Реализация каталога в операционной системе может быть выполнена с использованием односвязного списка и хеш-таблицы. Эффективность, надежность и производительность файловой системы сильно зависят от выбора алгоритмов выделения каталогов и управления каталогами. Существует множество способов реализации каталогов. Но нам нужно выбрать соответствующий алгоритм реализации каталога, который повысит производительность системы.
Реализация каталога с использованием односвязного списка
Реализация каталогов с использованием односвязного списка легко программируется, но требует много времени для выполнения. Здесь мы реализуем каталог, используя линейный список имен файлов с указателями на блоки данных.
Реализация каталога с использованием односвязного списка
- Чтобы создать новый файл, необходимо проверить весь список, чтобы новый каталог не существовал ранее.
- Затем новый каталог можно добавить в конец списка или в начало списка.
- Чтобы удалить файл, мы сначала ищем каталог с именем файла, который нужно удалить. После поиска мы можем удалить этот файл, освободив выделенное для него место.
- Чтобы повторно использовать запись каталога, мы можем пометить эту запись как неиспользуемую или добавить ее в список свободных каталогов.
- Удалить связанный список файлов — лучший выбор, так как это занимает меньше времени.
Недостаток:
Основным недостатком использования связанного списка является то, что когда пользователю нужно найти файл, ему приходится выполнять линейный поиск. В современном мире справочная информация используется довольно часто, и реализация связанного списка приводит к медленному доступу к файлу. Таким образом, операционная система поддерживает кеш для хранения самой последней использованной информации о каталоге.
Реализация каталога с использованием хеш-таблицы
Альтернативной структурой данных, которую можно использовать для реализации каталога, является хеш-таблица. Он преодолевает основные недостатки реализации каталогов с использованием связанного списка. В этом методе мы используем хеш-таблицу вместе со связанным списком. Здесь связанный список хранит записи каталога, но хэш-структура данных используется в сочетании со связанным списком.
В хеш-таблице для каждой пары в каталоге генерируется пара ключ-значение. Хэш-функция имени файла определяет ключ, и этот ключ указывает на соответствующий файл, хранящийся в каталоге. Этот метод эффективно сокращает время поиска в каталоге, поскольку при каждой операции не будет выполняться поиск по всему списку. С помощью ключей проверяются записи хеш-таблицы и, когда файл найден, он извлекается.
Реализация каталога с использованием хеш-таблицы
Недостаток:
Основным недостатком использования хеш-таблицы является то, что обычно она имеет фиксированный размер и зависит от размера. Но этот метод обычно быстрее, чем линейный поиск по всему каталогу с использованием связанного списка.
