Tham khảo tài liệu ''giáo trình hướng dẫn phân tích chuyển địa chỉ trong kỹ thuật table indecator kết hợp paging p5'', công nghệ thông tin, quản trị mạng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
y o c u -tr a c k c hoạt động hệ thống file Một nhiệm vụ quan trọng hệ thống file theo dõi việc lưu trữ file đĩa, theo dõi điều hành việc truy cập file tiến trình, bảo vệ file nội dung file, …Cấu trúc, tổ chức hoạt động nhiệm vụ hệ thống file hệ điều hành, hệ điều hành cụ thể, xem xét chương Tổng quan quản lý tập tin đĩa IV.1.1 Tập tin hệ thống quản lý tập tin Tập tin (File): Tập tin đơn vị logic lưu trữ xử lý thành phần quản lý tập tin hệ điều hành Hệ điều hành cung cấp cơng cụ để người sử dụng chương trình người sử dụng lưu trữ tập tin thiết bị lưu trữ (đĩa thiết bị media khác) đọc lại tập tin nhanh Mỗi tập tin hệ điều hành tạo tương ứng với tên cụ thể đó, tên tập tin khái niệm trừu tượng, tạo đồng tập tin với thiết bị lưu trữ khác Nhờ đó, mà người sử dụng dễ dàng truy xuất tập tin thơng qua tên Đa số hệ điều hành cho phép tên tập tin dãy kí tự ASCII Unicode Nội dung tập tin chương trình, tập thủ tục khối liệu Nó dãy byte không cấu trúc, hệ điều hành nội dung tập tin Một dãy record có chiều dài cố định Hay cấu trúc cây, gồm record khơng có độ dài, record có trường khố để giúp cho việc tìm kiếm nhanh Các hệ điều hành hỗ trợ nhiều kiểu tập tin khác như: tập tin thường, tập tin thư mục, tập tin có ký tự đặc biệt, tập tin khối Tập tin thường tập tin text hay tập tin nhị phân chứa thông tin người sử dụng Tập tin thư mục tập tin hệ thống dùng để lưu giữ cấu trúc hệ thống tập tin Tập tin có ký tự đặc biệt, liên quan đến nhập xuất thông qua thiết bị nhập xuất hình, máy in, mạng Tập tin khối dùng để truy xuất thiết bị lưu trữ khối (đĩa thiết bị lưu trữ khối) Thiết bị lưu trữ tập tin thường chia thành block có kích thước cố định nhau, block đánh địa để phân biệt Thành phần quản lý tập tin hệ điều hành có nhiệm vụ cấp phát thu hồi block cho tập tin cần thiết Vì kích thước tập tin thay đổi, nên hệ điều hành thường tổ chức cấp phát động block cho tập tin Hệ điều hành tổ chức cấp phát tĩnh block cho tập tin có kích thước khơng thay đổi tập tin thực thi, tập tin thư viện, … Cấp phát tĩnh nhanh đơn giản nhiều so với cấp phát động Các hệ điều hành cho phép truy xuất tập tin theo cách ngẫu nhiên Trong hệ thống truy xuất tuần tự, tiến trình đọc tất byte d o m o w w w d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k c y o c u -tr a c k c record tập tin, theo thứ tự, từ vị trí bắt đầu mà khơng thể bỏ qua byte hay record Truy cập ngẫu nhiên ngược lại, tiến trình truy xuất byte hay record file Trong hai cách phải vị trí bắt đầu đọc Trong cách thứ nhất, thao tác đọc cần phải xác định ví trí bắt đầu đọc file Trong cách thứ 2, trước đọc hệ thống phải tìm đến (SEEK) vị trí bắt đầu đọc, sau tiến hành đọc cách thứ Hệ thống quản lý tập tin (File management System): Hệ thống quản lý tập tin, hay gọi ngắn gọn hệ thống tập tin, tập dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp cho người sử dụng chương trình người sử dụng để đối tượng sử dụng tập tin hệ thống Người sử dụng chương trình người sử dụng truy xuất tập tin thông qua hệ thống tập tin Hệ thống quản lý tập tin hệ điều hành phải đáp ứng mục tiêu sau đây: Đáp ứng yêu cầu lưu trữ liệu người sử dụng, bao gồm: khả lưu trữ, độ tin cậy hiệu suất Cực tiểu hay loại bỏ nguy dẫn đến hỏng liệu Cung cấp hỗ trợ vào/ra cho nhiều loại thiết bị lưu trữ khác Cung cấp hỗ trợ vào/ra cho nhiều người sử dụng hệ thống đa người sử dụng Cung cấp tập chuẩn thủ tục giao diện vào/ra Đối với người sử dụng hệ thống quản lý tập tin hệ điều hành phải đáp ứng yêu cầu tối thiểu sau đây: Mỗi người sử dụng phải tạo (create), xố (delete) thay đổi (change) tập tin Mỗi