操作系统磁盘管理
操作系统中的文件系统与磁盘管理
操作系统中的文件系统与磁盘管理在计算机系统中，操作系统起到了极为重要的作用，负责协调和管理各种硬件资源，其中文件系统与磁盘管理是操作系统的重要组成部分。
文件系统负责对计算机中的文件进行组织和管理，而磁盘管理则负责对存储设备中的数据进行存取和管理。
本文将对操作系统中的文件系统与磁盘管理进行详细探讨。
一、文件系统文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的一种机制。
它提供了对文件的创建、读取、写入、删除等操作，并通过目录结构将文件进行组织。
文件系统的主要任务包括：1. 文件的组织与管理：文件系统通过建立目录结构，将文件按照一定的规则进行组织。
用户可以通过路径名来标识文件的位置，方便地进行文件的访问和管理。
2. 存储空间的分配与管理：文件系统需要将文件存储到磁盘等存储设备中。
它需要对存储设备进行分区，并为文件分配存储空间。
在进行文件的读写操作时，文件系统需要记录文件的位置和大小，以便正确地进行存取操作。
3. 文件的访问与权限管理：文件系统对文件进行权限管理，确保只有拥有合适权限的用户才能进行文件的读写和修改操作。
同时，文件系统还提供了各种接口和工具，方便用户对文件进行访问和操作。
二、磁盘管理磁盘管理是操作系统中负责对存储设备进行管理和存取的一部分。
磁盘是计算机系统中最重要的存储设备之一，广泛应用于文件存储和数据管理。
磁盘管理的主要任务包括：1. 存储空间的管理：磁盘管理需要将磁盘空间划分为逻辑块（或扇区）进行管理。
逻辑块是最小的存储单位，文件系统通过逻辑块来分配和管理存储空间。
磁盘管理还需要维护空闲块列表，记录磁盘上可用的空闲块，以便分配给新文件。
2. 数据的存取与缓存：磁盘管理需要实现对磁盘的读写操作。
为了提高磁盘的读写效率，磁盘管理会使用磁盘缓存区，将频繁读写的数据暂存在内存中。
通过使用缓存区，可以减少对磁盘的实际读写次数，从而提高系统的响应速度。
3. 磁盘数据的备份与恢复：磁盘管理还需要对磁盘数据进行备份和恢复。
磁盘管理的基本流程
磁盘管理的基本流程磁盘管理是计算机存储管理的重要组成部分，它负责管理磁盘上的数据存储和访问。
磁盘管理的基本流程包括磁盘初始化、分区、格式化、文件系统创建和文件存储。
一、磁盘初始化磁盘初始化是使用新的磁盘之前的第一步操作。
它的目的是将磁盘上的所有数据清零，并为之后的分区操作做好准备。
在磁盘初始化过程中，操作系统会向磁盘发送特定的命令，将磁盘上的数据初始化为0，以保证数据的干净和安全。
二、分区分区是将磁盘划分为若干个逻辑部分的过程。
每个分区相当于一个独立的磁盘，可以单独进行管理和使用。
在分区过程中，需要确定分区的大小、数量和类型。
常用的分区类型有主分区和扩展分区。
主分区可以被操作系统识别并进行文件存储，而扩展分区则可进一步划分为逻辑分区。
三、格式化格式化是对分区进行处理，以便操作系统能够识别和存储文件。
在格式化过程中，需要选择文件系统类型，如FAT32、NTFS、ext4等。
文件系统决定了文件的组织方式、文件访问的速度和文件存储的可靠性。
格式化过程还会为文件系统分配一些元数据区域，用于存储文件的相关信息。
四、文件系统创建文件系统创建是在已经格式化的分区上建立文件系统的过程。
在创建文件系统时，操作系统会在分区的开头部分建立一系列的数据结构和元数据，用于记录文件和目录的信息，同时为文件的存储和访问提供支持。
文件系统创建后，操作系统就可以在分区上进行文件的读写操作。
五、文件存储文件存储是指将文件保存到磁盘的过程。
当用户创建、下载或复制文件时，操作系统会将文件的内容和相关信息存储到文件系统所在的分区中。
文件存储时，操作系统会根据文件系统的管理策略，将文件的数据分散存储在磁盘的不同位置，以提高文件的存取效率。
