操作系统文件管理解读.ppt

TechEd 2002 第八章 文件管理 一、文件 二、文件系统 一、文件结构 二、存储介质 磁盘调度：根据用户磁盘I/O指令指定的柱面位置，来决定请求执行顺序的调度。 目标：尽可能减少寻道时间，即减少移动臂的移动距离。 磁盘调度策略： 先来先服务（FCFS）策略 最短服务时间优先（SSTF）策略 扫描（SCAN）策略（电梯策略） 循环扫描（CSCAN）策略（单向扫描策略） 例：请求顺序：98 ,183,37,122,14,124,65,67 最短服务时间优先策略：把距离磁头当前位置最近的I/O请求作为下一次调度的对象。 扫描策略：按移动臂的移动方向选择距离磁头当前位置最近的I/O请求作为下一次的调度对象。如果该方向上已经没有I/O请求，则改变方向再做选择。 循环扫描策略：从0柱面开始往里移动移动臂，遇到有I/O请求就进行处理，直到到达最后一个请求柱面，然后移动臂立即带动磁头不做任何服务地快速回到0柱面，又开始下一次扫描。 先来先服务策略 以I/O请求到达的先后作为磁盘调度的顺序 例：假定读/写磁头开始位于53号柱面，开始调度时有若干进程提出如下柱面的I/O请求： 98 ,183,37,122,14,124,65,67 先来先服务策略优缺点 优点 对各进程是公平的 缺点 （1）随机访问模式，无法对访问进行优化 （2）平均寻道距离较大，响应时间高，降低设备服务的吞吐量 适用于访问请求不是很多的情况。 最短服务时间优先策略 把距离磁头当前位置最近的I/O请求作为下一次调度的对象98 ,183,37,122,14,124,65,67 最短服务时间优先策略优缺点 优点 与FCFS相比，系统设备吞吐量高，响应时间低 缺点 对用户请求的访问机会不是均等的，对中间磁道服务好，内外两侧磁道服务差，导致响应时间幅度变化很大。 扫描策略（电梯策略） 电梯工作模式： 电梯保持按一个方向移动，直到在那个方向上没有请求为止，然后改变方向。 磁盘的电梯策略： （1）按移动臂的移动方向选择距离磁头当前位置最近的I/O请求作为下一次的调度对象。如果该方向上已经没有I/O请求，则改变方向再做选择 （2）该算法与移动臂当前移动方向有关，移动结果路线有2个答案：由里向外、由外向里 电梯策略（由里向外） 电梯策略（由外向里） 电梯策略优缺点 优点 由于优先考虑磁头的当前移动方向，基本克服了SSTF的缺点，吞吐量大，平均响应时间较小 缺点 由于是摆动式的扫描，两边磁道被访问的频率仍然低于中间磁道 循环扫描策略 从外向内移动移动臂，遇到有I/O请求就进行处理，直到到达最后一个请求柱面，然后移动臂立即带动磁头不做任何服务地快速回到0柱面，又开始下一次扫描 循环扫描策略特点 对扫描策略（电梯策略）的改进，进一步减少响应时间。 在磁盘访问负荷较小的情况下，SCAN是最好的，而在中等以上负荷的情况下，CSCAN策略效果最佳。 三、存取方法 一、文件控制块 FCB 二、文件目录 一、文件的共享 当系统访问查找某一共享文件时,只需通过用户内部标识找到主目录MFD,从主目录找到用户的SFD,再从SFD找到共享文件名及对应的内部标识，然后，从BFD内部标识查到共享文件的块号，达到共享文件的目的。 二、文件的保护 §8.3 文件管理 打开操作：系统把某文件路径名所涉及的各级目录项（文件控制块）复制到内存的指定区域，并建立用户和此文件的联系。 关闭操作：由系统根据用户的要求，把在打开过程中复制到内存指定区域的目录项删除，从而切断了用户于这文件的联系。 一个被打开的文件，才可以对它进行读写操作，在操作过程中，只需要访问在打开时已经复制到内存的文件控制块就可以了，不需要访问在外存的文件控制块信息。 被打开文件称活动文件。任何系统中被打开的文件数量是有限制的，UNIX是20个。 §8.4 文件的共享和保护 文件共享：在多用户系统中，系统允许多个授权用户共享一个文件，系统中只保存该共享文件的一个文本 。 文件共享是文件系统性能好坏的标志之一。 §8.4 文件的共享和保护 当前目录法 早期采用方法。 在多用户系统中，每个用户都在自己的当前目录下工作，用户对所有文件的访问是基于当前目录的； 整个文件目录是树型目录； 则当一个用户要访问不在它目录下的文件时，从当前目录开始到被访文件所形成的一条通路，就是相对路径名。每个用户使用相对路径名共享系统中文件。该方法也称“绕弯路法”。 §8.4 文件的共享和保护 连访文件法 在相应目录之间进行连接，即 使一个目录中的目录项直接指向另一个目录中的目录项。 例： 用户u1在当前目录