第二十八讲 文件管理之文件存储空间管理
文件存储空间的管理，就是空闲空间的管理。下面介绍几个常用的管理方法： 1 空闲表法和空闲链表法
1.1 空闲表法
空闲表：系统为空闲区建立一张空闲表，每个空闲区对应于一个空闲表项，其中包括表项序号、该空闲区的第一个盘块号、该区的空闲盘块数等信息。再将所有空闲区按其起始盘块号递增的次序排列，
存储空间的分配和回收：
? 与内存的动态分配类似，同样是采用首次适应算法、循环首次适应算法等。 ? 内存管理中虽然很少采用连续分配方式，然而在外存的管理中，由于它具有较高的分配速度，可减少访问磁盘的I/O频率，故仍可采用连续分配算法。
1.2 空闲链表法
空闲链表法是将所有空闲盘区拉成一条空闲链。根据构成链所用基本元素的不同，可把链表分成两种形式：
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。
分配存储空间时，系统从链首开始，依次摘下适当数目的空闲盘块分配给用户。 释放存储空间时，系统将回收的盘块依次插入空闲盘块链的末尾。
优点：是用于分配和回收一个盘块的过程非常简单
缺点：是分配盘块时，可能要重复操作多次
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的信息。
? 分配盘区的方法与内存动态分区分配类似，通常采用首次适应算法。
? 在回收盘区时，同样也要将回收区与相邻的空闲盘区相合并。
? 在采用首次适应算法时，为提高对空闲盘区的检索速度，可以采用显式链接方法，亦即，在内存中为空闲盘区建立一张链表。
2 位示图法
2.1 什么是位示图？
位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。0表示盘块空闲，1表示已分配。磁盘上所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。通常可用m*n个位数来构成位示图，并使m*n等于磁盘的总块数。
如下图。可看成是二维数组。
盘块的分配
根据位示图进行盘块分配时，可分三步进行：
1) 顺序扫描位示图。找到0二进制位。
2) 将所找到的一个或一组二进制位，转换成与之对应的盘块号。
盘块号=列数*（i-1）+j;（ i,j,b（盘块号）都从1开始）
盘块号=列数*i+j+1;
（ i,j从0开始，b从1开始）
3） 修改位示图。令map[I,j]=1
i,j,b（盘块号）都从1开始。
2.3 盘块的回收
盘块的回收分两步：
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,j,b（盘块号）都从1开始）：
i=(盘块号-1)\列数+1
j=(盘块号-1)mod列数+1
i,j从0开始，b从1开始：
i=(盘块号-1)\列数
j=(盘块号-1)mod列数
2) 修改位示图。令map[I,j]=0
公式中减1加1的目的是凑齐最后一列的得数！
优点是从位示图中很容易找到一个或一组相邻接的空闲盘块。常用于微型机和小型机中。 3 成组链接法
空闲表法和空闲链表法都不适用于大型文件系统，因为这会使空闲表或空闲链表太长。 在UNIX系统中采用的是成组链接法
是将上述两种方法结合而形成的一种空闲盘块管理方法，它兼备了上述方法的优点而克服了表太长的缺点。
3.2 空闲盘块的组织
? 空闲盘块号栈。用来存放当前可用的一组空闲盘块的盘块号（最多含100个号），
以及栈中尚有的空闲盘块号数N。引入一个数据结构，栈
? N还兼作栈顶指针。例如当N=100时，它指向S.free(99)。S.free(0)是栈底，栈满时
栈顶为S.free(99)。实际上就是利用N－1来做下标。
? 文件中的所有空闲盘块，被分成若干个组，如有100000个盘块，每100块为1组，
将会分成1000个组。
? 将每一组含有的盘块总数N和该组的盘块号，记入其前一组的第一个盘块的
S.free(0)~S.free(99)中。这样由各组的第一个盘块形成了一条链。
? 将第一组的盘块总数和所有的盘块号，记入空闲盘块号栈中，作为当前可供分配的
空闲盘块号。
? 最末一组只有99个盘块，其盘块号分别记入其前一组的S.free(1)~S.free(99)中，而
在S.free(0)中则存放0，作为空闲盘块链的结束标志。
空闲盘块的成组链接法示意图
3.3 空闲盘块的分配
? 首先检查空闲盘块号栈是否上锁，如没有，便从栈顶取出一空闲盘块号，将与之对
应的盘块分配给用户，然后将栈顶指针下移一格
? 若该盘块号已是栈底，即S.free(0)，这是当前栈中最后一个可供分配的盘块号。由
于在该盘块号所对应的盘块中即有下一组可用的盘块号，因此须调用磁盘读过程，将该盘块内容读入栈中，作为盘块号栈的新内容，并把原栈底盘块分配出去。
3.4 空闲盘块的回收
? 将回收盘块的盘块号记入空闲盘块号栈的顶部，并执行空闲盘块号加1操作。 ? 当栈中空闲盘块号数目已达100时，表示栈已满，便将现有栈中的100个盘块号，
记入新回收的盘块中，再将其盘块号作为新栈底。
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&&&&最后是空间管理，的空间管理，所针对的主要是手机本地空间（ROM中）文件等。往往用户对软件，或者是普通文件的使用过程，都会消耗大量存储空间为代价。有时想想，既然存放了文件资料，占用内存空间自然是免不了的。话是这么讲，但是通过，我们还是很轻松地对手机内存占用进行优化的。&空间扫描之后即可进行空间管理&空间扫描结果显示&&&&手机空间管理分为不常用软件、软件移至存储卡、音视频文件等三个主要方向的整理，最终的扫描优化之后，所发现的435.6MB的可清理空间，都是用户可以自行处理的限度。&对不常用软件和音视频文件进行管理&&&&其中不常用软件和音视频文件方面的管理，有两大块内容。“不常用软件”指的就是用户手机中安装了，但是使用率非常低的软件，这是QQ手机管家监测并统计出来，用户可以查看，这些统计出来的软件应用是否真的需要；而音视频文件的管理，这个比较直接，如果是用户已经观看或者收听完毕的文件，如非必要，其实都不需要保存在手机空间，以免占用手机大量的内存空间。&&&&小结：QQ手机管家结合了手机从运行内存到本地存储等进行了，三个主要的管理要点，多个关键部位的管理，让手机内存洁净，这样手机的整体运行速度将会得到明显的提升。Android手机运行内存、机身所自带的内存不够用的现象，现在可能很多用户都碰到过。而对手机硬件上的升级往往不是那么的现实，也不太方便，但通过Android应用来实现手机内存空间的调整，是一种操作快成本低的方式。QQ手机管家在内存优化的特色，是值得大家去使用的。
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