[操作系统] 文件系统管理和优化

文件系统管理和优化

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1. 磁盘空间管理

几乎所有文件系统都把文件分割成固定大小的块来存储，各块之间不一定相邻。

1. 块大小

   拥有大的块尺寸意味着小的文件会浪费大量磁盘空间。小的块尺寸意味着大多数文件会跨越多个块，即需要多次寻道与旋转延迟才能读出它们，浪费了时间。

2. 记录空闲块

   有两种方法被广泛采用。

   1. 磁盘块链表

      每个块中包含尽可能多的空闲磁盘块号，对于1KB大小的块和32位的磁盘块号，空闲表中每个块包含有255个空闲块的块号(32位 = 4字节，1KB = 1024字节，1024/4 = 256,还需要一个位置存放指向下一个块的指针，所以是255)。对于一个500G的磁盘，需要190万个块才能存放这些地址。所以通常情况下，将这些空闲表存放在空闲块中，该方法比较适合磁盘快满时使用。

   2. 位图

      n个块的磁盘需要n位位图，每一位用1表示该块空闲，0表示已分配。对于500G硬盘，只需要60000个1KB的块。

   

2. 文件系统备份

将磁盘备份有两种方案：物理转储和逻辑转储

1. 物理转储

   从磁盘的第0块开始，将全部的磁盘块按需输出，直到最后一块复制完毕。对于未使用的磁盘块不需要备份，如果转储程序能够访问管理空闲块的数据结构，就可以避免备份未使用的磁盘块。要注意的是原磁盘和得到备份的磁盘块并不是一一对应的，所以