六、文件系统
索引结构
磁盘空间管理
空闲链表法
将所有的空闲盘区连成一条空闲链，可有两种方式：空闲盘块链、空闲盘区链。
位图法
磁盘块大小
块过大：读取磁盘次数少，但浪费空间
块过小：磁盘空间利用率高，但因多次读取磁盘而浪费时间
文件控制块FCB
基本信息 文件名：字符串，通常在不同系统中允许不同的最大长度，可修改 物理位置 文件逻辑结构：有/无结构（记录文件，流式文件） 文件物理结构：（如顺序，索引等） 访问控制信息 文件所有者（属主）：通常是创建文件的用户，或者改变已有文件的属主 访问权限（控制各用户可使用的访问方式）：如读、写、执行、删除等 使用信息 创建时间，上一次修改时间，当前使用信息等。
测试题
在文件系统中，访问一个文件f时首先需要从目录中找到与f对应的目录项。已知文件系统数据块大小为1KB，一个目录项的大小为128字节，文件平均大小为100KB。该文件系统的目录结构如图所示。不考虑磁盘块的提前读和缓存等加速文件读写的技术，请回答以下问题：
1）如果采用串联文件实现，同时文件属性直接存储在目录项中，并且根目录的目录项已读入内存中。访问第三级目录下的一个文件中的一个块平均需要访问几次磁盘？
2）如果采用索引文件实现，目录项中仅存储文件名和i节点指针，其中文件名占14个字节，i节点指针占2个字节。如果仅采用直接索引，每个第三级目录下的文件数不超过50个，且根目录的i节点已读入内存，访问第三级目录下的一个文件的一个块平均需要访问几次磁盘？
3）假设该文件系统所管理的磁盘空间为16ZB(1ZB=270B)。如果inode中包括512字节的索引区，且允许采用一级间接索引进行组织，那么该文件系统支持的最大文件是多少字节？
- 因为根目录在内存里，那么读取二级目录不用访问磁盘。访问三级目录时，一个磁盘块1KB，一个目录项128B，则一个磁盘块可以放8个目录项，共有128个目录项，分布在16个磁盘块上。因为是串联实现，所以线性访问1-16次，所以访问目录项平均8.5次；访问文件块时，一个文件100KB，每个文件要100个磁盘块，串联访问平均50.5次。总共59次
- 访问二级目录时，访问二级目录的i节点一次，访问二级目录内容1次，一共2次；访问三级目录时，访问i节点1次；访问三级目录内容时，一个目录项14+2=16B，一个磁盘块存放64个目录项，则三级目录存放在2个磁盘块上，访问三级目录项1-2次平均1.5次磁盘，总2.5次；访问文件块，访问i节点1次，访问磁盘块1次，总2次。总共6.5次（注意只是访问文件的一个块，访问i节点是得知某块的磁盘位置）
- 16ZB对应2^64^个磁盘，块号就要有64位即8B空间，inode索引区用了64个磁盘块，每个磁盘块可以存储1kb/8b=128个块号，最终支持文件大小64*128*1K=8M