件的物理结构（下）

知识总览

文件块、磁盘块

磁盘块的大小与内存块、页面的大小相同。
内存与磁盘之间的数据交换以 “块” 为单位。

在外存管理中，文件的逻辑地址空间被分为一个个文件块。

连续分配

连续分配要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块。
物理块号=起始块号+逻辑块号。
可以随机访问。 （因为由“规律”可循）

读取某个地盘块时，需要移动磁头。访问的两个磁盘块相隔越远，移动磁头所需时间就越长。
因此：连续分配的文件在顺序读/写时速度最快。（既连续，又按顺序）

缺点：物理上采用连续分配的文件不方便拓展。

连续分配，存储空间利用率低，产生碎片。若用“紧凑”来处理碎片，有较大时间代价。

总的来说：
优点：支持顺序访问和直接访问（即随机访问）；连续分配的文件在顺序访问时速度最快。
缺点：不方便文件拓展；存储空间利用率低，会产生磁盘碎片。

链接分配：隐式链接

只支持顺序访问。
很方便文件拓展。
所有空闲的磁盘块都可以被利用，不会有碎片问题，外存利用率高。

链接分配：显式链接

文件分配表（FAT）：把用于链接文件的各物理块的指针显式地存放在一张表中。
一个磁盘仅一张FAT，开机时，将FAT读入内存，并常驻内存。

逻辑块号转换成物理块号的过程不需要读磁盘操作。
可以随机访问的原因：
用户想访问逻辑块号i，操作系统找到找到该文件对应的目录项（FCB），从FCB中找到起始块号，若i > 0，则查询内存中的文件分配表，往后找到i号逻辑块对应的物理块号。

链接分配总结

索引分配

每个文件建立一张索引表，表中记录了文件的各个逻辑块对应的物理块。

索引分配：
支持随机访问。
容易文件拓展。
但，索引表占用一定的空间。

如果一个磁盘块装不下一个文件的索引表怎么办？

链接索引

要从头读到尾，低效。

多层索引

各层索引表大小不能超过一个磁盘块。
采用k层索引，且顶级索引表未调入内存，则访问一个数据块只需要k+1次读磁盘操作。

混合索引

索引方式的总结

总结