第九章 磁盘系统
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
南京晓庄学院 操作系统
文件系统写入方式（续）
2、延迟写（lazy-write） 利用回写（write back）高速缓存的方 法得到高速 可恢复性差 3、可恢复（transaction log） 采用事务日志来实现文件系统的写入 既考虑安全性，又考虑速度性能
南京晓庄学院 操作系统
2. 文件系统的安全性
南京晓庄学院 操作系统
（4）安全性的设计原则 系统设计必须公开 缺省属性应该不可访问 检查当前权限 给每个进程赋予一个最小的可能权限 保护机制应简单一致，嵌入到系统底层 采取的方案必须可接受
南京晓庄学院 操作系统
3.文件的保护机制
（1）文件源自文库护 用于提供安全性的特定的操作系统机制。 （对拥有权限的用户，应该让其进行相应操 作，否则，应禁止 防止其他用户冒充对文件进行操作） 实现： * 用户验证 * 存取控制
在读写外存时不涉及硬件细节，使用逻 辑地址和逻辑操作 存取速度尽可能快，容量大且空间利用 率高 外存上存放的信息安全可靠，防止来自 硬件的故障和他人的侵权 可以方便地共享，动态扩缩，携带拆卸， 了解存储情况和使用情况 以尽可能小的代价完成上述要求
南京晓庄学院 操作系统
二. 磁盘调度
（1） 磁盘调度 当多个访盘请求在等待时，采用一定的策略，对这 些请求的服务顺序调整安排，旨在降低平均磁盘 服务时间，达到公平、高效 公平：一个I/O请求在有限时间内满足 高效：减少设备机械运动所带来的时间浪费 （2）磁盘调度考虑的问题： 一次访盘时间 = 寻道时间+旋转延迟时间+存取时间 减少寻道时间 减少延迟时间
南京晓庄学院 操作系统
（4）旋转调度算法 旋转调度：根据延迟时间来决定执行次序的调度 分析： 若干等待访问者请求访问同一磁道上的不同扇区 若干等待访问者请求访问不同磁道上的不同编号的 扇区 若干等待访问者请求访问不同磁道上具有相同的扇 区
南京晓庄学院 操作系统
解决方案： 对于前两种情况：总是让首先到达读写磁头 位置下的扇区先进行传送操作 对于第三种情况：这些扇区同时到达读写磁 头位置下，可任意选择一个读写磁头进行传 送操作
（1）安全性 确保未经授权的用户不能存取某些文件。涉及到 技术、管理、法律、道德和政治等问题 安全性的两个重要方面： 数据丢失 灾难 硬件或软件故障 人的失误 可通过备份解决（存放在另一处）
南京晓庄学院 操作系统
入侵者 积极的 或 消极的
非技术人员的偶然窥视 入侵者的窥视 明确的偷窃企图 商业或军事间谍活动
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
南京晓庄学院 操作系统
最短寻道时间优先：优先选择距当前磁头 最近的访问请求进行服务，主要考虑寻道 最短优先 优点：改善了磁盘平均服务时间； 缺点：造成某些访问请求长期等待得不到 服务
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
40K-4MB 中型文件
文件信息
4MB-4GB 大型文件
文件信息
>4GB 巨型文件
文件信息
南京晓庄学院 操作系统
若4KB/盘块，每盘块号32b
（5）.文件结构、文件存取方式与文件 存储介质的关系
存取方式 顺序存取方式 随机(直接)存取方式 存储介质 磁带 物理结构 连续结构 存取方式 顺序存取
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
（4）多级索引结构
多级索引结构： 在UNIX或Linux操作系统中采 用,兼备了前两种方法的优点而克服了两种方法 表格太长的缺点 UNIX文件系统的多级索引结构。每个文件的索 引表为13个索引项，前10项直接登记存放文件 信息的物理块号（直接寻址） 如果文件大于10 块，第11项指向一个最多可放256个文件物理块 的物理块（一次间接寻址）。对于更大的文件 还可利用第12和第13项作为二次和三次间接寻 址，文件最大可达1兆个物理块
设计安全时要考虑是哪一类入侵者
南京晓庄学院 操作系统