总结：磁盘管理的基本流程包括磁盘初始化、分区、格式化、文件系统创建和文件存储。
通过这个流程，操作系统可以对磁盘进行有效的管理和利用。
磁盘初始化将磁盘上的数据清零；分区将磁盘划分为多个逻辑部分；格式化为分区建立文件系统；文件系统创建为操作系统提供文件存储和访问的支持；文件存储将文件保存到磁盘中。
Windows系统的文件系统与磁盘管理
Windows系统的文件系统与磁盘管理Windows操作系统是一款广泛应用于个人电脑的操作系统，为了保证其正常稳定的运行，文件系统与磁盘管理起着至关重要的作用。
本文将对Windows系统的文件系统和磁盘管理进行详细介绍。
一、文件系统文件系统是操作系统用来组织、存储和管理计算机文件的方法和数据结构。
在Windows系统中，常用的文件系统有FAT32、NTFS和exFAT。
1. FAT32FAT32（File Allocation Table 32）是一种较早期的文件系统，其最大的优点是兼容性好，在不同的操作系统和设备平台上都能够良好支持。
然而，FAT32文件系统存在文件大小限制的问题，单个文件最大支持4GB，且不支持对文件的加密和权限控制。
2. NTFSNTFS（New Technology File System）是Windows系统最常用的文件系统，拥有较高的性能和更完善的功能。
NTFS支持更大容量的磁盘空间和更大的文件大小，可以实现高级文件权限、磁盘配额、文件加密、压缩等功能。
同时，NTFS还提供了更有效的磁盘空间管理和故障恢复机制。
3. exFATexFAT（Extended File Allocation Table）是一种支持更大容量存储介质的文件系统。
它在FAT32的基础上做出了改进，能够处理更大的文件和更大的存储设备。
exFAT适用于移动存储设备，如闪存盘和外接硬盘，其最大的优势是兼容性好、支持跨平台和高速传输。
二、磁盘管理为了更好地管理和维护磁盘存储空间，Windows系统提供了一系列的磁盘管理工具。
1. 磁盘分区磁盘分区是将一个物理硬盘划分为若干逻辑区域的过程，每个分区可以作为一个独立的逻辑磁盘来使用。
Windows系统的磁盘管理工具可以对硬盘进行分区、格式化和更改分区大小的操作。
通过磁盘分区，可以将不同类型的数据存储在不同的分区上，提高磁盘的利用率和数据的管理效率。
2. 磁盘格式化磁盘格式化是对分区进行格式化操作，为其分配文件系统，并在磁盘上建立相应的文件目录结构。
Windows操作系统的磁盘管理
Windows操作系统的磁盘管理随着计算机技术不断进步，人们对于计算机硬件和操作系统的要求也越来越高。
虽然计算机已经成为人们生活和工作中必不可少的设备，但是对于普通用户来说，要了解一些基本的计算机操作知识仍然是必要的。
本文将介绍Windows操作系统的磁盘管理，帮助读者更好地管理计算机硬件。
一、磁盘的概念首先，我们需要先了解什么是磁盘。
磁盘是一种用于存储数据的设备。
它由盘片、磁头和驱动器等组成。
盘片是磁盘的主体，由一种类似于铝材料的合金制成。
盘片上有许多小环状路径，称之为“磁道”。
用户可以在这些磁道上存储和读取数据。
磁头是一种读写设备，负责将数据写入磁盘和读取磁盘中的数据。
驱动器则是磁头的控制中心，控制磁头的移动和磁盘盘面的旋转速度。
二、磁盘的分区为了更好地管理磁盘，我们需要将一个磁盘划分成若干个分区。
磁盘分区可以将不同的数据放在不同的地方，从而实现有效地管理和保护数据。
在Windows操作系统中，我们可以通过磁盘管理工具进行分区操作。
打开磁盘管理工具有两种方式：一种是通过“我的电脑”图标右键菜单中的“管理”，另一种是通过控制面板中的“管理工具”找到“计算机管理”，然后点击“存储”中的“磁盘管理”。
在磁盘管理工具中，我们可以看到计算机所有的磁盘信息，包括磁盘的容量、使用情况等。
如果我们需要对磁盘进行分区操作，可以右键磁盘选择“新建简单卷”或“新建分区”。
分区后，我们可以将数据分类存放，更方便地管理和使用。
三、磁盘的格式化在进行磁盘分区后，我们需要对其进行格式化操作，使得磁盘能够正常工作。
格式化是指将磁盘清空并为其分配一个文件系统。
在Windows操作系统中，有FAT32、NTFS等多种文件系统可供选择。
一般来说，NTFS文件系统可以支持更大的单个文件和更高的安全性，里面可以存放大于4GB的单个文件，同时还支持文件访问权限等功能。
在磁盘管理工具中，格式化磁盘也非常简单。
首先，我们选择需要格式化的磁盘，右键点击后选择“格式化”。
操作系统安装和磁盘管理实训报告
操作系统安装和磁盘管理实训报告操作系统安装和磁盘管理实训报告一、实训目的通过操作系统安装和磁盘管理实训，掌握操作系统安装的方法与步骤，学习硬盘分区与格式化操作，了解硬盘控制器、文件系统等相关知识。
二、实训工具1. 操作系统安装软件2. 光盘或U盘3. 电脑硬件三、实训内容1. 操作系统安装操作系统的安装是操作系统课程中的重要内容之一，监视实训过程的准确性与完整性，确保实训效果达到最佳。
在实训前，我们需要选择合适的操作系统，建议选择Windows系统（XP/7/8/10）。
硬件环境满足系统要求后，我们首先需要将光盘或U盘插入电脑，然后在电脑开机启动时按F12键进入BIOS设置，设置为从光盘或U盘启动，然后按F10保存。
接下来，就可以按照提示操作，进行操作系统的安装。
在安装过程中，需要注意选择安装位置和类型，设置相关用户信息，还需要进行激活等操作。
2. 硬盘分区与格式化硬盘分区与格式化是操作系统安装前的必要步骤。
它的目的是将硬盘分成几个逻辑分区，实现文件、程序及其他数据的存储与管理。
在Windows系统中，我们可以通过磁盘管理工具进行操作。
首先打开“我的电脑”，右键选择“管理”，进入“磁盘管理”界面。
在该界面中，我们可以重新分配硬盘的空间，创建新分区或删除已有的分区。
若硬盘没有被分区，则将会显示出一个未分配的磁盘区域，我们可以右键此区域进行新建分区，或选择已有分区进行删除、格式化等操作。
3. 硬盘控制器、文件系统等基本概念硬盘控制器是计算机硬件的一部分，用于连接计算机主机和硬盘驱动器，同时帮助控制硬盘的读写。
文件系统则是将计算机中的数据、文件及其他媒体都组织起来进行存储、分配和访问的一种机制。
从操作系统的角度看，文件系统使得访问文件、移动文件等操作非常简单，同时确保计算机中的数据有组织的存储，保证计算机的安全性和可靠性。
常见的文件系统有FAT32、NTFS等，不同的文件系统对于计算机的功能和性能也有不同的影响。
使用CMD命令行工具进行磁盘管理的方法
使用CMD命令行工具进行磁盘管理的方法随着计算机技术的不断发展，磁盘管理成为了计算机维护和管理的重要一环。
CMD命令行工具作为Windows操作系统中的一种重要工具，可以通过简单的命令来进行磁盘管理操作，如磁盘分区、格式化、清理等。
本文将介绍使用CMD命令行工具进行磁盘管理的方法。
1. 查看磁盘信息在CMD命令行中，可以使用"diskpart"命令来查看磁盘信息。
首先打开CMD命令行，输入"diskpart"并回车，然后输入"list disk"，系统将显示所有磁盘的详细信息，包括磁盘编号、磁盘大小、磁盘状态等。
2. 磁盘分区磁盘分区是将一个物理磁盘划分为多个逻辑磁盘的过程，可以提高磁盘的利用率和管理效率。
在CMD命令行中，可以使用"diskpart"命令来进行磁盘分区操作。
首先打开CMD命令行，输入"diskpart"并回车，然后输入"list disk"来查看磁盘列表，选择要进行分区的磁盘，输入"select disk x"（x为磁盘编号），然后输入"create partition primary size=y"（y为分区大小，单位为MB），系统将自动创建一个主分区。
