hệ điều hành nguyễn văn hiệp chương07 quản lý hệ thống file sinhvienzone com

MÔN HỆ ĐIỀU HÀNH Chương QUẢN LÝ HỆ THỐNG FILE 7.1 Giới thiệu hệ thống file 7.2 Giao tiếp sử dụng phân hệ quản lý file 7.3 Giao tiếp sử dụng phân hệ quản lý thư mục 7.4 Hiện thực file 7.5 Hiện thực thư mục 7.6 Quản lý cluster chưa dùng 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file 7.8 Quản lý hệ thống file máy PC Tài liệu tham khảo : chương 6, sách "Modern Operating Systems", Andrew S Tanenbaum: , 2nd ed, Prentice Hall Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn 7.1 Giới thiệu hệ thống file ‰ ‰ ‰ Bộ nhớ nội máy tính thường có dung lượng nhỏ, ₫ủ chứa chương trình liệu ₫ang ₫ược xử lý Cần có thiết bị khác làm chỗ chứa chương trình liệu ₫ã/₫ang/sẽ xử lý, thiết bị ₫ược gọi nhớ ngồi, cần có dung lượng lớn Có nhiều kỹ thuật khác ₫ể tạo nhớ ₫ĩa cứng, băng, CDROM, flash ROM, Đễ giúp user dùng loại nhớ dễ dàng, ₫ồng nhất, HĐH trừu tượng hóa chúng thành hệ thống phân cấp ₫ược gọi hệ thống file Chương giới thiệu kiến thức liên quan ₫ến việc quản lý hệ thống file HĐH Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file ‰ Các tính chất thiết yếu hệ thống file : ƒ cần có dung lượng lớn ₫ể chứa nhiều file chương trình liệu cần dùng máy tính ƒ nội dung ₫ược lưu hệ thống file phải tồn lâu dài, process tạo ₫ã chết ƒ nhiều process truy xuất ₫ồng thời vào phần tử hệ thống file Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Cấu trúc ổ ₫ĩa cứng Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file sector track Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa vật lý : ƒ disk vật lý không gian liệu chiều, disk = nhiều cylinder, cylinder gồm nhiều track (head — vòng tròn chứa tin) có ₫ường kính), track chứa nhiều cung chứa tin nhỏ ₫ược truy xuất ₫ộc lập (sector) Sector ₫ơn vị truy xuất tin nhỏ cấp vật lý (từ ngồi ta khơng thể truy xuất byte liệu disk ₫ược) ƒ muốn truy xuất sector, ta phải xác ₫ịnh tọa ₫ộ chiều (C,H,S) → khó tư ƒ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác cần nhiều sector chứa ₫ủ Ở cấp vật lý này, người dùng phải tự quản lý danh sách tọa ₫ộ sector chiều ₫ược dùng ₫ể lưu trữ liệu có nghĩa ₫ó → khó khăn phiền hà → cần cấp giao tiếp khác dễ sử dụng Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Thời gian truy xuất sector ₫ĩa vật lý = ∑ : thời gian dời ₫ầu ₫ọc/ghi ₫ến cyclinder cần truy xuất (thông qua từ tới n xung tác ₫ộng vào step motor) Đây hoạt ₫ộng tốn nhiều thời gian thời gian chờ ₫ĩa quay sector cần truy xuất vị trí ₫ầu ₫ọc/ghi (trung bình vòng quay) thời gian truy xuất liệu sector (tốn 1/n vòng quay) Thời gian truy xuất track/cylinder ₫ĩa vật lý = ∑ : thời gian dời ₫ầu ₫ọc/ghi ₫ến cyclinder cần truy xuất (thông qua từ tới n xung tác ₫ộng vào step motor) Đây hoạt ₫ộng tốn nhiều thời gian thời gian truy xuất liệu track/cylinder (tốn vòng quay) So sánh kết quã trên, ta thấy thời gian truy xuất sector hay track hay cyclinder gồm nhiều track → nên truy xuất lần cyclinder track hay sector Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp : ƒ disk luận lý cấp không gian liệu chiều, ₫ĩa = danh sách nhiều ₫ơn vị chứa tin có ₫ộ dài (cluster, block, sector luận lý) Độ dài cluster cần ₫ộc lập với ₫ộ dài sector ₫ĩa vật lý Để dễ quản lý, thường ta chọn kích thước cluster = 2i sector ƒ ₫ể truy xuất cluster, ta cần xác ₫ịnh tọa ₫ộ chiều (chỉ số) (0 → n) ƒ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác cần nhiều cluster chứa ₫ủ Ở cấp luận lý này, người dùng phải tự quản lý danh sách số cluster ₫ược dùng ₫ể lưu trữ liệu có nghĩa ₫ó → khó khăn phiền hà → cần cấp giao tiếp khác dễ sử dụng Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp : ƒ disk luận lý cấp không gian liệu chiều, ₫ĩa = danh sách nhiều ₫ơn vị chứa tin có ₫ộ dài thay ₫ổi tùy ý theo yêu cầu người dùng (file) Mỗi file ₫ược nhận dạng tên gợi nhớ thay số Để dễ quản lý, thường ta dùng n cluster ₫ĩa ₫ể lưu nội dung file ƒ muốn truy xuất file, ta cần xác ₫ịnh tên gợi nhớ thay số ƒ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác nhau, cấp ₫ộ ta cần thay ₫ổi kích thước file cho phù hợp → dễ quản lý thông tin chứa disk ƒ thường disk có dung lượng lớn chứa nhiều file liệu nên việc ₫ặt tên file dễ tranh chấp nhau, việc quản lý file gặp nhiều khó khăn (xóa/tạo mới, xác ₫ịnh file cần truy