操作系統(tǒng) 文件管理文件目錄與目錄文件

2023/10/101當(dāng)代操作系統(tǒng)第21講：第6章文獻管理(文獻目錄與目錄文獻)主講:朱貴良20231/582023/10/1022/582023/10/103內(nèi)容提綱一文獻目錄管理二文獻共享與文獻保護三

文獻訪問控制四磁盤容錯技術(shù)介紹本章小結(jié)3/58一文獻目錄管理4/582023/10/105一文獻目錄管理【一】目錄管理基本功能1.實現(xiàn)“按名存取”，目錄管理中最基本功能之一是通過提供訪問文獻名，便客迅速精確地找到指定外存上文獻存放位置。2.迅速檢索文獻目錄。通過合理地組織目錄構(gòu)造辦法，可加快對目錄檢索速度，從而提升對文獻存取速度。這是在設(shè)計一種大、中型文獻系統(tǒng)時所追求主要目標。3.實現(xiàn)文獻共享。在多顧客系統(tǒng)中，通過保存在外存中副本，供不一樣顧客使用，以節(jié)省大量存放空間，提升文獻利用率。4.

文獻重名。系統(tǒng)允許在不一樣級別目錄中，命名相同文獻名。

5/582023/10/106一文獻目錄管理【二】文獻組成與文獻控制塊(FCB)●文獻管理是通過文獻控制塊（FCB

）進行。FCB一般具有基本信息、存取控制信息及使用信息三類。1.文獻組成=文獻頭＋文獻體1）文獻頭

——

寄存是文獻說明信息

2）文獻體

——

文獻本身信息，統(tǒng)計集合或字符流集。2.基本信息類

——

包括:1)文獻名；2)文獻物理位置，即文獻在外存上存放位置，包括寄存文獻設(shè)備名、起始盤塊號、文獻長度及所占用盤塊數(shù)或字節(jié)數(shù)；6/582023/10/107一文獻目錄管理3)文獻邏輯構(gòu)造，即說明文獻是流式文獻還是統(tǒng)計式文獻、統(tǒng)計數(shù)；是定長統(tǒng)計還是變長統(tǒng)計等。4)文獻物理構(gòu)造，即文獻是次序、鏈接或索引文獻？

3.

存取控制信息類——

存取控制信息類包括：文獻主存取權(quán)限、核準顧客存取權(quán)限以及一般顧客存取權(quán)限。

4.

使用信息類——

包括:文獻建立日期和時間，近來一次修改日期和時間及目前使用信息(目前已打開該文獻進程數(shù)、是否被其他進程鎖住、文獻是否在內(nèi)存？是否已被修改但尚未拷貝到盤上)。不一樣OS文獻系統(tǒng)，使用信息內(nèi)容也許會存在一定差異。7/582023/10/108一文獻目錄管理以上三類信息簡要歸納為：●文獻名●文獻大小●文獻構(gòu)造形式●文獻首地址●文獻修改日期，時間等●文獻歸屬（即上級目錄，目錄層，副本信息等，控制方式等）

8/582023/10/109一文獻目錄管理【三】文獻系統(tǒng)層次模型1.

目標：為顧客提供一種完整文獻系統(tǒng)概念；下層為上層服務(wù)；上層使用下層功能。2.

長處：易于理解實現(xiàn)和維護；3.

問題：劃分要考慮到假如分層太少，連接與訪問簡單，但每層內(nèi)容復(fù)雜；分層太多，形成參數(shù)太多，傳遞速度慢。4.

Madnick把文獻系統(tǒng)畫分為8層，如下列圖1所示

9/582023/10/1010一文獻目錄管理圖1文獻系統(tǒng)層次模型10/582023/10/1011一文獻目錄管理【四】文獻磁盤索引節(jié)點●每個文獻有惟一一種磁盤索引結(jié)點，它主要包括下列內(nèi)容：1.文獻主標識符，即擁有該文獻個人或小組標識符。2.文獻類型，包括正規(guī)文獻、目錄文獻或尤其文獻。3.