（2）著名的安全缺陷 UNIX lpr mkdir abc TENEX OS/360 Logic bomb：逻辑炸弹 Morris：蠕虫
南京晓庄学院 操作系统
（3）一般性的安全攻击 请求内存页、磁盘空间和磁带并读取其内 容 尝试非法的系统调用（非法参数 、不合适 的参数） 在登录过程中键入DEL，BREAK 写一段程序欺骗用户…… 病毒
南京晓庄学院 操作系统
例
请求顺序
① ② ③ ④
柱面号
5 5 5 5
磁头号
4 1 4 2
扇区号
1 5 5 8
南京晓庄学院 操作系统
4. 信息的优化分布
记录在磁道上的排列方式也会影响输入输 出操作的时间 例子：处理程序要求顺序处理8个记录；磁 盘旋转一周为20毫秒/周；花5毫秒对记录 进行处理
3 4 5 6
南京晓庄学院 操作系统
扫描算法（电梯算法）
克服了最短寻道优先的缺点，既考虑了距离，同 时又考虑了方向 具体做法：当设备无访问请求时，磁头不动；当 有访问请求时，磁头按一个方向移动，在移动 过程中对遇到的访问请求进行服务，然后判断 该方向上是否还有访问请求，如果有则继续扫 描；否则改变移动方向，并为经过的访问请求 服务，如此反复
南京晓庄学院 操作系统
（2）用户验证 当用户登录时，检验其身份 （用户是谁，用户拥有什么，用户知道什 么） 口令 物理鉴定 磁卡，指纹，签名分析，手指长度分析 对策
南京晓庄学院 操作系统
（3）存取控制 审查用户的权限， 审查本次操作的合法性 ★方法一：文件的二级存取控制 第一级：对访问者的识别 对用户分类：
南京晓庄学院 操作系统
多级索引结构
i-addr[] i 索引数组 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（一次间址用） 11（二次间址用） 12（三次间址用）
一次间址 一次间址 二次间址 二次间址 三次间址 一次间址 文件信息 文件信息 文件信息 文件信息
<40KB 小型文件
文件信息 文件信息
南京晓庄学院 操作系统
（4）外存的特点 容量大，断电后仍可保存信息，速度较慢，成 本较低 由两部分组成：驱动部分+存储介质 种类很多 外存空间组织与地址与存取方式非常复杂 I/O过程方式非常复杂 （5）用户对外存的要求 用户对外存的使用：读写外存数据 用户对外存的要求：方便、效率、安全
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
2 1 8 7 2 5
7
4 1 6
8
3
请求顺序 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
柱面号 9 7 15 9 20 7
磁头号 6 5 20 4 9 15
扇区号 3 6 6 4 5 2
练习：假设磁头在8柱面，求最省时间 的响应次序
南京晓庄学院 操作系统
（1）空闲块表 将所有空闲块记录在一个表中，即空闲 块表，有两项 （2）空闲块链表 把所有空闲块链成一个链 扩展：成组链接法
南京晓庄学院 操作系统
硬盘分类：
固定头磁盘：每个磁道设置一个磁头，变换磁道时 不需要磁头的机械移动，速度快但成本高 移动头磁盘：一个盘面只有一个磁头，变换磁道时 需要移动磁头，速度慢但成本低
磁盘访问时间
寻道（时间）：磁头移动定位到指定磁道 旋转延迟（时间）：等待指定扇区从磁头下旋转经过 数据传输（时间）：数据在磁盘与内存之间的实际传 输
三. 外存空间管理
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
分配和回收的算法如下： 1．分配一个空闲块 查L单元内容（空闲块数）： 当空闲块数>1 i : ＝L＋空闲块数； 从i单元得到一空闲块号； 把该块分配给申请者； 空闲块数减1。 当空闲块数＝1 取出L＋1单元内容（一组的第一块块号或0）； 其值＝0 无空闲块，申请者等待 不等于零 把该块内容复制到专用块； 该块分配给申请者； 把专用块内容读到主存L开始的区域。
磁盘 链接 顺序 索引 顺序 随机
连续 顺序 随机
四、文件系统的可靠性和安全性
1. 文件系统的可靠性
可靠性：系统抵抗和预防各种物理性破坏 和人为性破坏的能力 坏块问题 备份： 通过转储操作，形成文件或文件 系统的多个副本
南京晓庄学院 操作系统
