计算机操作系统（王永茂）第6章文件管理.pptVIP

6.3 外存分配方式 从系统的角度来看文件，从文件在物理介质上的存放方式来研究文件——文件物理结构。 文件系统能够管理的磁盘最大容量与FAT中每个表项的采用的位数有关，例如FAT12，每一个表项占12位，最多可以表示4K个表项，即最多有4K盘块，如果每个盘块512B，那么磁盘分区的容量为2MB，每一个分区对应一个FAT，如果有4个分区，总共的磁盘容量为8M。为了能够管理更大的磁盘容量，引入了簇的概念。 簇：一组连续的扇区，在进行存储空间分配时，不再以盘块而是以簇为基本单位。 一个扇区的簇（8MB），两个扇区的簇（16MB），8个扇区的簇（64MB） 允许的最大磁盘容量=2n×c×s n：FAT表中每一个表项占的位数，c：簇的大小，s：分区的个数。 图 6-10 MS-DOS的文件物理结构 6.3.3 簇 6.3.3 索引分配 1. 单级索引分配 链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的问题， 但又出现了另外两个问题， 即： (1) 不能支持高效的直接存取。要对一个较大的文件进行直接存取，须首先在FAT中顺序地查找许多盘块号。 (2) FAT需占用较大的内存空间。 图 6-11 索引分配方式 基本思想：为每个文件分配一个索引块（表），将分配给该文件的所有盘块号都记录在该索引块中，因而该索引块就是一个含有许多盘块号的数组。在建立文件时，在目录文件中应该有一个目录项填上指向该索引块的指针。 2. 多级索引分配 当OS为一个大文件分配磁盘空间时，如果分配出去的盘块号已经装满了一个索引块，OS便为该文件分配另外一个索引块，用于以后继续为之分配的盘块号记录其中,同时也需要对这些索引块再建立一级索引，称为第一级索引。 下面看一个二级索引的例子：如果每个盘块的大小为4KB，每个盘块号占4个字节，那么一个盘块可以存放1K个盘块号，那么如果文件大于4M的话，那么他所占用的盘块将大于1K个，这是一个索引块不能存放所有的盘块号，这是就需要增加索引块，同时再增加一级索引存放相应的索引块号。 2. 多级索引分配 图 6-12 两级索引分配 3.混合索引分配方式 将多种索引分配方式相结合形成的一种分配方式，系统即可以采用直接地址，又可以采用一级索引分配方式，或两级索引分配方式，甚至可以采用三级索引分配方式。这种混合索引方式已在UNIX系统中采用，其中共设置了13个地址项，即i.addr(0)-i.addr(12)，把所有地址分为两类：直接地址和间接地址。 图 6-13 混合索引方式 (1) 直接地址。 为了提高对文件的检索速度， 在索引结点中可设置10个直接地址项， 即用iaddr(0)~iaddr(9)来存放直接地址。 换言之，在这里的每项中所存放的是该文件数据的盘块的盘块号。假如每个盘块的大小为 4 KB，当文件不大于40 KB时，便可直接从索引结点中读出该文件的全部盘块号。 (2) 一次间接地址。 对于大、 中型文件， 只采用直接地址是不现实的。 为此，可再利用索引结点中的地址项iaddr(10)来提供一次间接地址。这种方式的实质就是一级索引分配方式。图中的一次间址块也就是索引块，系统将分配给文件的多个盘块号记入其中。在一次间址块中可存放1K个盘块号， 因而允许文件长达4 MB。 (3) 多次间接地址。 当文件长度大于4 MB+40 KB时(一次间址与10个直接地址项)， 系统还须采用二次间址分配方式。这时，用地址项iaddr(11)提供二次间接地址。该方式的实质是两级索引分配方式。系统此时是在二次间址块中记入所有一次间址块的盘号。在采用二次间址方式时，文件最大长度可达4 GB。 同理，地址项iaddr(12)作为三次间接地址， 其所允许的文件最大长度可达4 TB。 6.4 目 录 管 理 对目录管理的要求如下： 实现“按名存取”。 (2) 提高对目录的检索速度。 (3) 文件共享。 (4) 允许文件重名。 6.4.1 文件控制块和索引点 文件控制块 基本信息类 ① 文件名 ； ② 文件物理位置 ； ③ 文件逻辑结构 ； ④ 文件的物理结构 (2) 存取控制信息类 (3) 使用信息类 图 6-14 MS-DOS的文件控制块 文件目录中每一个表项对应一个文件的FCB，当文件很多时，文件目录可能要占用大量的盘块，在检索目录文件的过程中，只用到了文件名，只有找到相应的目录项后，才需要从该目录项读出该文件的物理地址，显然这些信息在检索目录时并不需要调入内存。为