第8章__磁盘存储器管理

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8.2.2 位示图法
位示图法：利用二进制的一位来表示文 件存储空间中的一个盘块的使用情况。 其值为0表示空闲，为1表示组织方式， 这样由所有盘块所对应的位构成一个集 合，称为位示图。
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1. 位示图
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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8.1.3 索引组织方式
也属于离散组织方式方式，它在存放文件 同时，为每个文件建立一个索引表（盘 块），以登记物理块号，并在文件目录项 的地址字段中填上指向该索引表的指针。
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索引组织方式方式 文件目录
文件名
索引表地址
0123 4567 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
第8章 磁盘存储器管理
✓ 外存组织方式方法 ✓ 空闲存储空间的管理 ✓ 磁盘容错技术 ✓ 文件系统性能的改善 ✓ 数据一致性控制
8.1 外存的组织方式
常用的三种外存组织方式方式： 连续组织方式 链接(串联)组织方式 索引组织方式
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8.1.1 连续组织方式
连续组织方式：为每个文件组织方式相邻的 物理块（数据块/盘块/扇区）。
1. 隐式链接：将一文件离散地存放在外存上， 并将下一个物理块的地址登记在组织方式 给它的前一个物理块中。
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某个链接文件示意
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磁盘空间的链接式组织方式
文件目录
文件名
始址
末址
0 1 10 2 3 4567 8 9 16 10 25 11 12 13 14 15 16 1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -1 26 27 28 29 30 31
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主索引 360 740
1125
第二级索引 360 105 106 254
740 356 357
磁盘空间 0 1 2
105 106
254
1125 356 357
985
985
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总结三种外存组织方式
连续组织方式 链接组织方式 索引组织方式 思考题：各种组织方式方式的优缺点是什么？
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jeep
9
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隐式链接优缺点
优点： 消除了外部碎片，提高利用率 允许作业动态增长。
缺点： 可靠性差：一个指针出现问题，导致整个链 断开 只适合于顺序访问，不适合随机访问。
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2. 显示链接
将文件离散地存放，并将链接各个物理块的
指针显式地登记在内存的一张文件组织方式 表FAT(File Allocation Table)中。
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8.2文件存储空间的管理
❖ 为对文件存储空间进行管理，常用以下几 种方法进行：
1. 空闲表法 2. 空闲链表法 3. 位示图法 4. 成组链接法
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8.2.1 空闲表法和空闲链表法
1. 空闲表法：属于连续组织方式方式，为每个文 件组织方式一块连续空间。系统为外存上的所 有区建立一张空闲表，每个空闲区对应一个空 闲表项，每个表项包括表项序号、空闲区的第 一个盘块号和空闲区的盘块数。
➢ 要求连续的存储空间。易产生外存碎片，空 间利用率降低
➢ 须事先知道文件长度。不利于文件动态增长
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8.1.2 链接组织方式
(Linked Allocation)
一种离散组织方式方式。
通过每个盘块上的链接指针，将同一个文 件的多个离散的盘块链接成一个链表。
可分为隐式链接和显示链接两种方式。
20 21 22 23
24 25 26 27
lis 28t 29 30 31
文件目录
文件名 始址 块数
count
0
2
tr
14
3
mail
19
6
list
28
4
f
6
2
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连续组织方式优缺点
优点(Strongpoint) ：
➢ 顺序访问容易 ➢ 顺序存取速度快
缺点(Disadvantage) ：
11 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 20 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 31 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 4 5 …
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2. 盘块的组织方式
(1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为 “0”的二进制位(“0”表示空闲时)。
(2) 将所找到的一个或一组二进制位，转换成与之 相应的盘块号。假定找到的其值为“0”的二进制 位，位于位示图的第i行、第j列，则其相应的盘块 号应按下式计算：
Jeep
19
9
16
1
19
10
25
-1
-1
-1
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8.1.3 索引组织方式优缺点
(Strongpoint and Disadvantage)
优点： ✓ 支持高效的随机存取 ✓ 消除了外部碎片 ✓ 允许文件动态增长。 缺点： 索引表本身也要花费较多外存空间，造
成外存空间浪费。
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优点：空闲区组织方式与回收容易。 缺点：空闲表也会浪费很大存储空间。
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序号 1 2 3 …
第一空闲盘块号 2 9 15 …
空闲盘块数 4 3 5 …
图6-21空闲盘快表
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2 空闲链表法：将文件存储空间中的所 有空闲区拉成一条空闲链表。
❖ 根据构成链的基本元素是空闲盘块或 空闲盘区，再分为空闲盘块链或空闲 盘区链。
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显示链接特点优点：显著提高索速度 缺点：不支持大文件随机存取 FAT需要占用较大的内存空间
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思考
➢ 如果硬盘是16G空间，盘块大小为4K，一个 FAT表项占多少位？FAT表需占用多少空间？ 如果文件A占用硬盘的第11，12，16，14四 个盘块，试画出文件A中各盘块间的连接及 FAT的情况。
组织方式给文件的首物理块的地址被登记在 它的目录项内。
由连续组织方式方式形成的文件物理结构被 称为顺序文件结构，相应的物理文件则称为 顺序文件(Sequential File)。
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磁盘空间的连续组织方式
count
0123
f
4567
8 9 10 11
t
12
13
1r4
15
mai
16 17 18 1l9