RAID（廉价磁盘冗余阵列）
磁盘0 磁盘 数据1 数据1 的备份 数据0 数据 磁盘1 磁盘 数据0 数据0 的备份 数据1 数据
南京晓庄学院 操作系统
RAID0+1 4个盘 RAID3 3个盘（一个专为校验盘） RAID5 无专门校验盘，校验数据分布在 多个盘上 至少3个盘，（N-1）/N 一个磁盘故障时，控制器可从其他尚存 的磁盘上重新恢复/生成丢失的数据而不 影响数据的可用性
南京晓庄学院 操作系统
1.海量转储： 定期将所有文件拷贝到后援存储器 2.增量转储： 只转储修改过的文件，即两次备份之间 的修改，减少系统开销
一.存储介质
（1）物理块(块) 在文件系统中，文件的存储设备常常划分为若 干大小相等的物理块。同时也将文件信息划分成 相同大小的逻辑块（块），所有块统一编号 以块为单位进行信息的存储、传输、 以块为单位进行信息的存储、传输、分配 （2）磁带 永久保存大容量数据，是顺序存取设备。 存取速度较慢，主要用于后备存储，或存储不经 常用的信息，或用于传递数据的介质
南京晓庄学院 操作系统
（3）磁盘调度算法 先来先服务：按访问请求到达的先后次序 服务 优点：简单，公平； 缺点：效率不高，相邻两次请求可能会造成 最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动， 增加了服务时间，对机械也不利
南京晓庄学院 操作系统
假设磁盘访问序列：98，183，37，122， 14，124，65，67 读写头起始位置：53 53 安排磁头服务序列 计算磁头移动总距离（道数）
CPU
南京晓庄学院 操作系统
可用性 容量 性能 好处： 1、通过把多个磁盘组织在一起，作为一个逻 辑卷提供磁盘跨越功能 2、通过把数据分成多个数据块，并行写入/ 读出多个磁盘，以提高访问磁盘的速度 3、通过镜像或校验操作，提供容错能力
南京晓庄学院 操作系统
RAID0 数据分条技术 整个逻辑盘的数据被分散分布在多个物 理盘上，并行读写。（没有冗余能力） 至少两个盘 RAID1 把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上。 （两个盘上实施，数据冗余）
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
单向扫描调度算法 总是从0号柱面开始向里扫描 按照各自所要访问的柱面位置的次序去选 择访问者 移动臂到达最后个一个柱面后，立即带动 读写磁头快速返回到0号柱面 返回时不为任何的等待访问者服务 返回后可再次进行扫描
南京晓庄学院 操作系统
返回目录
第i块 间隙 第i+1块 块 块
（3）磁盘 直接（随机）存取设备： 存取磁盘上任一物理块的时间不依赖于 该物理块所处的位置
南京晓庄学院 操作系统
扇区
磁道
南京晓庄学院 操作系统
扇区
磁臂
柱面
磁头
南京晓庄学院 操作系统
物理地址形式： 磁头号（盘面号） 磁道号（柱面号） 扇区号 磁盘系统由磁盘本身和驱动控制设备组成，实 际存取读写的动作过程是由磁盘驱动控制设备 按照主机要求完成的 一次访盘请求： 读/写，磁盘地址（设备号，柱面号，磁头号， 扇区号），内存地址（源/目）
南京晓庄学院 操作系统
3. 恢复 4.文件系统的一致性 磁盘块→内存→写回磁盘块 若在写回之前，系统崩溃，则文件系统出 现不一致
南京晓庄学院 操作系统
文件系统写入方式
（考虑文件系统的一致性和速度） 1、谨慎写（careful write） 对写操作进行逐个排序的写方式 更新磁盘的请求→按一定顺序完成几项子 操作→更新磁盘 FAT文件系统：通写（write-through） 磁盘修改立即写到磁盘 速度性能差
南京晓庄学院 操作系统
2．归还一块 查L单元的空闲块数； 当空闲块数<100 空闲块数加1； j : ＝L＋空闲块数； 归还块号填入j单元。 当空闲块数＝100 把主存中登记的信息写入归 还块中； 把归还块号填入L＋1单元； 将L单元置成1。
南京晓庄学院 操作系统
（3）位图法 用一串二进制位反映磁盘空间中分配使 用情况, 每个物理块对应一位, 分配物理 块为1，否则为0 申请物理块时，可以在位示图中查找为0 的位，返回对应物理块号； 归还时；将对应位转置0 描述能力强，适合各种物理结构