3. 磁盘格式化磁盘格式化是对磁盘进行初始化，以便于操作系统能够识别和使用磁盘。
在CMD命令行中，可以使用"format"命令来进行磁盘格式化操作。
首先打开CMD命令行，输入"format x:"（x为磁盘盘符），然后按照提示进行格式化操作，可以选择快速格式化或完全格式化。
4. 磁盘清理磁盘清理是指删除磁盘上的无用文件和临时文件，以释放磁盘空间。
在CMD命令行中，可以使用"cleanmgr"命令来进行磁盘清理操作。
操作系统安装和磁盘管理实训报告
操作系统安装和磁盘管理实训报告实训7：操作系统安装和磁盘管理实训报告本次实训内容为安装操作系统，并利用系统自带工具进行磁盘分区和格式化。
实训要求包括熟悉操作系统安装方法、熟练利用操作系统自带工具进行磁盘分区和格式化，以及了解操作系统安装过程中各项设置的含义。
在实际操作中，我们首先需要进入BIOS进行设置，将CD-ROM设为第一启动设备。
大多数电脑进入BIOS的方式为按下Del键。
在Advanced BIOS Features选项设置里，我们可以找到FirstBootDevice，将其设置为CD-ROM即可。
完成后，按下F10键保存并退出。
接下来是操作系统的安装过程。
首先，我们需要选择系统安装分区。
在启动光盘后，我们会看到Windows XP安装欢迎页面，按下Enter键继续进入下一步安装进程。
然后，我们需要同意Windows的用户许可协议，按下F8键继续安装。
进入实质性的XP安装过程后，我们需要进行硬盘分区。
如果硬盘已经分好区，就不需要再进行分区了。
在此我们将整个硬盘都分成一个区。
在实际使用中，应根据需要将一个硬盘划分为若干个分区。
关于安装Windows XP系统的分区大小，一般以40G为宜。
分区结束后，我们可以选择要安装系统的分区。
最后，我们需要选择文件系统。
FAT32文件系统适用于较小的分区，而NTFS文件系统适用于较大的分区。
选择好文件系统后，我们需要进行格式化。
在格式化过程中，我们可以选择快速格式化或完全格式化。
快速格式化速度较快，但完全格式化可以更彻底地清除硬盘上的数据。
通过本次实训，我们掌握了操作系统安装和磁盘管理的基本方法，为今后的计算机维护和使用打下了坚实的基础。
在选择系统的安装分区之后，需要为系统选择文件系统。
在Windows XP中，有两种文件系统可供选择：FAT32和NTFS。
虽然FAT32在兼容性方面稍微好一些，但是从安全性和性能方面来看，NTFS更好。
因此，作为普通Windows用户，建议选择NTFS格式。
Windows CMD中的磁盘管理命令使用技巧
Windows CMD中的磁盘管理命令使用技巧在Windows操作系统中，CMD命令行界面是一个强大而且常用的工具。
它提供了许多磁盘管理命令，可以帮助用户更好地管理和维护计算机的硬盘。
本文将介绍一些常用的磁盘管理命令以及它们的使用技巧。
1. 磁盘分区命令磁盘分区是将硬盘划分为多个逻辑部分的过程。
在CMD中，Diskpart命令是一个强大的磁盘分区工具。
要使用Diskpart命令，首先打开CMD窗口，然后输入"diskpart"并按下回车键。
接下来，我们可以使用以下命令来管理磁盘分区：- list disk：显示计算机上所有的磁盘。
- select disk X：选择要操作的磁盘（X代表磁盘的编号）。
- clean：清除磁盘上的所有分区和卷。
- create partition primary：创建一个新的主分区。
- format fs=ntfs quick：快速格式化分区为NTFS文件系统。
2. 磁盘容量查询命令在CMD中，我们可以使用一些命令来查询磁盘的容量和使用情况。
