Chương 6 HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN
6.3 Cài đặt hệ thống quản lýù file
Người sử dụng chỉ quan tâm đến các thao tác trên tập tin và thư mục. Khi lưu trữ file buộc phải sử dụng bộ nhớ ngồi. Nhiệm vụ chính của hệ điều hành phải đảm bảo sau khi hệ thống file được cài đặt trên bộ nhớ ngồi phải cĩ tối thiểu các chức năng sau:
- Quản lý khơng gian nhớ tự do trên bộ nhớ ngồi.
- Cấp phát khơng gian nhớ tự do.
- Cung cấp các khả năng định vị bộ nhớ ngồi.
- Hệ thống làm việc hiệu quả và tin cậy trên hệ thống cài đặt đĩ.
6.3.1 Bảng thư mục
Khi đọc một tập tin, tập tin phải được mở trước đĩ. Để mở được tập tin hệ
thống phải biết đường dẫm do người sử dụng cung cấp và định vị trong cấu trúc thư mục. Khi lưu trữ, các file hay thư mục được tổ chức lưu thành các khối. Đầu vào thư mục sẽ cung cấp các thơng tin cần thiết để tìm kiếm các khối. Trong hệ thống file tổ chức việc lưu trữ hợp lý nhờ quản lý bảng thư mục.
Trong hệ thống DOS và Window hệ thống quản lý này gọi là bảng FAT.
6.3.2 Các phương pháp cài đặt bảng phân phối vùng nhớ
Để lưu trữ dữ liệu của các file, thư mục cần phải cĩ những nguyên tắc lưu trữ các khối dữ liệu trên bộ nhớ ngồi hợp lý. Nguyên tắc này gọi là nguyên tắc cấp phát bảng phân phối vùng nhớ cho các file.
Cấp phát liên tục
Để phân phối khơng gian nhớ cho một file, hệ thống chọn một đoạn liên tục các khối đĩa tự do để cấp phát cho file đĩ. Với phương pháp này, để định vị file hệ thống chỉ cần biết địa chỉ của khối đĩa tự do đầu tiên và số khối cấp phát.
Với phương pháp cấp phát này là hỗ trợ cho phương pháp truy nhập tuần tự và truy nhập trực tiếp ï Nhưng khi phân phối chúng phải tìm các khơng gian nhớ tự do đủ lớn cho việc cấp phát cĩ thể chọn các thuật tốn ( First Fit , Best Fit , Worst Fit) Hạn chế ở đây khơng đủ vùng nhớ liên tục để cấp phát gây lãng phí bộ nhớ . Việc cấp phát này thường chỉ được áp dụng một lần trên các thiết bị lưu trữ như : CD ROM, băng từ. 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 28 29 30 31 Directory
File Start Length F1 0 2 F2 14 3 F3 19 6 F4 28 4 F5 6 2 Cấp phát liên kết
Trong phương pháp này, mỗi file được định vị theo danh sách liên kết trong thư mục thiết bị bằng hai con trỏ, một cái trỏ khối đầu tiên, một cái trỏ khối cuối cùng đã cấp phát cho file. Trong mỗi khối đĩa đã cấp phát cũng cĩ một con trỏ để trỏ tới khối đĩa kế tiếp.
Thí dụ: File F1 được cấp thành 5 khối đĩa cĩ số hiệu là 9,16,11,1, 15. Khối đàu tiên là 9 , khối cuối là 25.
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 28 29 30 31 Directory File Start End
F1 9 25
Cấp phát liên kết cĩ ưu điểm là sử dụng được các khối tự do nằm tản mạn nhưng chỉ hỗ trợ truy nhập tuần tự, khơng hỗ trợ truy nhập trực tiếp ; độ tin cậy khơng đảm bảo nếu bị mất con trỏ và tốn khơng gian lưu trữ con trỏ chiếm khoảng (0,38%).
Cấp phát theo chỉ số
Trong phương pháp này, để cấp phát khơng gian nhớ cho một file , hệ thống sử dụng một khối đĩa theo chỉ số (index block) cho mỗi file. Trong khối đĩa chỉ số
chứa địa chỉ các khối đĩa đã cấp phát cho file, trong thư mục thiết bị địa chỉ của các khối đĩa chỉ số. Khi một khối đĩa được cấp phát cho file thì hệ thống loại bỏ địa chỉ của khối đĩa này ra khỏi danh sách các khối đĩa tự do và cập nhật vào khối chỉ số của file.
Phương pháp cấp phát theo chỉ số hỗ trợï truy nhập trực tiếp nhưng lãng phí khơng gian nhớ dành cho khối đĩa chỉ số. Kích thước tập tin được mở rộng hơn.
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 28 29 30 31 Directory
File Index block F1 19 9 16 1 10 25 Sơ đồ cấp phát theo chỉ số Cấp phát theo i-node
Một i-node bao gồm 2 phần. Phần thứ nhất là thuộc tính tập tin. Phần thứ 2 chứa địa chỉ của khối dữ liệu. Phần này chia làm 2 phần nhỏ. Phần nhỏ thứ nhất bao gồm 10 phần tử , mỗi phần tử chứa địa chỉ khối dữ liệu của tập tin. Phần tử thứ 11 chứa single indirect khối, chứa địa chỉ một khối trong khối đĩ chứa một bảng cĩ đến 210 phần tử , mỗi phần tử mới chứa địa chỉ của khối dữ liệu. Phần tử thứ 12 chứa double indirect khối để chứa địa chỉ của địa chỉ khối và tương tự như vậy phần tử thứ 13 chứa triple indirect khối.
Single indirect Double indirect Triple indirect Direct blocks data data data data data data data data data data data data owners timestamps size block count Mode Cấu trúc i-node
Việc tổ chức theo i-node là một hình thức cấp phát theo kiểu liên kết mở rộng,
nên cĩ thể vừa tìm kiếm tuần tự và ngẫu nhiên. Các dữ liệu được cấp phát tối ưu theo độ ưu tiên dễ mở rộng kích thước file. Nhưng một tập tin bị xố việc cập lại các i-node tương đối phức tạp. Hệ UNIX dùng theo kiểu phân phối này.