1. 连续分配
方式
- 为文件分配的必须是连续的磁盘块（逻辑、物理都连续）
- 文件目录中记录存放的起始块号和长度，用于地址转换
- 物理块号 = 起始地址 + 逻辑块号（判断是否合法）
目录项内容：起始块号、文件长度
优点：支持顺序访问和随机访问，顺序存取速度块
缺点：不利于文件拓展，存储空间的利用率低，会产生磁盘碎片
2. 链接分配
采用离散分配的方式，可以为文件分配离散的磁盘块，消除了外部碎片。
2.1隐式链接
方式
- 除文件的最后一个盘块之外，每个盘块中都存有指向下一个盘块的指针
- 存取i号逻辑块，总共需要i+1次磁盘I/O
目录项内容：起始块号、结束块号
优点：可解决碎片问题，外存利用率高，文件拓展实现方便
缺点：只能顺序访问，不能随机访问，查找效率低，指向下一个盘块的指针也需要耗费少量存储空间
2.2显示链接
方式
- 建立一张文件分配表（FAT），显式记录盘块的先后关系
- 一个磁盘只有一张，开机后FAT常驻内存
- FAT：（物理块号，下一块）
- FAT各表项在物理上连续存储，且每一个表项长度相同
目录项内容：起始块号
优点
- 除拥有隐式链接的优点之外，还可通过查询内存中的FAT实现随机访问
- 支持顺序访问，可支持随机访问，访问过程不需要访问磁盘，访问速度快
- 不会产生外部碎片，也可以很方便的对文件进行扩展
缺点：FAT需要占用一定的存储空间
3.索引分配
3.1方式
- 允许文件离散的分配在各个磁盘块中，系统建立索引表，索引表中记录文件的各个逻辑块对应的物理块
- 索引表（逻辑块号，物理块号）存放的磁盘块称为索引块；文件数据存放的磁盘块称为数据库
- 每一个文件对应一张索引表，可以用固定长度表示物理块号，索引表中“逻辑块号”可以隐含
- 为文件数据块建立索引表。若文件太大，可采用链接方案、多层索引、混合索引
3.2目录项内容
链接方案记录的是第一个索引块的块号，多层/混合索引记录的是顶级索引块的块号
3.3索引项太大
链接方案
- 分配多个索引块，将多个索引块链接起来存放
- 文件太大时，链接的索引块较多，读取靠后的索引块，IO操作较多
多层索引
- 类似于多级页表
- 各层索引表大小不能超过一个磁盘块的容量
- 采用K层索引结构，且顶级索引表未调入内存，访问一个数据块只需要 K+1 次读磁盘操作
- 小文件，访问也需要K+1次读磁盘
混合索引
- 即包含直接地址索引，由包含一级间接索引，还包含二级间接索引
- 对于小文件，只需较少的读磁盘次数就可以访问目标数据块
优点
支持随机访问，易于实现文件的扩展
缺点
索引表需占用一定的存储空间。访问数据块前需要先读入索引块。若采用链接方案，查找索引块时可能需要很多此读磁盘操作
4. 补充
4.1磁盘块
- 类似于内存分页，磁盘中的存储单元也会被分为一个个“块/磁盘块/物理块”
- 很多操作系统中，磁盘块的大小与内存大小、页面大小相同
4.2文件块
- 文件的逻辑地址空间也被分为一个一个的文件“块”
- 文件的逻辑地址可以表示为（逻辑块号，块内地址）的形式
- 操作系统为文件分配存储空间都是以块为单位的
- 用户通过逻辑地址来操作自己的文件，操作系统要负责实现从逻辑地址到物理地址的映射
5.文件分配方式比较
| 访问第n条记录 | 优点 | 缺点 | |
|---|---|---|---|
| 连续分配 | 需访问磁盘1次 | 顺序存取时速度快，文件定长时可根据文件起始地址及记录长度进行随机访问 | 文件存储要求连续的存储空间，会产生碎片，不利于文件的动态扩充 |
| 链接分配 | 需访问磁盘n次 | 可解决外存的碎片问题，提高外存空间的利用率，动态增长较方便 | 只能按照文件的指针链顺序访问，查找效率低，指针信息存放消耗外存空间 |
| 所有分配 | m级需访问磁盘m+1次 | 可以随机访问，文件易于增删 | 索引表增加存储空间的开销，索引表的查找策略对文件系统效率影响较大 |