以下是一些常用的命令：- wmic diskdrive get size：显示计算机上所有磁盘的总容量。
- wmic logicaldisk get size,freespace,caption：显示计算机上所有逻辑磁盘的容量、可用空间和盘符。
这些命令可以帮助我们了解磁盘的使用情况，及时清理不必要的文件以释放磁盘空间。
3. 磁盘清理命令磁盘清理是一种常见的维护操作，可以帮助我们删除不必要的临时文件和垃圾文件，释放磁盘空间。
在CMD中，我们可以使用以下命令来进行磁盘清理：- cleanmgr：打开磁盘清理工具，可以选择要清理的磁盘和文件类型。
- del /s /q %temp%\*：删除临时文件夹中的所有文件。
- del /s /q C:\Windows\Temp\*：删除Windows系统临时文件夹中的所有文件。
磁盘管理_实验报告
一、实验目的1. 理解磁盘的基本结构和工作原理。
2. 掌握Linux操作系统中磁盘管理的常用命令。
3. 学会使用磁盘分区、格式化、挂载等基本操作。
4. 了解磁盘故障的检测与修复方法。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 硬件设备：计算机、硬盘（包括固态硬盘和机械硬盘）3. 软件工具：磁盘分区工具、格式化工具、磁盘检测工具等三、实验内容1. 磁盘结构和工作原理磁盘是计算机中常用的存储设备，主要由以下几个部分组成：磁头：用于读写磁盘上的数据。
磁盘片：由多个磁性盘片组成，用于存储数据。
控制单元：负责控制磁头的移动和数据读写。
磁盘的工作原理如下：1. 当读取数据时，磁头定位到指定位置，读取磁盘片上的数据。
2. 当写入数据时，磁头将数据写入磁盘片上的指定位置。
2. 磁盘管理命令Linux操作系统中，常用的磁盘管理命令如下：fdisk：用于磁盘分区。
mkfs：用于格式化磁盘分区。
mount：用于挂载磁盘分区。
df：用于查看磁盘使用情况。
du：用于查看文件/文件夹大小。
3. 磁盘分区磁盘分区是指将硬盘划分为多个逻辑分区，每个分区可以独立存储数据。
实验步骤：1. 使用fdisk命令创建新的磁盘分区。
2. 使用mkfs命令格式化磁盘分区。
3. 使用mount命令将磁盘分区挂载到文件系统。
4. 磁盘格式化磁盘格式化是指将磁盘分区上的数据全部清空，并建立文件系统。
实验步骤：1. 使用mkfs命令格式化磁盘分区。
2. 使用df命令查看磁盘使用情况。
5. 磁盘挂载磁盘挂载是指将磁盘分区与文件系统关联起来，以便用户访问。
实验步骤：1. 使用mount命令将磁盘分区挂载到文件系统。
2. 使用df命令查看磁盘挂载情况。
6. 磁盘故障检测与修复磁盘故障可能导致数据丢失或系统崩溃。
以下是一些常用的磁盘故障检测与修复方法：使用磁盘检测工具检测磁盘健康状态。
使用磁盘修复工具修复磁盘错误。
备份数据以防止数据丢失。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们成功掌握了以下内容：1. 磁盘的基本结构和工作原理。
各种操作系统磁盘管理命令大全
各种操作系统磁盘管理命令大全
200分
一、Linux磁盘管理命令
1、fdisk命令
fdisk命令是Linux操作系统中的一个磁盘分区工具，主要用于创建，删除，重新排序，磁盘分区。
它可以用来创建，删除和修改Linux磁盘分区，修复磁盘分区结构，可以实现磁盘分区的查看及设置。
2、fdformat命令
fdformat命令可以用来格式化软盘，确定软盘磁头数，磁道数，扇
区数等参数，并给软盘写入IBM DOS头和分区表。
3、mkfs.ext2命令
mkfs.ext2命令是用来格式化linux ext2文件系统的分区，格式化
分区以后，才能够使用ext2文件系统的方式存储数据。
