汤晓丹的第四版计算机操作系统--第八章总结概述

第八章磁盘存储器的管理

1.外存的组织方式：

1.连续组织方式：优点：顺序访问容易，顺序访问速度快。缺点：要求为一个文件分配连续的存储空间。必须事先知道文件的长度。不能灵活地删除和插入记录。对于那些动态增长的文件。

2.链接组织方式：装在离散的盘中，消除了磁盘的外部碎片，提高了外存的利用率。对插入、删除和修改记录都非常容易。能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。

3.索引组织方式：单级索引组织方式，多级索引组织方式，增量式索引组织方式。

链接组织方式下的文件存储：

FAT技术。

FAT12是以盘块为基本分配单位的。FAT12表中的表项有限制，亦即最多只允许4096个。由于FAT16表的长度只有65 535项。

NTFS文件组织方式。

NTFS是以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单位的。一个文件占用若干个簇，一个簇只属于一个文件。这样，在为文件分配磁盘空间时，就无须知道盘块的大小，只要根据不同的磁盘容量，选择相应大小的簇，在NTFS中，以卷为单位，

链接缺点：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。

2.文件存储空间的管理

空闲表法，空闲链表法，位示图法，成组链接法。

3.提高磁盘I/O速度的途径

(1) 改进文件的目录结构以及检索目录的方法来减少对目录的查找时间；

(2) 选取好的文件存储结构，以提高对文件的访问速度

(3) 提高磁盘的I/O速度，能将文件中的数据快速地从磁盘传送到内存中，或者相反。

磁盘高速缓存(Disk Cache)

1.提前读。2. 延迟写。3. 优化物理块的分布。4.虚拟盘。

4.廉价磁盘冗余阵列(RAID)

优点：

(1) 可靠性高，除了RAID 0级外，其余各级都采用了容错技术。当阵列中某一磁盘损坏时，并不会造成数据的丢失。此时可根据其它未损坏磁盘中的信息来恢复已损坏的盘中的信息。其可靠性比单台磁盘机高出一个数量级。
(2) 磁盘I/O速度高，由于采取了并行交叉存取方式，可使磁盘I/O速度提高N-1倍。(3) 性能/价格比高，RAID的体积与具有相同容量和速度的大型磁盘系统相比，只是后者的1/3，价格也只是后者的1/3，且可靠性高。换言之，它仅以牺牲1/N的容量为代价，换取了高可靠性。

5.提高磁盘可靠性的技术

第一级容错技术SFT-Ⅰ：双份目录、双份文件分配表，热修复重定向和写后读校验。

第二级容错技术SFT-Ⅱ：磁盘镜像(Disk Mirroring)，磁盘双工(Disk Duplexing)。磁盘镜像是在一个磁盘控制器下，但是磁盘双工是在两个磁盘控制器下。

基于集群技术的容错功能：双机热备份模式，双机互为备份模式，公用磁盘模式。

后备系统：磁带机，硬盘，光盘驱动器。

6.数据一致性控制

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。

恢复算法：(1) undo〈Ti〉。该过程把所有被事务Ti修改过的数据恢复为修改前的值。(2) redo〈Ti〉。该过程能把所有被事务Ti修改过的数据设置为新值。

并发控制：利用互斥锁实现“顺序性”，利用互斥锁和共享锁实现顺序性。