Самодел 1 (1114716), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

Высокая производительность

Недостатки:

Фрагментация свободного пространства (прямая и косвенная)

Увеличение размера существующего файла невозможно или каждый раз проводится операция компрессии

Файлы, имеющие организацию связанного списка.

Все блоки файла организованны в единый список. Это означает, что в нулевом блоке файла имеется ссылка на 1-й блок, в первом блоке файла имеется ссылка на второй блок и т.д. до последнего? в последнем блоке файла соответственно ссылка = ΝULL. Это означает, что фактически решается проблема внешней фрагментации файла, т.е. файл в этом случае может произвольным образом расширяться

Достоинства: Отсутствие фрагментации свободного пространства

( за исключением блочной блочной фрагментации )

Простота реализации

Эффективный последовательный доступ

Недостатки: Сложность (не эффективность) организации прямого доступа

Фрагментация файла по диску

Наличие ссылки в блоке файла (ситуации чтения 2-х блоков при необходимости чтения данных объемом один блок).

Таблица размещения файловой системы Существует таблица, в которой количество строк соответствует количеству блоков, в кот. i-ая строка соотв. Iому блоку файловой системы.

Информация о файлах размещается так: начальный блок файла – NAME, ФС использует для оперативной работы либо всю систему, либо ее часть.

Достоинства:

1.возможность использования всего блока для хранения данных файла

2.оптимизация прямого доступа (при полном или частичном размещении таблицы в ОЗУ)

Недостатки:

для оптимальной работы ФС желательно размещение всей таблицы в ОЗУ. (проблема размера, например для 60 Gb раздела и блоков размером 1Kb потребуется 60 000 000*4b = 240 Mb).

Индексные узлы (дескрипторы)

ФС организует кластеризованное, компактное хранение информации о размещении блоков файлов в специальной структуре, которая называется индексные узлы или индексные дескрипторы. В этой структуре находится информация о размещении блоков файлов по ФС. Т.е. соответственно есть таблица, в которой размещаются индексные узлы файла. При открытии файла осуществляется поиск по этой таблице соответствующего индексного узла, и после этого в памяти аккумулируется только индексный узел открытого файла, а не вся таблица.

Достоинства:

нет необходимости в размещении в ОЗУ информации всей FAT о все файлах системы, в памяти размещаются атрибуты, связанные только с открытыми файлами.

Недостатки:

размер файла и размер индексного узла (в общем случае прийти к размерам таблицы размещения). Решение:

– ограничение размера файла

– иерархическая организация индексных узлов

Модели организации каталогов

Каталог, кот. Представлен в виде таблицы:

1.Первая модель – простейший каталог. Каталог представляется в виде таблицы, которая содержит имя файла и его атрибуты. Соответственно каждая запись фиксированного размера. Проблема в том, что в этом случае каталог получается достаточно большой по объему, т.к. последовательность атрибутов может быть достаточно большой, в частности, в атрибуты может включаться и информация о размещении файла, о проблемах возникающих в таких случаях только что уже говорилось

«-» каталог очень большой по объему.

2. Каталог содержит имя файла – поле фиксированного размера, и ссылку уже на системные структуры данных или системную структуру данных, в которых находятся атрибуты соответствующих файлов. В этом случае получается более менее гибкую организацию по части размера атрибутов (они здесь могут быть достаточно произвольной длины.

«+» более гибкая организация по размеру атрибутов.

Оба вида основаны на фиксированном размере записи каталога, есть ограничения на длину имени. Проблема длинных имен: короткие неудобны – размещаем суффиксы имени в атрибутах.

Варианты соответствия: имя файла – содержимое файла

Содержимому любого файла соответствует единственное имя файла.

1. Исторически было взаимноодназначное соответствие между именем и содержимым файла. Т.е. для каждого содержимого файла существовало единственное имя файла и для каждого зарегистрированного файла в ФС существовало единственное содержимое.

Примеры:

Содержимому файла может соответствовать два и более имен файла.

1. . В этом случае имя файла выносится на некоторый отдельный уровень из атрибутов, и получается, что есть содержимое файла, есть атрибут файла и может быть произвольное количество имен. Более того, эти имена могут размещаться в различных каталогах, если есть иерархическая ФС. Т.е. тем самым нарушается древообразность ФС

“Жесткая” связь

Для одного и того же содержимого файла может существовать>= 2 имен файла. Имя файла выносим из атрибутов. Есть содержимое файла, атрибуты и любое количество имен.

“Жесткая” связь Есть содержимое файла, есть атрибут файла, и одним из полей атрибутов является количество имен у этого файла, и есть произвольное количество имен, которые как-то распределены по каталогам ФС. В этом случае каждое из этих имен равнозначно, т.е. имеет место некоторая симметричная организация: каждое из имен синонимов равноправно, т.е. нет никакого старшинства в не зависимости от порядка образования этих файлов.