文獻存取權(quán)限，指各類顧客對該文獻存取權(quán)限。4.文獻物理地址，每一種索引結(jié)點中具有13個地址項，即iaddr(0)～iaddr(12)，它們以直接或間接方式給出數(shù)據(jù)文獻所在盤塊編號。

5.文獻長度，指以字節(jié)為單位文獻長度。6.文獻連接計數(shù)，在本文獻系統(tǒng)中所有指向文獻名指針計數(shù)。7.文獻存取時間，指本文獻近來被進程存取時間、近來被修改時間及索引結(jié)點近來被修改時間。

11/582023/10/1012一文獻目錄管理●當(dāng)文獻被打開時，要將磁盤索引結(jié)點拷貝到內(nèi)存索引結(jié)點中，便于后來使用。在內(nèi)存索引結(jié)點中又增加了下列內(nèi)容：1.

索引結(jié)點編號，用于標識內(nèi)存索引結(jié)點。2.

狀態(tài)，批示i結(jié)點是否上鎖或被修改。3.

訪問計數(shù)，每當(dāng)有一進程要訪問此i結(jié)點時，將該訪問計數(shù)加1，訪問完再減1。4.

文獻所屬文獻系統(tǒng)邏輯設(shè)備號。5.

鏈接指針。設(shè)置有分別指向空閑鏈表和散列隊列指針。

12/582023/10/1013一文獻目錄管理【五】文獻目錄管理知識準備1.目錄文獻——

對文獻目錄（文獻說明信息）進行管理文獻叫目錄文獻，文獻系統(tǒng)是通過目錄文獻對文獻進行管理2.文獻系統(tǒng)1）定義：對文獻進行管理軟件和數(shù)據(jù)集合稱為文獻系統(tǒng)。2）主要功能:●為顧客建立、撤消、讀寫、修改和復(fù)制文獻提供服務(wù)；●完成對文獻按名存取●傳輸與存取控制管理?！裎墨I配、回收、同名沖突、共享與保護管理●文獻搜索辦法等（識別與查找）13/582023/10/1014一文獻目錄管理【六】單級目錄●所有文獻存入一種目錄表，每個文獻占目錄表中一項。目錄項中含文獻名、文獻擴展名、文獻長度、文獻類型、文獻物理地址以及其他文獻屬性。另外，為表白每個目錄項是否空閑，又設(shè)置了一種狀態(tài)位。單級目錄長處是簡單，且能實現(xiàn)按名存取●所有文獻目錄都是連續(xù)或次序寄存；●文獻目錄表調(diào)入內(nèi)存工作；●缺陷：查找速度慢；文獻不能重名。不便于實現(xiàn)文獻共享。表1單級目錄14/582023/10/1015一文獻目錄管理【七】二級目錄●為了克服單級目錄所存在缺陷，能夠為每一種顧客建立一種單獨顧客文獻目錄UFD(UserFileDirectory)。這些文獻目錄具有相同構(gòu)造，它由顧客所有文獻文獻控制塊組成。另外，在系統(tǒng)中再建立一種主文獻目錄MFD(MasterFileDirectory)；在主文獻目錄中，每個顧客目錄文獻都占有一種目錄項，其目錄項中包括顧客名和指向該顧客目錄文獻指針。如圖2所示：15/582023/10/1016一文獻目錄管理

圖2二級目錄構(gòu)造示意圖16/582023/10/1017一文獻目錄管理●兩級目錄構(gòu)造基本上克服了單級目錄缺陷，并具有下列長處：1)

提升了檢索目錄速度。假如在主目錄中有n個子目錄，采取兩級目錄可使檢索效率提升n/2倍。2)

在不一樣顧客目錄中，能夠使用相同文獻名。3)

不一樣顧客還可使用不一樣文獻名來訪問系統(tǒng)中同一種共享文獻。但當(dāng)多種顧客之間要互相合作去完成一種大任務(wù)，且一顧客又需去訪問其他顧客文獻時，這種隔離便成為一種缺陷，由于這種隔離會使諸顧客之間不便于共享文獻。