文件系统写入方式（续）
2、延迟写（lazy-write） 利用回写（write back）高速缓存的方 法得到高速 可恢复性差 3、可恢复（transaction log） 采用事务日志来实现文件系统的写入 既考虑安全性，又考虑速度性能
南京晓庄学院 操作系统
2. 文件系统的安全性
南京晓庄学院 操作系统
（4）安全性的设计原则 系统设计必须公开 缺省属性应该不可访问 检查当前权限 给每个进程赋予一个最小的可能权限 保护机制应简单一致，嵌入到系统底层 采取的方案必须可接受
南京晓庄学院 操作系统
3.文件的保护机制
（1）文件源自文库护 用于提供安全性的特定的操作系统机制。 （对拥有权限的用户，应该让其进行相应操 作，否则，应禁止 防止其他用户冒充对文件进行操作） 实现： * 用户验证 * 存取控制
在读写外存时不涉及硬件细节，使用逻 辑地址和逻辑操作 存取速度尽可能快，容量大且空间利用 率高 外存上存放的信息安全可靠，防止来自 硬件的故障和他人的侵权 可以方便地共享，动态扩缩，携带拆卸， 了解存储情况和使用情况 以尽可能小的代价完成上述要求
南京晓庄学院 操作系统
二. 磁盘调度
（1） 磁盘调度 当多个访盘请求在等待时，采用一定的策略，对这 些请求的服务顺序调整安排，旨在降低平均磁盘 服务时间，达到公平、高效 公平：一个I/O请求在有限时间内满足 高效：减少设备机械运动所带来的时间浪费 （2）磁盘调度考虑的问题： 一次访盘时间 = 寻道时间+旋转延迟时间+存取时间 减少寻道时间 减少延迟时间
南京晓庄学院 操作系统
（4）旋转调度算法 旋转调度：根据延迟时间来决定执行次序的调度 分析： 若干等待访问者请求访问同一磁道上的不同扇区 若干等待访问者请求访问不同磁道上的不同编号的 扇区 若干等待访问者请求访问不同磁道上具有相同的扇 区
南京晓庄学院 操作系统
解决方案： 对于前两种情况：总是让首先到达读写磁头 位置下的扇区先进行传送操作 对于第三种情况：这些扇区同时到达读写磁 头位置下，可任意选择一个读写磁头进行传 送操作
（1）安全性 确保未经授权的用户不能存取某些文件。涉及到 技术、管理、法律、道德和政治等问题 安全性的两个重要方面： 数据丢失 灾难 硬件或软件故障 人的失误 可通过备份解决（存放在另一处）
南京晓庄学院 操作系统
入侵者 积极的 或 消极的
非技术人员的偶然窥视 入侵者的窥视 明确的偷窃企图 商业或军事间谍活动
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
南京晓庄学院 操作系统
最短寻道时间优先：优先选择距当前磁头 最近的访问请求进行服务，主要考虑寻道 最短优先 优点：改善了磁盘平均服务时间； 缺点：造成某些访问请求长期等待得不到 服务
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
40K-4MB 中型文件
文件信息
4MB-4GB 大型文件
文件信息
>4GB 巨型文件
文件信息
南京晓庄学院 操作系统
若4KB/盘块，每盘块号32b
（5）.文件结构、文件存取方式与文件 存储介质的关系
存取方式 顺序存取方式 随机(直接)存取方式 存储介质 磁带 物理结构 连续结构 存取方式 顺序存取
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
（4）多级索引结构
多级索引结构： 在UNIX或Linux操作系统中采 用,兼备了前两种方法的优点而克服了两种方法 表格太长的缺点 UNIX文件系统的多级索引结构。每个文件的索 引表为13个索引项，前10项直接登记存放文件 信息的物理块号（直接寻址） 如果文件大于10 块，第11项指向一个最多可放256个文件物理块 的物理块（一次间接寻址）。对于更大的文件 还可利用第12和第13项作为二次和三次间接寻 址，文件最大可达1兆个物理块
设计安全时要考虑是哪一类入侵者
南京晓庄学院 操作系统
（2）著名的安全缺陷 UNIX lpr mkdir abc TENEX OS/360 Logic bomb：逻辑炸弹 Morris：蠕虫
