【正文】 當(dāng)把所有目錄都檢查完后，便可將該計數(shù)器表中每個表項中的索引結(jié)點號計數(shù)值與該文件索引結(jié)點中的鏈接計數(shù) count值加以比較，如果兩者不一致，便表示發(fā)生了鏈接數(shù)據(jù)不一致的錯誤。 第四章 存儲器管理 圖 632 檢查盤塊號一致性情況 盤塊號 計數(shù)器組 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空閑盤塊號計數(shù)器組 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 數(shù)據(jù)盤塊號計數(shù)器組 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 (a) 正常情況盤塊號 盤塊號 計數(shù)器組 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空閑盤塊號計數(shù)器組 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 數(shù)據(jù)盤塊號計數(shù)器組 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 (b) 丟失了盤塊盤塊號 第四章 存儲器管理 (c) 空閑盤塊號重復(fù)出現(xiàn)盤塊號 盤塊號 計數(shù)器組 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空閑盤塊號計數(shù)器組 1 1 0 1 2 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 數(shù)據(jù)盤塊號計數(shù)器組 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 盤塊號 計數(shù)器組 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空閑盤塊號計數(shù)器組 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 數(shù)據(jù)盤塊號計數(shù)器組 0 0 1 0 0 2 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 (d) 數(shù)據(jù)盤塊號重復(fù)出現(xiàn) 第四章 存儲器管理 3. 鏈接數(shù)一致性檢查 – 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)配置一張計數(shù)器表，并為每個文件建立一個對應(yīng)的表項，其中含有該文件的索引結(jié)點號的計數(shù)值。首先初始化所有表項為 0，然后分別對空閑表（鏈）和FAT中的盤塊編號進行計數(shù)。正常情況下，對于某個盤塊的編號，只可能在這兩者中的某一個的記錄中出現(xiàn)一次。 第四章 存儲器管理 圖 631 UNIX類型的目錄 文件名 i 結(jié)點 文件 1 17 文件 2 22 文件 3 12 文件 4 84 文件名 i 結(jié)點 文件 1 17 19 40 文件 2 22 72 91 文件 3 12 30 29 文件 4 84 15 66 第四章 存儲器管理 2. 盤塊號一致性的檢查 – 空閑盤塊表（鏈），通常用于記錄所有尚未使用的空閑盤塊的編號。 方法一：通過查找文件目錄，得到其它幾個拷貝的索引結(jié)點號，進而找到各拷貝的物理位置，再修改。 第四章 存儲器管理 ?1. 重復(fù)文件的一致性 – 當(dāng)有重復(fù)文件時，該文件在文件目錄中對應(yīng)的目錄項可以由一個文件名和若干個索引結(jié)點號組成。 – 有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如空閑盤塊表，在系統(tǒng)運行過程中，總是不斷地被修改。