17/582023/10/1018一文獻目錄管理【八】多級目錄●對于大型文獻系統(tǒng)，一般采取三級或三級以上目錄構(gòu)造，以提升對目錄檢索速度和文獻系統(tǒng)性能。多級目錄構(gòu)造又稱為樹型目錄構(gòu)造，主目錄稱為根目錄，把數(shù)據(jù)文獻稱為樹葉，其他目錄均作為樹結(jié)點。圖2中，方框代表目錄文獻，圓圈代表數(shù)據(jù)文獻。在該樹型目錄構(gòu)造中，主(根)目錄中有三個顧客總目錄項A、B和C。在B項所指出B顧客總目錄B中，又包括三個分目錄F、E和D，其中每個分目錄中又包括多種文獻。如B目錄中F分目錄中，包括J和N兩個文獻。為了提升文獻系統(tǒng)靈活性，應(yīng)允許在一種目錄文獻中目錄項既是作為目錄文獻FCB，又是數(shù)據(jù)文獻FCB，這一信息可用目錄項中一位來批示。例如，在圖3中，顧客A總目錄中，目錄項A是目錄文獻FCB，而目錄項B和D則是數(shù)據(jù)文獻FCB。18/582023/10/1019一文獻目錄管理●多級文獻目錄下文獻打開流程(按BDF和SDF方式排列)1.

將與MFD（主目錄）有關(guān)表目復(fù)制到內(nèi)存；2.

將基本文獻表中BFD有關(guān)部分復(fù)制到內(nèi)存；3.

將符號文獻表（SFD）找到所要使用文獻名；4.

打開文獻?！癖淮蜷_文獻叫活動文獻；●內(nèi)存中BFD，整個系統(tǒng)才有1張。19/582023/10/1020一文獻目錄管理圖3多級目錄構(gòu)造示意圖20/582023/10/1021一文獻目錄管理●樹形構(gòu)造多級目錄構(gòu)造特點：◆層次清，不一樣層次、不一樣顧客文獻能夠被賦予不一樣存取權(quán)限，有助于文獻保護?！籼幚砹宋墨I重名問題?！舨檎宜阉魉俣瓤臁Ｆ渌阉魉俣容^單級、二級目錄時更加快?！舨贿^在多級目錄中查找一種文獻，需要按途徑名逐層訪問中間節(jié)點，這就增加了磁盤訪問次數(shù)，無疑將影響查詢速度?！衲壳?，大多數(shù)操作系統(tǒng)如UNIX、Linux和Windows系列都采取了多級目錄構(gòu)造。21/582023/10/1022一文獻目錄管理【九】目錄查詢技術(shù)1．線性檢索法

——

線性檢索法又稱為次序檢索法。在單級目錄中，利用顧客提供文獻名，直接從文獻目錄中找到指名文獻目錄項。在樹型目錄中，顧客提供文獻名是由多種文獻分量名組成途徑名，此時須對多級目錄進行查找。2．Hash辦法●在建立了一張Hash索引文獻目錄基礎(chǔ)上，可利用Hash辦法進行查詢，即系統(tǒng)利用顧客提供文獻名并將它變換為文獻目錄索引值，再利用該索引值到目錄中去查找，這將顯著地提升檢索速度?！裨诋?dāng)代操作系統(tǒng)中，一般都提供在文獻名中使用了通配符“*”、“？”等模式匹配功能。Hash辦法不能對使用了通配符文獻名進行目錄檢索。22/582023/10/1023一文獻目錄管理●在進行文獻名轉(zhuǎn)換時，有也許把n個不一樣文獻名轉(zhuǎn)換為相同Hash值，即出現(xiàn)了所謂沖突。處理該沖突有效規(guī)則是：(1)

在利用Hash法索引查找目錄時，假如目錄表中對應(yīng)目錄項是空，則表達系統(tǒng)中并無指定文獻。(2)

假如目錄項中文獻名與指定文獻名相匹配，則表達該目錄項正是所要尋找文獻所對應(yīng)目錄項，故而可從中找到該文獻所在物理地址。(3)

假如在目錄表對應(yīng)目錄項中文獻名與指定文獻名并不匹配，則表達發(fā)生了“沖突”，此時須將其Hash值再加上一種常數(shù)(該常數(shù)應(yīng)與目錄長度值互質(zhì))，形成新索引值，再返回到第一步重新開始查找。