南京晓庄学院 操作系统
（3）一般性的安全攻击 请求内存页、磁盘空间和磁带并读取其内 容 尝试非法的系统调用（非法参数 、不合适 的参数） 在登录过程中键入DEL，BREAK 写一段程序欺骗用户…… 病毒
南京晓庄学院 操作系统
例
请求顺序
① ② ③ ④
柱面号
5 5 5 5
磁头号
4 1 4 2
扇区号
1 5 5 8
南京晓庄学院 操作系统
4. 信息的优化分布
记录在磁道上的排列方式也会影响输入输 出操作的时间 例子：处理程序要求顺序处理8个记录；磁 盘旋转一周为20毫秒/周；花5毫秒对记录 进行处理
3 4 5 6
南京晓庄学院 操作系统
扫描算法（电梯算法）
克服了最短寻道优先的缺点，既考虑了距离，同 时又考虑了方向 具体做法：当设备无访问请求时，磁头不动；当 有访问请求时，磁头按一个方向移动，在移动 过程中对遇到的访问请求进行服务，然后判断 该方向上是否还有访问请求，如果有则继续扫 描；否则改变移动方向，并为经过的访问请求 服务，如此反复
南京晓庄学院 操作系统
（2）用户验证 当用户登录时，检验其身份 （用户是谁，用户拥有什么，用户知道什 么） 口令 物理鉴定 磁卡，指纹，签名分析，手指长度分析 对策
南京晓庄学院 操作系统
（3）存取控制 审查用户的权限， 审查本次操作的合法性 ★方法一：文件的二级存取控制 第一级：对访问者的识别 对用户分类：
南京晓庄学院 操作系统
多级索引结构
i-addr[] i 索引数组 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（一次间址用） 11（二次间址用） 12（三次间址用）
一次间址 一次间址 二次间址 二次间址 三次间址 一次间址 文件信息 文件信息 文件信息 文件信息
<40KB 小型文件
文件信息 文件信息
南京晓庄学院 操作系统
（4）外存的特点 容量大，断电后仍可保存信息，速度较慢，成 本较低 由两部分组成：驱动部分+存储介质 种类很多 外存空间组织与地址与存取方式非常复杂 I/O过程方式非常复杂 （5）用户对外存的要求 用户对外存的使用：读写外存数据 用户对外存的要求：方便、效率、安全
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
2 1 8 7 2 5
7
4 1 6
8
3
请求顺序 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
柱面号 9 7 15 9 20 7
磁头号 6 5 20 4 9 15
扇区号 3 6 6 4 5 2
练习：假设磁头在8柱面，求最省时间 的响应次序
南京晓庄学院 操作系统
（1）空闲块表 将所有空闲块记录在一个表中，即空闲 块表，有两项 （2）空闲块链表 把所有空闲块链成一个链 扩展：成组链接法
南京晓庄学院 操作系统
硬盘分类：
固定头磁盘：每个磁道设置一个磁头，变换磁道时 不需要磁头的机械移动，速度快但成本高 移动头磁盘：一个盘面只有一个磁头，变换磁道时 需要移动磁头，速度慢但成本低
磁盘访问时间
寻道（时间）：磁头移动定位到指定磁道 旋转延迟（时间）：等待指定扇区从磁头下旋转经过 数据传输（时间）：数据在磁盘与内存之间的实际传 输
三. 外存空间管理
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
分配和回收的算法如下： 1．分配一个空闲块 查L单元内容（空闲块数）： 当空闲块数>1 i : ＝L＋空闲块数； 从i单元得到一空闲块号； 把该块分配给申请者； 空闲块数减1。 当空闲块数＝1 取出L＋1单元内容（一组的第一块块号或0）； 其值＝0 无空闲块，申请者等待 不等于零 把该块内容复制到专用块； 该块分配给申请者； 把专用块内容读到主存L开始的区域。
磁盘 链接 顺序 索引 顺序 随机
连续 顺序 随机
四、文件系统的可靠性和安全性
1. 文件系统的可靠性
可靠性：系统抵抗和预防各种物理性破坏 和人为性破坏的能力 坏块问题 备份： 通过转储操作，形成文件或文件 系统的多个副本
南京晓庄学院 操作系统
RAID（廉价磁盘冗余阵列）
