索引分配

本教程将涵盖索引文件分配的方案、优点和缺点。您可以阅读本教程以了解更多关于文件分配技术的信息。让我们从定义索引文件分配开始。

索引块是索引文件分配机制中使用的一种特殊磁盘块。通过使用这种技术，所有块指针都移动到磁盘上的一个位置。每个内存文件都有自己的索引块。索引块元素与相应文件块中的磁盘地址匹配。成功的工作流取决于有效的文件访问和管理。然而，它也可能导致开销和碎片，从而导致系统滞后。

FAT 的局限性

现有技术的局限性导致了新技术的演进。到目前为止，我们已经看到了各种分配方法；每种方法都有其优点和缺点。

文件分配表试图解决尽可能多的问题，但也导致了一个缺点。块的数量越多，FAT 的大小就越大。

因此，我们需要为文件分配表分配更多的空间。由于文件分配表需要缓存，因此在缓存中不可能有那么多的空间。这里我们需要一种可以解决此类问题的新技术。

索引分配方案

索引分配方案不维护所有磁盘指针的文件分配表，而是将所有磁盘指针存储在一个称为索引块的块中。索引块不保存文件数据，但它保存指向分配给该特定文件的所有磁盘块的指针。目录条目将只包含索引块地址。

索引分配的操作

索引分配中的每个文件都有一个索引块，该块包含包含文件实际内容的数据块的地址（指针）。索引块帮助系统定位分散在存储设备中的块；文件本身不存储在连续块中。这种技术使得灵活管理大小增加或减少的文件成为可能。这是分步过程

• 索引块： 文件系统为新创建的文件分配一个索引块。包含文件实际内容的数据块的指针或地址包含在此索引块中。
• 文件数据存储： 文件的实际内容可能不存储在连续的数据块中。相反，它们分散在磁盘上，索引块存储它们的位置。
• 访问数据： 当进程想要读取文件时，它使用索引块来定位数据块。索引块按照它们应该读取的顺序引用每个数据块。
• 多级索引： 对于较大的文件，系统可以使用多个索引块级别。

索引分配类型

索引分配的类型如下

单级索引分配： 在单级索引分配技术下，文件中每个数据块的地址都存储在一个索引块中。通常，索引块指向特定数量的数据块，并具有指定大小。例如，一个包含五个数据块的文件中的索引块将有五个指针，每个指针指向一个数据块。

多级索引分配： 对于大型文件，采用多级索引策略。在这种情况下，一个索引块指向另一个索引块，而该索引块又指向数据块（例如，双级或三级索引）。这使得文件可以大于一个索引块所能管理的容量。

组合方案： 组合方案（例如 UNIX Inode 结构）使用直接、单间接、双间接和三间接指针。这种方法在管理大型文件的能力和快速访问小型文件的需求之间取得了折衷。

代码

这个简化的 C 程序说明了索引分配的思想

说明

有一个解释。该应用程序模拟一个包含 100 个块的磁盘。它要求用户输入索引块号和所需的数据块数。它评估块是否可用并相应地分配它们。最后显示索引块和分配的数据块。

示例

考虑一个数据存储在块 15、20 和 25 中的文件。例如，块 5 将是其索引块，并将包含

系统从索引块中检索指向数据块的指针以读取文件。

优点

1. 支持直接访问
2. 一个坏数据块只会导致该块的丢失。

缺点

1. 一个坏索引块可能导致整个文件丢失。
2. 文件的大小取决于索引块可以容纳的指针数量。
3. 为小文件设置索引块完全是浪费。
4. 更多的指针开销

常见问题

Q1. 有哪些文件分配技术？

文件分配技术分为三类：连续分配、链接分配和索引文件分配。

Q2. 索引分配和链接文件分配有什么区别？

两者之间的主要区别在于，索引分配允许随机访问，而链接文件分配不允许。

Q3. 索引分配有什么优点？

由于所有块地址都存储在单个索引块中，因此基于索引的分配具有更快、更高效的文件访问优点。块可以是非连续的，这消除了外部碎片并使文件扩展更容易。这种方法简化了文件管理并提高了随机访问速度。

Q4. 为什么需要索引文件分配？

需要索引文件分配，因为需要一种分配策略，能够实现高效的磁盘块使用并缩短访问时间。