System plików i zarządzanie pamięcią pomocniczą. Koncepcja pliku. Atrybuty pliku. Struktura pliku. Typ pliku nazwa, rozszerzenie (extension)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "System plików i zarządzanie pamięcią pomocniczą. Koncepcja pliku. Atrybuty pliku. Struktura pliku. Typ pliku nazwa, rozszerzenie (extension)"

Radosław Witek
8 lat temu
Przeglądów:

1 System plików i zarządzanie pamięcią pomocniczą Koncepcja pliku Ciągła logiczna przestrzeń adresowa Koncepcja pliku Metody dostępu Organizacja systemu plików Metody alokacji Struktura dysku Zarządzenie dyskiem Typy: Dane numeryczne znakowe binarne Program Struktura pliku Atrybuty pliku Prosta sekwencja słów lub bajtów Struktura prostego rekordu Rozmiar stały Rozmiar zmienny Struktury złożone Dokument formatowany Plik kodu relokowalnego Wstawiając znaki sterujące do pliku bez struktury można symulować strukturę rekordową lub struktury złożone. Kto decyduje: System operacyjny Program Nazwa (name) przechowywana w formacie czytelnym dla człowieka. Typ (type) potrzebny w systemach dopuszczających różne typy plików. Położenie (location) wskaźnikdoplikunaurządzeniu. Rozmiar (size) aktualny rozmiar pliku. Ochrona (protection) służy do sprawdzenia, kto ma prawo do odczytu, zapisu, wykonania. Czas, data, i identyfikator użytkownika (time, date, and user identification) dane używane do ochrony, zabezpieczeń i monitorowania użycia pliku. Informacje dotyczące plików są przechowywane w strukturze katalogu (na dysku) Operacje na pliku Typ pliku nazwa, rozszerzenie (extension) Utwórz (create) Zapisz (write) Czytaj (read) Pozycjonowanie wewnątrz pliku (seek) Usuwanie (delete) Obcięcie (truncate) Otwórz(F i ) (open(f i )) odszukaj pozycję F i w katalogu i prześlij zawartość do pamięci. Zamknij(F i ) (close (F i )) prześlij zawartość pamięci wskazywaną przez F i do struktury katalogowej na dysku

2 Stosowanie nazwy Metody dostępu Dostęp do pliku poprzez nazwę Unix i Windows - nazwa do 255 znaków DOS nazwa 8 znaków i 3 znaki rozszerzenia (8.3) Unix dowolny znak oprócz / \ Windows dowolny znak oprócz \/:*?"<> Windows tworzy wersję 8.3 dla długich nazw: po 6 znaku wstawia~anastępnie numer kolejny i rozszerzenie. Sekwencyjny (Sequential Access) read next write next reset no read after last write (rewrite) Bezpośredni (Direct Access) read n write n position to n read next write next rewrite n n = względny numer bloku Plik o dostępie sekwencyjnym Dostęp sekwencyjny do pliku o dostępie bezpośrednim Plik indeksowy Struktura katalogu Zbiór węzłów zawierających informacje o plikach Katalog Pliki F1 F2 F3 F4 Fn Katalogi i pliki na dysku. Backup np. na taśmach

3 Organizacja typowego systemu plików Informacje w katalogu urządzenia Nazwa (Name) Typ (Type) Adres (Address) Aktualna długość (Current length) Długość maksymalna (Maximum length) Data ostatniego dostępu Data ostatniej aktualizacji ID użytkownika Informacja dot. ochrony Operacje na katalogu Katalog jednopoziomowy Wyszukiwanie pliku Tworzenie pliku Usuwanie pliku Listowanie katalogu Zmiana nazwy pliku Jeden katalog dla wszystkich użytkowników. Problem nazewnictwa Problem grupowania Struktura drzewiasta Listy dostępu i grupy Tryby dostępu: read, write, execute Klasy użytkowników: RWX a) owner access RWX b) group access RWX c) public access

4 Metadane Blok kontrolny pliku (File Control Block) Struktury systemu plików Metody alokacji Określa sposób przypisania bloków dyskowych do plików: Alokacja ciągła (Contiguous allocation) Alokacja listowa (Linked allocation) Alokacja indeksowa (Indexed allocation) Alokacja ciągła Alokacja ciągła - przykład Plik zajmuje ciąg kolejnych bloków na dysku. Prostota wystarczy adres (block #) i długość (liczba bloków). Dostęp swobodny. Marnotrawstwo przestrzeni (problem dynamicznej alokacji pamięci fragmentacja zewnętrzna). Pliki nie mogą rosnąć