當(dāng)主文件（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）失效時，還可利用備份數(shù)據(jù)。多個事務(wù)都能夠獲得同一對象的共享鎖。 – 因此，為一個對象同時設(shè)置互斥鎖和共享鎖。 2. 利用互斥鎖和共享鎖實現(xiàn)“順序性” – 互斥鎖僅允許一個事務(wù)對相應(yīng)對象執(zhí)行讀 /寫操作。若成功，則用該鎖將對象鎖住， Ti可以進行讀 /寫操作。 第四章 存儲器管理 1. 利用互斥鎖實現(xiàn)“順序性” – 為每一個共享對象設(shè)置一把“互斥鎖”。把用于實現(xiàn)事務(wù)順序性的技術(shù)，稱為并發(fā)控制 (Concurrent Control)。只有在一個事務(wù)執(zhí)行完畢之后，才允許另一事務(wù)執(zhí)行，即各事務(wù)對數(shù)據(jù)項的修改是互斥的。 第四章 存儲器管理 – 如果把所有在事務(wù) Ti以后開始執(zhí)行的事務(wù)表示為事務(wù)集 T，則新的恢復(fù)操作要求是：對所有在 T中的事務(wù) TK, 如果在事務(wù)記錄表中出現(xiàn)了 〈 TK托付 〉 記錄，則執(zhí)行 redo〈 TK〉 操作； 反之，如果在事務(wù)記錄表中并未出現(xiàn)〈 TK托付 〉 記錄，則執(zhí)行 undo〈 TK〉 操作。 – 新的恢復(fù)算法： – 恢復(fù)例程首先查找事務(wù)記錄表，確定在最近檢查點以前開始執(zhí)行的最后的事務(wù) Ti。 – 即每隔一定時間便做一次下述工作： – 首先是將駐留在易失性存儲器 (內(nèi)存 )中的當(dāng)前事務(wù)記錄表中的所有記錄，輸出到穩(wěn)定存儲器中；其次是將駐留在易失性存儲器中的所有已修改數(shù)據(jù)，輸出到穩(wěn)定存儲器中；然后是將事務(wù)記錄表中的 〈 檢查點 〉 記錄，輸出到穩(wěn)定存儲器中； – 最后是每當(dāng)出現(xiàn)一個 〈 檢查點 〉 記錄時，系統(tǒng)便執(zhí)行上小節(jié)所介紹的恢復(fù)操作，利用 redo和 undo過程實現(xiàn)恢復(fù)功能。 – 如果系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)應(yīng)對以前所發(fā)生的事務(wù)進行清理。 – 事務(wù)記錄中包括以下字段： – ◆事務(wù)名：用于標(biāo)識該事務(wù)的惟一名字 – ◆數(shù)據(jù)項名：是被修改數(shù)據(jù)項的惟一名字 – ◆舊值：修改前數(shù)據(jù)項的值 – ◆新值：修改后數(shù)據(jù)項將具有的值 第四章 存儲器管理 3. 恢復(fù)算法 – 恢復(fù)算法可利用以下兩個過程： – ⑴ . undo〈 Ti 〉 該過程把所有被事務(wù) Ti修改過的數(shù)據(jù)，恢復(fù)為修改前的值。 – 事務(wù)記錄，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，被存放于穩(wěn)定存儲器中，用于記錄事務(wù)在運行時數(shù)據(jù)項修改的全部信息。 ?事務(wù)具有原子性：修改全部完成，否則都不修改。 ?只要有一個讀、寫或修改操作失敗，便須執(zhí)行夭折操作(Abort Operation)。事務(wù)也可以被看作是一系列相關(guān)讀和寫操作。 – 為了保證不同文件中所存儲的同一個數(shù)據(jù)相一致，現(xiàn)代操作系統(tǒng)乃至數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，都配置了能保證數(shù)據(jù)一致性的軟件，以及相應(yīng)的支持硬件。平時主服務(wù)器運行，備份服務(wù)器則時刻監(jiān)視著主服務(wù)器的運行，一旦主服務(wù)器出現(xiàn)故障，備份服務(wù)器便立即接替主服務(wù)器的工作而成為系統(tǒng)中的主服務(wù)器，修復(fù)后的服務(wù)器再作為備份服務(wù)器。 