23/582023/10/1024一文獻目錄管理【十】文獻目錄管理辦法小結(jié)1.單級目錄管理辦法：目錄文獻放置在外存，CPU揮霍大，搜索慢。2.二級目錄管理辦法2啟動時，將所有目錄文獻讀入內(nèi)存?！糸L處：速度快；◆缺陷：內(nèi)存占用多。3.多級目錄管理辦法：把正在使用文獻目錄存入內(nèi)存指定區(qū)。關(guān)閉文獻時，刪除內(nèi)存中有關(guān)目錄文獻內(nèi)存副本。◆長處：速度快、內(nèi)存占用少、層次清楚；●文獻打開與關(guān)閉含義（由系統(tǒng)調(diào)用方式完成）◆打開文獻:把文獻存放設(shè)備上目錄文獻復(fù)制到內(nèi)存，◆刪除文獻:

把內(nèi)存文獻副本刪除操作稱為關(guān)閉文獻24/58二文獻共享與文獻保護25/582023/10/1026二文獻共享與文獻保護

【一】基于索引結(jié)點共享方式●在樹型構(gòu)造目錄中，當(dāng)有兩個或兩個以上顧客要共享一種子目錄或文獻時，必須將共享文獻或子目錄鏈接到兩個或兩個以上顧客目錄中，才能方便地找到該文獻。此時該文獻系統(tǒng)目錄構(gòu)造已不再是樹型構(gòu)造，而是個有向非循環(huán)圖?！裉幚碓搯栴}，能夠引用索引結(jié)點，即文獻物理地址等文獻屬性，不再是放在目錄項中，而是放在索引結(jié)點中。在文獻目錄中只設(shè)置文獻名及指向?qū)?yīng)索引結(jié)點指針，如圖4所示。此時，由任何顧客對文獻進行附加操作或修改，都會引發(fā)對應(yīng)結(jié)點內(nèi)容變化。例如，增加其他顧客可見、新盤塊號和文獻長度等，都能夠給其他顧客提供共享服務(wù)。26/582023/10/1027二文獻共享與文獻保護

圖4基于索引結(jié)點共享方式27/582023/10/1028二文獻共享與文獻保護

●在索引結(jié)點中尚有一種鏈接計數(shù)count，用于表達鏈接到本索引結(jié)點(亦即文獻)上顧客目錄項數(shù)目。當(dāng)count=3時，表達有三個顧客目錄項連接到本文獻上，即有三個顧客共享此文獻。【二】利用符號鏈實現(xiàn)文獻共享●為使B能共享C一種文獻F，能夠由系統(tǒng)創(chuàng)建一種LINK類型也取名為F新文獻，并將F寫入B目錄中，以實現(xiàn)B目錄與文獻F鏈接，該鏈接辦法稱為符號鏈接。新文獻中途徑名只被看作是符號鏈。當(dāng)B要訪問被鏈接文獻F且正要讀LINK類新文獻時，此要求將被OS截獲，OS根據(jù)新文獻中途徑名去讀該文獻，從而實現(xiàn)了顧客B對文獻F共享。28/582023/10/1029二文獻共享與文獻保護

●符號鏈方式有一種很大長處，是它能夠用于鏈接(通過計算機網(wǎng)絡(luò))世界上任何地方計算機中文獻，此時只需提供該文獻所在機器網(wǎng)絡(luò)地址以及該機器中文獻途徑即可?！穹栨渾栴}是：當(dāng)每次訪問共享文獻時，都能要數(shù)次地讀盤。顯然這會增加每次訪問耗時，增加啟動磁盤頻率。另外，要為每個共享顧客建立一條符號鏈，仍然需要為其配備一種索引結(jié)點，也要花費一定磁盤空間。29/582023/10/1030二文獻共享與文獻保護

【三】通過文獻目錄實現(xiàn)文獻共享辦法1.辦法1——繞道法●繞道法要求每個顧客處于目前目錄下工作，顧客對所有文獻訪問都是相對于目前目錄進行。顧客文獻固有名(為了訪問某個文獻而必須訪問各個目錄和文獻目錄名與文獻名次序連接稱為固有名)

