Chương 11 Cài đặt hệ thống tập tin

NẠP VÀ PHÂN VÙNG ĐĨA• Sắp xếp đĩa có thể có nhiều dạng,phụ thuộc vào hệ điều hành • Một đĩa có thể chia thành nhiều phân vùng, hay một phân vùng có thể được nối bởi nhiều đĩa • Raw – Kh

Cài ĐẶt HỆ ThỐng TẬp TinChương 11:

N I DUNG CHÍNH C A Ộ Ủ

D iễn tả chi tiết việc thi hành hệ thống tập tin cục bộ và cấu trúc thư

mục

D iễn tả việc thi hành của hệ thống tập tin từ xa.

T hảo luận về các thuật toán cấp phát và giải phóng khối và sự cân

bằng ở trong đó.

HỆ THỐNG TẬP TIN PHÂN LỚP

CÀI Đ T H TH NG T P TIN Ặ Ệ Ố Ậ

• Trên các cấu trúc đĩa

• Khối điều khiển khởi động(Boot)

• Khối điều khiển phân khu(SuperBlock)

• Bảng tập tin đang mở của hệ thống

• Bảng tập tin đang mở trên quá trình

Một Khối Điều Khiển Tập Tin

Tiêu Biểu

NẠP VÀ PHÂN VÙNG ĐĨA

• Sắp xếp đĩa có thể có nhiều dạng,phụ thuộc vào hệ điều hành

• Một đĩa có thể chia thành nhiều phân vùng, hay một phân

vùng có thể được nối bởi nhiều đĩa

• Raw – Không chứa hệ thống tập tin

• Cooked – chứa hệ thống tập tin

• Thông tin khởi động có thể được lưu trữ trong một phân

vùng riêng biệt

• Phân vùng gốc chứa nhân của hệ điều hành nạp khi khởi

động(các phân vùng khác được nạp sau)

• Windows gắn mỗi phân vùng với một chữ cái riêng biệt

(Vd:C,D,E )

• UNIX, các hệ thống tập tin có thể được nạp ở bất kỳ thư

mục nào

TẠO RA TẬP TIN

 Để tạo ra tập tin mới chương trình ứng dụng gọi hệ thống

tập tin logic(hệ thống này cho biết định dạng của cấu trúc thư mục)

• Cấp phát một FCB(bảng điều khiển tập tin) mới

• Đọc đường dẫn thích hợp vào trong bộ nhớ

• Ghi ngược trở lại đĩa

MỞ TẬP TIN

• Quá trình đưa tập tin tới hệ thống tập tin

• Các cấu trúc thư mục (thường là cache) tìm kiếm để trả

lại tên tập tin

• Chỉ một tập tin được tìm thấy.FCB sao chép tới bảng tập

tin đang mở của hệ thống trong bộ nhớ

Các Cấu Trúc Hệ Thống Tập Tin Trong Bộ Nhớ

(a) đề cập tới mở tập tin (b) đề cập tới đọc tập tin.

ĐÓNG TẬP TIN

 Các tổ chức I/O(thiết bị vào/ra) có liên quan tập tin được đóng

lại

• Mỗi mục từ trong bảng quá trình được xóa và bộ đếm các

tập tin đang mở được giảm bớt

• Khi tất cả người sử dụng đã mở và đóng tập tin, thông tin

tập tin đã cập nhật được sao chép về cấu trúc đĩa cơ sở và bảng tập tin đang mở của hệ thống được xóa bỏ

HỆ THỐNG TẬP TIN ẢO

 Cho phép các tập tin khác nhau được cài đặt với một cấu

trúc giống nhau

 Có 2 chức năng quan trọng:

• Nó tách biệt thao tác hệ thống tập tin giống nhau từ việc

cài đặt bằng cách định nghĩa một giao diện VFS rõ ràng

• VFS cung cấp một cơ cấu đặc biệt để tượng trưng cho

một tập tin xuyên xuốt trên mạng

LƯỢC ĐỒ TỔNG QUAN CỦA MỘT HỆ

THỐNG TẬP TIN ẢO

CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÁT

• Một phương pháp cấp phát có liên quan đến việc phân bố

các tập tin trong khối đĩa như thế nào

• Ba phương pháp cấp phát thông dụng:

- Cấp phát liên tiếp

- Cấp phát liên kết

- Cấp phát chỉ số hóa

CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÁT

• Mục đích sử dụng các phương pháp cấp phát nhằm sử dụng

và tổ chức không gian nhớ một cách hiệu quả và đảm bảo việc truy cập tập tin diễn ra nhanh chóng

• Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng.

• Một vài hệ thống hỗ trợ cả 3 phương pháp cấp phát trên

nhưng thông thường một hệ thống chỉ sử dụng một phương pháp cấp phát cho tất cả các tập tin

CẤP PHÁT LIÊN TIẾP

• Mỗi tập tin chiếm 1 khối bộ nhớ liên tiếp nhau trên ổ đĩa.

