文件物理结构和存储空间管理
2020-03-12 16:04:06来源:博客园 阅读 ()
文件物理结构和存储空间管理
磁盘结构:
磁盘也和内存一样分块,并且块大小和内存块大小相同,方便数据交换。
一、文件物理结构
1、连续分配
文件连续分配在磁盘的块上,查找效率最高,磁头移动最快,但是产生碎片最多,不容易扩展。
下面用Python实现以下连续分配的逻辑
class Category: #文件目录
def __init__(self,size):
self.table=[]
self.disk = Disk(size) #模拟磁盘
def append(self,file_name,length):
t=[None]*2
t[0] = file_name
t[1] = self.disk.Distribution(length)
self.table.append(t)
class Disk:
def __init__(self,size):
self.table=[None]*size
def Distribution(self,length):
for index,v in enumerate(self.table):
if v==None and len(self.table)-length>0:
for j in range(index,index+length):
self.table[j] = True
return index
print("磁盘已经满了")
return -1
if __name__ == '__main__':
category = Category(100)
category.append("one",20)
category.append("three",30)
category.append("tow",15)
print(category.table)
print(category.disk.table)
2、链接分配
(1) 显式链接(支持随机访问)
文件目录表FCB:
文件名 | .... | 起始块号 |
---|---|---|
a.txt | 0 |
FAT文件分配表(长驻内存,方便查找):
一个磁盘一张FAT表
物理块号 | 下一个物理块号(-1表示没有) |
---|---|
0 | 3 |
1 | 2 |
2 | -1 |
3 | 6 |
4 | -1 |
6 | -1 |
上面a.txt文件依次存放在0->3->6这三个块中
(2)隐式链接
只支持顺序访问、存在连续的块中,每个块同时也有指向下一个块的指针
FCB
文件名 | .... | 起始块号 | 结束块号 |
---|---|---|---|
a.txt | 0 | 6 |
下面用Python模拟
class Category:
def __init__(self,fat_size):
self.table=[]
self.fat = FAT(fat_size)
def append(self,file_name,size):
file =[None]*3
file[0] = file_name
file[1] = size
file[2] = self.fat.FindEmpty()
if file[2]==-1:
print("没有空闲块")
return
self.fat.Distribution(file[2],file[1])
self.table.append(file)
class FAT:
def __init__(self,size):
self.table=[]
for i in range(size):
t = list()
t.append(i)
t.append(None)
self.table.append(t)
def Distribution(self,cur,size):
self.table[cur][1] = -1
for c in range(size):
self.table[cur][1] = self.FindEmpty()
cur = self.table[cur][1]
self.table[cur][1] = -1
def FindEmpty(self):
for i in self.table:
if i[1]==None:
return i[0]
return -1
if __name__ == '__main__':
fat_size = 100
category = Category(fat_size)
#
category.append("one",4)
category.append("tow",2)
category.append("three",20)
print(category.table)
for w in category.fat.table:
print(w[0],w[1])
3、索引分配
支持随机访问
FCB
文件名 | ..... | 索引块号 |
---|---|---|
a.txt | 13 |
索引表(每个文件都有一个索引表,FCB保存着索引表的物理块号)
逻辑块 | 物理块 |
---|---|
0 | 6 |
1 | 98 |
2 | 5 |
3 | 12 |
4 | 4 |
上面文件存放的块号为6->98->5->12->4,一个索引表不够可以链接另外一个物理块再创建一个索引表
,这种链式效率慢,一般采用多级索引。
二、文件存储空间管理
分区
一个磁盘分为好几个文件卷或区,A盘B盘D盘等,这些都是逻辑分区,
通常将一个磁盘分为好几个逻辑分区,也可以把好几个磁盘划为一个逻辑分区
分区结构
在一个分区内分为目录区和文件区,目录区存放目录基本信息和索引、文件区存放具体数据
文件空闲空间管理
1、空闲区链表法
将连续的空闲块链接成链表,使用时寻找最佳空闲区、如何删除空闲链表节点、回收时加入链接尾部
2、位示图法
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
位为1代表非空闲块,根据磁盘块号算出位的位置,然后管理
原文链接:https://www.cnblogs.com/biningooginind/p/12467426.html
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