是由目前目錄到信息文獻通路上所有各級目錄目錄名加上該信息文獻符號名組成。使用繞道法進行文獻共享時，顧客從目前目錄出發(fā)向上返回到與所要共享文獻所在途徑交叉點，再次序下訪到共享文獻。繞道法需要顧客指定所要共享文獻邏輯位置或達到被共享文獻途徑。繞道法原理如圖5所示?！窭@道法要繞彎路訪問多級目錄，搜索效率不高。30/582023/10/1031二文獻共享與文獻保護

圖5繞道法示意圖31/582023/10/1032二文獻共享與文獻保護2.辦法2——鏈接法1.辦法:

將一種目錄中鏈指針直接指向被共享文獻所在目錄。2.實現(xiàn)條件:

需要顧客指定被共享文獻和被鏈接目錄。3.辦法2——基本文獻目錄表（BFD）法●把所有文獻目錄內(nèi)容提成兩部分：◆符號文獻目錄表(SFD)：SFD中寄存文獻名和文獻內(nèi)部標識符，如文獻構(gòu)造信息、物理塊號、存取控制和管理信息等，并由系統(tǒng)賦予唯一內(nèi)部標識符來標識；◆基本文獻目錄表(BFD)：另一部分則由顧客給出符號名和系統(tǒng)賦給文獻說明信息內(nèi)部標識符組成。其多級目錄構(gòu)造如圖4所示。32/582023/10/1033二文獻共享與文獻保護

圖6基本文獻目錄共享構(gòu)造示意圖33/58三文獻訪問控制34/582023/10/1035三文獻訪問控制導(dǎo)語:文獻存取控制是和文獻共享、保護和保密三個不一樣而又互相聯(lián)系問題緊密有關(guān)。文獻共享是指不一樣顧客共同使用一種文獻。文獻保護則指文獻本身需要避免文獻擁有者本人或其他顧客破壞文獻內(nèi)容。文獻保密指未經(jīng)文獻擁有者許可，任何顧客不得訪問該文獻。這三個問題事實上是一種顧客對文獻使用權(quán)限，即讀、寫、執(zhí)行許可權(quán)問題。1.目標：訪問控制是為了實現(xiàn)保護、共享及保密(文獻安全)2.標準：授權(quán)訪問，無權(quán)不能對文獻進行讀寫操作；3.步驟：三步驗證機制，即：●顧客權(quán)審定●顧客權(quán)與使用權(quán)比較審定；●使用權(quán)與訪問文獻有關(guān)屬性比較審定；35/582023/10/1036三文獻訪問控制【一】存取控制矩陣法●該辦法是用平面二維矩陣方式實現(xiàn)存取控制。其中一維是所有顧客，另一維是所有文獻。對應(yīng)矩陣元素則是顧客對文獻存取控制權(quán)，包括讀Ｒ、寫Ｗ和執(zhí)行Ｅ。如圖7所示?！駥崿F(xiàn)過程:當(dāng)顧客向文獻系統(tǒng)提出存取要求時，由存取控制驗證模塊根據(jù)該矩陣內(nèi)容對本次存取要求進行比較，假如不匹配話，系統(tǒng)回絕執(zhí)行?！駟栴}:實現(xiàn)簡單，不過當(dāng)文獻很多時，占用內(nèi)存大，訪問速度慢。36/582023/10/1037三文獻訪問控制圖7存取控制矩陣37/582023/10/1038三文獻訪問控制【二】存取控制表法●以文獻為單位，按照某種規(guī)則分組建立，并設(shè)定每組存取權(quán)限?！衩總€文獻都有一張存取控制表，該表寄存在BFD有關(guān)表目中。文獻被打開時，由于存取控制表也對應(yīng)地被復(fù)制到了內(nèi)存活動文獻中，因此存取控制驗證可高效進行。顧客分組名文獻名A.CA組RWEB組REC組RWEWANGE其他嚴禁RWE38/582023/10/1039三文獻訪問控制【三】口令方式●口令方式分類?！舢?dāng)顧客進入系統(tǒng)，取得系統(tǒng)賦予使用權(quán)口令。◆每個顧客在創(chuàng)建文獻時，為創(chuàng)建文獻設(shè)置口令，且將其置于文獻說明中?！耖L處：◆將口令設(shè)置權(quán)賦予其他顧客，以達成文獻共享和保密。