4、mkswap命令
mkswap命令可以用来建立或者格式化swap分区，swap分区用来补充
物理内存，可以提高系统速度。
5、mkudffs命令
mkudffs命令可以用来创建UDF文件系统分区。
UDF是Universal
Disk Format的缩写，是一种可以在多种磁盘驱动器中使用的文件系统格式。
6、fsck命令
fsck命令是一个在Linux系统中检查和修复文件系统错误的维护工具。
它可以找出磁盘上的坏块，检查文件系统的完整性，并尝试修复可能存在的问题。
7、tune2fs命令
tune2fs命令可以修改EXT2，EXT3和EXT4文件系统的属性，包括检查间隔，最大挂载次数，默认权限等等。
8、mkfs.vfat命令
mkfs.vfat命令可以用来格式化VFAT文件系统的分区，它可以将文件系统格式化为FAT16或者FAT32文件系统。
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己的FCB中。
图8-4 MS-DOS的文件物理结构
2) 以簇为单位的FAT12文件系统 稍加分析便可看出，如果把每个盘块(扇区)的 容量增大n倍，则磁盘的最大容量便可增加n倍。但 要增加盘块的容量是不方便和不灵活的。为此，引 入了簇(cluster)的概念。
2.
FAT16
FAT12对磁盘容量限制的原因在于， FAT12表中的
中的每个文件作为一条记录，在MFT表中占有一行，其
中还包括MFT自己的这一行。每行大小固定为1 KB，每 行称为该行所对应文件的元数据(metadata)，也称为文 件控制字。
8.1.5
索引组织方式
1. 单级索引组织方式
链接组织方式虽然解决了连续组织方式所存在的 问题(即不便于随机访问)，但又出现了另外两个问题， 即：① 不能支持高效的直接存取，要对一个较大的文 件进行存取，须在FAT中顺序地查找许多盘块号；② FAT需占用较大的内存空间，由于一个文件所占用盘块 的盘块号是随机地分布在FAT中的，因而只有将整个FAT 调入内存，才能保证在FAT中找到一个文件的所有盘块
2. 空闲盘块的分配与回收 当系统要为用户分配文件所需的盘块时，须调 用盘块分配过程来完成。该过程首先检查空闲盘块 号栈是否上锁，如未上锁，便从栈顶取出一空闲盘
块号，将与之对应的盘块分配给用户，然后将栈顶
指针下移一格。若该盘块号已是栈底，即S.fre号。
8.3
NTFS是以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单
位的。一个文件占用若干个簇，一个簇只属于一个
文件。这样，在为文件分配磁盘空间时，就无须知
道盘块的大小，只要根据不同的磁盘容量，选择相 应大小的簇，即使NTFS具有了与磁盘物理块大小无 关的独立性。
3. 文件的组织
在NTFS中，以卷为单位，将一个卷中的所有文件 信息、目录信息以及可用的未分配空间信息，都以文 件记录的方式记录在一张主控文件表MFT(Master File Table)中，该表是NTFS卷结构的中心，从逻辑上讲，卷
空闲盘块的盘块号(最多含100个号)，以及栈中尚
有的空闲盘块(号)数N。顺便指出，N还兼作栈顶指
针用。
图8-11 空闲盘块的成组链接法
(2) 文件区中的所有空闲盘块被分成若干个组，比如，将每
100个盘块作为一组。假定盘上共有10000个盘块，每块大 小为1 KB，其中第201～7999号盘块用于存放文件，即作 为文件区，这样，该区的最末一组盘块号应为7901～7999； 次末组为7801～7900，…，倒数第二组的盘块号为301～
图8-8 混合索引方式
8.2
8.2.1
1. 空闲表法 1) 空闲表
文件存储空间的管理
空闲表法和空闲链表法
空闲表法属于连续分配方式，它与内存的动态分配方
