取方式文件目錄文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)文件的使用文件系統(tǒng)的可靠-文庫(kù)吧資料
2024-10-19 20:58本頁(yè)面
【正文】 盤，（ N1） /N 一個(gè)磁盤故障時(shí)，控制器可從其他尚存的磁盤上重新恢復(fù) /生成丟失的數(shù)據(jù)而不影響數(shù)據(jù)的可用性 海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)： 定期將所有文件拷貝到后援存儲(chǔ)器 增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)： 只轉(zhuǎn)儲(chǔ)修改過(guò)的文件，即兩次備份之間的修改，減少系統(tǒng)開(kāi)銷 3. 恢復(fù) 磁盤塊 → 內(nèi)存 → 寫回磁盤塊 若在寫回之前，系統(tǒng)崩潰，則文件系統(tǒng)出現(xiàn)不一致 * 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用程序，當(dāng)系統(tǒng)再次啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行該程序，檢查磁盤塊和目錄系統(tǒng) UNIX一致性檢查工作過(guò)程： 兩張表，每塊對(duì)應(yīng)一個(gè)表中的計(jì)數(shù)器，初值為 0 表一：記錄了每塊在文件中出現(xiàn)的次數(shù) 表二：記錄了每塊在空閑塊表中出現(xiàn)的次數(shù) 文件系統(tǒng)寫入方式 （考慮文件系統(tǒng)的一致性和速度） 謹(jǐn)慎寫（ careful write） 對(duì)寫操作進(jìn)行逐個(gè)排序的寫方式 更新磁盤的請(qǐng)求 → 按一定順序完成幾項(xiàng)子操作 → 更新磁盤 FAT文件系統(tǒng)：通寫（ writethrough） 磁盤修改立即寫到磁盤 速度性能差 文件系統(tǒng)寫入方式（續(xù)） 延遲寫（ lazywrite） 利用回寫（ write back）高速緩存的方法得到高速 可恢復(fù)性差 可恢復(fù)（ transaction log） 采用事務(wù)日志來(lái)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的寫入 既考慮安全性，又考慮速度性能 例： NTFS （ 1）安全性 確保未經(jīng)授權(quán)的用戶不能存取某些文件。該文件包含了連接它的文件的路徑名 問(wèn)題：系統(tǒng)開(kāi)銷大 優(yōu)勢(shì)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可用 UNIX實(shí)例 Link(A/F,B/C) 在 B目錄中建立一個(gè)新表目，并在文件 F所對(duì)應(yīng)的目錄表目中的“連接數(shù)”項(xiàng)加 1 文件名 內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào) C A/F的內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào) 1. 文件系統(tǒng)的可靠性 可靠性：系統(tǒng)抵抗和預(yù)防各種物理性破壞和人為性破壞的能力 ? 壞塊問(wèn)題 ? 備份 通過(guò)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作，形成文件或文件系統(tǒng)的多個(gè)副本 六、文件系統(tǒng)的可靠性和安全性 軟盤，磁帶（ 150M,8G Exabyte,DAT） 或 RAID（廉價(jià)磁盤冗余陣列） 最簡(jiǎn)單的 RAID組織方式： 鏡像 最復(fù)雜的 RAID組織方式： 塊交錯(cuò)校驗(yàn) 數(shù)據(jù) 0 數(shù)據(jù) 1 的備份 CPU 磁盤 0 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 0 的備份 磁盤 1 ? 可用性 ? 容量 ? 性能 好處： 通過(guò)把多個(gè)磁盤組織在一起，作為一個(gè)邏輯卷提供磁盤跨越功能 通過(guò)把數(shù)據(jù)分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，并行寫入 /讀出多個(gè)磁盤，以提高訪問(wèn)磁盤的速度 通過(guò)鏡像或校驗(yàn)操作，提供容錯(cuò)能力 ? RAID0 數(shù)據(jù)分條技術(shù) 整個(gè)邏輯盤的數(shù)據(jù)被分散分布在多個(gè)物理盤上，并行讀寫。？？？ ③ 根據(jù)隱含參數(shù)中的進(jìn)程主和目錄中該文件的存儲(chǔ)權(quán)限數(shù)據(jù)，檢查是否有權(quán)讀？ 