Chương 8 FileSystemsInterface

Chương 8 FileSystemsInterface tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vự...

CHƯƠNG HỆ THỐNG FILE -1- NỘI DUNG       Khái niệm hệ thống tệp Các phương pháp truy xuất tệp Cấu trúc thư mục Mount hệ thống tệp Chia sẻ tệp Cài đặt  Cấu trúc  Cấu trúc thư mục  Cấp phát  Quản lý không gian trống -2- Khái niệm hệ thống tệp Tổng quan Khái niệm tệp  Thuộc tính tệp  Các thao tác  Các kiểu tệp  Cấu trúc tệp   -3- Khái niệm FS – tổng quan  Phần OS cung cấp – –  File system (FS) Cách lưu trữ liệu cach bền vững, dễ truy xuất, lưu trữ thiết bị lưu trữ (stockage device - SD) Gồm phần riêng biệt – – – Partition (các khu vực) Cấu trúc thư mục Tập tệp -4- Khái niệm FS – Khái niệm tệp  Tập thông tin SD –  Được tạo – –  Dữ liệu ghi lên SD dạng (hay chứa) tệp OS NSD Phân loại – Dựa kiểu liệu mà tệp chứa -5- Khái niệm FS – Thuộc tính tệp  Tên – – – Định danh Duy thư mục Độc lập với NSD  Inode  Kiểu  Vị trí Kích thước Time/ Date, sở hữu chủ – –   Số xác định tệp FS Dùng hệ thống hỗ trợ nhiều kiểu FS -6- Khái niệm FS – Thao tác tệp Dùng hàm OS để gọi hàm hệ thống  Các thao tác  – – – create, write, read, seek, delete, truncate open(Fi) close (Fi) -7- Khái niệm FS – Kiểu tệp  Kiểu FS  Kiểu tệp – Được cung cấp OS – Tệp thường Thư mục Tệp chứa symbol device – Tệp khối (block device) – –  Input/Output thông  Truy tin qua I/O device xuất block device (đĩa, ) -8- Khái niệm FS – Cấu trúc tệp  Cấu trúc tệp – Tuần tự – Có cấu trúc – Cây     Tệp dãy byte Dãy mẫu tin có size cố định Thơng tin tổ chức theo DOM Cấu trúc quản lý – – Open file table Per-process File Table  Các tệp mở QT -9- Các PP truy xuất Tuần tự Trực tiếp  Các PP khác   -10- Các PP truy xuất - Tuần tự -11- Cấu trúc thư mục Đơn cấp Hai cấp  Cây  Đồ thị không chu trình   -12- Các PP truy xuất - Trực tiếp    Truy xuất theo mẫu tin/ khối liệu Không theo thứ tự khối Dùng cho file có KT lớn – Cơ sở liệu -13- Các PP truy xuất - Các PP khác  Mở rộng truy xuất trực tiếp  Xây dựng mục mẫu tin -14- Cấu trúc thư mục - Đơn cấp  Các tập tin chứa thư mục -15- Cấu trúc thư mục - Hai cấp   Thư mục riêng NSD Dùng thư mục chung (gốc) cho thao tác tìm kiếm tệp  Dùng PATH (DOS , Unix) -16- Cấu trúc thư mục - Cây Tổ chức theo dạng  Gốc  Quan hệ thư mục cha – Kiểu quy định inode 0: tệp , 1: sub dir  Một tệp: đ/c (PATH)  OS áp dụng  DOS  -17- Cấu trúc thư mục – Đồ thị khơng chu trình   Phục vụ chia sẻ tệp Tạo copy tệp (link) thư mục (khác với thư mục chứa nó) -18- Mount FS Kh niệm  Mở trước sử dụng  Thủ tục  Tên/Mô tả thiết bị lưu trữ  Vị trí FS (của thiết bị) FS chung (mount point) Thư mục root  -19- Mount FS Windows  Dùng cấu trúc cấp  Các