người sử dụng điều khiển để truy cập đến tập tin người sử dụng khác Mỗi người sử dụng phải di chuyển liệu tập tin Mỗi người sử dụng phải truy cập đến tập tin họ thông qua tên tượng trưng tập tin Mỗi người sử dụng phải dự phịng khơi phục lại tập tin họ trường hợp hệ thống bị hỏng Kiến trúc hệ thống tập tin (File System Architecture): Các hệ điều hành khác có cách tổ chức hay kiến trúc hệ thống tập tin khác Hình vẽ sau trình bày kiến trúc hệ thống tập tin chung mà hệ điều hành thường sử dụng Uer Program Pile Seque Index- Inde Hash d o m o w w w d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k c y o c u -tr a c k c Cấp thấp kiến trúc điều khiển thiết bị (device driver) truyền thông trực tiếp với thiết bị ngoại vi Device driver chịu trách nhiệm khởi tạo thao tác vào/ra thiết bị xử lý yêu cầu vào/ra Các device driver hệ thống tập tin thường điều khiển đĩa Cấp kế device driver, xem hệ thống tập tin sở (basic file system), cấp vào/ra vật lý, giao diện mơi trường bên ngồi với hệ thống máy tính Nó giao tiếp với block liệu trao đổi đĩa với hệ thống kết nối với block đĩa buffer nhớ Nó khơng hiểu liệu cấu trúc file phức tạp Cấp basic I/O supervisor chịu trách nhiệm khởi tạo kết thúc tất thao tác vào/ra tập tin Tại cấp này, cấu trúc điều khiển trì, cấu trúc điều khiển giao tiếp với thiết bị vào/ra, phận lập lịch đọc đĩa phận quản lý trạng thái tập tin Basic I/O supervisor kết hợp với phận lập lịch đọc đĩa để tối ưu thao tác đọc đĩa, nhằm góp phần tăng tốc độ truy xuất tập tin chương trình người sử dụng Cấp vào/ra logic (Logical I/O) thành phần quan trọng hệ thống tập tin, cho phép người sử dụng chương trình người sử dụng truy cập đến record Trong hệ thống tập tin sở giao tiếp với block liệu, logical I/O giao tiếp với record file Logical I/O cung cấp công cụ chung để thực thao tác vào/ra file dựa record Cấp kiến trúc hệ thống tập tin kết hợp chặt chẽ với người sử dụng Nó cung cấp giao diên chuẩn chương trình người sử dụng, hệ thống tập tin thiết bị lưu trữ liệu Các phương pháp truy cập liệu khác phản ánh cấu trúc tập tin khác cách khác để truy cập xử lý liệu Các phương pháp truy cập là: Pile, Sequential file, Indexedsequential file, Indexed file, Hashed, vv Xem cụ thể [6] IV.1.2 Bảng danh mục tập tin chia sẻ d o m o w w w d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k c y o c u -tr a c k c Bảng danh mục (Directory Table): Các hệ điều hành phải tổ chức bảng danh mục, để lưu trữ thông tin liên quan đến tập tin thư mục tồn đĩa (hoặc thiết bị lưu trữ khác), đặc biệt thông tin cho biết vị trí lưu trữ nội dung tập tin đĩa Để truy xuất đến tập tin hệ điều hành cần phải thông qua bảng danh mục Bảng danh mục gồm nhiều entry (phần tử/mục vào), phần tử dùng để chứa thông tin tập tin hay thư mục đĩa Khi có tập tin/ thư mục tạo hệ điều hành dùng phần tử bảng danh mục để chứa thơng tin Khi tập tin/ thư mục bị xố khỏi đĩa hệ điều hành giải phóng phần tử bảng danh mục Có thể xem phần tử bảng danh mục tương ứng tập tin vị trí lưu trữ tập tin tên đĩa Số lượng phần tử bảng danh mục bị giới hạn cố định trước khơng có giới hạn tăng/ giảm cần Bảng danh mục chứa khơng gian đặc biệt đĩa, chứa file metadata đĩa Trong q trình hoạt động hệ thống bảng danh mục thường hệ điều hành nạp từ đĩa vào nhớ, để sẵn sàng cho việc truy xuất file hệ điều hành sau Một phần tử danh mục phải chứa thông tin tối thiểu sau đây: Tên tập tin; Kiểu tập tin; Địa vật lý tập tin đĩa Các thông tin kiểm tra truy nhập tập tin; Các thông tin quản trị tập tin; vv Các hệ điều hành thường thiết kế sử dụng bảng danh mục hai mức Mức 1, gọi bảng danh mục chủ, bao gồm trỏ trỏ tới bảng danh mục người sử dụng Mức 2, gọi bảng danh mục người sử dụng, bao gồm tên tập tin địa vật lý tập tin đĩa,… Tổ chức bảng thư mục gốc bảng thư mục cài đặt cụ thể