磁盘0 磁盘 数据1 数据1 的备份 数据0 数据 磁盘1 磁盘 数据0 数据0 的备份 数据1 数据
南京晓庄学院 操作系统
RAID0+1 4个盘 RAID3 3个盘（一个专为校验盘） RAID5 无专门校验盘，校验数据分布在 多个盘上 至少3个盘，（N-1）/N 一个磁盘故障时，控制器可从其他尚存 的磁盘上重新恢复/生成丢失的数据而不 影响数据的可用性
南京晓庄学院 操作系统
1.海量转储： 定期将所有文件拷贝到后援存储器 2.增量转储： 只转储修改过的文件，即两次备份之间 的修改，减少系统开销
一.存储介质
（1）物理块(块) 在文件系统中，文件的存储设备常常划分为若 干大小相等的物理块。同时也将文件信息划分成 相同大小的逻辑块（块），所有块统一编号 以块为单位进行信息的存储、传输、 以块为单位进行信息的存储、传输、分配 （2）磁带 永久保存大容量数据，是顺序存取设备。 存取速度较慢，主要用于后备存储，或存储不经 常用的信息，或用于传递数据的介质
南京晓庄学院 操作系统
（3）磁盘调度算法 先来先服务：按访问请求到达的先后次序 服务 优点：简单，公平； 缺点：效率不高，相邻两次请求可能会造成 最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动， 增加了服务时间，对机械也不利
南京晓庄学院 操作系统
假设磁盘访问序列：98，183，37，122， 14，124，65，67 读写头起始位置：53 53 安排磁头服务序列 计算磁头移动总距离（道数）
CPU
南京晓庄学院 操作系统
可用性 容量 性能 好处： 1、通过把多个磁盘组织在一起，作为一个逻 辑卷提供磁盘跨越功能 2、通过把数据分成多个数据块，并行写入/ 读出多个磁盘，以提高访问磁盘的速度 3、通过镜像或校验操作，提供容错能力
南京晓庄学院 操作系统
RAID0 数据分条技术 整个逻辑盘的数据被分散分布在多个物 理盘上，并行读写。（没有冗余能力） 至少两个盘 RAID1 把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上。 （两个盘上实施，数据冗余）
南京晓庄学院 操作系统
98，183，37，122，14，124，65，67
南京晓庄学院 操作系统
南京晓庄学院 操作系统
单向扫描调度算法 总是从0号柱面开始向里扫描 按照各自所要访问的柱面位置的次序去选 择访问者 移动臂到达最后个一个柱面后，立即带动 读写磁头快速返回到0号柱面 返回时不为任何的等待访问者服务 返回后可再次进行扫描
南京晓庄学院 操作系统
返回目录
第i块 间隙 第i+1块 块 块
（3）磁盘 直接（随机）存取设备： 存取磁盘上任一物理块的时间不依赖于 该物理块所处的位置
南京晓庄学院 操作系统
扇区
磁道
南京晓庄学院 操作系统
扇区
磁臂
柱面
磁头
南京晓庄学院 操作系统
物理地址形式： 磁头号（盘面号） 磁道号（柱面号） 扇区号 磁盘系统由磁盘本身和驱动控制设备组成，实 际存取读写的动作过程是由磁盘驱动控制设备 按照主机要求完成的 一次访盘请求： 读/写，磁盘地址（设备号，柱面号，磁头号， 扇区号），内存地址（源/目）
南京晓庄学院 操作系统
3. 恢复 4.文件系统的一致性 磁盘块→内存→写回磁盘块 若在写回之前，系统崩溃，则文件系统出 现不一致
南京晓庄学院 操作系统
文件系统写入方式
（考虑文件系统的一致性和速度） 1、谨慎写（careful write） 对写操作进行逐个排序的写方式 更新磁盘的请求→按一定顺序完成几项子 操作→更新磁盘 FAT文件系统：通写（write-through） 磁盘修改立即写到磁盘 速度性能差
南京晓庄学院 操作系统
2．归还一块 查L单元的空闲块数； 当空闲块数<100 空闲块数加1； j : ＝L＋空闲块数； 归还块号填入j单元。 当空闲块数＝100 把主存中登记的信息写入归 还块中； 把归还块号填入L＋1单元； 将L单元置成1。
南京晓庄学院 操作系统
（3）位图法 用一串二进制位反映磁盘空间中分配使 用情况, 每个物理块对应一位, 分配物理 块为1，否则为0 申请物理块时，可以在位示图中查找为0 的位，返回对应物理块号； 归还时；将对应位转置0 描述能力强，适合各种物理结构