8 磁盘存储器的管理

1. 外存的组织方式

   1. 连续组织方式：为每一个文件分配一组相邻接的盘块

   2. 链接组织方式：多个不连续的盘块 链接指针

      1. 隐式链接

      2. 显示链接：文件分配表FAT

         1. FAT技术：

            FAT12（512B）、以簇为单位的FAT12文件系统、FAT16、FAT32

   3. NTFS的文件组织方式：以文件的形式来对数据进行管理，以簇为单位来存储数据的，具有了与磁盘物理块大小无关的独立性，以主控文件表MFT为核心

   4. 索引组织方式

2. 文件存储空间的管理

   1. 空闲表法和空闲链表法
      1. 空闲表：空闲表法属于连续分配方式，采用首次适应算法和最佳适应算法等
      2. 空闲链表法
         1. 空闲盘块链
         2. 空闲盘区链
   2. 位示图法
      1. 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

3. 提高磁盘I/O速度的途径

   1. 磁盘高速缓存
      1. 数据交付方式
         1. 数据交付
         2. 指针交付
      2. 置换算法：LRU （最近最久未使用）、NRU（最近未使用）、LFU（最少使用）
      3. 周期性的写回磁盘
   2. 提高磁盘I/O速度的其它方法：
      1. 提前读
      2. 延迟写
      3. 优化物理块的分布
      4. 虚拟盘RAM：利用内存空间去仿真磁盘
   3. 廉价磁盘冗余阵列RAID
      1. 并行交叉存取：系统将每一盘块中的数据分为若干个子盘块数据，再把每一个子盘块的数据分别存储到各个不同磁盘中的相同位置上。
      2. RAID分级
         1. RAID 0级：高效传输 无冗余校验
         2. RAID 1级：可靠性好，磁盘容量利用率低
         3. RAID 3级：利用奇偶校验盘完成数据校验功能
         4. RAID 5级：奇偶校验码在不同的磁盘上，可靠性提高
         5. RAID 6级和RAID 7级

4. 提高磁盘可靠性的技术

   1. 第一级容错技术SFT - I：
      1. 双份目录、双份文件分配表、
      2. 热修复重定向和写后读校验
   2. 第二级容错技术SFT - II：
      1. 磁盘镜像
      2. 磁盘双工
   3. 基于集群技术的容错功能：
      1. 双机热备份模式
      2. 双机互为备份模式
      3. 公用磁盘模式
   4. 后备系统
      1. 磁带机
      2. 硬盘
      3. 光盘驱动器

5. 数据一致性控制

   1. 事务：事务是用于访问和修改各种数据项的一个程序单位。事务也可以被看做是一系列相关读和写操作

      1. 事务记录：运行记录 log

      2. 恢复算法

         1. undo：恢复为修改前的值
         2. redo：修改过的数据设置为新值

   2. 检查点

   3. 并发控制

      1. 利用互斥锁实现"顺序性"
      2. 利用互斥锁和共享锁实现顺序性

   4. 重复数据的数据一致性问题

      1. 重复文件的一致性
      2. 链接数一致性检查