作業系統——檔案的三種外存形式及檔案儲存空間的管理方法

liuyiming2019發表於2021-01-03

一、檔案的三種外存組織方式

檔案的物理結構直接與外存的組織方式有關,不同的外存分配方式,將形成不同的檔案物理結構,檔案有如下三種外存分配方式,同時對應了三種檔案的物理儲存結構。
檔案的三種外存組織方式如下:

連續組織方式順序式檔案結構
連結組織方式連結式檔案結構
索引組織方式索引式檔案結構

通常,在一個系統中,只能採用其中一種方法來為檔案分配外存空間。

1.2 連續組織方式

  • 定義:為每個檔案分配一組相鄰接的盤塊。

1.3 連結組織方式

  • 定義:如果能將檔案儲存在多個離散的盤塊中,就可以解決順序方式存在的問題。該儲存方式中存放檔案資訊的每一物理塊中有一個指標,指向下一個物理塊。
    通過連結指標,將同屬於一個檔案的多個離散的盤塊連結成一個連結串列,形成的物理檔案稱為連結檔案。
    兩種連結方式:

1.3.1 隱式連結

連結指標隱含的存放在檔案的物理塊中,指向下一個物理塊存在的問題:只適合於順序訪問,對隨機訪問極其低效。只通過連結指標將一大批離散的盤塊連結起來,可靠性較差。

1.3.2 顯式連結

連結指標存放在一張顯式的連結表中。此表整個磁碟一張,稱為檔案分配表FAT。

1.3.3 連結組織的優點與缺點

連結組織方式不支援高效直接存取,並且FAT佔用的儲存空間較大,其實開啟某檔案,只需將該檔案所在的盤塊的編號調入到記憶體即可,沒必要把整個FAT表調入記憶體,因此可為每個檔案建立一張索引表來完成檔案的存取。

1.4 索引組織方式

  • 定義:將檔案的資訊存放在若干個不連續物理塊中,系統為每個檔案建立一個專用資料結構-索引表,並將這些塊的塊號存放在索引表中,此種檔案物理組織結構為索引組織方式

1.4.1 單級索引組織方式

基於可變分割槽的索引分配
基於資料塊的分割槽
基於可變分割槽的索引分配方式注意事項

1.4.2 多級索引分配

二、檔案儲存空間的管理方法

空閒表法
空閒連結串列法
位示圖法
成組連結法

2.1 併發控制

1·利用互斥鎖實現“順序性
2利用互斥鎖和共享鎖實現順序性

2.2 重複資料的資料一致性問題

1.重複檔案的一致性
2.盤塊號一致性的檢查
3.連結數一致性檢查

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