Физическая организация и адресация файлов. Критерии физической организации. Различные способы физической организации файлов и их сравнительная оценка

Физическая организация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в частности на диске. Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью.

Критерии:

1. скорость доступа
2. объем адресной информации файла
3. степень фрагментированности дискового пространства
4. максимально возможный размер файла

Непрерывное размещение - простейший вариант физической организации, при котором файлу предоставляется последовательность блоков диска, образующих единый сплошной участок дисковой памяти. Для задания адреса файла в этом случае достаточно указать только номер начального блока. Другое достоинство этого метода - простота. Но имеются и два существенных недостатка. Во-первых, во время создания файла заранее не известна его длина, а значит не известно, сколько памяти надо зарезервировать для этого файла, во-вторых, при таком порядке размещения неизбежно возникает фрагментация, и пространство на диске используется не эффективно, так как отдельные участки маленького размера (минимально 1 блок) могут остаться не используемыми.

Следующий способ физической организации - размещение в виде связанного списка блоков дисковой памяти. При таком способе в начале каждого блока содержится указатель на следующий блок. В этом случае адрес файла также может быть задан одним числом - номером первого блока. В отличие от предыдущего способа, каждый блок может быть присоединен в цепочку какого-либо файла, следовательно фрагментация отсутствует. Файл может изменяться во время своего существования, наращивая число блоков. Недостатком является сложность реализации доступа к произвольно заданному месту файла: для того, чтобы прочитать пятый по порядку блок файла, необходимо последовательно прочитать четыре первых блока, прослеживая цепочку номеров блоков. Кроме того, при этом способе количество данных файла, содержащихся в одном блоке, не равно степени двойки (одно слово израсходовано на номер следующего блока), а многие программы читают данные блоками, размер которых равен степени двойки.

Оба недостатка предыдущей схемы организации устраняются при использовании FAT-таблицы (список индексов, указывающих на блоки).

Следующий метод – перечень номеров блока файла в структурах, называемых i-узлами. Узел содержит атрибуты файла и адрес блоков. Преимущества: узел находится в памяти только тогда, когда открыт соответствующий ему файл, высокая скорость доступа, отсутствие фрагментации.

Задача

Типичная страница печатного текста состоит из50 строк по 80 символов в каждой. Принтер печатает 6 страниц в минуту. Имеет ли смысл управлять выводом символов на этот принтер при помощи прерываний, если для печати каждого символа требуется прерывание, занимающее 50 мкс? Дайте объяснение.

Решение: На странице 4000 символов. Без управления выводом символов на принтер при помощи прерываний тратится 10 с процессорного времени на печать 1 страницы.

При управлении выводом символов на принтер при помощи прерываний тратится 50 мкс * 4000=200 мс процессорного времени на печать одной страницы.

200 мс<10 с -> имеет смысл управлять выводом символов на этот принтер при помощи прерываний.