常用的外存组织方式

  1. 连续组织方式:为每一个文件分配一组相邻接的盘块 优点: 顺序访问容易且速度快 缺点: (1) 要求为一个文件分配连续的存储空间 (2) 必须事先知道文件的长度 (3) 不能灵活地删除和插入记录 (4) 不能满足文件动态增长的要求
  2. 链接组织方式:为文件分配多个不连续的盘块,再通过每个盘块上的链接指针,将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表 优点: (1) 消除了磁盘的外部碎片,提高了外存的利用率 (2) 对插入、删除和修改记录都非常容易 (3) 能适应文件的动态增长,无需事先知道文件的大小 例子:FAT12,NTFS 缺点: ① 不能支持高效的直接存取,要对一个较大的文件进行存取,须在FAT中顺序地查找许多盘块号; ② FAT需占用较大的内存空间,由于一个文件所占用盘块的盘块号是随机地分布在FAT中的,因而只有将整个FAT调入内存,才能保证在FAT中找到一个文件的所有盘块号

  3. 索引组织方式 单级索引组织、多级索引组织、增量式索引组织

文件存储空间的管理

  1. 空闲表法: 空闲表法属于连续分配方式,它与内存的动态分配方式雷同,它为每个文件分配一块连续的存储空间。即系统也为外存上的所有空闲区建立一张空闲表,每个空闲区对应于一个空闲表项,其中包括表项序号、该空闲区的第一个盘块号、该区的空闲盘块数等信息。再将所有空闲区按其起始盘块号递增的次序排列,形成空闲盘块表
  2. 空闲链表法
  3. 位示图法 位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时,表示对应的盘块空闲;为“1”时,表示已分配,也可能相反。
  4. 成组链接法

提高磁盘I/O速度的途径

  1. 磁盘高速缓存
  2. 提前读
  3. 延迟写
  4. 优化物理块的分布
  5. 虚拟盘
  6. 廉价磁盘冗余阵列(RAID) 系统将每一盘块中的数据分为若干个子盘块数据,再把每一个子盘块的数据分别存储到各个不同磁盘中的相同位置上。以后当要将一个盘块的数据传送到内存时,采取并行传输方式,将各个盘块中的子盘块数据同时向内存中传输,从而使传输时间大大减少 优点: (1) 可靠性高 (2) 磁盘I/O速度高 (3) 性价比高

磁盘高速缓存

需要考虑的问题有: 1. 如何将磁盘高速缓存中的数据传送给请求进程:数据交付和指针交付 2. 采用什么样的置换策略:访问频率、可预见性、数据一致性 3. 已修改的盘块数据在何时被写回磁盘:周期性地写回磁盘

提高磁盘可靠性的技术

第一级容错技术SFT-Ⅰ:最基本的一种磁盘容错技术 1. 双份目录和双份文件分配表 2. 热修复重定向和写后读校验

第二级容错技术SFT-Ⅱ 1. 磁盘镜像 2. 磁盘双工

基于集群技术的容错功能 1. 双机热备份模式 2. 双机互为备份模式 3. 公用磁盘模式

后备系统 1. 磁带机 2. 硬盘:移动磁盘&固定硬盘驱动器 3. 光盘驱动器

数据一致性控制

使用事务 事务是用于访问和修改各种数据项的一个程序单位。事务也可以被看做是一系列相关读和写操作 事务Ti修改的数据以及它们被修改前和修改后的值都能在事务记录表中找到,故其可恢复 使用检查点,可以大大减少恢复处理的开销。因为在发生故障后,并不需要对事务记录表中的所有事务记录进行处理,而只需对最后一个检查点之后的事务记录进行处理 并发处理: 1. 利用互斥锁实现“顺序性” 2. 利用互斥锁和共享锁实现顺序性




注:

  1. 内容仅供参考
  2. 参考教材:《计算机操作系统》(汤小丹)(第四版)
  3. 考试前匆忙整理,比较粗糙,请多担待
  4. 如有错误,请联系我