Hiện thực hệ thống file

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.1 12. Hiện thực hệ thống file  Hiện thực hệ thống file và thư mục  Các phương pháp quản lý không gian trống  Sao lưu và phục hồi Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.2 Sơ đồ bố trí (layout) hệ thống file (1) i-nodes Partition control block FCB’s Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.3 Sơ đồ bố trí (layout) hệ thống file (2)  Partition control block: – lưu số lượng block trong partition, kích thước block, số lượng free block hiện thời và các con trỏ chỉ đến chúng,… – lưu số lượng free FCB hiện thời và các con trỏ chỉ đến chúng,… – Ví dụ, UNIX File System: “superblock”  File control block (FCB): mỗi file được quản lý thông qua FCB của nó – lưu các thông tin về file , kể cả các con trỏ chỉ đến các data block của nó – Ví dụ, UNIX File System: “i-node” Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.4 VFS–Virtual File System disk partition disk partition ext2 file system FAT file system NFS file system Ứng dụng VFS : gọi hàm/thủ tục open, read, write, opendir,… Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.5 Hiện thực file  Cấp phát không gian lưu trữ cho file/directory, mục tiêu: – sử dụng không gian đóa hữu hiệu – truy cập file nhanh  Các phương pháp cấp phát phổ biến – Cấp phát liên tục (contiguous allocation) – Cấp phát theo danh sách liên kết (linked list allocation) – Cấp phát dùng chỉ mục (indexed allocation) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.6 Cấp phát liên tục  Seek time?  Di chuyển đầu đọc?  Có thể truy xuất ngẫu nhiên một block của file: block nr = start + block offset  Phân mảnh ngoại  Vấn đề khi tạo file mới và khi cần thêm block cho file  Ứng dụng: ISO-9660 (CDROM) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.7 Cấp phát theo danh sách liên kết (1) −1 −1 pointer data layout của block Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.8 Cấp phát theo danh sách liên kết (2)  Ưu điểm – Dễ dàng thêm block cho file khi cần – Quản lý không gian trống bằng danh sách – Không có phân mảnh ngoại  Nhược điểm – Chỉ truy xuất hiệu quả đối với sequential-access file – Tốn không gian lưu trữ các con trỏ – Độ tin cậy: pointer trong block có thể bò hỏng – Phân mảnh nội khi đơn vò cấp phát là cluster (một hằng số các block) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12.9 Biến thể của cấp phát theo danh sách liên kết: FAT  FAT (File Allocation Table) – Mỗi block đóa được tượng trưng bởi một entry trong FAT – Block với block nr i được tượng trưng bởi entry với chỉ số (index) i  Entry chứa block nr kế tiếp trong file, nếu file gồm nhiều block FAT number of disk blocks − 1 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP HCM 12. 10 Cấp phát dùng chỉ mục (1)  Bảng index (index block) – chứa đòa chỉ các block của file – thứ tự các đòa chỉ trên trong bảng cũng là thứ tự các block trong file [...]... Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Hiện thực tên file dài  Giải quyết vấn đề tên file dài (Win98, 2000, XP, *NIX, ) (a) In-line (b) Heap Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP i-node (1) Ví dụ Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP i-nodes (2)  Layout của một partition chứa hệ thống file UNIX Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP i-node: chia sẻ file (1) Khoa Công Nghệ... đònh vò các block dữ liệu của file Tổ chức thư mục – Danh sách tuyến tính (array hay linear list), bảng băm,… UNIX, Linux MS-DOS first block nr Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP FAT  Ví dụ Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Hệ thống file FAT   FAT dùng để chỉ bảng FAT và cũng dùng để chỉ hệ thống file Layout của một partition chứa hệ thống file FAT Boot sector FAT Root... Buffers Open count Lock(s) Thuộc tính riêng của process – File pointer – Access permissions P1 P2 System open file table P3 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP UNIX: open file structure swappable file descriptor r/w Kernel space open file table resident file structure table in-core i-nodes User space data blocks i-nodes Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Sao lưu và phục hồi dữ... transaction thì transaction sẽ được xóa đi trong log file – Nếu file system bò hỏng → hệ điều hành dựa vào các transaction trong log file để sửa chữa  Tham khảo thêm Linux-ext3, JFS, NTFS Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Kết thúc Chương 12 MS-DOS File System (1) MS-DOS directory entry Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP MS-DOS File System (2)   Maximum partition for different... Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Journaling file system  Journaling file system – Ghi nhận các lần cập nhật trên file system thành các giao tác (transaction) – Mọi transaction đều phải được ghi nhận trong log file – Một transaction được xem là hoàn tất (commit) ↔ đã được ghi nhận đầy đủ trong log file (lúc này, file system có thể chưa được cập nhật) – Khi file system được cập nhật với đầy đủ mọi tác... Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP i-node: chia sẻ file (2) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Duyệt path name để lấy block nr của file  Ví dụ: Xác đònh các block dữ liệu của file /a/b/c Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Quản lý không gian trống •     Các phương pháp Bit vector (bit map) Linked list Grouping Counting Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Phương pháp... lưu trữ bảng index khi file có kích thước chỉ vài block  Vấn đề: kích thước index block bao nhiêu là phù hợp? – Giải quyết: multilevel index Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP i-node i-node   UNIX v7 i-node: 13 pointers Linux ext2 i-node: 15 pointers Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Hiện thực thư mục   Thư mục được dùng để chứa bảng ánh xạ từ tên file (chuỗi ký tự ASCII)... sizes The empty boxes represent forbidden combinations Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Windows 98 File System (1) Bytes Extended MOS-DOS directory entry used in Windows 98 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Windows 98 File System (2) Bytes Checksum An entry for (part of) a long file name in Windows 98 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP ... bên Dùng chương trình hệ thống để sao lưu (backup) dữ liệu từ đóa sang các thiết bò lưu trữ phụ khác như đóa mềm, đóa quang, băng từ, và phục hồi dữ liệu bò mất từ bản sao lưu Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Các kiểu sao lưu dữ liệu  Normal  Incremental Day 3 Day 3 Day 2 Day 2 Copied Day 1 Data Data  Day 1 Differential Day 3 Day 2 Copied Data Day 1 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học... Có thể cấp phát hoặc thu hồi đồng thời nhiều khối nhớ liên tục Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Grouping và counting (2) Ví dụ Grouping Block 2  3, 4, 5 Block 5  8, 9, 10 Block 10  11, 12, 13 Block 13  17, 28, 25 Block 25  26, 27 Counting 2 4 8 6 17 2 25 3 Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Bách Khoa TP Open file structures  Thuộc tính toàn cục (global attributes) – – – – –  Disk