操作系统学习笔记

 

对文件系统原理学习的理解

 

按需分配。打开的文件属性才放入内存中。
关键点是记录某个文件用到哪几块磁盘地址。一个文件可能占多个磁盘块,可能是一个。关键在于文件的的大小

文件名，磁盘块地址，多个。
连续分配：一个文件占据了3个磁盘块。是连续在一起的。
读的性能很好，读一个文件的内容只要一次操作，找到第一个磁盘块，后面的磁盘块就知道了。不用继续旋转。
缺点是，磁盘碎片多。要想避免碎片，要多进行碎片整理(不显示，太耗费性能)。所以这种方式不适合变化大小的文件。适合固定大小。比如CD文件。
链表分配：解决磁盘碎片。文件占用三个磁盘块，这三个磁盘块可以在任意位置，很方便扩充文件的容量。比如文件增加内容，要加一个磁盘块，随便去哪里拖一个磁盘块挂上去。有一个指针指向磁盘块地址。
缺点是,随机读写耗费性能。比如要读一个文件的第6个磁盘块的内容,必须从找到文件的第一个磁盘块然后顺着顺序第二,第三.....第五全部读到，才能知道第六个磁盘块在哪里。
为了提高速度。把文件的链表放到内存中。
在内存中存储链表。
多少个文件。就要多少个链表项吗？
为了解决占用内存过多问题(磁盘容量比内存大多了。

疑问，这个链表项是如何设计的呢。
链表这种数据结构要看看。。
文件名，目录是特殊的文件。
目录下有子目录如何实现的。文件最终在目录下

 

 

 

 

 

文件系统几种实现方式

文件系统要解决的本质问题是，一个文件在磁盘上如何组其内容。
然后记录这个文件分布在哪几个磁盘块上，这样当读取文件内容的时候知道去磁盘哪里找。

1、连续分配法

一个文件的内容存储在连续的磁盘块上。

这样实现很简单：记录文件第一块磁盘块位置，然后记录一个往后推的数字号。做简单的加法即可找到内容。

缺点：造成磁盘碎片。发生在删除文件的时候，这个文件占据的磁盘块就是空闲状态。
刚开始不会有这问题，因为磁盘有足够的空间可用。不用管这些空闲块。但是后面磁盘空间不够用的时候呢，还是要来使用它们。

如何让新加的文件使用这些空闲块呢？

你存入数据之前必先先知道这个文件大小，文件大小要是固定的。比如5k。不是固定的话，文件内容增长，超过5k后呢？
这样计算大小的方式实际好不好？
假设你打开一个wps进行编辑，必须要先问用户，你的文件打算多大空间。这样才能去选择合适的磁盘块存储这个文件。
用户怎么知道？

2、链表分配法

磁盘块形成一个链表。串起来。相信我们生活中用的链子，是不是一个节点一个一起串起来的。
磁盘块看成是节点。
每个磁盘块第一个字节，存一个指针，这个指针就是指向下一个磁盘块。
想象一下房间号。
找出一批量房间给这些运动员的居住的。


现在明白了，内存中的文件分配表。
实际上就是为每个文件做一个条目。这个条目里面记着磁盘块的指针，指针是从开始到结束，按照顺序来的。

 

 

 

 

 

 

 

 

为什么window要进行分区而linux系统不用分区？

现在明白其中原理了。

window 之所以要进行分区。就是因为，它需要区分不同的文件系统。当你请求一个文件时,给出路径，操作系统就能知道向哪个文件系统去请求，就是因为分区。一个分区只能有一个文件系统。window通过盘符(c,d,e,f等字母)来确定文件系统。

Linux不需要分区。因为它做了一个抽象层。来管理所有文件系统。
操作系统针对这个抽象层来获取数据。使用挂载的方式。a 和b两个磁盘可以挂载到同一个目录下去。读取文件的时候，关心的是所有文件系统的抽象层操作，可以理解成接口。

 

 

分段和分页技术

至今都没搞明白，段和页的区别。
页是操作系统的看法，它将内存划分成一块一块。
有什么用呢?

搞清楚操作系统为什么要这样子做。
难道是为了解决内存不够的问题吗?

分段技术早于分页技术。
最先有分段，它的特点是，程序需要多少内存空间，就以多少空间为整体换入磁盘，在磁盘和内存之间移动。
这里的段很形象解释了，程序运行在哪个内存区间，这就是段。分段，以段为单位来分配内存?

这样效率并不高。提出一个分页思想，通俗就是等份大小的内存。明显的问题我还没看到。

操作系统为每个进程分配时间片

 

 

为什么操作系统要设计成抢占资源的方式呢？这一让每个任务都能得到处理 如果一个任务将要耗费很长时间那么，它就会占着cpu，结果导致其他任务无法处理。

现实中有这样的思想和案例。

上下文切换，是不是指的就是这种调度呢？

上下文切换：保持当前进程状态(应该是放到磁盘上去?)，然后把另外一个进程调入进去供cpu执行。