是 → ④ ，否則 → ⑩ ④ 由文件內(nèi)位置與要讀的長(zhǎng)度計(jì)算最末位置，將其與目錄中的文件長(zhǎng)度比較，超過(guò)否？ 是 → ⑩ ，否則 → ⑤ 也可將參數(shù)中的長(zhǎng)度修正為目錄中的文件長(zhǎng)度 ⑤ 根據(jù)參數(shù)中的位置、長(zhǎng)度和目錄中的映射信息，確定塊號(hào)、塊數(shù)、塊內(nèi)位移與長(zhǎng)度。 當(dāng)空閑塊數(shù)＝ 100 把主存中登記的信息寫入歸還塊中； 把歸還塊號(hào)填入 L＋ 1單元； 將 L單元置成 1。 當(dāng)空閑塊數(shù)＝ 1 取出 L＋ 1單元內(nèi)容（一組的第一塊塊號(hào)或0）； 其值＝ 0 無(wú)空閑塊，申請(qǐng)者等待 不等于零 把該塊內(nèi)容復(fù)制到專用塊； 該塊分配給申請(qǐng)者； 把專用塊內(nèi)容讀到主存 L開(kāi)始的區(qū)域。但存取文件時(shí)，對(duì)于記錄式文件，是以邏輯記錄為單位提出存取要求的，因此，存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理塊長(zhǎng)度與邏輯記錄的長(zhǎng)度是否匹配直接影響到對(duì)文件的尋址 1. 內(nèi)存中所需的表目 （ 1）系統(tǒng)打開(kāi)文件表（整個(gè)系統(tǒng)一張） 放在內(nèi)存。查找一個(gè)文件可從當(dāng)前目錄開(kāi)始，使用部分路徑名；當(dāng)前目錄可根據(jù)需要任意改變。最前面 10項(xiàng)直接登記存放文件信息的物理塊號(hào)（直接尋址） 如果文件大于 10塊，則利用第 11項(xiàng)指向一個(gè)物理塊，該塊中最多可放 256個(gè)文件物理塊的塊號(hào)（一次間接尋址）。同時(shí)也將文件信息劃分成相同大小的邏輯塊（塊），所有塊統(tǒng)一編號(hào) 以塊為單位進(jìn)行信息的存儲(chǔ)、傳輸、分配 （ 2）磁帶 永久保存大容量數(shù)據(jù) 順序存取設(shè)備： 前面的物理塊被存取訪問(wèn)之后， 才能存取后續(xù)的物理塊的內(nèi)容 存取速度較慢，主要用于后備存儲(chǔ)， 或存儲(chǔ)不經(jīng)常用的信息，或用于 傳遞數(shù)據(jù)的介質(zhì) 第 i塊 間隙 第 i+1塊 （ 3）磁盤 直接（隨機(jī)）存取設(shè)備： 存取磁盤上任一物理塊的時(shí)間不依賴于該物理塊所處的位置 磁道 扇區(qū) 柱面 扇區(qū) 磁臂 磁頭 信息記錄在磁道上，多個(gè)盤片，正反兩面都用來(lái)記錄信息，每面一個(gè)磁頭 所有盤面中處于同一磁道號(hào)上的所有磁道組成一個(gè)柱面 物理地址形式： 磁頭號(hào)（盤面號(hào)） 磁道號(hào)（柱面號(hào)） 扇區(qū)號(hào) 磁盤系統(tǒng)由磁盤本身和驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備組成，實(shí)際存取讀寫的動(dòng)作過(guò)程是由磁盤驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備按照主機(jī)要求完成的 一次訪盤請(qǐng)求： 讀 /寫，磁盤地址（設(shè)備號(hào)，柱面號(hào)，磁頭號(hào)，扇區(qū)號(hào)），內(nèi)存地址（源 /目） 完成過(guò)程由三個(gè)動(dòng)作組成： 尋道（時(shí)間）：磁頭移動(dòng)定位到指定磁道 旋轉(zhuǎn)延遲（時(shí)間）：等待指定扇區(qū)從磁頭下旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò) 數(shù)據(jù)傳輸（時(shí)間）：數(shù)據(jù)在磁盤與內(nèi)存之間的實(shí)際傳輸 硬盤又分為兩種： 固定頭磁盤：每個(gè)磁道設(shè)置一個(gè)磁頭，變換磁道時(shí)不需要磁頭的機(jī)械移動(dòng)，速度快但成本高 移動(dòng)頭磁盤：一個(gè)盤面只有一個(gè)磁頭，變換磁道時(shí)需要移動(dòng)磁頭，速度慢但成本低 （ 4）光盤 光盤容量大，速度快，價(jià)格便宜，但一般不可寫 可讀寫光盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格貴，寫過(guò)程很麻煩 光盤的空間結(jié)構(gòu)與磁盤類似 （ 5）外存的特點(diǎn) 容量大，斷電后仍可保存信息，速度較慢，成本較低 由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)部分 +存儲(chǔ)介質(zhì) 種類很多 外存空間組織與地址與存取
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