thiết bị khu vực Gán ký tự ổ đĩa (A Z)  Tự detect+mount FS lúc khởi động OS  Linux  Mount point: thư mục root  Có thể mount/ hủy mount tay,  -20- Chia sẻ FS Nhiều NSD  Dựa vào thuộc tính hỗ trợ Sở hữu chủ + Nhóm + Khác  Truy cập từ xa  FTP  Hệ thống file phân tán (DFS)  -21- Cài đặt FS      Cấu trúc FS Cài đặt  Tổng quan  FS ảo - VFS Cài đặt thư mục Cấp phát đĩa  Kề  Liên kết  Dùng mục Quản lý không gian trống  Bit vector  Danh sách  Nhóm  Bộ đếm -22- Cài đặt FS –Cấu trúc Đĩa: thiết bị lưu trữ với đặc tính  Được ghi lại cách thay  Có thể truy xuất ngẫu nhiên  Cấu trúc đĩa  Cluster  Sector Thông thường: KT 512 byte  -23- Cài đặt FS –Cấu trúc  Các cấp độ tạo FS – Cấp cao dùng đặc tính cấp thấp để tạo FS I/O Control – Basic FS – Module tổ chức tệp –      Các driver chuyển liệu MEM disk Các quản lý interrupt Func R/W block/disk qua driver Chuyển tệp logic thành tệp physique Quản lý không gian trống -24- Cài đặt FS –Cấu trúc  Các cấp độ tạo FS – Logic FS   Quản lý metadata FS Dùng FCB để quản lý tệp -25- Cài đặt FS - Tổng quan  Cấu trúc đĩa – Boot Control block  – Thông tin dùng để start OS từ partittion định Cũng hiểu control bootsector Partition Control block   Thông tin partition Thông tin liên quan đến FS – – – Couter FCB Master file table Cấu trúc tệp  Thông tin metadata để xây dựng tệp -26- Cài đặt FS - Tổng quan  Cấu trúc MEM (caching) – Bảng khu vực – Cấu trúc thư mục – Bảng tệp mở OS – Bảng tệp mở QT     Thông tin partition mount Thông tin thư mục thư mục vừa truy xuất Chứa copy FCB Các trỏ đến mục tương ứng bảng -27- Cài đặt FS - Tổng quan  Quy trình tạo – – – – – – APP gọi logic FS Xác định định dạng cấu trúc thư mục Cấp phát FCB Đọc thư mục vào MEM Cập nhật thư mục với tên FCB Ghi lại thư mục vào disk -28- Cài đặt FS - Tổng quan  Quy trình tạo -29- Cài đặt FS - Tổng quan  Quy trình tạo -30- 10 Cài đặt FS - Tổng quan Quy trình mở  – – – FCB copy vào bảng tệp mở OS Xác định counter QT truy cập tệp Xác định mô tả tệp cho QT truy cập   Unix: file descriptor Windows (NTFS): file handle -31- Cài đặt FS - VFS Mục đích  – – Đơn giản hóa thao tác FS NFS Cho phép nhiều kiểu FS cài đặt cấu trúc NFS PP  – – Viết riêng proc cho tệp, thư mục cho kiểu FS Phân tầng trình cài đặt FS    Tầng giao diện VFS Các FS từ xa hay cục -32- Cài đặt FS - VFS  Tầng giao diện – –  VFS – –  Các lời gọi hệ thống Các FCB Định nghĩa interface VFS cho FS Chứa vnode: dùng ! cho tệp qua NFS Các FS từ xa hay cục -33- 11 Cài đặt FS - VFS  Họat động – Phân biệt kiểu FS   – Remote hay Local Các kiểu FS local Kích hoạt thao tác đặc tả FS để quản lý request local -34- Cài đặt FS – Cài đặt thư mục   Cấp phát & quản lý thư mục