浅谈外存分配的几种方式_外存分配方法

外存，指的是除了cpu缓存和内存以外的存储器，硬盘、光盘、U盘都可以被称为外存。所有的数据，也都存在这里面，故他的分配方式变得极其重要，这直接影响到了计算机的运行速度。

外存分配方式主要有这几种：连续分配，链式分配，索引分配。

一.  连续分配

原理：创建文件时，分配一组连续的块；FAT（文档分配表）中每个文件只要一项，说明起始块和文件长度。对于顺序文件有利。

优点：1.简便。适用于一次性写入操作。2.支持顺序存取和随机存取，顺序存取速度快。3.所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少。（因为空间的连续性，当访问下一个磁盘块时，一般无需移动磁头，当需要移动磁头时，只需要移动一个磁道。）

缺点：1.文件不能动态增长。（可能文件末尾处的空块已经分配给了别的文件。）2.不利于文件的插入和删除。3.外部碎片问题。（反复增删文件后，很难找到空间大小足够的连续块，需要进行紧缩。）4.在创建文件时需生命文件大小。

如图：

二.  链式分配

原理：一个文件的信息存放在若干个不连续的物理块中，各块之间通过指针连接，前一个物理块指向下一个物理块。fat中每个文件同样只需要一项，包括文件名、起始块号和最后块号。任何一个自由块都可以加入到链中。

优点：1.提高磁盘的空间利用率，不存在外部碎片问题。2.有利于文件的插入和删除。3.有利于文件的动态扩充。

缺点：1.存取速度慢，一般只适用于信息的顺序存取，不适于随机存取。2.查找某一块必须从头到尾沿着指针进行。3.可靠性问题，如指针出错。4.更多的寻道次数和寻道时间。5.链接指针占一定的空间，将多个块组成簇，按簇进行分配而不是按块进行分配。（增加了磁盘碎片）

如图：

使用FAT文件分配表法，链接分配的变种，如MS-DOS 和 OS/2.

三.  索引分配

原理：每个文件在FAT中有一个一级索引，索引包含分配给文件的每个分区的入口。文件的索引保存在单独的一个块中，FAT中该文件的入口指向这一块。

优点：1.保持了链接结构的优点，又解决了其缺点：按快分配可以消除外部碎片。按大小可改变的分区分配可以提高局部性。索引分配支持顺序访问文件和直接访问文件，是普遍采用的一种方式。2.满足了文件动态增长，插入删除的要求。（只要有空闲块）3.能充分利用外存空间。

缺点：1.较多的寻道次数和寻道空间。2.索引表本身带来了系统开销，如：内外存空间、存取时间。

如图：

四.  连续分配和索引分配相结合

原理：对于小文件（3、4块），采用连续分配；当文件大时，自动切换到索引分配。

文件的直接访问：使用连续分配方式。

文件的顺序访问：采用链接分配。

对于这些系统，所使用的访问类型，必须在文件创建时加以说明。

五.  多重索引

原理：首先，多重索引也是索引分配的一种，只不过它是将一个大文件的所有索引表（二级索引）的地址放在另一个索引表（一级索引）中。ps：跟数据库第四范式非常像。

大文件：设一个盘块大小为1kb，长度100kb的文件就需要100个盘块，索引表至少需要100项；若文件大小为1000kb，则索引表项就要有1000项。设盘块号用4个字节表示，则该索引表至少占用4000bye（约4k）。

当文件很大时，存在的问题：1.需要很多磁盘块。2.索引表很大。3.不能将整个索引表放在内存。

解决途径：采用多重索引表结构。

如图：

多重索引表结构图示：

暂时就简单介绍到这里，后续会为大家添加也一些样例，如有不对地方请指正，谢谢！