Достоинства и недостатки файловой системы модели system v

Среди достоинств рассматриваемой файловой системы стоит отметить, что данная система является иерархичной. Также надо отметить, что за счет использования системного кэширования оптимизирована работа с массивом свободных блоков и свободных индексных дескрипторов. И, наконец, в данной файловой системе найдено удачное решение организации блоков файлов за счет использования «нарастающей» косвенности адресации.

С другой стороны, данная система не лишена недостатков, большая часть которых следует из ее достоинств. Первым недостатком является тот факт, что в суперблоке концентрируется ключевая информация файловой системы. Соответственно, потеря суперблока приводит к достаточно серьезным проблемам.

Следующая проблема опять-таки связана с концентрацией информации в суперблоке. Несмотря на то, что суперблок резидентно размещается в ОП, система периодически «сбрасывает» его копию на диск — это делается для того, чтобы при сбое минимизировать потери актуальной информации из суперблока. Это, в свою очередь, означает, что система регулярно обращается к одной и той же точке дискового пространства, и, соответственно, вероятность выхода из строя именно данной области диска со временем сильно увеличивается.

Следующий недостаток связан с фрагментацией блоков файла по диску. Здесь имеется в виду, что при интенсивной работе файловой системы (когда в ней со временем создается, модифицируется и уничтожается достаточно большое число файлов) складывается ситуация, когда блоки одного файла оказываются разбросанными по всему доступному дисковому пространству. В этом случае, если потребуется прочитать последовательные блоки файла (что бывает достаточно часто), то головка жесткого диска начинает совершать довольно много механических передвижений, что отрицательно сказывается на эффективности работы файловой системы.

И в заключение отметим такой недостаток, как ограничение, накладываемое на длину имени файла (6, 8, 14 байт для представления имени — величины достаточно небольшие на сегодняшний день: возникают ситуации, когда необходимо создать имена с относительно длинными именами).

Внутренняя организация файловой системы: модель версии Fast File System (FFS) BSD

Разработчики[R32] файловой системы Fast File System (FFS), оставив основные положительные характеристики предыдущих файловых систем (в т.ч. и файловой системы версии System V), пошли по следующему пути (Рис. 116). Они представили раздел как последовательность дисковых цилиндров, которую разбили на порции фиксированного размера. В каждом из образовавшихся кластеров размещается копия суперблока, блоки файлов, которые мы назвали рабочим пространством файловой системы, информация об индексных дескрипторах, ассоциированных с данным кластером, а также информация о свободных ресурсах этого кластера. При этом разбиение устройства на кластеры происходит аппаратно-зависимо таким образом, чтобы суперблоки не оказывались на «опасно близком» расстоянии (например, на одной поверхности). Такой подход обеспечивает большую надежность файловой системы.

Достоинства и недостатки файловой системы модели system v

Рис. 116. Структура файловой системы версии FFS BSD.

Стратегии размещения

Работа системы основывается на трех концепциях. Первой концепцией является оптимизация размещения каталога. При создании каталога система осуществляет поиск кластера, наиболее свободного в данный момент с точки зрения использования индексных дескрипторов, т.е. ищутся кластеры, количество свободных индексных дескрипторов в которых превосходит некоторую среднюю величину, и среди найденных кластеров выбирается кластер с наименьшим количеством каталогов.

Следующей стратегией является равномерность использования блоков данных. Во время создания файла он делится на несколько частей. Часть файла, которая имела непосредственную адресацию из индексного дескриптора, по возможности размещается в том же кластере, что и индексный дескриптор. Оставшиеся части файла делятся на равные порции, которые файловая система размещает в отдельных кластерах. Перечисленные стратегии призваны для борьбы фрагментации файла по разделу: файл либо целиком размещается в одном кластере, либо он размещается в нескольких кластерах, но тогда в них размещаются достаточно большие фрагменты подряд идущих блоков.

И, наконец, третья стратегия размещения — технологическое размещение последовательных блоков файлов (Рис. 117). Представим следующую ситуацию: пускай необходимо прочитать два последовательных блока с магнитного диска (будем считать, что эти блоки находятся на одной дорожке магнитного диска). Это означает, что данная задача требует двух последовательных обращений к системным вызовам. Соответственно, между окончанием физического считывания первого блока и началом физического считывания второго блока потратится некоторое время ?t на накладные расходы (в частности, вход и выход из системного вызова). Это время хоть и мало, но за данный промежуток диск успеет повернуться на угол ?*?t (где ? — скорость вращения диска). Если следующий второй блок расположен на диске непосредственно за первым, то за время ?t головка пропустит начало второго блока, и когда будет предпринята попытка физически прочесть второй блок, то придется ожидать полного оборота диска, что является относительно протяженным промежутком времени. Чтобы избежать подобных накладных расходов, связанных с необходимостью ожидать полного оборота диска, необходимо расположить второй блок с некоторым отступом от первого. В этом и заключается технологическое размещение блоков на диске.

Достоинства и недостатки файловой системы модели system v

Рис. 117. Стратегия размещения последовательных блоков файлов.

АБС — плюсы и минусы антиблокировочной системы


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: