链接分配：文件系统中的磁盘块链接策略

"链接分配以盘块或分区为单位-操作系统的文件系统" 文件系统是操作系统的核心组成部分，负责管理和控制文件的存储、检索和更新。它为用户提供了一个抽象的、易于理解的数据存储界面，隐藏了底层复杂的硬件细节。在文件系统中，文件被组织成一系列的数据项集合，每个文件都有一个唯一的标识符——文件名。文件的属性包括内部标识、物理位置、拥有者、类型、权限、长度和创建时间等，这些信息通常存储在文件头中。 在文件的逻辑结构中，文件可以有不同的形式，如流式文件、记录式文件或索引节点文件。而在物理结构上，文件的存储方式主要有连续分配、链接分配和索引分配等。本文将重点讨论链接分配，特别是以盘块或分区为单位的链接分配。 链接分配是一种灵活的文件存储策略，它允许文件的各个部分（称为盘块或簇）分散在磁盘的不同位置，通过链接指针将这些离散的盘块连接成一个链表。这样形成的文件称为串联（链接）文件。链接分配分为隐式链接和显式链接两种： 1. 隐式链接：在每个盘块中，不直接存储指向下一个盘块的指针，而是通过文件的索引节点来保存整个链表的信息。索引节点包含了文件的所有盘块信息，用户通过索引节点间接找到文件的所有部分。 2. 显式链接：每个盘块都包含指向下一个盘块的指针，形成一个明显的链表。这种方式更直观，但会占用额外的空间来存储指针。 链接分配的优势在于，它能够有效地处理文件的增减操作，因为不必寻找连续的磁盘空间。同时，由于文件的各部分可以独立分配，因此不存在外部碎片问题，这有助于提高磁盘空间的利用率。然而，链接分配的缺点在于，访问文件时可能需要多次磁盘I/O操作，因为必须按照链表顺序读取盘块，这可能降低了文件访问速度。 文件空间的管理是文件系统的重要任务之一，包括空闲块的组织和分配策略。例如，UNIXⅤ文件系统采用超级块来记录整个文件系统的状态，包括文件系统大小、索引结点占用的盘块数、总盘块数、空闲盘块数以及空闲索引结点的相关信息。此外，还使用索引结点来存储文件的具体信息，包括文件的所有者、权限、长度以及指向文件盘块的指针。 在文件的共享和保护方面，文件系统提供了多种机制，如访问控制列表（ACL）、用户权限位等，以确保文件的安全性和隐私性。用户文件、系统文件和库文件根据其用途被区分，而只读、读写和不保护等权限则控制了用户对文件的访问权利。 文件系统通过各种机制，如链接分配，实现了对存储在外部设备上的文件的有效管理和高效访问，为用户提供了一个高效、可靠和安全的数据存储环境。