Nội dung

MÔN HỆ ĐIỀU HÀNH Chương 7 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 các cluster chưa dùng 7.7 Các việc quản lý khác trên hệ thống file 7.8 Quản lý hệ thống file trên 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 Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 1 7.1 Giới thiệu hệ thống file ‰ ‰ ‰ Bộ nhớ nội của máy tính thường có dung lượng nhỏ, chỉ ₫ủ chứa chương trình và dữ liệu ₫ang ₫ược xử lý. Cần có thiết bị khác làm chỗ chứa các chương trình và dữ liệu ₫ã/₫ang/sẽ xử lý, thiết bị này ₫ược gọi là bộ nhớ ngoài, nó cần có dung lượng rất lớn. Có rất nhiều kỹ thuật khác nhau ₫ể tạo ra bộ nhớ ngoài như ₫ĩa cứng, băng, CDROM, flash ROM,... Đễ giúp user dùng các loại bộ nhớ ngoài dễ dàng, ₫ồng nhất, HĐH sẽ trừu tượng hóa chúng thành 1 hệ thống cây phân cấp ₫ược gọi là hệ thống file. Chương này sẽ giới thiệu các kiến thức liên quan ₫ến việc quản lý hệ thống file của HĐH. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 2 Giới thiệu hệ thống file ‰ Các tính chất thiết yếu của 1 hệ thống file : ƒ nó cần có dung lượng rất lớn ₫ể chứa rất nhiều file chương trình và dữ liệu cần dùng trên máy tính. ƒ nội dung ₫ược lưu trên hệ thống file phải tồn tại lâu dài, ngay cả khi process tạo ra nó ₫ã chết. ƒ nhiều process có thể truy xuất ₫ồng thời vào từng phần tử trên hệ thống file. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 3 Giới thiệu hệ thống file Cấu trúc của một ổ ₫ĩa cứng Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 4 Giới thiệu hệ thống file sector track Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 5 Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa vật lý : ƒ disk vật lý là không gian dữ liệu 3 chiều, mỗi disk = nhiều cylinder, mỗi cylinder gồm nhiều track (head — vòng tròn chứa tin) có cùng ₫ường kính), mỗi track chứa nhiều cung chứa tin nhỏ ₫ược truy xuất ₫ộc lập nhau (sector). Sector là ₫ơn vị truy xuất tin nhỏ nhất ở cấp vật lý (từ ngoài ta không thể truy xuất từng byte dữ liệu trên disk ₫ược). ƒ muốn truy xuất 1 sector, ta phải xác ₫ịnh tọa ₫ộ 3 chiều của nó (C,H,S) → rất khó tư duy. ƒ dữ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác nhau và cần nhiều sector mới chứa ₫ủ. Ở cấp vật lý này, người dùng phải tự quản lý danh sách các tọa ₫ộ sector 3 chiều ₫ược dùng ₫ể lưu trữ 1 dữ liệu có nghĩa nào ₫ó → rất khó khăn và phiền hà → cần 1 cấp giao tiếp khác dễ sử dụng hơn. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 6 Giới thiệu hệ thống file Thời gian truy xuất 1 sector ₫ĩa vật lý = ∑ : 1. thời gian dời ₫ầu ₫ọc/ghi ₫ến cyclinder cần truy xuất (thông qua từ 0 tới n xung tác ₫ộng vào step motor). Đây là hoạt ₫ộng tốn nhiều thời gian nhất. 2. thời gian chờ ₫ĩa quay sector cần truy xuất về vị trí ₫ầu ₫ọc/ghi (trung bình là nữa vòng quay). 3. thời gian truy xuất dữ liệu của sector (tốn 1/n vòng quay). Thời gian truy xuất 1 track/cylinder ₫ĩa vật lý = ∑ : 1. thời gian dời ₫ầu ₫ọc/ghi ₫ến cyclinder cần truy xuất (thông qua từ 0 tới n xung tác ₫ộng vào step motor). Đây là hoạt ₫ộng tốn nhiều thời gian nhất. 2. thời gian truy xuất dữ liệu của track/cylinder (tốn 1 vòng quay). So sánh những kết quã trên, ta thấy thời gian truy xuất 1 sector hay 1 track hay 1 cyclinder gồm nhiều track hầu như bằng nhau → nên truy xuất 1 lần 1 cyclinder hơn là 1 track hay 1 sector. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 7 Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp 1 : ƒ disk luận lý cấp 1 là không gian dữ liệu 1 chiều, mỗi ₫ĩa = danh sách nhiều ₫ơn vị chứa tin có ₫ộ dài bằng nhau (cluster, block, sector luận lý). Độ dài của cluster cần ₫ộc lập với ₫ộ dài sector ₫ĩa vật lý. Để dễ quản lý, thường ta chọn kích thước 1 cluster = 2i sector. ƒ ₫ể truy xuất 1 cluster, ta chỉ cần xác ₫ịnh tọa ₫ộ 1 chiều (chỉ số) của nó (0 → n). ƒ dữ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác nhau và cần nhiều cluster mới chứa ₫ủ. Ở cấp luận lý này, người dùng phải tự quản lý danh sách các chỉ số cluster ₫ược dùng ₫ể lưu trữ 1 dữ liệu có nghĩa nào ₫ó → vẫn còn khó khăn và phiền hà → cần 1 cấp giao tiếp khác dễ sử dụng hơn. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 8 Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp 2 : ƒ disk luận lý cấp 2 là không gian dữ liệu 1 chiều, mỗi ₫ĩa = danh sách nhiều ₫ơn vị chứa tin có ₫ộ dài thay ₫ổi tùy ý theo yêu cầu của người dùng (file). Mỗi file ₫ược nhận dạng bằng tên gợi nhớ thay vì bằng chỉ số. Để dễ quản lý, thường ta sẽ dùng n cluster ₫ĩa ₫ể lưu nội dung của 1 file. ƒ muốn truy xuất 1 file, ta chỉ cần xác ₫ịnh tên gợi nhớ thay vì bằng chỉ số của nó. ƒ dữ liệu có nghĩa thường có ₫ộ lớn khác nhau, nhưng ở cấp ₫ộ này ta chỉ cần thay ₫ổi kích thước file cho phù hợp → rất dễ quản lý thông tin chứa trên disk. ƒ thường disk có dung lượng rất lớn và chứa rất nhiều file dữ liệu nên việc ₫ặt tên file dễ tranh chấp nhau, hơn nữa việc quản lý file sẽ gặp nhiều khó khăn (xóa/tạo mới, xác ₫ịnh file nào cần truy xuất,..) → cần 1 cấp giao tiếp khác dễ sử dụng hơn. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 9 Giới thiệu hệ thống file Truy xuất ₫ĩa luận lý cấp 3 : ƒ disk luận lý cấp 3 là không gian dữ liệu dạng cây phân cấp, mỗi ₫ĩa = thư mục gốc chứa nhiều phần tử con, mỗi phần tử con có thể là file hoặc thư mục... ƒ muốn truy xuất 1 file/thư mục, ta chỉ cần dùng pathname. ƒ có 2 loại pathname : tuyệt ₫ối và tương ₫ối. Pathname tuyệt ₫ối sẽ xuất phát từ thư mục gốc ₫ể tìm phần tử cần truy xuất. Pathname tương ₫ối xuất phát từ thư mục hiện hành (working) ₫ể tìm phần tử cần truy xuất. Tùy thuộc vào ngữ cảnh cụ thể mà loại pathname nào thích hợp hơn. Khoa Công nghệ Thông tin Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Môn : Hệ ₫iều hành Chương 7 : Quản lý hệ thống file Slide 10