Bài giảng Hệ điều hành: Chương 2 Hệ thống file, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm; Các phương pháp truy cập file; Các thao tác với file; Thư mục; Cấp phát không gian cho file; Quản lý không gian trống trên đĩa; Độ tin cậy của hệ thống file; Bảo mật cho hệ thống file; Cấu trúc hệ thống file; Hệ thống file FAT. Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương HỆ THỐNG FILE Có tham khảo giảng ThS Nguyễn Thị Ngọc Vinh Nội dung chương 1 Các khái niệm Các phương pháp truy cập file Các thao tác với file Thư mục Cấp phát không gian cho file Quản lý không gian trống đĩa Độ tin cậy hệ thống file Bảo mật cho hệ thống file Cấu trúc hệ thống file 10 Hệ thống file FAT Các khái niệm File định nghĩa tập hợp thông tin liên quan đến đặt tên lưu trữ nhớ ngồi Thuộc tính file: Tên file Kiểu file Kích thước file Người tạo file, người sở hữu Quyền truy cập file Thời gian tạo file, sửa file, truy cập lần cuối Vị trí file Các khái niệm Cấu trúc file: Các thơng tin file khác Vì vậy, cấu trúc file khác phụ thuộc vào thông tin chứa file Các HDH coi file tập hợp byte không cấu trúc Các phương pháp truy cập file Truy cập tuần tự: Thông tin đọc, ghi theo byte/ ghi từ đầu file Dụng trỏ để định vị vị trí thời file Truy cập trực tiếp: File xem khối/ ghi đánh số Các khối truy cập theo thứ tự Truy cập dựa số: File chứa số riêng: gồm khóa trỏ tới ghi file Truy cập: tìm khóa tương ứng mục, sau theo trỏ xác định ghi truy cập trực tiếp tới Các thao tác với file Tạo file: Tạo file trống chưa có data; dành chỗ thư mục Xóa file: Giải phóng khơng gian mà liệu file chiếm Giải phóng chỗ file thư mục Mở file: Thực trước ghi đọc file Đọc thuộc tính file vào nhớ để tăng tốc độ Đóng file: Xóa thơng tin file khỏi bảng nhớ Ghi vào file Đọc file Thư mục Số lượng file lưu trữ đĩa lớn nên phải tổ chức để dễ dàng quản lý, truy cập file Không gian đĩa chia thành phần (partition/volume) gọi đĩa logic Để quản lý file đĩa logic, thông tin file lưu thư mục đĩa Khoản mục chứa thông tin file: tên, kích thước, vị trí, kiểu file,… trỏ tới nơi lưu trữ thông tin Coi thư mục bảng, dòng khoản mục ứng với file Thư mục Các cách lưu thông tin file thư mục: Tồn thuộc tính file lưu thư mục, file chứa data nên kích thước khoản mục, thư mục lớn Thư mục lưu thông tin tối thiểu cần thiết cho việc tìm kiếm vị trí file đĩa nên kích thước giảm Thư mục Mở file: Hệ điều hành tìm thư mục khoản mục ứng với tên file cần mở Đọc thuộc tính vị trí liệu file vào bảng chứa thông tin file mở Nếu khoản mục trỏ tới cấu trúc liệu khác chứa thuộc tính file, cấu trúc đọc vào bảng Thư mục Tìm kiếm file: cấu trúc thư mục phải cho phép tìm kiếm file theo tên file Tạo file: tạo khoản mục thêm vào thư mục Xóa file: thông tin file khoản mục tương ứng bị xóa khỏi thư mục Duyệt thư mục: liệt kê file thư mục thông tin chứa khoản mục file Đổi tên file: thực với thư mục mà không liên quan đến liệu file 10 Độ tin cậy hệ thống file Kiểm tra tính tồn vẹn hệ thống file: Hệ thống file chứa nhiều CTDL có mối liên kết nên thông tin liên kết bị hư hại, tính tồn vẹn hệ thống bị phá vỡ Các khối khơng có mặt danh sách khối trống, đồng thời khơng có mặt file Một khối vừa thuộc file vừa có mặt danh sách khối trống Hệ điều hành có chương trình kiểm tra tính tồn vẹn hệ thống file, chạy hệ thống khởi động, đặc biệt sau cố 37 Độ tin cậy hệ thống file Đảm bảo tính tồn vẹn cách sử dụng giao tác: Giao tác (transaction) tập hợp thao tác cần phải thực trọn vẹn với Với hệ thống file: giao tác bao gồm thao tác thay đổi liên kết cần thực Toàn trạng thái hệ thống file ghi lại file log Nếu giao tác không thực trọn vẹn, hệ điều hành sử dụng thông tin từ log để khôi phục hệ thống file trạng thái không lỗi trước thực giao tác 38 Bảo mật cho hệ thống file Đảm bảo tính tồn vẹn cách sử dụng giao tác: Ngăn cản việc truy cập trái phép thông tin lưu trữ file thư mục Hạn chế thao tác truy cập tới file thư mục Dùng mật khẩu: Người dùng phải nhớ nhiều mật Mỗi thao tác với tài nguyên lại gõ mật 