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新网网站管理,企业解决方案和应对措施的区别,中国智慧团建网站,wordpress注册修改特性说明基本思想将空闲磁盘块分成若干组#xff0c;每组内采用栈结构管理#xff0c;组间通过链表链接。内存中常驻超级块#xff0c;记录当前组的空闲块信息#xff0c;以实现高效分配与回收。数据结构#xff08;内存#xff09;超级块#xff08;Super Block#x…特性说明基本思想将空闲磁盘块分成若干组每组内采用栈结构管理组间通过链表链接。内存中常驻超级块记录当前组的空闲块信息以实现高效分配与回收。数据结构内存超级块Super Block包含- 当前组空闲块数free_count- 空闲块栈free_stack[]存储当前组可分配的空闲块号栈顶块号可分配数据结构磁盘每组的第一块索引块存储- 下一组第一块的块号链指针- 本组其余空闲块号不含自身该索引块本身不存储文件数据仅用于组织空闲块。分配过程1. 若超级块中free_count 1则从栈顶取出块号分配free_count--。2. 若free_count 1则栈顶块号指向下一组索引块。先将该块内容读入超级块加载下一组信息然后将该块分配出去作为数据块使用。回收过程1. 若超级块栈未满直接将回收块号压栈free_count。2. 若栈已满则将当前超级块内容free_count和free_stack写入回收块然后将超级块重置free_count 1栈中唯一元素为回收块号该块成为新组索引块。优点- 分配和回收多数情况只需访问内存超级块减少磁盘 I/O。- 分组结构缩短搜索链长度提升管理效率。- 适用于大规模磁盘空间管理。缺点- 超级块在内存系统崩溃可能导致信息丢失需持久化机制。- 实现较复杂需处理组间切换的边界条件。应用经典应用于 UNIX 文件系统如 UFS的空闲块管理。相关计算设磁盘块大小为B字节块号用N字节表示则每组最多可容纳空闲块数为(B / N) - 1其中一项存下一组块号。超级块栈大小通常为此值。注意事项- 超级块需定期写回磁盘以保证一致性。- 分配和回收操作需互斥防止竞态条件。- 初始化时从磁盘读取超级块信息通常位于固定位置。类别核心内容详情说明基本定义大型文件系统的空闲磁盘块管理方法结合空闲表法与空闲链表法优点解决空闲表 / 链表过大问题UNIX/Linux 系统采用核心思想分组管理 链栈结合平衡内存开销与分配速度核心数据结构1. 空闲盘块号栈内存2. 组描述块外存3. 超级块外存 内存1. 栈记录当前组空闲块数 N 与块号分配弹栈、回收压栈2. 每组首个块为组描述块记录下一组块数与块号最末组 S.free (0)0结束标志3. 系统启动时读超级块入内存同步内外存超级块数据分配流程k 块 / 组1. 检查栈顶栈非空则弹栈分配2. 栈空处理读当前组描述块原栈底块的下一组信息入栈释放原组描述块3. 重复 1-2 直到分配成功例k100当前组分配完时加载下一组 100 个块号入栈原组描述块转为普通空闲块回收流程k 块 / 组1. 压栈回收将释放块号压入空闲栈2. 栈满处理新建组当前栈中 k 个块作为新组原栈底块作为组描述块记录下一组信息新组信息写入超级块3. 同步超级块到外存例k100栈满时新组的组描述块记录旧组信息新块号压入新栈关键计算k1001. 初始建树每组最多 k 块最末组 k-1 块2. 读写磁盘次数仅组切换时读写外存单次分配 / 回收通常仅内存操作分配 / 回收 N 块时磁盘 I/O 次数≈N/k组切换次数性能对比与空闲表法、空闲链表法对比1. 内存开销小仅存当前组栈 超级块2. 分配速度快内存栈操作组切换才读写磁盘3. 适用场景大型文件系统解决空闲表 / 链表过大问题408 高频易错点1. 栈空 / 栈满时的组切换逻辑2. 最末组结束标志S.free (0)03. 超级块同步机制防止数据丢失1. 栈空是加载下一组栈满是创建新组2. 结束标志常作为选择题考点3. 超级块需保证内存与外存数据一致某个系统采用成组链接法来管理磁盘的空闲空间目前磁盘的状态如图所示。1 该磁盘中目前还有多少个空闲盘块2 请简述磁盘块的分配过程。3 在为某个文件分配3个盘块后系统要删除另一文件并回收它所占的5个盘块它们的盘块号依次为700、711、703、788、701请画出回收后的盘块链接情况接下来分配301号盘块从更新后的内存栈中取栈顶盘块号即 301 号分配给进程栈内空闲盘块数更新为N100-199