Физическая организация ФС

Под физической организацией ФС подразумевается способ расположения информации на физических устройствах, характеризуемых такими понятиями, как диск, раздел, дорожка, цилиндр, кластер, сектор. С этими понятиями связаны физическое (низкоуровневое) и логическое (высокоуровневое) форматирование дисков, организация разделов. Основными критериями эффективности физической организации ФС являются:

• Скорость доступа к данным.
• Объем адресной информации.
• Степень фрагментации дискового пространства.
• Максимально возможный размер файла.

Непрерывное размещение.

– файлу предоставляется последовательность кластеров, образующих непрерывный участок памяти. Достоинства: высокая скорость доступа, минимальный объем адресной информации, отсутствие ограничений на максимально доступный размер файла. Недостатки: реализовать его не так уж просто; неизвестно, какого размера должна быть выделена непрерывная область, если при каждой модификации файл изменяет размер; фрагментация. В современных ФС файл размещается в разных местах.

Размещение файла в виде связного списка кластеров.

При таком способе в начале каждого кластера содержится указатель на следующий. Достоинства: адресная информация минимальна, каждый кластер может быть присоединен к последовательности кластеров файла, то есть фрагментация на уровне кластеров отсутствует; файл может изменять размер, наращивая количество кластеров. Недостаток – сложность реализации доступа к произвольному месту файла.

25 апреля 2012 г.

Использование связного списка индексов.

Как и в предыдущем случае, файл представляет собой связный список кластеров. Номер первого кластера запоминается в записи каталога, где хранятся характеристики файла. Остальная адресная информация отделена от кластеров файла. С каждым кластером связан индекс, индексы располагаются в отдельной области диска. Когда память свободна, все индексы имеют нулевое значение, если некоторый кластер N назначен некоторому файлу, то индекс этого кластера становится равным либо номеру M следующего кластера данного файла, либо принимает специальное значение, являющееся признаком того, что этот кластер является последним для файла.

Достоинства те же, как у предыдущего + для доступа к произвольному кластеру не требуется считывать все кластеры, достаточно прочитать таблицу индексов.

Простое перечисление номеров кластеров, занимаемых этим файлом.

Недостаток – длина адреса зависит от размеров файла и для большого файла составляет значительную величину. Достоинства – высокая скорость доступа к произвольному кластеру файла, так как здесь применяется прямая адресация, которая исключает просмотр цепочки указателей при поиске адреса произвольного кластера. Фрагментация на уровне кластеров отсутствует. Данный подход с некоторыми модификациями используется в традиционных ФС ОС Unix – S5, ufs. Для сокращения объема адресной информации прямой способ сочетается с косвенным. В последнем случае если в пространстве, выделяемом для перечисления номеров кластеров, не хватает места, то предусматривается кластер, в котором указывается адрес нового списка кластеров.