5 Alokacja listowa FAT (File-Allocation Table) Alokacja indeksowa Alokacja indeksowa - przykład Wskazania do pliku zgrupowane w jednym bloku (index block): Tabela indeksowa Budowa dysku Struktura dysku Talerze: 2-6 Ścieżki: 16k 64k bajtów na ścieżce Cylindry: 1k 10k cylindrów Sektory: 8-32 na ścieżce Sektor - jednostka zapisu/odczytu informacji na dysku od 32 do 4096 bajtów. Obroty: obr/s Dostęp do danych adresowany: Powierzchnia (surface), Ścieżka (track), Sektor (sector) 3D tablica sektorów

6 Struktura dysku Adres bloku Przez SO dysk widziany jest jako jednowymiarowa tablica bloków logicznych (logical blocks) - najmniejszych jednostek transferu. Ta tablica jest odwzorowana na sektory (sekwencyjnie) Sektor0topierwszysektornapierwszejścieżce na zewnętrznym cylindrze. Odwzorowanie przebiega kolejno; na ścieżce, potem na kolejnych ścieżkach danego cylindra, a następnie na cylindrach aż do najbardziej wewnętrznego. OS traktuje dysk jako 1D tablicę bloków. s liczba sektorów na ścieżce t liczba ścieżek na cylindrze Adres bloku b na cylindrze i, powierzchni j, sektor k b=k+s (j+i t) Planowanie dostępu do dysku Algorytmy planowania SO jest odpowiedzialny za efektywne używanie sprzętu: Krótki czas dostępu Duża szybkość transferu. Na czas dostępu wpływają: Czas przeszukiwania (seek time) czas na przesunięcie głowicy nad cylinder zawierający żądany sektor. Czas oczekiwania (rotational latency) czas oczekiwania na obrót dysku, aby sektor był pod głowicą. Należy minimalizować czas przeszukiwania. Szybkość transferu łączna liczba bajtów przesłanych podzielona przez czas od chwili pierwszego żądania obsługi do zakończenia transferu. FCFS First Come First Served SSTF Shortest Seek Time First SCAN C-SCAN C-LOOK Przykładowa kolejka żądań (0-199). 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Głowica nad cylindrem FCFS SSTF Głowica przesuwa się nad 640 cylindrami. Wybiera zamówienie o minimalnym czasie przeszukiwania od bieżącej pozycji głowicy. SSTF pochodzi od algorytmu SJF; może powodować zagłodzenie niektórych zamówień. Przykład: łączny ruch głowicy nad 236 cylindrami

7 SCAN Głowica staruje od jednego końca dysku i przemieszczając się do przeciwległego końca, obsługuje zamówienia; Na drugim końcu zmienia kierunek ruchu. C-SCAN Skanowanie cykliczne; w drodze powrotnej nie obsługuje zamówień C-LOOK Wybór algorytmu Wersja C-SCAN Głowica przesuwa się do skrajnego zamówienia w danym kierunku; SSTF często stosowany; dość naturalny. SCAN i C-SCAN gdy dużo zamówień na operacje dyskowe. Jakość algorytmu zależna od liczby i rodzaju zamówień. Zamówienia na usługi dyskowe zależą od metody przydziału pliku (metody alokacji) Zarządzanie dyskiem Cena 1 M bajtu dysków twardych, lata 1981 do 2000 Formatowanie niskiego poziomu (Low-level formatting), lub formatowanie fizyczne (physical formatting) Podział dysku na sektory, które sterownik dysku zapisuje lub odczytuje. SO tworzy własne struktury danych na dysku: Partycje (Partitions) grupy cylindrów. Formatowanie logiczne (logical formatting)

Podobne dokumenty

Systemy plików i zarządzanie pamięcią pomocniczą. Struktura pliku. Koncepcja pliku. Atrybuty pliku

Systemy plików i zarządzanie pamięcią pomocniczą Koncepcja pliku Metody dostępu Organizacja systemu plików Metody alokacji Struktura dysku Zarządzanie dyskiem Struktura pliku Prosta sekwencja słów lub