11 文件系统

目录

• 基本概念
  • 文件&文件系统
  • 文件描述符
  • 目录
  • 文件别名
  • 不同的文件系统
• 虚拟文件系统
• 数据块缓存
• 打开文件的数据结构
• 文件分配
• 空闲空间列表
• 多磁盘管理 - RAID
• 磁盘调度

基本概念

文件&文件系统

1. 文件系统：一种用于持久性存储的系统抽象
2. 文件：文件系统一个单元的相关数据在OS的抽象(包含文件名、文件数据、属性等)
3. 文件属性：名称、类型、位置、大小、保护、创建者等
4. 文件头
   • 在存储元数据中保存了每个文件信息
   • 保存文件属性
   • 跟踪哪一块存储块属于逻辑上文件结构的哪个偏移

文件描述符

1. 文件使用模式：使用程序必须在使用前“打开”文件，获得文件描述符 f(整数)

   f = open(name, flag);
   ...
   ... = read(f, ...);
   ...
   close(f);
   

2. 内核跟踪每个进程打开的文件

   • OS为每个进程维护一个 打开文件表
   • 一个打开文件描述符是这个表中的索引

3. 需要元数据管理文件

   • 文件指针：指向最后一次文件访问位置
   • 文件打开计数：记录文件打开次数 → 当最后一个进程关闭文件，允许将其从打开文件表移除
   • 文件磁盘位置：缓存数据访问信息
   • 访问权限

目录

文件别名

不同的文件系统

虚拟文件系统

数据块缓存

打开文件的数据结构

文件分配

1. 连续/顺序分配

   

2. 链式分配
   

3. 索引分配
   

   

   

空闲空间列表

分配block、内存置1后掉电而磁盘块未置1的解决方法：

多磁盘管理 - RAID

RAID 0：

RAID 1:

RAID 4:（奇偶校验块频繁写）

RAID 5：（将奇偶校验平均分配到5个盘）

---

校验方式：（以bit/byte/block？）

磁盘调度

1. 目的：减少磁盘寻道开销

2. 

   

   

   

   FIFO：

   

   最短服务优先：

   • 可能导致饥饿

SCAN算法：

C-SCAN算法：

C-LOOK:

N-STEP-SCAN:

FSCAN算法（现代OS常见）：