10.4 Реализация файлов
Основная проблема - сколько, и какие блоки диска принадлежат тому или иному файлу.
10.4.1 Непрерывные файлы
Выделяется каждому файлу последовательность соседних блоков.
5 Непрерывных файлов на диске и состояние после удаления двух файлов
Преимущества такой системы:
Простота - нужно знать всего два числа, это номер первого блока и число блоков.
Высокая производительность - требуется только одна операция поиска, и файл может быть прочитан за одну операцию
Недостатки:
Диск сильно фрагментируется
Сейчас такая запись почти не используется, только на CD-дисках и магнитных лентах.
10.4.2 Связные списки
Файлы хранятся в разных не последовательных блоках, и с помощью связных списков можно собрать последовательно файл.
Размещение файла в виде связного списка блоков диска
Номер следующего блока хранится в текущем блоке.
Преимущества:
Нет потерь дискового пространства на фрагментацию
Нужно хранить информацию только о первом блоке
Недостатки:
Уменьшение быстродействия - для того чтобы получить информацию о всех блоках надо перебрать все блоки.
Уменьшается размер блока из-за хранения служебной информации
10.4.3 Связные списки при помощи таблиц в памяти
Чтобы избежать два предыдущих недостатка, стали хранить всю информацию о блоках в специальной таблице загружаемой в память.
FAT (File Allocation Table) - таблица размещения файлов загружаемая в память.
Рассмотри предыдущий пример, но в виде таблицы.
Таблица размещения файлов
Здесь тоже надо собирать блоки по указателям, но работает быстрее, т.к. таблица загружена в память.
Основной не достаток этого метода - всю таблицу надо хранить в памяти. Например, для 20 Гбайт диска, с блоком 1Кбайт (20 млн. блоков), потребовалась бы таблица в 80 Мбайт (при записи в таблице в 4 байта).
Такие таблицы используются в MS-DOS и Windows.
10.4.4 i - узлы
С каждым файлом связывается структура данных, называемая i-узлом (index-node- индекс узел), содержащие атрибуты файла и адреса всех блоков файла.
Примеры I-узла
Преимущества:
Быстродействие - имея i-узел можно получить информацию о всех блоках файла, не надо собирать указатели.
Меньший объем, занимаемый в памяти. В память нужно загружать только те узлы, файлы которых используются.
Если каждому файлу выделять фиксированное количество адресов на диске, то со временем этого может не хватить, поэтому последняя запись в узле является указателем на дополнительный блок адресов и т.д.
Такие узлы используются в UNIX.
10.5 Реализация каталогов
При открытии файла используется имя пути, чтобы найти запись в каталоге. Запись в каталоге указывает на адреса блоков диска.
В зависимости от системы это может быть:
дисковый адрес всего файла (для непрерывных файлов)
номер первого блока (связные списки)
номер i-узла
Одна из основных задач каталоговой системы преобразование ASCII-имени в информацию, необходимую для нахождения данных.
Также она хранит атрибуты файлов.
Варианты хранения атрибутов:
В каталоговой записи (MS-DOS)
В i-узлах (UNIX)