◆由于口令簡單，占用內(nèi)存少?！袢毕荩骸艨诹罘绞奖Ｃ苄阅茌^差。

◆當(dāng)要修改某個顧客存取權(quán)限時，文獻主必須修改口令，這樣，所有共享該文獻顧客存取權(quán)限都被取消，除非文獻主將新口令通知顧客。39/582023/10/1040三文獻訪問控制【四】密碼方式●顧客創(chuàng)建源文獻并將其寫入存放設(shè)備時對文獻進行編碼加密，在讀出文獻時對其進行譯碼解密?！裎墨I加、解密都需要顧客提供一種代碼鍵(KEY)。加密程序根據(jù)代碼鍵對顧客文獻進行編碼變換，然后將其寫入存放設(shè)備。在讀取文獻時，通過顧客給定代碼鍵與加密時代碼鍵相一致時，解密程序才能完成解密，將其還原為源文獻?！窦用芊绞骄哂斜Ｃ苄詮婇L處，與口令不一樣，進行編碼解碼代碼鍵沒有寄存在系統(tǒng)中。不過，由于編碼解碼工作要花費大量處理時間，因此，加密技術(shù)是以犧牲系統(tǒng)開銷為代價。工作要花費大量處理時間，加密技術(shù)是以犧牲系統(tǒng)開銷為代價。40/582023/10/1041三文獻訪問控制

圖8加密解密過程41/582023/10/1042三文獻訪問控制【五】文獻訪問控制補充1.文獻系統(tǒng)以系統(tǒng)調(diào)用方式或命令方式為顧客提供下列服務(wù)：●有關(guān)設(shè)置和修改顧客對文獻存取權(quán)限服務(wù);●有關(guān)建立、變化和刪除目錄服務(wù);●有關(guān)文獻共享、設(shè)置訪問途徑服務(wù);●創(chuàng)建、打開、讀寫、關(guān)閉，及撤消文獻服務(wù)?！暨@些服務(wù)調(diào)用名和參數(shù)都因系統(tǒng)不一樣而異。

2.所有文獻操作命令都基于操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用命令，如：42/582023/10/1043三文獻訪問控制◆creat調(diào)用將根據(jù)顧客提供文獻名和屬性，在指定文獻存放設(shè)備上建立一種文獻并把文獻標識符返回給顧客?！鬿pen調(diào)用則把在文獻存放設(shè)備上有關(guān)文獻說明信息復(fù)制到內(nèi)存活動文獻目錄表中?！魒rite調(diào)用將把從內(nèi)存中某個位置開始一段ｎ字節(jié)長(字符流文獻時)信息或ｎ個統(tǒng)計經(jīng)設(shè)備管理程序?qū)懭胛墨I存放設(shè)備?！魊ead調(diào)用把指定文獻幾個字節(jié)或統(tǒng)計讀入內(nèi)存中指定地域?！鬰lose關(guān)調(diào)用撤消活動文獻表中對應(yīng)表目?！鬱elete調(diào)用刪除該文獻在文獻存放設(shè)備上有關(guān)說明信息，并釋放該文獻所占據(jù)所有存放空間。…………

43/582023/10/1044三文獻訪問控制3.外存分派方式介紹1）空閑表法2）空閑鏈表法3）位示圖法4）成組鏈接法◆以上所述之辦法，與內(nèi)存動態(tài)分派方式基本雷同雷同，故略去不述，44/58四磁盤容錯技術(shù)介紹45/582023/10/1046四磁盤容錯技術(shù)介紹

【一】影響文獻安全性三大原因1.人為原因，即由于人們故意或無意行為，而使文獻系統(tǒng)中數(shù)據(jù)遭到破壞或丟失。2.系統(tǒng)原因，即由于系統(tǒng)某部分出現(xiàn)異常情況，而造成對數(shù)據(jù)破壞或丟失。尤其是作為數(shù)據(jù)存放介質(zhì)磁盤，在出現(xiàn)故障或損壞時，會對文獻系統(tǒng)安全性造成影響；3.自然原因，即寄存在磁盤上數(shù)據(jù)，伴隨時間推移將也許發(fā)生溢出或逐漸消失。46/582023/10/1047四磁盤容錯技術(shù)介紹

【二】影響文獻安全性三大原因應(yīng)對措施1.

