文件系统的实现学习教案

1、会计学1文件系统的实现文件系统的实现(shxin)第一页，共39页。2n优点：容量大优点：容量大第2页/共39页第二页，共39页。3n由多个磁盘片由多个磁盘片(platter)(platter)组组成成n磁盘片的表面被逻辑地划分磁盘片的表面被逻辑地划分为圆形磁道为圆形磁道(track)(track)n磁道被划分为固定长度的单磁道被划分为固定长度的单元，称为扇区元，称为扇区(sector)(sector)n位于同一磁臂位置的磁道集位于同一磁臂位置的磁道集合形成柱面合形成柱面(cylinder)(cylinder)n性能性能(xngnng)(xngnng)：n容量、传输速率、定位时间容量、传输速率

2、、定位时间（寻道时间旋转等待时（寻道时间旋转等待时间）间）第3页/共39页第三页，共39页。4第4页/共39页第四页，共39页。5n操作系统必须跟踪硬盘的物理地操作系统必须跟踪硬盘的物理地址用以实现文件系统。址用以实现文件系统。第5页/共39页第五页，共39页。6第6页/共39页第六页，共39页。7方案方案2：把文件分割成多个块，：把文件分割成多个块，然后把它们存放在不同的磁盘然后把它们存放在不同的磁盘块中块中(各块之间不必相邻各块之间不必相邻)。第7页/共39页第七页，共39页。8实验表明：块大小为实验表明：块大小为4KB较好。较好。Linux 2.6 :4KBGeekOS : 4KB第8页

3、/共39页第八页，共39页。9要要N个位来描述。个位来描述。1：表示空闲，：表示空闲，0：表示已分配：表示已分配(或相反或相反(xingfn)。Linux、GeekOS采用采用第9页/共39页第九页，共39页。10第10页/共39页第十页，共39页。11(c pn)。第11页/共39页第十一页，共39页。12第12页/共39页第十二页，共39页。13第13页/共39页第十三页，共39页。14第14页/共39页第十四页，共39页。15块的其余块的其余部分则用部分则用来存放数来存放数据。据。第15页/共39页第十五页，共39页。16第16页/共39页第十六页，共39页。17节。节。第17页/共39

4、页第十七页，共39页。18第18页/共39页第十八页，共39页。19万个，若每个表项占万个，若每个表项占4字节，则字节，则整个表占内存整个表占内存80MB。第19页/共39页第十九页，共39页。20间间(kngjin)是是nk个字节，与磁个字节，与磁盘的容量无关。而盘的容量无关。而FAT不同，它不同，它与磁盘容量成正比。与磁盘容量成正比。n如如Linux、GeekOS第20页/共39页第二十页，共39页。21怎么办？怎么办？ 属 性i节点节点磁盘地址磁盘地址磁盘块磁盘块第21页/共39页第二十一页，共39页。第22页/共39页第二十二页，共39页。23n第一个磁盘块的地址第一个磁盘块的地址(链

5、表分配链表分配)n i节点节点(索引节点方式分配索引节点方式分配)第23页/共39页第二十三页，共39页。24图图a图图b第24页/共39页第二十四页，共39页。25第25页/共39页第二十五页，共39页。26第26页/共39页第二十六页，共39页。27保存测试保存测试(csh)用的用的用户可执行程用户可执行程序序我们我们(w men)需要需要实现的文件实现的文件系统系统第27页/共39页第二十七页，共39页。28第28页/共39页第二十八页，共39页。29文件系统文件系统高速高速(o s)缓冲区缓冲区块设备请求处理机制块设备请求处理机制磁盘磁盘第29页/共39页第二十九页，共39页。30第3

6、0页/共39页第三十页，共39页。31第31页/共39页第三十一页，共39页。32第32页/共39页第三十二页，共39页。33第33页/共39页第三十三页，共39页。34GOSFS_Dir_Entryfilename128flagssizeacl10blockList10目录项目录项GOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_EntryGOSFS_Dir_Entry目录目录 数据数据块块数据数据块块第34页/共39页第三十四页，共39页。3501234567894KB

7、data blockGOSFS_Dir_Entry.blockList104KB data block4KB data blockDISK= used长度长度12KB的文件的文件第35页/共39页第三十五页，共39页。364KB data block4KB data block4KB data blockDISK0123456789001234.1022102304KB data block4KB data block长度长度40KB 的文件的文件single indirect block.GOSFS_Dir_Entry.blockList10第36页/共39页第三十六页，共39页。374KB data block4KB data block4KB data blockDISK012345678904KB data block4KB data block1022102301234.0single indirect block.1022102301234.01022102301234.0single indirect blockdouble indirect blockGOSFS_Di