CH11、12 檔案系統實現、大量儲存系統 (File System 和 Mass-Storage Systems)

File System Implementation

Allocation Methods

• Contiguous allocation
• Linked allocation
• Indexed allocation

Contiguous allocation

• 優點：
  • 簡單，只需要 start 和 length
• 缺點：
  • external fragmentation
  • files 不能再變大

Extent-Based Systems

為了解決 Contiguous allocation 的 external fragmentation 問題

• Contiguous + link 的做法
  • 有 start，length，還有 pointer to next extent
• 缺點：
  • 不能隨機 access，一定按照順序

Linked allocation

全部用 link

• 優點：
  • file 的大小不被限制
  • 簡單，利用 start、end
  • 資源使用率高，只要有空間就可以用，沒有 external fragmentation
• 缺點：
  • 如果是 sequential access 那還可以，但 direct access 就會浪費，因為一直在搜尋前面的 pointer，重複搜尋
  • 但是每個 block 裡面都要有 pointer，浪費空間
  • Reliability，只要一個 pointer 不見了，整個壞掉了

Indexed allocation

用一個 index block 存所有 pointer（以 array 的形式） 只要存 index block 就好

• 優點：
  • direct access 一次就可以找到位置，sequential 也不會有問題
  • 沒有 external fragmentation，只要空的就可以使用
• 缺點：
  • 浪費空間，多一個 index block
  • index block 可能會 internal fragmentation
  • 如果 block 太多，可能會超過一個 index block 可以儲存的，就需要多個 index block 來存

Indexed Allocation – Mapping

1. Indexed + link

1. hybrid

• 檔案很大就需要這種方式，但浪費空間

ch12 Mass-Storage Systems

Disk Scheduling

disk access time 分為

• seek time
  • 移動磁頭 cylinder，往前往後
• rotational time
  • 旋轉 disk 找到 sector
• read time
  • tranfer time

降低 seek time 的排程

• Seektime 約= seekdistance
• First-come, first served (FCFS)
• Shortest-seek-time-first (SSTF)
• SCAN and C-SCAN
• LOOK and C-LOOK

FCFS

• 按照 track number 先來順序進行讀取

SSTF

• 移動到離最近的下一個距離
• 會有 starvation

SCAN

• 先往一邊走，到底在往另一邊走

C-SCAN

• 為了要公平 等待時間
• 先往一邊走，走到底之後，直接移到另外一邊的底，從另外一邊的底開始走

C-LOOK

• look 不會走到底，會看 queue 裡最邊邊的