通過存取控制機制來避免由人為原因所造成文獻不安全性。2.

通過磁盤容錯技術(shù)，避免由磁盤部分故障所造成文獻不安全性。3.

通過“后備系統(tǒng)”來避免由自然原因所造成不安全性。

【三】第一級容錯技術(shù)SFT-Ⅰ●第一級容錯技術(shù)(SFT-Ⅰ)是最基本一種磁盤容錯技術(shù)，主要用于避免因磁盤表面缺陷所造成數(shù)據(jù)丟失。它包括雙份目錄、雙份文獻分派表及寫后讀校驗等措施。

47/582023/10/1048四磁盤容錯技術(shù)介紹

1.

雙份目錄和雙份文獻分派表●在磁盤上寄存文獻目錄和文獻分派表FAT，是文獻管理所用主要數(shù)據(jù)構(gòu)造。為了避免這些表格被破壞，可在不一樣磁盤上或在磁盤不一樣區(qū)域中，分別建立(雙份)目錄表和FAT。其中一份為主目錄及主FAT；另一份為備份目錄及備份FAT。一旦由于磁盤表面缺陷而造成主文獻目錄或主FAT損壞時，系統(tǒng)便自動啟用備份文獻目錄及備份FAT，從而能夠確保磁盤上數(shù)據(jù)仍是可訪問。2.

熱修復(fù)重定向和寫后讀校驗●當(dāng)磁盤表面有少許缺陷時，則可采取某種補救措施后繼續(xù)使用磁盤。一般主要采取下列兩個補救措施：48/582023/10/1049四磁盤容錯技術(shù)介紹1)熱修復(fù)重定向：系統(tǒng)將磁盤容量一部分(例如2%～3%)作為熱修復(fù)重定向區(qū)，用于寄存當(dāng)發(fā)覺磁盤有缺陷時待寫數(shù)據(jù)，并對寫入該區(qū)所有數(shù)據(jù)進行登記，方便于后來對數(shù)據(jù)進行訪問。2)寫后讀校驗方式。為了確保所有寫入磁盤數(shù)據(jù)都能寫入到完好盤塊中，應(yīng)當(dāng)在每次從內(nèi)存緩沖區(qū)向磁盤中寫入一種數(shù)據(jù)塊后，又立即從磁盤上讀出該數(shù)據(jù)塊，并送至另一緩沖區(qū)中，再將該緩沖區(qū)內(nèi)容與內(nèi)存緩沖區(qū)中在寫后仍保存數(shù)據(jù)進行比較。若二者一致，便以為本次寫入成功，可繼續(xù)寫下一種盤塊；不然，再重寫。若重寫后二者仍不一致，則以為該盤塊有缺陷，此時，便將應(yīng)寫入該盤塊數(shù)據(jù)，寫入到熱修復(fù)重定向區(qū)中。49/582023/10/1050四磁盤容錯技術(shù)介紹

【四】第二級容錯技術(shù)SFT-Ⅱ1.磁盤鏡像

——

為了避免磁盤驅(qū)動器發(fā)生故障而丟失數(shù)據(jù)，便增設(shè)了磁盤鏡像功能。為實現(xiàn)該功能，須在同一磁盤控制器下再增設(shè)一種完全相同磁盤驅(qū)動器。當(dāng)采取磁盤鏡像方式時，在每次向主磁盤寫入數(shù)據(jù)后，都需要將數(shù)據(jù)再寫到備份磁盤上，使兩個磁盤上具有完全相同位像圖。2.磁盤雙工——

未避免磁盤控制器發(fā)生故障，或主機到磁盤控制器之間通道發(fā)生了故障，磁盤鏡像功能便起不到數(shù)據(jù)保護作用。因此，在第二級容錯技術(shù)中，又增加了磁盤雙工功能，即將兩臺磁盤驅(qū)動器分別接到兩個磁盤控制器上，此種模式為磁盤機雙工模式。該級容錯技術(shù)完全是一種通過增加硬件投入確保安全模式！50/582023/10/1051四磁盤容錯技術(shù)