“Символическая” связь есть файл с именем Νame₂, этому имени соответствуют атрибуты и соответствует содержимое, и есть специальный файл Νame₁, который ссылается на имя Νame_2. В этом случае имеет место ассиметричное именование файлов. Имя Νame₂ позволяет организовывать более широкую работу с файлом, можно удалять, если файл будет удален, соответственно содержимое пропадет. Имя Νame₁ имеет свои правила интепретации, поскольку они идут через ссылку на имя Νame₂,т.е. можно осуществлять доступ к содержимому, но если удалить файл Νame₁, то содержимое Νame₂ останется неизменным.

1. “Символическая” связь

Координация использования пространства внешней памяти

Проблема – размер блока файловой системы.

«Большой блок»:

- эффективность обмена

- существенная внутренняя фрагментация

( не эффективное использование пространства ВП)

«Маленький блок»:

- эффективное использование пространства ВП

- фрагментация данных файла по диску

Решение – подбирать размер блока для каждой конкретной задачи.

Учет свободных блоков файловой системы

Связный список свободных блоков

Пример:

Размер блока 1 Кб

1 блок = 256 х 4 б

255 номеров свободных блоков

1 ссылка на следующий блок

Для HDD 16 Gb список свободных блоков состоит из 16794 блоков.

Создается специальный файл для хранения списка свободных блоков. Для оперативной работы системы в ОЗУ размещается часть содержимого свободных блоков.

Для организации списка свободных блоков требуются ресурсы.

При использовании связного списка свободных блоков в ОЗУ размещается первый блок списка.

Использование битового массива

Состояние любого блока определяется содержимым бита с номером каждого блока.

Если блок свободен, бит равен 1, занят – 0.

Пример:

Для HDD 16 Gb потребуется 2048 блоков для хранения

битового массива

Все пространство для хранения – битовая карта – массив битов. Номер бита от начала массива соответствует номеру блока. Если блок свободен, бит равен 1, занят – 0.

Квотирование пространства файловой системы

Одним из ресурсов ВС является лимитированное пространство ФС, выделенное для пользователя.

Количество имен файла ограничено сверху размером раздела. Пространство, занимаемое файлами лимитировано.

Для каждого из этих ресурсов определяется 2 квоты : на блоки и на файлы.

Существуют жесткие и гибкие лимиты .

С гибким лимитом блоков связывается два параметра – это непосредственно значение, которое лимитирует использование ресурсов – это первый параметр. Второй параметр – это так называемый счетчик предупреждений. Работа осуществляется следующим образом. Пользователь заходит в свой номер, система определяет статус использования соответствующего лимита. Если реально используемый лимит, предположим это лимит на блоки файлов, превосходит гибкий лимит блоков, то пользователю при входе в систему дается предупреждение, что он израсходовал свой лимит, и счетчик предупреждения уменьшается на 1. Пользователю дается возможность заходить к себе в номер и работать до тех пор пока счетчик предупреждений не станет равен 0. Так только он станет равен 0 работа пользователя будет блокирована.

Жесткое лимитирование – этот тот лимит, который перейти нельзя никогда. Если при входе пользователя в систему обнаружится, что он превзошел жесткий лимит, то его работа блокируется сразу все зависимости от других ситуаций. Гибкий и жесткий лимит – это есть средства, в принципе, возможно использование различных

Если пользователь попытался превзойти жесткий лимит, то он блокируется сразу.

Надежность файловой системы

Критерий надежность файловой системы достаточно просто формулируется. Т.е. нужно обеспечить работу таким образом, чтобы при возникновении внештатной ситуации объем потерянной информации был минимальной. Внештатная ситуация может быть самой разнообразной – сбой в любом из узлов компьютера, в том числе на носителе, в котором находится файловая система, физическое уничтожение информации (в том числе и случайное) и т.д. Первым и наиболее исторически традиционным путем решения этой проблемы является резервное копирование или резервное архивирование файла.

=>

Нужно, чтобы при возникновении внештатной ситуации потеря информации стремилась к нулю.

Резервное копирование должно проходить в ограниченный промежуток времени.

Различные модели резервного копирования

1.Копируются не все файлы файловой системы (избирательность архивирования по типам файлов); Не копируются *.obj

и системные (те, которые можно переустановить).

2. Создается мастеркопия архива по расписанию, или в произвольные моменты времени. Копируются все файлы, которые

были изменены с момента создания последней мастеркопии. Копии получаются очень большие.

3. Использование компрессии при архивировании (риск потери всего архива из-за ошибки в чтении/записи сжатых данных);

4. Проблема архивирования «на ходу» (во время копирования происходят изменения файлов, создание, удаление каталогов

и т.д.). Возможность потери информации из-за внештатной ситуации (например отключение от питания)

Характеристики

Список файлов лекций