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操作系统-文件的物理结构（文件分配方式）

news 2025/10/23 15:04:16

文章目录

  • 总览
  • 文件块和磁盘块
  • 连续分配
      • 顺序访问
      • 直接访问（随机访问）
      • 为什么连续分配同时支持这两种访问模式？
  • 链接分配
    • 隐式链接
    • 显示链接
    • 小结
    • 索引分配
    • 链接方案
    • 多层索引
    • 混合索引
    • 小结
  • 总结

总览

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文件数据存放在外存中
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文件块和磁盘块

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文件内通过逻辑块号和块内地址定位到文件内的任何位置
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连续分配

逻辑块号类似偏移

连续分配是一种文件存储策略，在这种策略下，文件的各个部分被存储在磁盘或其他存储介质上的连续块中。这种存储方式支持两种类型的访问：顺序访问和直接访问。

顺序访问

连续分配非常适合顺序访问，因为在连续分配中，文件的块是连续的，这意味着当从文件的开头开始读取时，磁头可以从第一个块一直连续读取到文件的末尾，而不需要在磁盘上进行额外的寻道动作。由于磁盘寻道时间是磁盘访问延迟的主要来源之一，连续访问减少了这种延迟，从而提高了读取速度。

直接访问（随机访问）

直接访问是指能够立即访问文件中的任意位置的能力。在连续分配中，如果知道了文件的第一个块的地址，那么文件中任何块的地址都可以通过简单的数学计算得出。这是因为每个块都有固定的大小，所以只需要知道块的编号（相对于文件起始块的偏移量），乘以块的大小，就可以计算出该块在磁盘上的绝对位置。这使得即使是在文件的中间或末尾读取数据，也可以快速定位到正确的磁盘位置，而无需从文件的开头开始顺序读取。

为什么连续分配同时支持这两种访问模式？

连续分配之所以能同时支持顺序访问和直接访问，是因为它的数据布局特性。文件的连续存储允许顺序读取时避免不必要的寻道，而固定的块大小和位置关系使得可以根据块号直接计算出物理地址，从而支持直接访问。这种灵活性使得连续分配在很多应用中非常有效，尤其是那些既需要快速顺序读取又需要随机访问的场景，如数据库和多媒体文件。

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连续分配的 文件磁盘块相邻，移动距离短
在这里插入图片描述扩展也需要连续，有时需要迁移
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紧凑需要移动磁盘块内容，耗费时间
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链接分配

隐式链接

访问第几个逻辑块就是第几个指针，零号逻辑块就是起始块
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尾部增加一个链表节点就行，然后修改FCB
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显示链接

链接各个文件的指针没放在块里，而放到一张表
隐含的原因就是按顺序存储每个物理块对应的下一块，所以不需要再标明物理块号了
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零号代表起始块号对应的物理块，大于零意味着需要寻找下一块

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小结

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索引分配

文件名->FCB中的索引块->内存中的索引表->逻辑块号（隐藏）->物理块号

24位<2的30次方<32位
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拓展通过往索引表添加即可
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当一个磁盘块对应的索引表装不下文件所有物理块时
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链接方案

一个文件对应多个索引块，通过链表形式连接，FCB只需记录第一个索引块号
读入索引块然后确定嗲一个索引块

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多层索引

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但文件的块比较暗小的时候，多层索引有点浪费了，而且还需要多次读磁盘

混合索引

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小结

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总结

FCB就是目录项内容在这里插入图片描述

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