昨天介紹了把block分配給檔案的各種方法，今天會把此章節做一個完美的結束!
現在就來介紹空出來的空間會做怎樣的管理吧!

Free-Space Management

• 如果需要使用block的話，就要找到空出來的，可是一個個探尋是否可以使用的話實在很沒有效率，因此利用此方法使得快速找到可用的block。
• Bit vector = n block。設置一組bit[i]，如果bit[i]=0的話，也就是說這個block目前無人使用。但若是bit[i]=1的話，代表這個block已經被分配給其他的檔案使用了。
• 計算block數量也有一組公式可以使用：(number of bits per word) * (number of 0-value words) + (offset of first 1 bit)。
• 使用bit vector方法雖然快速，可是會以需要大量空間的問題，所以也是需要看檔案本身的空間是否能容納得下。
• 可以簡單的得到連續的檔案。使用linked list的方法，只是無法簡單的得到連續性的空間使用，卻也不會造成空間的浪費。
• 可以做前面談過的Grouping跟Counting的管理。
• 因為硬碟空間是給所有的程式使用，所以需要進行「protect」，避免遭受惡意攻擊或不當使用。

1. Bit map：
   ==>必須要在硬碟中。
   ==>儲存在記憶體中跟硬碟中的話，會造成一份資料有不同的內容，進而導致錯誤結果影響程式進行。

• 如果要解決Bit map的問題的話，可以設置bit[i]=1在硬碟中，再分配block[i]且加入固定順序，依序操作讓bit[i]=1也儲存在記憶體中，便能解決問題。

Directory Implementation

• 這一章節我們在前面已有說明過，在此就不再多說，進行下一段~

現在改來說說如何有效率的執行吧!!

Efficiency and Performance

• 影響效率的原因有哪些：

1. 硬碟分配演算法跟目錄演算法皆有影響。
2. 什麼樣的data種類進入並留在檔案目錄中也會造成影響。

• 如何增加效能：

1. disk cache：將常用的block分區分入主要記憶體中。
2. free-behind and read-ahead：前者把不用的block給清除，讓出空間給其他使用，但前提是資源要足夠。
   後者為能預先知道下一個要的data是哪些，並提前提高優先權，使得要使用時可以快速得到，但雖有預先知道的困難性，可已是目前的趨勢之一。
3. 把部分的記憶體分段當作virtual disk或RAM disk使用。

Page Cache

• 把快取的page放在virtual memory中使用，而非disk block，避免有page fault的產生。
• Memory-mapped I/O使用page cache將資料放入記憶體中。
• 一般I/O(Routine I/O)則透過檔案系統使用buffer(disk) cache。
• 以下為非使用統一buffer cache的示意圖：
  
  ==>圖中的page cache是一定在記憶體中，可buffer cache卻可以在buffer或記憶體中，所以造成了兩種路徑，效率也就跟著不好，才創造了Unified Buffer Cache的方法，以下接著介紹。
• 以下為統一使用buffer cache的示意圖：
  
  ==>圖中發現少了page cache的節點，因此可以加快效率。

現在我們來到了最後一小節，關於檔案恢復的問題，一起來看看吧!!

Recovery

• 檔案在開啟或執行的時候多少會造成損壞，因此就要進行「recovery」的動作。
• 一開始先找到損壞檔案的位置在哪，接著進行一致性的檢查，倘若目錄結構中的data跟硬碟上的data已所不同，便進行修補的動作。接著再使用system program將data從硬碟中備份到另一個儲存裝置中，有需要時就可以從備份裡還原data來恢復丟失的文件或硬碟資料。

檔案系統執行章節就介紹到此為止，而今天也是我參加鐵人賽的最後一天，在這三十天中靠著自己的力量學習有關作業系統的大小觀念，其中當然有遇到挫折且有過放棄的念頭，但好險我有一群很好的朋友一起加油、一起努力，才支撐著我完成這項比賽，也謝謝各位點閱我的文章讓我真的很有成就感，覺得說原來我也有能力幫助到想了解作業系統的各位，而這項比賽也會是我在大學生活中的難忘回憶。