xuất, ) → cần cấp giao tiếp khác dễ sử dụng Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb.com/sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp : ƒ disk luận lý cấp không gian liệu dạng phân cấp, ₫ĩa = thư mục gốc chứa nhiều phần tử con, phần tử file thư mục ƒ muốn truy xuất file/thư mục, ta cần dùng pathname ƒ có loại pathname : tuyệt ₫ối tương ₫ối Pathname tuyệt ₫ối xuất phát từ thư mục gốc ₫ể tìm phần tử cần truy xuất Pathname tương ₫ối xuất phát từ thư mục hành (working) ₫ể tìm phần tử cần truy xuất Tùy thuộc vào ngữ cảnh cụ thể mà loại pathname thích hợp Khoa Cơng nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 10 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Quản lý người dùng Account : người ₫ược cấp account Hệ thống phục vụ người dùng thơng qua qui trình bước : ƒ Xác nhận người dùng : hệ thống yêu cầu người dùng cung cấp số thông tin ₫ể xác ₫ịnh ai, có hợp pháp khơng (thí dụ username+password account) Nếu hệ thống xác nhận người dùng hợp pháp, hệ thống biết người dùng ₫ó ₫ang dùng Account (thứ i danh sách quản lý) ƒ Phục vụ người dùng : lần người dùng i lệnh (₫ọc/ghi/xóa/ file A), hệ thống kiểm tra lệnh ₫ó có tương thích với quyền ₫ược ghi nhận account tương ứng với user không Nếu khơng báo sai, có phục vụ Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 50 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Ma trận ₫ặc tả quyền truy xuất tài nguyên user : ƒ Hàng i ghi nhận quyền user i tài nguyên ƒ Cột j ghi nhận quyền user tài nguyên j ƒ Khi có lệnh user i tài nguyên j, hệ thống xem phần tử (i,j) có cho phép chức tương ứng khơng ? Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 51 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Ma trận ₫ặc tả quyền truy xuất tài nguyên user : Kích thước lớn, số lượng cột ma trận Thay ₫ổi nhanh chóng, cột ₫ược thêm vào/xóa ₫i nhanh theo thời gian file tương ứng ₫ược tạo ra/xóa ₫i Dùng ma trận ₫ặc chiều khơng thích hợp Cần tìm cách biểu diễn ma trận quyền truy xuất cho vấn ₫ề ₫ược ₫ược khắc phục Lưu ý ma trận ₫ặc tả quyền truy xuất ma trận thưa tuyệt ₫ại ₫a số phần tử ma trận ₫ều có giá trị NULL Khoa Cơng nghệ Thơng tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 52 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Biểu diễn ma trận quyền truy xuất danh sách liên kết theo hàng : Kết hợp user danh sách liên kết (Capability), phần tử danh sách cho biết file ₫ược truy xuất hoạt ₫ộng cụ thể (Read/Write/Execute, ) ₫ược phép file ₫ó Hệ ₫iều hành Novell Netware dùng cách Trong thực tế số lượng phần tử danh sách Capability kết hợp với user lớn, người ta tối giản thêm cách gom file thư mục thành phần tử, phần tử thư mục với nghĩa : user i có quyền ₫ó thư mục xác ₫ịnh có quyền ₫ó phần tử gia phả Với cách tồi giản này, danh sách phần tử ₫ược phép truy xuất user giảm thiểu lớn, cần vài phần tử ₫ủ Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 53 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Biểu diễn ma trận quyền truy xuất danh sách liên kết theo cột : Kết hợp tài nguyên danh sách liên kết (ACL — Access Control List), phần tử danh sách cho biết user ₫ược truy xuất hoạt ₫ộng cụ thể (Read/Write/Execute, ) mà user ₫ó ₫ược phép tài nguyên tương ứng Hệ ₫iều hành Windows, Linux dùng cách Trong thực tế số lượng phần tử danh sách ACL kết hợp với tài nguyên lớn, thường có nhiều user có khả tài nguyên, ₫ó Unix ₫ã tối giản ACL bảng tra gồm phần tử sau : Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 54 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.7 Các việc quản lý khác hệ thống file Bảo mật truy xuất file Biểu diễn ma trận quyền truy xuất danh sách liên kết theo cột : Read Write Execute Owner 0/1 0/1 0/1 Group 0/1 0/1 0/1 Other 0/1 0/1 0/1 Bảng tra dài bit, ₫ây field Protection i-node chứa thông tin thuộc tính file tương ứng Khoa Cơng nghệ Thơng tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 55 https://fb.com/sinhvienzonevn 7.8 Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc ₫ĩa cứng PC MBR BR Partition BR Mỗi boot máy, ROM BIOS ₫ọc MBR vào RAM chạy Partition Trình bootstrap mã máy, có nhiệm vụ tìm partition active nạp BR partition vào máy giao ₫iều khiển cho 446 byte BR Partition BR Partition Mỗi ₫ĩa cứng chia tối ₫a partition ₫ộc lập, thông tin partition ₫ược lưu record 16 byte Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com 16 byte 16 byte 16 byte 16 byte Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 56 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc record ₫ặc tả partition bảng quản lý partition : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x0 BYTE 0x80 80 Active partition, 00 : No Active 0x1 BYTE 0x01 Starting Head 0x2 bits 0x01 * Starting Sector Only bits 0-5 are used 0x3 10 bits 0x00 * Starting Cylinder 0x4 BYTE 0x07 System ID Defines the volume type values 0x5 BYTE 0xFE Ending Head 0x6 bits 0xBF * Ending Sector Only bits 0-5 are used 0x7 10 bits 0x09 * Ending Cylinder 0x8 DWORD 0x3F000000 Relative Sectors 0xC DWORD 0x4BF57F00 Total Sectors Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 57 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc BootSector partition FAT32 : Byte Offset Field Length Field Name 0x00 bytes Jump Instruction 0x03 LONGLONG OEM ID 0x0B 53 bytes BPB (BIOS Parameter Block) 0x40 26 bytes Extended BPB 0x5A 420 bytes Bootstrap Code 0x01FE WORD End of Sector Marker Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 58 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc BPB FAT32 : Byte Offset Length Sample Value 0x0B 0x0D 0x0E 0x10 0x11 0x13 0x15 0x16 0x18 0x1A 0x1C 0x20 0x24 WORD 0x0002 BYTE 0x08 WORD 0x0200 BYTE 0x02 WORD 0x0000 WORD 0x0000 BYTE 0xF8 WORD 0x0000 WORD 0x3F00 WORD 0xFF00 DWORD 0xEE39D700 DWORD 0x7F324E00 DWORD 0x83130000 Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Field Name and Definition Bytes Per Sector (512byte) Sectors Per Cluster Reserved Sectors Number of FATs this field must be set to zero this field must be set to zero Media Descriptor (0xF8 -> hard disk) this field must be set to zero Sectors Per Track Number of Heads Hidden Sectors (before the boot sector) Large Sectors (total number of sectors) Sectors Per FAT (FAT32 only) Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 59 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc BPB FAT32 (tt) : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x28 WORD 0x0000 Extended Flags 0x2A WORD 0x0000 File System Version (FAT32 only) 0x2C DWORD 0x02000000 0x30 WORD 0x0100 File System Information Sector Number 0x34 WORD 0x0600 Backup Boot Sector 0x36 12 bytes 0x0000 Reserved Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Root Cluster Number Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 60 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc Extended BPB FAT32 : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x40 BYTE 0x80 hard disks -> 0x80 0x41 BYTE 0x00 Reserved 0x42 BYTE 0x29 Extended Boot Signature 0x43 DWORD 0xA88B3652 0x47 11 bytes NO NAME Volume Label 0x52 LONGLONG FAT32 System ID, chuỗi “FAT32” Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Volume Serial Number Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 61 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc thông tin partition FAT32 : Truy xuất cluster liệu file dựa vào entry thư mục bảng FAT Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 62 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Cấu trúc entry thư mục (entry chính) partition FAT32 : Cấu trúc entry thư mục (entry nới rộng) partition FAT32 : Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 63 https://fb.com/sinhvienzonevn Quản lý hệ thống file máy PC Thí dụ entry thư mục FAT32 ₫ược dùng ₫ể quản lý file có tên “The quick brown fox jumps over the lazydog” Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone.com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 64 https://fb.com/sinhvienzonevn ... Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone. com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide 19 https://fb .com/ sinhvienzonevn Giao tiếp sử dụng phân hệ quản lý thư mục Hệ thống file dùng thư mục... nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM SinhVienZone. com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb .com/ sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý. .. Khoa Tp.HCM SinhVienZone. com Môn : Hệ ₫iều hành Chương : Quản lý hệ thống file Slide https://fb .com/ sinhvienzonevn Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp : ƒ disk luận lý cấp không