文件系统与数据恢复：应对磁盘损坏

本文主要探讨了操作系统中针对磁盘表面损坏导致数据丢失的恢复方法，以及文件系统的相关概念，如文件的外存分配方式、文件控制块（FCB）、文件保护和不同类型的文件结构。 在面对磁盘表面损坏的数据恢复问题时，采用了一些一级容错技术，例如双份文件目录、双份文件分配表（FAT）以及写后读校验。这些技术的目的是为了确保数据的安全性和可靠性，即使磁盘部分区域损坏，也能通过备份和校验来恢复丢失的信息。 文件的外存分配方式对于文件长度的动态增长有着直接影响。在给出的选择题中，连续分配被指出可能不利于文件长度的动态增长，因为当文件需要扩展时，可能找不到连续的空闲空间。相比之下，链接分配和索引分配允许更灵活的扩展，因为它们不依赖于物理上的连续空间。 文件控制块（FCB）是文件系统的重要组成部分，它包含了文件的相关信息，如在连续分配方式下，FCB通常会包含起始块号和文件长度，这些信息用于定位和访问文件。而索引表地址则是索引分配方式下的关键信息。 文件保护是操作系统提供的一种机制，确保只有文件所有者或经过授权的用户可以访问文件，防止未经授权的访问。这通常通过权限设置和访问控制列表来实现。 文件系统的基本目标包括按名存取、文件共享、文件保护和提高存取速度等。其中，按名存取是最基本的目标，这主要通过目录管理功能实现。目录管理使得用户可以通过文件名而不是物理位置来访问文件。文件共享和文件保护则旨在促进协作并保护数据安全。提高存取速度通常是通过优化数据结构和I/O操作来实现的。 按逻辑结构，文件可以分为记录式文件和流式文件。记录式文件由固定长度或变长度的记录组成，适合处理结构化的数据；而流式文件则是一连串的数据流，常用于文本文件和音频/视频数据。 顺序文件和链接文件是两种不同的物理组织形式。顺序文件通常在磁盘上采用连续分配，而链接文件则采用离散分配，通过链接指针将文件块连接起来。尽管顺序文件在物理上是连续的，但它们并不局限于特定的存储设备，也可以存在于磁盘上。在显式链接文件中，每个文件块包含指向下一个块的链接指针。至于索引文件，它们通常包含一个索引表，其中每个表项关联着记录的关键字和物理地址，允许快速访问记录。对索引文件进行检索时，需要先读取FCB中的索引表地址。 在存取文件时，顺序存取适用于已知顺序的访问，而随机存取则适用于直接访问任意位置的记录。顺序存取在文件较大时可能会慢于随机存取，因为需要按顺序遍历。根据记录值查找链表或索引表以获取物理地址对应于链接文件或索引文件，而直接根据记录键值获取地址则对应于直接文件或索引顺序文件。 本文涵盖了文件系统的多个方面，包括数据恢复策略、文件分配方式、FCB的作用、文件保护、文件系统的目标以及各种文件结构的特点。这些知识点对于理解操作系统的内部工作原理和数据管理至关重要。