PP – Dùng cấu trúc liệu chứa thông tin thư mục   – Danh mục tệp Đ/c block liệu Mỗi pp dựa cấu trúc liệu xác định -35- Cài đặt FS – Cài đặt thư mục  Danh sách linear – –  Đơn giản cài đặt Tính hiệu năng: Hash talbe – Dùng hash talbe để hỗ trợ thao tác tìm kiếm tệp xác định block liệu -36- 12 Cài đặt FS – Cấp phát  Yêu cầu  PP – – – – Tệp hay thư mục truy xuất cách nhanh Liên tục Liên kết Chỉ mục -37- Cài đặt FS – Cấp phát kề  Tệp  OS sử dụng  Tệp xác định – – – –  Chứa dãy block kề / đĩa IBM/ CMS Đ/c block đầu Chiều dài (tính theo block) Hạn chế –  –  Xác định không gian cho tệp fragment, cần algo Xác định không gian đủ KT tệp ? Khó -38- Cài đặt FS – Cấp phát liên kết  Tệp – – –  Chứa dãy block liên kết Dùng trỏ liên kết block Giải hạn chế cấp phát kề Hạn chế Chỉ mạnh cho truy xuất Cần phải có KG cho trỏ  Cần lưu giữ trỏ cho tệp – Khó hỗ trợ truy xuất ngẫu nhiên  Cần chế xác định nhanh block – – -39- 13 Cài đặt FS – Cấp phát liên kết FAT (File Allocation Talbe)  – – – – Giải hạn chế PP liên kết Chứa danh mục, mục block tệp Lưu đầu volume OS sử dụng  MS- DOS OS/2 -40- Cài đặt FS – Cấp phát liên kết - FAT -41- Cài đặt FS – Cấp phát lập mục  Tệp – –  Chứa dãy block liên kết Một block giữ mục block Hạn chế Xác định KT index block ?  Cần chế tạo, xác định – -42- 14 Cài đặt FS – Cấp phát mục  Cơ chế liên kết – –  Chỉ mục nhiều cấp – –  Một iblock chứa range block, Các iblock liên kết với Chỉ mục cấp 1: giữ mục cấp Chỉ mục cấp 2: giữ mục cho block Cơ chế kết hợp – Dùng inode để lưu giữ mục block -43- Cài đặt FS – Cấp phát mục  Cơ chế kết hợp – 15 trỏ đầu iblock inode tệp  12  3: đ/c gián tiếp – – – – – Giữ đ/c trực tiếp block A: đ/c gián tiếp đơn: giữ đ/c block B: đ/c gián tiếp đôi: giữ đ/c iblock C: đ/c triple OS sử dụng: cài đặt UNIX: AIX hay Solaris -44- Cài đặt FS – Cấp phát mục -45- 15 Cài đặt FS – Quản lý free space  Bit vector – Dùng để lưu giữ danh mục cho kg trống   – –  0: trống , 1: dùng Danh sách Dùng danh sách liên kết giữ không gian trống Dùng kết hợp với FAT Counter – Giữ đ/c khối trống đầu n khối trống kề -46- 16 ... khối (block device) – –  Input/Output thông  Truy tin qua I/O device xuất block device (đĩa, ) -8- Khái niệm FS – Cấu trúc tệp  Cấu trúc tệp – Tuần tự – Có cấu trúc – Cây     Tệp dãy byte... khơng chu trình   Phục vụ chia sẻ tệp Tạo copy tệp (link) thư mục (khác với thư mục chứa nó) - 18- Mount FS Khaí niệm  Mở trước sử dụng  Thủ tục  Tên/Mô tả thiết bị lưu trữ  Vị trí FS (của... thư mục Cấp phát FCB Đọc thư mục vào MEM Cập nhật thư mục với tên FCB Ghi lại thư mục vào disk - 28- Cài đặt FS - Tổng quan  Quy trình tạo -29- Cài đặt FS - Tổng quan  Quy trình tạo -30- 10 Cài