式雷同，它为每个文件分配一块连续的存储空间。即系统 也为外存上的所有空闲区建立一张空闲表，每个空闲区对
应于一个空闲表项，其中包括表项序号、该空闲区的第一
(3) 能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。
1. 隐式链接
在采用隐式链接组织方式时，在文件目录的每 个目录项中，都须含有指向链接文件第一个盘块和 最后一个盘块的指针。
图8-2 磁盘空间的链接式分配
2. 显式链接 这是指把用于链接文件各物理块的指针显式地 存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘中仅 设置一张，如图8-3所示。
下一个空闲盘区的指针外，还应有能指明本盘区大小
(盘块数)的信息。
8.2.2
位示图法
1. 位示图
位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘 块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空 闲；为“1”时，表示已分配。有的系统把“0”作为盘 块已分配的标志，把“1”作为空闲标志。(它们在本质 上是相同的，都是用一位的两种状态来标志空闲和已 分配两种情况。)磁盘上的所有盘块都有一个二进制位 与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一个集
提高磁盘I/O速度的途径
(1) 改进文件的目录结构以及检索目录的方法
来减少对目录的查找时间；
(2) 选取好的文件存储结构，以提高对文件的
访问速度； (3) 提高磁盘的I/O速度，能将文件中的数据快 速地从磁盘传送到内存中，或者相反。其中的第1 和第2点已在上一章或本章作了较详细的阐述，本 节主要对如何提高磁盘的I/O速度作一简单介绍。
大小为1 KB或4 KB，对于小文件(如1 KB～10 KB或4 KB～
40 KB)而言，最多只会占用10个盘块，为了能提高对数量 众多的小型作业的访问速度，最好能将它们的每一个盘块
地址都直接放入文件控制块FCB(或索引结点)中，这样就可
以直接从FCB中获得该文件的盘块地址。
2) UNIX System V的组织方式 在UNIX System V的索引结点中设有13个地址 项，即i.addr(0)～i.addr(12)，如图8-8所示。 (1) 直接地址。 (2) 一次间接地址。 (3) 多次间接地址。
(1) 连续组织方式
(2) 链接组织方式
(3) 索引组织方式
8.1.1
连续组织方式
连续组织方式又称连续分配方式，要求为每一个
文件分配一组相邻接的盘块。例如，第一个盘块的
地址为b，则第二个盘块的地址为b+1，第三个盘
块的地址为b+2，…。通常，它们都位于一条磁道 上，在进行读/写时，不必移动磁头。在采用连续 组织方式时，可把逻辑文件中的记录顺序地存储到 邻接的各物理盘块中，这样所形成的文件结构称为 顺序文件结构，此时的物理文件称为顺序文件。
图8-5 FAT中簇的大小与最大分区的对应关系
8.1.4
NTFS的文件组织方式
1. NTFS新特征
NTFS(New Technology File System)是一个专门
为Windows NT开发的、全新的文件系统，并适用于
Windows 2000/XP及后续的Windows OS。
2. 磁盘组织
方式将数据交付给请求进程：
(1) 数据交付
(2) 指针交付
2. 置换算法 现在不少系统在设计其高速缓存的置换算法时， 除了考虑到最近最久未使用这一原则外，还考虑了 以下几点：
(1) 访问频率。
(2) 可预见性。
(3) 数据的一致性。
3 周期性地写回磁盘 还有一种情况值得注意，那就是根据LRU算法， 那些经常要被访问的盘块数据可能会一直保留在高 速缓存中，长期不会被写回磁盘。