cấu trúc bảng danh mục hai mức hệ điều hành MS_DOS Muốn truy xuất đến tập tin người sử dụng chương trình người sử dụng phải thông qua danh mục chủ danh mục người sử dụng hay thông qua thư mục gốc thư mục hệ điều hành MS_DOS Để thực thao tác nội dung tập tin trước hết tập tin phải mở Khi nhận yêu cầu mở tập tin hệ điều hành sử dụng đường dẫn người sử dụng hay chương trình người sử dụng để tìm đến mục vào tương ứng với tập tin cần mở bảng danh mục Phần tử bảng danh mục cung cấp thông tin cần thiết để hệ điều hành tìm đến block đĩa chứa nội dung tập tin Tùy vào hệ điều hành mà thơng tin địa tất block đĩa chứa nội dung tập tin (trong chiến lược cấp phát liên tục), địa block đĩa chứa nội dung tập tin (trong chiến lược danh sách liên kết danh sách kiên kết mục), số hiệu I-node (trong chiến lược I-node) Các chiến lược trình bày phần quản lý block chứa file đĩa sau .d o m o w w w d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k c y o c u -tr a c k c Tổ chức bảng thư mục gốc MS_DOS, windows98 MFT windowsNT/2000 cài đặt cụ thể cấu trúc bảng danh mục hệ điều hành Tổ chức bảng thư mục gốc MS_DOS, windows98, windowsNT/ 2000 xem xét phần sau chương Tập tin chia sẻ (Shared File): Tập tin chia sẻ xuất môi trường nhiều người sử dụng, kỹ thuật hệ điều hành, nhằm giúp nhiều người sử dụng hệ thống sử dụng tập tin Đối với người sử dụng, tập tin chia sẻ tập tin xuất đồng thời thư mục khác người sử dụng khác Kỹ thuật chia sẻ tập tin thường hệ điều hành sử dụng là, cho phép phần tử bảng danh mục người sử dụng khác chứa thông tin tập tin chia sẻ đó, đặc biệt thơng tin địa block đĩa chứa nội dung tập tin chia sẻ Khi có liên kết chia sẻ thiết lập đến người sử dụng đó, hệ điều hành cần chép danh sách block đĩa file chia sẻ đến phần tử tương ứng bảng danh mục người sử dụng người sử dụng Kỹ thuật đơn giản dễ cài đặt xuất vấn đề: tập tin cập nhật người sử dụng cập nhật khơng nhìn thấy người sử dụng khác (điều vi phạm mục đích việc chia sẻ tập tin) Vì tập tin cập nhật hệ điều hành phải cung cấp thêm vài block đĩa cho nó, địa block đĩa liệt kê thêm phần tử tương ứng bảng danh mục người sử dụng thực cập nhật tập tin mà không liệt kê bảng danh mục người sử dụng khác Vấn đề giải sau: danh sách địa block đĩa chứa tập tin chia sẻ không liệt kê phần tử bảng danh mục, mà chứa khối liệu có cấu trúc đó, tạm gọi khối liệu mơ tả lưu trữ tập tin hay nói gọn khối mô tả lưu trữ Khối mô tả lưu trữ gắn vào tập tin chia sẻ kích thước nhỏ, đặt vị trí đĩa, kích thước lớn (trường hợp dùng chung cho nhiều tập tin chia sẻ) Mọi sư thay đổi danh sách địa block đĩa chứa tập tin chia sẻ phản ánh khối mô tả lưu trữ Các phần tử bảng danh mục đóng vai trị trỏ trỏ đến khối mô tả lưu trữ tập tin chia sẻ, nhờ mà thay đổi tập tin chia sẻ từ người sử dụng số người sử dụng chia sẻ tâp tin nhìn thấy từ tất người sử dụng cịn lại Trong mơi trường nhiều người sử dụng, việc chia sẻ tập tin cho nhiều người sử dụng cần thiết mang lại nhiều thuận lợi Nhưng phát sinh nhiều lỗi trình sử dụng tập tin chia sẻ nhiều người sử dụng chương trình người sử dụng, mà hệ điều hành không tổ chức giám sát tốt d o m o w w w d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k c ... mà thơng tin địa tất block đĩa chứa nội dung tập tin (trong chiến lược cấp phát liên tục), địa block đĩa chứa nội dung tập tin (trong chiến lược danh sách liên kết danh sách kiên kết mục), số... nhiên ngược lại, tiến trình truy xuất byte hay record file Trong hai cách phải vị trí bắt đầu đọc Trong cách thứ nhất, thao tác đọc cần phải xác định ví trí bắt đầu đọc file Trong cách thứ 2, trước... sử dụng, kỹ thuật hệ điều hành, nhằm giúp nhiều người sử dụng hệ thống sử dụng tập tin Đối với người sử dụng, tập tin chia sẻ tập tin xuất đồng thời thư mục khác người sử dụng khác Kỹ thuật chia