• Khi cấp phát lưu trữ 1 tập tin hệ thống chỉ yêu cầu vị trí bắt

đầu và độ dài(số lượng khối để lưu tập tin đó)

VD: Cho tập tin dài n khối và bất đầu từ khối b, khi đó tập tin này sẽ chiếm các khối: b, b+1, b+2,…, b+n-1

- Thư mục vào của mỗi khối đặc trưng cho địa chỉ bắt đầu của khối đó và độ dài được cấp phát cho tập tin

•

• Không gian ổ đĩa với phương pháp cấp

phát liên tiếp

CẤP PHÁT LIÊN TIẾP

 Ưu điểm:

• Hỗ trợ cả hai cách truy cập: truy cập trực tiếp và truy cập tuần tự

• Đảm bảo được tính an toàn cho dữ liệu được cấp phát

• Thuật toán cấp phát đơn giản

• Xảy ra sự phân đoạn ngoài:

* Khi những file được cấp phát cũng như được xóa đi,thì

sẽ tạo ra những vùng trống nhỏ nằm rải rác trên toàn bộ đĩa, điều này tạo nên sự phân đoạn ngoài

• Khó xác định dung lượng cần cấp phát cho 1 tập tin:

* Cấp phát với dung lượng quá nhỏ thì tập tin có thể không mở rộng được

* Cấp phát với dung lượng quá lớn sẽ gây lãng phí bộ nhớ

Ví dụ:

CẤP PHÁT LIÊN KẾT

 Ưu điểm:

 Không có sự phân đoạn ngoài

• Bất kỳ một khối trống nào trong danh sách không gian trống cũng có thể được sử dụng khi nó đáp ứng được yêu cầu lưu file

 Dễ dàng mở rộng file

• Một file sẽ được mở rộng một cách dễ dàng nếu như có

đủ các khối trống, không bao giờ cần làm gọn không gian đĩa

 Nhược điểm:

 Chỉ hỗ trợ cách truy cập tuần tự

 Tốn không gian để lưu trữ các con trỏ

 Không đảm bảo tính an toàn dữ liệu

PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÁT CHỈ SỐ HÓA

• Giải quyết được sự phân đoạn ngoài và việc quy định kích

thước file của phương pháp cấp phát liên tục

• Hỗ trợ truy cập trực tiếp bằng cách mang tất cả các con trỏ của một file vào trong một khối chỉ số

• Mỗi file đều có khối chỉ số riêng, nó là một mảng địa chỉ của các khối đĩa

Bảng chỉ số

CẤP PHÁT CHỈ SỐ HÓA

 Ưu điểm:

• Hỗ trợ cả hai cách truy cập: trực tiếp và gián tiếp

• Không xảy ra sự phân đoạn ngoài

QUẢN LÝ KHÔNG GIAN TRỐNG

• Cần sử dụng lại không gian trống từ các tập tin bị xóa cho

• Để tạo tập tin mới thì danh sách không gian trống tìm kiếm

và trả về không gian để cấp phát cho tập tin mới, không gian được xóa khỏi danh sách không gian trống

• Khi tập tin được xóa trên đĩa thì hệ điều hành thu hồi lại khối

đĩa đã cấp cho nó để cấp cho các tập tin khác sau này

VECTOR BIT

• Thường thì, danh sách không gian trống được cài đặt như là

một bit map hay vector bit

• Mỗi khối được biểu diễn bởi 1 bit

• Nếu khối trống thì được biểu diễn bởi bít 1, nếu khối

được cấp phát thì biểu diễn là 0

• Ví dụ:

• Xét một đĩa khi các khối

2,3,4,5,8,9,10,11,12,13,17,18,25,26,27 là trống và các khối còn lại đã được cấp phát

• Vector không gian trống sẽ là:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1

DANH SÁCH LIÊN KẾT TRÊN ĐĨA

• Hệ thống điển hình của cấu trúc thư mục chung với giao

diện hệ thống khách hàng

• Là một việc cài đặt và một đặc điểm kỹ thuật của một hệ

thống phần mềm cho các tập tin truy cập từ xa qua mạng

LAN (hoặc WAN)

• NFS xem các bộ máy làm việc nối liền với nhau như một bộ

máy độc lập với hệ thống tập tin độc lập

BA H TH NG T P TIN Đ C L P Ệ Ố Ậ Ộ Ậ

a:tác dụng gắn trong NFS b:tầng gắn

Hiệu Suất

• Hiệu suất phụ thuộc vào:

 Các thuật toán cấp phát đĩa và thư mục, cỡ tập tin

 Dạng dữ liệu được giữ trong thư mục tập tin

• Hiệu suất:

 Lấy phần của bộ nhớ ngoài gọi là

bộ nhớ ảo thay RAM

 Sử dụng bộ nhớ cache

KHÔI PHỤC

• Kiểm tra thống nhất

So sánh dữ liệu trong cấu trúc thư mục với các khối dữ

liệu trên đĩa và cố gắng loại bỏ mâu thuẫn

Tùy thuộc vào các thuật toán cấp phát và giải phóng bộ

nhớ mà ta có phương pháp khôi phục riêng

• Sao lưu và khôi phục

Sử dụng các chương trình hệ thống để sao lưu dữ liệu từ

đĩa sang thiết bị lưu trữ khác(đĩa mềm ,băng từ)

Khôi phục tập tin hay đĩa bị mất bằng cách khôi phục dữ

liệu đã sao lưu từ trước

 Nguyễn Thanh Phượng

 Trương Viết Minh

 Trương Xuân Hoàn