第八章 磁盘存储器的的管理.pptx

第八章 磁盘存储器的管理;8.1 外存的组织方式;磁盘空间的连续分配 ;　　外存碎片：随着空间的分配和空间的回收，将使磁盘空间被分割成许多小块，这些较小的连续区已难于用来存储文件。 紧凑：将盘上所有的文件紧靠在一起，把所有的碎片拼接成一大片连续的存储空间。 将外存上的空闲空间进行一次紧凑，所花费的时间远比将内存紧凑一次所花费的时间多得多。 ;　　2．连续分配的主要优缺点 　　(1) 顺序访问容易。 从目录中找到该顺序文件所在的第一个盘块号，从此开始顺序地、逐个盘块地往下读/写。 　　(2) 顺序访问速度快。 文件所占用的盘块可能是位于一条或几条相邻的磁道上，这时，磁头的移动距离最少。 连续分配对文件访问的速度是几种存储空间分配方式中最高的一种。 　;缺点： 　　(1) 要求有连续的存储空间。 会产生出许多外部碎片，降低外存空间的利用率。 定期利用紧凑方法消除碎片，需花费大量的时间。 　　(2) 必须事先知道文件的长度。 在有些情况下，文件的大小只能靠估算。 估计过小，就可能因存储空间不足不能存放。 用户往往将文件长度估得比实际的大，严重地浪费外存空间。 （3）对于动态增长的文件，采用预分配存储空间的方法，显然很低效。 ;8.1.2　链接组织方式——链接式文件　　 1．隐式链接 　　文件目录的每个目录项中，含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。 在每个盘块中都含有一个指向下一个盘块的指针。 如果指针占用4个字节，对于盘块大小为512字节的磁盘，则每个盘块中只有508个字节可供用户使用。 ;　磁盘空间的链接式分配 ;　　缺点： 1)只适合顺序访问，对随机访问极其低效。 必须从文件的第一个盘块读起，顺序查找至第i块。 当i=100时，须启动100次磁盘，速度相当低。 2)只通过链接指针将一大批离散的盘块链接起来，其可靠性较差，只要其中的任何一个指针出现问题，都会导致整个链的断开。 ;　2．显式链接 　 显式链接：把用于链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中。称为文件分配表FAT。 整个磁盘仅设置一张。 表的序号即物理盘块号，从0到N。 每个表项中存放指向下一个盘块号的链接指针。 每个链首指针所对应的盘块号，填入相应文件的FCB的“物理地址”字段中。 通过FAT表，将一个文件的所有的盘块链接起来，将文件的第一个盘块号放在各自的FCB中。;　显式链接结构 ;8.1.3 FAT和NTFS技术 　1．FAT12 　1) 以盘块为基本分配单位 　早期MS-DOS操作系统所使用的是FAT12文件系统。 每个表项中存放下一个盘块号。 若有1.2 MB的软盘，每个盘块的大小为512 B，在每个FAT中共含有2.4 K个表项，由于每个FAT表项占12位，故FAT表占用3.6 KB的存储空间。;　MS-DOS的文件物理结构 ;　 以盘块为分配单位时，所允许的最大磁盘容量。 FAT-12系统： 在FAT表中最多允许有4096个表项， 以盘块(512字节)为分配单位； 每个磁盘分区的容量为2MB。 一个物理磁盘支持4个逻辑磁盘分区，所以相应的磁盘最大容量仅为8MB。;　2) 簇的基本概念 　磁盘容量不断增大，在进行盘块分配时不再以盘块而是以簇(cluster)为基本单位。 簇：一组连续的扇区，大小一般是2n个盘块，4扇区、8扇区等。 簇包含扇区的数量与磁盘容量的大小直接有关。 一个簇有一个扇区：磁盘的最大容量为8MB； 一个簇有两个扇区：磁盘的最大容量为16MB； 一个簇有八个扇区：磁盘的最大容量为64MB。 在相同磁盘容量下，FAT表的项数与簇的大小成反比。;　　以簇作为基本的分配单位的优点： (1)能适应磁盘容量不断增大的情况。 (2)使FAT表占用更少的存储空间，并减少访问FAT表的存取开销，提高文件系统的效率； 缺点：会造成更大的簇内零头。 ;　3)FAT12存在的问题 　　(1)对所允许的磁盘容量存在着严重的限制，通常只能是数十兆字节，虽然可以用继续增加簇的大小来提高所允许的最大磁盘容量，但相应的簇内碎片也将随之成倍地增加。 (2)只能支持8+3格式的文件名。 ;　　2．FAT16 　　将FAT表的宽度增至16位，最大表项数将增至65536个，此时便能将一个磁盘分区分为65536(216)个簇。 FAT16:具有16位表宽的FAT表。 FAT16的每个簇的盘块数:4、8、16、32、64。 FAT16可