外存的组织方式

文件的物理结构直接与外存的组织方式有关。对于不同的外存组织方式，将形成不同的文件物理结构。

(1) 连续组织方式。

又称连续分配方式，要求为每一个文件分配一组相邻接的盘块。 把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中。

优点：

(1) 顺序访问容易。　(2) 顺序访问速度快。 

缺点：

(1) 要求为一个文件分配连续的存储空间。　(2) 必须事先知道文件的长度。　(3) 不能灵活地删除和插入记录。　(4) 无法实现动态增长文件。

(2) 链接组织方式。

可为文件分配多个不连续的盘块，再通过每个盘块上的链接指针，将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表

隐式链接

在文件目录的每个目录项中，都须含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。 

显式链接

把用于链接文件各物理块的指针显式地存放在内存的一张链接表中。

FAT技术

在FAT的每个表项中存放下一个盘块号，它实际上是用于盘块之间的链接的指针，通过它可以将一个文件的所有的盘块链接起来，而将文件的第一个盘块号放在自己的FCB中 每一个磁盘被分成固定大小的簇。簇最少为512个字节，其大小可以成倍增长，最大为32K。 每个簇都是由唯一的索引号——一个16位二进制数来标识。因为16位二进制数最大为65536，所以FAT分区所拥有的簇的数量不可能超过65536个。簇的数量和大小的限制，就是FAT分区为什么不能超过2GB的原因。   

NTFS的文件组织方式

NTFS是一个相当高级的文件系统。它的主文件表（MFT）是一个非常完整的数据库，它负责对磁盘上的每个文件进行索引。 从逻辑上讲，卷中的每个文件作为一条记录，在MFT表中占有一行，其中还包括MFT自己的这一行。每行大小固定为1 KB，每行称为该行所对应文件的元数据(metadata)，也称为文件控制字。

NTFS可以在文件的MFT入口中存储非常小的文件的全部内容；对于大一些的文件，这些入口会标识出包含文件数据的簇

优点：

(1) 消除了磁盘的外部碎片，提高了外存的利用率。　(2) 对插入、删除和修改记录都非常容易。　(3) 能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。

缺点：

① 不能支持高效的直接存取，要对一个较大的文件进行存取，须在FAT中顺序地查找许多盘块号； ② FAT需占用较大的内存空间，由于一个文件所占用盘块的盘块号是随机地分布在FAT中的，因而只有将整个FAT调入内存，才能保证在FAT中找到一个文件的所有盘块号。 

(3) 索引组织方式。 

增量式索引组织方式

为了能提高对数量众多的小型作业的访问速度，将它们的每一个盘块地址都直接放入文件控制块FCB(或索引结点)中，这样就可以直接从FCB中获得该文件的盘块地址。 

UNIX System V的组织方式

索引结点中设有13个地址项 分为：(1) 直接地址。(2) 一次间接地址。(3) 多次间接地址。 

文件存储空间的管理

空闲表法

属于连续分配方式，空闲盘区的分配与内存的分区(动态)分配类似，同样是采用首次适应算法和最佳适应算法等，它们对存储空间的利用率大体相当，都优于最坏适应算法。

空闲链表法

1) 空闲盘块链

将磁盘上的所有空闲空间以盘块为单位拉成一条链，其中的每一个盘块都有指向后继盘块的指针。

2) 空闲盘区链

将磁盘上的所有空闲盘区(每个盘区可包含若干个盘块)拉成一条链。在每个盘区上除含有用于指示下一个空闲盘区的指针外，还应有能指明本盘区大小(盘块数)的信息。 

位示图法

利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已分配。 所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。 

盘块的分配

(1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位(“0”表示空闲时)。 (2) 将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。假定找到的其值为“0”的二进制位位于位示图的第i行、第j列，则其相应的盘块号应按下式计算b = n(i - 1) + j 式中，n代表每行的位数。 (3) 修改位示图，令map[i, j] = 1

盘块的回收

(1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。转换公式为：　i = (b - 1)DIV  n + 1　j = (b - 1)MOD  n + 1 (2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。

成组链接法

分配过程是从前往后分配，先分配第一组，然后分配第二组…… 回收过程是正好相反，从后往前分配，先将释放的空闲块放入第一组，第一组满了，再开辟一组，之前的第一组变为第二组