Использование кэширования результатов поиска файлов для ускорения поиска файла.

Алгоритм поиска файла:

· Проверяется, нет ли имени файла в кэше

· Если нет, то ищется в каталоге, если есть, то берется из кэша

Такой способ дает ускорение только при частом использовании одних и тех же файлов.

Совместно используемые файлы

Иногда нужно чтобы файл присутствовал в разных каталогах.

Link (связь, ссылка) - с ее помощью обеспечивается присутствие файла в разных каталогах.

 

А - совместно используемый файл.

Такая файловая система называется ориентированный ациклический граф (DAG, Directed Acyclic Graph).

Возникает проблема, если дисковые адреса содержатся в самих каталоговых записях, тогда при добавлении новых данных к совместно используемому файлу новые блоки будут числится только в каталоге того пользователя, который производил эти изменения в файле.

Есть два решения этой проблемы:

1. Использование i-узлов, в каталогах хранится только указатель на i-узел. Такие ссылки называются жесткими ссылками.

2. При создании ссылки, в каталоге создавать реальный Link-файл, новый файл содержит имя пути к файлу, с которым он связан. Такие ссылки называются символьными ссылками.

Жесткие ссылки

Может возникнуть проблема, если владелец файла удалит его (и i-узел тоже), то указатель, каталога содержащего ссылку, будет указывать на не существующий i-узел. Потом может появиться i-узел с тем же номером, а значит, ссылка будет указывать на не существующий файл.

Поэтому в этом случае при удалении файла i-узел лучше не удалять.

Файл будет удален только после того, как счетчик будет равен 0.

 

Иллюстрация проблемы, которая может возникнуть

Символьные ссылки

Удаление файла не влияет на ссылку, просто по ссылке будет не возможно найти файл (путь будет не верен).

Удаление ссылки тоже никак не скажется на файле.

Но возникают накладные расходы, чтобы получить доступ к i-узлу, должны быть проделаны следующие шаги:

· Прочитать файл-ссылку (содержащий путь)

· Пройти по всему этому путь, открывая каталог за каталогом

Организация дискового пространства

Размер блока

Если принято решение хранить файл в блоках, то возникает вопрос о размере этих блоков.

Есть две крайности:

· Большие блоки - например, 1Мбайт, то файл даже 1 байт займет целый блок в 1Мбайт.

· Маленькие блоки - чтение файла состоящего из большого числа блоков будет медленным.

Скорости чтения/записи и эффективность использования диска,
в системе с файла одинакового размера 2 Кбайта.

В UNIX системах размер блока фиксирован, и, как правило, равен от 1Кбайта до 4Кбайт.

В MS-DOS размер блока может быть от 512 до 32 Кбайт в зависимости от размера диска, поэтому FAT16 использовать на дисках больше 500 Мбайт не эффективно.

В NTFS размер блока фиксирован (от 512байт до 64 Кбайт), как правило, равен примерно 2Кбайтам (от 512байт до 64 Кбайт).

Учет свободных блоков

Основные два способа учета свободных блоков:

· Связной список блоков диска, в каждом блоке содержится номеров свободных блоков столько, сколько вмешается в блок. Часто для списка резервируется нужное число блоков в начале диска.
Недостатки:
- Требует больше места на диске, если номер блока 32-разрядный, требуется 32бита для номера
- Излишние операции ввода/вывода, т.к. в памяти не хранятся все блоки, а, например, только один блок

· Битовый массив (бит-карта) - для каждого блока требуется один бит.

 

 

Основные два способа учета свободных блоков

Дисковые квоты

Чтобы ограничить пользователя, существует механизм квот.

Два вида лимитов:

· Жесткие - превышены быть не могут

· Гибкие - могут быть превышены, но при выходе пользователь должен удалить лишние файлы. Если он не удалил, то при следующем входе получит предупреждение, после получения нескольких предупреждений он блокируется.

Наиболее распространенные квоты:

· Объем использования диска

· Количество файлов

· Количество открытых файлов

Надежность файловой системы

Резервное копирование

Случаи, для которых необходимо резервное копирование:

· Аварийные ситуации, приводящие к потере данных на диске

· Случайное удаление или программная порча файлов

Основные принципы создания резервных копий:

· Создавать несколько копий - ежедневные, еженедельные, ежемесячные, ежеквартальные.

· Как правило, необходимо сохранять не весь диск, а толь выборочные каталоги.

· Применять инкрементные резервные копии - сохраняются только измененные файлы

· Сжимать резервные копии для экономии места

· Фиксировать систему при создании резервной копии, чтобы вовремя резервирования система не менялась.

· Хранить резервные копии в защищенном месте, не доступном для посторонних.

Существует две стратегии:

· Физическая архивация - поблочное копирование диска (копируются блоки, а не файлы)

Недостатки:

- копирование пустых блоков

- проблемы с дефектными блоками

- не возможно применять инкрементное копирование

- не возможно копировать отдельные каталоги и файлы

Преимущества:

- высокая скорость копирования

- простота реализации

· Логическая архивация - работает с файлами и каталогами. Применяется чаще физической.