其主要工作模式有三種： ① 熱備份模式； ② 互為備份模式； ③ 公用磁盤模式 。 所謂集群 ， 是指由一組互連的自主計算機組成統(tǒng)一的計算機系統(tǒng) ， 給人們的感覺是 ， 它們是一臺機器 。 ? 在磁盤雙工時，由于每一個磁盤都有自己的獨立通道，故可同時 (并行 )地將數(shù)據(jù)寫入磁盤，或讀出數(shù)據(jù)。 圖 628 磁盤雙工示意 主機磁盤控制器磁盤控制器通道通道磁盤驅(qū)動器第四章 存儲器管理 ? 在磁盤雙工時，文件服務(wù)器同時將數(shù)據(jù)寫到兩個處于不同控制器下的磁盤上，使兩者有完全相同的位像圖。 ? 當(dāng)主磁盤驅(qū)動器發(fā)生故障時 ， 進行切換后 ， 使主機仍能正常工作 。 第四章 存儲器管理 2． 第二級容錯技術(shù) SFTⅡ 1) 磁盤鏡像 (Disk Mirroring) 為了 避免磁盤驅(qū)動器發(fā)生故障 而丟失數(shù)據(jù) ， 便增設(shè)了磁盤鏡像功能 。若兩者一致，便認為此次寫入成功，可繼續(xù)寫下一個盤塊；否則，再重寫。 第四章 存儲器管理 (2) 寫后讀校驗方式。 第四章 存儲器管理 2) 熱修復(fù)重定向和寫后讀校驗 由于磁盤價格昂貴 ， 當(dāng)磁盤表面有少量缺陷時 ， 則可采取某種補救措施后繼續(xù)使用磁盤 。其中一份為主目錄及主 FAT；另一份為備份目錄及備份FAT。 它包含雙份目錄 、 雙份文件分配表及寫后讀校驗等措施 。 (3) 通過“后備系統(tǒng)”來防止由自然因素所造成的不安全性。 第四章 存儲器管理 為了確保文件系統(tǒng)的安全性 ， 可針對上述原因而采取以下措施： (1) 通過存取控制機制來防止由人為因素所造成的文件不安全性 。 (2) 系統(tǒng)因素，即由于系統(tǒng)的某部分出現(xiàn)異常情況，而造成對數(shù)據(jù)的破壞或丟失。 第四章 存儲器管理 磁盤容錯技術(shù) 在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中 ， 通常都存放了愈來愈多的寶貴信息供用戶使用 ， 給人們帶來了極大的好處和方便 ， 但同時也潛在著不安全性 。這使每次訪問文件的開銷甚大 ， 且增加了啟動磁盤的頻率 。 ? 能夠用于鏈接 (通過計算機網(wǎng)絡(luò) )世界上任何地方的計算機中的文件 第四章 存儲器管理 缺點： ? 當(dāng)其他用戶去讀共享文件時 ， 系統(tǒng)是根據(jù)給定的文件路徑名 ， 逐個分量 (名 )地去查找目錄 ， 直至找到該文件的索引結(jié)點 。 新文件中的路徑名則只被看作是符號鏈 (Symbolic Link)，當(dāng) B要訪問被鏈接的文件 F且正要讀 LINK類新文件時，此要求將被 OS截獲， OS根據(jù)新文件中的路徑名去讀該文件，于是就實現(xiàn)了用戶 B對文件 F的共享。 在新文件中只包含被鏈接文件 F的路徑名。當(dāng) count=3時，表示有三個用戶目錄項連接到本文件上，或者說是有三個用戶共享此文件。 `在文件目錄中只設(shè)置文件名及指向相應(yīng)索引結(jié)點的指針。 第四章 存儲器管理 文件共享與文件保護 基于索引結(jié)點的共享方式 在樹型結(jié)構(gòu)的目錄中，當(dāng)有兩個 (或多個 )用戶要共享一個子目錄或文件時，必須將共享文件或子目錄鏈接到兩個 (或多個 )用戶的目錄中，才能方便地找到該文件。 第四章 存儲器管理 2． 空閑盤塊的分配與回收 分配：到 (0)時，由于該塊內(nèi)容為下一組的盤號，將內(nèi)容加入空閑盤塊號棧中，再分配。 (3) 將每一組含有的盤塊總數(shù) N和該組所有的盤塊號記入其前一組的第一個盤塊的 (0)～ (99)中。 (5) 最末一組只有 99個盤塊，在 (0)中則存放“ 0”，作為空閑盤塊鏈的結(jié)束標(biāo)志。 假定盤上共有 10 000個盤塊 ， 每塊大小為 1 KB， 其中第 201～ 7999號盤塊用于存放文件 ， 即作為文件區(qū) ， 這樣 ， 該區(qū)的最末一組盤塊號應(yīng)為7901