面试题：文件系统连续物理组织空间利用策略的优缺点

Question

请阐述文件系统采用连续物理组织时，其空间利用策略的优点与缺点分别是什么？

Answer 1

优点

1. 顺序访问效率高：文件在磁盘上连续存储，当进行顺序读取或写入操作时，磁头可以沿着磁盘的连续物理块移动，减少了寻道时间和旋转延迟，从而大大提高了顺序访问的速度。例如，对于视频、音频等需要连续读取的媒体文件，连续物理组织方式能提供流畅的播放体验。
2. 文件系统管理简单：由于文件的物理块是连续的，文件系统在管理文件时，只需要记录文件的起始物理块号和文件的长度（即占用的物理块数），文件的分配和回收算法相对简单。这使得文件系统的实现和维护成本较低。

缺点

1. 磁盘空间碎片化严重：在文件的创建和删除过程中，由于文件大小不一，会导致磁盘空间出现大量不连续的空闲块。例如，当一个大文件被删除后，其占用的连续空间被释放，但后续如果要创建一个大小小于该释放空间，但又无法正好填满的文件时，就会造成空间浪费，随着时间推移，磁盘空间碎片化问题会越来越严重。
2. 文件扩展困难：如果一个文件需要扩展，而其后续的磁盘空间已被其他文件占用或不连续，那么文件系统必须寻找足够大的连续空闲空间来存放新增的数据，这往往很难满足，可能需要将整个文件迁移到其他更大的连续空间，这一过程会消耗大量的时间和系统资源。
3. 存储设备利用率低：由于碎片化问题，即使磁盘上总的空闲空间足够，但由于无法找到连续的足够大空间来存放新文件，导致一些文件无法存储，降低了存储设备的利用率。