Файловая система ffs (Fast File System)

Суперблок

Массив свободных блоков и индексных дескрипторов

ilist

Блоки хранения данных

Суперблок

Суперблок ……..

Файловая система FFS обладает полной функциональностью системы S5FS и использует те же структуры данных ядра ОС. Отличия касаются расположения файловой системы на диске, дисковых структур данных и алгоритмов размещения свободных блоков.

Здесь суперблок также содержит полное описание файловой системы и располагается в начале раздела, но в нём не хранятся данные о свободных блоках для хранения данных. Следовательно, данные суперблока остаются неизменными на протяжении существования файловой системы. Для повышения надёжности файловой системы суперблок дублируется, т. к. он очень важен.

Физический диск разделён на одну или несколько групп цилиндров. Цилиндр – это набор одноименных дорожек по всем пластинам диска. Группа цилиндров  несколько последовательных дисковых цилиндров. Структура данных во всех группах одинаковая. Каждая группа цилиндров содержит управляющую информацию, включающую резервную копию суперблока, массив индексных дескрипторов, данные о свободных блоках и свободных индексных дескрипторах.

В этой файловой системе индексные дескрипторы располагаются по всему дисковому разделу, а не в его начале. За счёт этого достигается уменьшение время доступа к данным файла, т.к. блоки данных располагаются ближе к описывающим их индексным дескрипторам. Это также повышает надёжность файловой системы, т.к. уменьшается вероятность потери всех индексных дескрипторов.

Управляющая информация располагается с различными смещениями от начала группы цилиндров. Это ведёт к тому, что управляющая информация не располагается на одной дисковой пластине, иначе выход из строя одной пластины привел бы к выходу из строя всей файловой системы.

В этой файловой системе предприняты меры по повышению её производительности за счёт того, что предусмотрена возможность дополнительной фрагментации дисковых блоков. FFS поддерживает максимальный размер блока до 64Kb, а минимальный размер фрагмента определяется размером дискового сектора (минимальной адресуемой единицей информации на диске).

Блок является единицей передачи данных в операциях ввода/вывода, а фрагмент определяет адресуемую единицу хранения данных на диске. Не факт, что в одном блоке будут храниться данные только одного файла.

Информация о свободных блоках и фрагментах хранится в виде битовой карты (битовый вектор), т.е. каждому фрагменту ставится в соответствие 1 бит этого вектора. Для определения свободен блок или занят, необходимо проверить 1 бит ( 1 – занят, 0 – свободен).

Основные отличия ffs от s5fs

1. Файлы, по возможности размещаются в блоках хранения данных, принадлежащих одной группе цилиндров, где расположены и его метаданные.

2. Все файлы каталога, по возможности, размещаются в одной группе цилиндров.

3. Каждый новый каталог, по возможности, помещается в группу цилиндров, отличную от группы родительского каталога. Этим достигается равномерное распределение данных по диску.

4. Последовательные блоки размещаются исходя из оптимизации физического доступа. Это основано на том, что чтение данных с диска состоит из нескольких операций.