3. 盘块的回收
盘块的回收分两步： (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行 号和列号。转换公式为： i = (b - 1)DIV n + 1 j = (b - 1)MOD n + 1 (2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。
8.2.3
成组链接法
1. 空闲盘块的组织
(1) 空闲盘块号栈，用来存放当前可用的一组
图8-1 磁盘空间的连续组织方式
连续组织方式的主要优点有： (1) 顺序访问容易
(2) 顺序访问速度快
连续组织方式的主要缺点如下：
(1) 要求为一个文件分配连续的存储空间。
(2) 必须事先知道文件的长度。 (3) 不能灵活地删除和插入记录。 (4) 对于那些动态增长的文件。
8.1.2
链接组织方式
个盘块号、该区的空闲盘块数等信息。再将所有空闲区按 其起始盘块号递增的次序排列，形成空闲盘块表，如图8-9 所示。
图8-9 空闲盘块表
2) 存储空间的分配与回收 空闲盘区的分配与内存的分区(动态)分配类似， 同样是采用首次适应算法和最佳适应算法等，它们 对存储空间的利用率大体相当，都优于最坏适应算 法。在系统为某新创建的文件分配空闲盘块时，先
号。
图8-6 索引分配方式
2. 多级索引组织方式 在为一个大文件分配磁盘空间时，如果所分配 出去的盘块的盘块号已经装满一个索引块时，OS须 再为该文件分配另一个索引块，用于将以后继续为
之分配的盘块号记录于其中。依此类推，再通过链
指针将各索引块按序链接起来。
图8-7 两级索引分配
3. 增量式索引组织方式 1) 增量式索引组织方式的基本思想 为了能较全面地照顾到小、中、大及特大型作业，可 以采取多种组织方式来构成文件的物理结构。如果盘块的
8.3.1
磁盘高速缓存(Disk Cache)
在设计磁盘高速缓存时需要考虑的问题有：
(1) 如何将磁盘高速缓存中的数据传送给请求
进程；
(2) 采用什么样的置换策略；
(3) 已修改的盘块数据在何时被写回磁盘。
1. 数据交付(Data Delivery)方式 如果I/O请求所需要的数据能从磁盘高速缓存 中获取，此时就需要将磁盘高速缓存中的数据传送 给请求进程。所谓的数据交付就是指将磁盘高速缓 存中的数据传送给请求者进程。系统可以采取两种
8.3.2
提高磁盘I/O速度的其它方法
能有效地提高磁盘I/O速度的方法还有许多，如提
前读、延迟写等，现介绍如下：
1. 提前读
如果可以将文件装到多个离散的盘块中，就可消除连续组
织方式的上述缺点。在采用链接组织方式时，可为文件分 配多个不连续的盘块，再通过每个盘块上的链接指针，将 同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表，由此 所形成的物理文件称为链接文件。链接组织方式的主要优 点是： (1) 消除了磁盘的外部碎片，提高了外存的利用率。 (2) 对插入、删除和修改记录都非常容易。
合，称为位示图。
图8-10 位示图
2. 盘块的分配 根据位示图进行盘块分配时，可分三步进行：
(1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”
的二进制位(“0”表示空闲时)。 (2) 将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的 盘块号。假定找到的其值为“0”的二进制位位于位示图的 第i行、第j列，则其相应的盘块号应按下式计算： b = n(i - 1) + j 式中，n代表每行的位数。 (3) 修改位示图，令map[i, j] = 1。