Bài giảng Hệ điều hành: Chương 10B - Hệ thống file được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức về hiện thực hệ thống file và thư mục; các phương pháp quản lý không gian trống; sao lưu và phục hồi. Mời các bạn tham khảo bài giảng để hiểu rõ hơn về những nội dung này.
Chương 10: Hệ Thống File • 10.B Hiện thực hệ thống file thư mục Các phương pháp quản lý không gian trống Sao lưu phục hồi Sơ đồ bố trí (layout) hệ thống file (1/4) Tổ chức khơng gian đĩa (máy tính cá nhân – PC) Partition control block i-nodesFCB’s Sơ đồ bố trí hệ thống file (2/4) Partition control block lưu số lượng block partition, kích thước block, số lượng free block thời trỏ đến chúng,… lưu số lượng free FCB thời trỏ đến chúng,… Ví dụ “superblock” UNIX File System File control block (FCB): file quản lý thông qua FCB lưu thơng tin file, kể trỏ đến data block Ví dụ “i-node” UNIX File System: Sơ đồ bố trí hệ thống file (3/4) Layout partition chứa hệ thống file UNIX Sơ đồ bố trí hệ thống file (4/4) FAT dùng để bảng FAT dùng để hệ thống file Layout partition chứa hệ thống file FAT Boot sector FAT Root directory Data blocks VFS (Virtual File System) Cung cấp giao diện đồng cho ứng dụng độc lập với file system cụ thể nhiều file system khác hệ thống Ứng dụng open, read, write, opendir,… : gọi hàm/thủ tục VFS switch ext2 file system FAT file system disk partition disk partition NFS file system VFS (Virtual File System) Vị trí VFS file system software I/O call path (Linux) Ứng dụng user space VFS ext2_file_write() File system cụ thể, ext2 Định thời cho thiết bị block Device driver from Lunde Hiện thực file Cấp phát không gian lưu trữ cho file/directory, mục tiêu: sử dụng không gian đĩa hữu hiệu truy cập file nhanh Nếu số lượng kích thước file khơng thay đổi động thực file nào? 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 mục (indexed allocation) Cấp phát liên tục Seek time? Di chuyển đầu đọc? Có thể truy xuất ngẫu nhiên block file: block nr = start + block offset Phân mảnh ngoại Vấn đề tạo file cần thêm block cho file Ứng dụng: ISO-9660 (CDROM) Cấp phát theo danh sách liên kết (1/2) −1 pointer data layout block −1 10 Duyệt path name để lấy block nr file Ví dụ: Xác định block liệu file /a/b/c i-node of / (the 1st one of i-list, by convention) 18 i-node: chia sẻ file (1/2) Thư mục i-node 27 i-node 51 19 i-node: chia sẻ file (2/2) Thư mục i-node 27 i-node 51 i-node 27 20 Quản lý không gian trống • Các phương pháp Bit vector (bit map) Linked list Grouping Counting 21 Phương pháp bit vector (bit map) n-1 … Ưu: Đơn giản hiệu cần tìm khối trống chuỗi khối trống liên tục bit[ i ] = ⇒ block i trống ⇒ block i cấp Khuyết: Cần khơng gian lưu trữ Ví dụ Ví dụ: bit vector 00111100… ⇔ Thao tác bit Kích thước block = 212 byte Kích thước đĩa = 230 byte n = 230/212 = 218 bit (32KB) block 0, trống block 2, 3, 4, cấp block 6, trống … 22 Phương pháp dùng linked list Phương pháp Liên kết khối trống với Chỉ cần giữ trỏ đến khối nhớ trống đĩa cache nhớ để tăng tốc Ưu: Ít lãng phí khơng gian đĩa Khuyết: Khơng hiệu quả; trường hợp xấu phải duyệt toàn đĩa để tìm khơng gian trống liên tục 23 Grouping counting (1/2) Phương pháp grouping Địa n khối trống lưu khối trống Khối nhớ thứ n chứa địa n khối nhớ trống Phương pháp counting Tổ chức bảng mục entry: địa khối trống nhóm khối trống liên tục số đếm số lượng khối trống Có thể cấp phát thu hồi đồng thời nhiều khối nhớ liên tục 24 Grouping counting (2/2) Ví dụ: Phương pháp linked list Phương pháp grouping: n = Block lưu 3, 4, Block lưu 8, 9, 10 Block 10 lưu 11, 12, 13 Block 13 lưu 17, 28, 25 Block 25 lưu 26, 27 Phương pháp counting: nội dung index block 17 25 25 Journaling file system Journaling file system Ghi nhận lần cập nhật file system thành giao tác (transaction) Mọi transaction phải ghi nhận log file Một transaction xem hoàn tất (commit) ↔ ghi nhận đầy đủ log file (lúc này, file system chưa cập nhật) Khi file system cập nhật với đầy đủ tác vụ transaction transaction xóa log file Nếu file system bị hỏng → hệ điều hành dựa vào transaction log file để sửa chữa Tham khảo thêm Linux-ext3, JFS, NTFS 26 Phụ lục -1.27- MS-DOS File System (1/2) MS-DOS directory entry 28 MS-DOS File System (2/2) Maximum partition for different block sizes The empty boxes represent forbidden combinations 29 Windows 98 File System (1/3) Extended MOS-DOS directory entry used in Windows 98 Bytes 30 UNIX V7 File System (1/2) A UNIX V7 directory entry i-node number 34 UNIX V7 File System (2/2) The steps in looking up /usr/ast/mbox 35 ... (3/4) Layout partition chứa hệ thống file UNIX Sơ đồ bố trí hệ thống file (4/4) FAT dùng để bảng FAT dùng để hệ thống file Layout partition chứa hệ thống file FAT Boot sector FAT Root directory... “superblock” UNIX File System File control block (FCB): file quản lý thơng qua FCB lưu thông tin file, kể trỏ đến data block Ví dụ “i-node” UNIX File System: Sơ đồ bố trí hệ thống file (3/4) ... UNIX file system FAT file system first block nr i-node 17 Duyệt path name để lấy block nr file Ví dụ: Xác định block liệu file /a/b/c i-node of / (the 1st one of i-list, by convention) 18 i-node: