文件存储空间管理
文件存储空间管理(对空闲磁盘块的管理)
文件卷(逻辑卷的概念)
存储空间的划分与初始化
将物理磁盘划分为一个个文件卷(逻辑卷,逻辑盘)
目录区主要存放文件目录信息FCB,用于磁盘存储空间管理的信息
存储空间的初始化:将各个文件卷划分为目录区,文件区
有的系统支持超大型文件,可支持由多个物理磁盘组成一个文件卷
目录区与文件区
几种管理方法
用什么方式记录,组织空闲块?
如何分配磁盘块?
如何回收磁盘块?
空闲表法
适用于连续分配方式
分配磁盘块:与内存管理中的动态分区分配很类似,为一个文件分配连续的存储空间。同样可采用首次适应,最佳适应,最坏适应等算法来决定要为文件分配哪个区间
回收磁盘块:当回收存储区时需要有四种情况1.回收区的前后都没有相邻空闲区,2.回收区的前后都是空闲区。3,回收去前面是空闲区。4,回收区后面是空闲区
总之,回收时需要注意表项的合并问题
空闲链表法
空闲盘块链
以盘块为单位组成一条空闲链
操作系统保存着链头,链尾指针。
如何分配:若某文件申请K个盘块,则从链头开始依次摘下K个盘块分配,并修改空闲链的链头指针
如何回收:回收的盘块依次挂到链尾,并修改空闲链的链尾指针
一般适用于离散分配的物理结构,为文件分配多个盘块时可能要重复多次操作。
空闲盘区链
以盘区为单位组成一条空闲链
连续的空闲盘块组成一个空闲盘区
空闲盘区中的第一个盘块内记录了盘区的长度,下一个盘区的指针
操作系统用样保存链头,链尾指针。
如何分配:若某文件申请K和盘块,则可采用首次适应算法,最佳适应算法,从链头开始检索,按照算法规则找到一个大小符合要求的空闲盘区,分配给文件。若没有合适的连续空闲块,也可以将不同盘区块同时分配给一个文件,注意分配后可能要修改相应的链指针,盘区大小等数据。
如何回收:若回收和某个空闲盘区相邻,则需要将回收区合并到空闲盘区中。若回收区没有和任何空闲区相邻,将回收区作为单独的一个空闲区盘区挂到链尾。
离散分配,连续分配都是适用。为一个文件分配多个盘块是效率更高。
位示图法
每个二进制为对应一个盘块,0代表盘块空闲,1代表盘块已分配。位置图一般用连续的字来表示,如本例中一个子的字长是16位,字中的每个位对应一个盘块。因此可以用(字号,位号)对应一个盘块。当然有的问题中也描述为(行号,列号)
(字号,位号)=(i,j)的二进制位对应的盘块号b = ni+j
b号盘块号对应的字号i=b/n,位号j=b%n
如何分配:若文件需要K个块,1.顺序扫描位示图,找到k个相邻或不相邻的0,2.根据字号,位号算出对应的盘块号,将相应盘块分配给文件。3,将相应设置为1。
如何回收:1.根据回收的盘块号计算出对应的字号,位号,2.将相应二进制设为0
成组链接法
空闲表法,空闲链表法不适用与大型文件系统,因为空闲表或空闲链表可能过大。UNIX系统中采用成组链接法对磁盘空闲块进行管理
文件卷的目录区中专门用一个磁盘块作为‘‘超级块’’,当系统启动时需要将超级块读入内存。并且要保证内存与外存中的超级块数据一致。
如何分配:
分配需要1个空闲块 | 1.检查第一个分组的块数是否足够,1<100,因此是足够的 | 2.分配第一个分组中的1个空闲块,并修改相应数据 |
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需要100个空闲块 | 1.检查第一个分组的快数是否足够,100=100,是足够的 | 2.分配第一个分组中的100个空闲块,但是由于300号块内存放了再下一组的信息,因此300号块的数据需要复制到超级块中 |
如何回收:
假设每个分组最多为100个空闲块,此时第一个分组已有100个块,还要再回收一块,需要将超级块中的数据复制到新回收块中,并修超级块的内容,让新回收的块成为一个分组。