39 Bảo mật cho hệ thống file Đảm bảo tính tồn vẹn cách sử dụng giao tác: Dùng danh sách quản lý truy cập ACL (Access Control List): Mỗi file gán danh sách kèm, chứa thông tin định danh người dùng quyền người thực với file ACL thường lưu trữ thuộc tính file/thư mục Thường sử dụng với chế đăng nhập Các quyền truy cập bản: Quyền đọc (r) Quyền ghi, thay đổi (w) Quyền xóa Quyền thay đổi chủ file (change owner) 40 Cấu trúc hệ thống file Trình ứng dụng Hệ thống file logic Module tổ chức file Hệ thống file sở Quản lý nhập/xuất Thiết bị nhớ Quản lý vào ra: Gồm chương trình điều khiển thiết bị (driver) chương trình xử lý ngắt cứng Lưu chuyển thông tin liệu nhớ thiết bị nhớ Nhận lệnh đọc/ghi thông tin từ lớp trên; dịch yêu cầu; 41 Cấu trúc hệ thống file Hệ thống file sở: Sinh lệnh đọc/ghi khối nhớ cụ thể cho lớp Trung chuyển khối tin lớp nhớ Không cần hiểu nội dung thông tin tổ chức file Modul tổ chức file: Ánh xạ khối logic vật lý Quản lý khối trống chưa cấp phát đĩa Hệ thống file logic: Quản lý thư mục Cung cấp thông tin vị trí file Thực chức liên quan đến bảo mật đảm bảo toàn vẹn cho hệ thống file 42 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Có phiên bản: FAT12, FAT16, FAT32 Chữ số kích thước bảng FAT tương ứng 12, 16 32 bit Đơn vị cấp phát không gian đĩa (khối logic) cluster (lũy thừa số lượng sector) 43 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector: Sector đĩa logic Chứa thông tin mô tả cấu trúc đĩa logic: kích thước sector, cluster, kích thước bảng FAT Chứa mã chương trình mồi để tải hệ điều hành đĩa logic đĩa khởi động FAT: bảng số quản lý cấp phát khối cho file Thư mục gốc ROOT Vùng liệu: chứa file thư mục đĩa logic 44 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector - 32 byte đầu tiên: 45 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector – Các byte với FAT12/16: 46 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector – Các byte với FAT32: 47 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Bảng FAT: Quản lý cluster đĩa file theo nguyên tắc: Các khối thuộc file liên kết thành danh sách Con trỏ chứa ô tương ứng bảng FAT Mỗi ô bảng FAT tương ứng với cluster đĩa, chứa thông tin: Stt cluster danh sách khối file Dấu hiệu kết thúc ô tương ứng với cluster cuối file Ký hiệu đánh dấu cluster hỏng, không sử dụng Dấu hiệu đánh dấu cluster dự phòng Bằng cluster trống, chưa cấp phát cho file 48 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Bảng FAT: Cluster vùng liệu đánh STT ô bảng FAT không dùng để quản lý cluster 49 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Root – Thư mục gốc: Mỗi thư mục lưu bảng thư mục, thực chất file đặc biệt chứa khoản mục thư mục Mỗi khoản mục chứa thông tin file thư mục thư mục xét Với FAT12/16, thư mục đĩa chứa vùng đặc biệt gọi thư mục gốc Các thư mục mức thấp hơn/ thư mục gốc FAT32 chứa vùng liệu đĩa với file Mỗi thư mục gồm khoản mục 32 byte xếp liền 50 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Đọc FAT: Vị trí sector bắt đầu: reserved sector (byte 14, 15 bootsector) Tổng số sector cần đọc: sectors per FAT (byte 22, 23) Nội dung bảng FAT đọc vùng buf FAT16: ô FAT thứ n = buf+n*2 Hàm đọc đĩa: int absread(int drive, int nsects, long lsect, void *buffer); - drive: ổ đĩa cần đọc, A: 0, B:1, C:2 nsects: số sector cần đọc lsect: vị trí sector bắt đầu đọc buffer: vùng nhớ lưu nội dung thông tin cần đọc 51 ... sector - 32 byte đầu tiên: 45 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector – Các byte với FAT 12/ 16: 46 Hệ thống file FAT (File Allocation Table) Boot sector – Các byte với FAT 32: 47 Hệ. .. trúc hệ thống file Trình ứng dụng Hệ thống file logic Module tổ chức file Hệ thống file sở Quản lý nhập/xuất Thiết bị nhớ Quản lý vào ra: Gồm chương trình điều khiển thiết bị (driver) chương. .. file vừa có mặt danh sách khối trống Hệ điều hành có chương trình kiểm tra tính tồn vẹn hệ thống file, chạy hệ thống khởi động, đặc biệt sau cố 37 Độ tin cậy hệ thống file Đảm bảo tính tồn vẹn