操作系统--文件系统大容量存储结构

Posted 2020-09-07 拉夫德尔

文件系统：

　　逻辑文件系统通过FCB（文件控制块）来维护文件结构

　　文件系统的类型：FAT、FAT32、ext、ext2、ext3、ext4、NFS、VFS

　　文件系统在磁盘中的结构：分区控制块、引导控制块（分区的第一块）、目录结构、文件控制块（FCB）

　　文件系统在内存中的结构：内存分区表、内存目录结构（保存近来访问过的目录信息）、系统范围的打开文件表（包括每个打开文件的FCB拷贝信息和其他信息）、单个进程的打开文件表（包括一个指向系统范围内已打开文件表中合适条目和其他信息的指针）

　　虚拟文件系统（VFS）:在不同类型的文件系统上采用同样的系统调用接口

　　文件在磁盘上的分配方式：

　　　　1. 连续分配：每个文件占据磁盘上的一组连续的块

　　　　2. 基于扩展的连续分配：该方法一开始使用连续分配，空间不够了，另一块被称为扩展的连续空间会被添加到原来的分配中

　　　　3. 链接分配

　　　　4. 文件分配表（FAT）: 每个分区的开始部分用于存储该FAT表，每个磁盘块在该表中占有一项，该表通过块号来索引，同时利用链接分配的思想

　　　　5. 索引分配：将所有的数据块指针集中到索引块中，一个索引块通常为一个磁盘块

　　　　6. 链接索引分配

　　　　7. Unix、Linux直接间接混合分配：将直接寻址、一级索引、二级索引和三级索引结合起来，形成混合寻址方式

　　空闲空间管理：

　　　　位图、空闲链表、分组和计数法

 

大容量存储结构：

　　磁盘的存储结构：扇区、磁道、柱面

　　磁盘访问时间分为寻道时间（把磁头移动到所需柱面的时间）、旋转延迟和传输时间，其中寻道时间占据最大

　　磁盘是被多个进程共享的设备，但有多个进程都请求访问磁盘时，应采用一种适当的调度算法，以减小给进程对磁盘的平均访问时间（主要是寻道时间）

　　　　FCFS算法、SSTF（Shortest Seek Time First）算法、

　　　　SCAN算法（电梯算法）：磁头从磁盘的一端开始向另一端移动，沿途响应访问请求，直到到达了磁盘的另一端，此时磁头反向移动并继续响应服务请求

　　　　C-SCAN算法：磁头从磁盘的一段向另一端移动，沿途响应请求。当它到了另一端，就立即回到磁盘的开始处，在返回的途中不响应任何请求

　　　　LOOK--- SCAN算法的一种形式。
　　　　C-LOOK-C-SCAN算法的一种形式。
　　　　磁臂在每个方向上仅仅移动到最远的请求位置，然后立即反向移动，而不需要移动到磁盘的一端。