Bài giảng Hệ điều hành: Chương 10

ệ ố

Chương 10: H th ng file

ệ

• 10.A  Giao di n h th ng file ụ

ệ ả

ệ ố ầ ủ ứ  Các yêu c u c a ng d ng  File  Thư m cụ  File system mounting ẻ  Chia s & b o v

ụ

ữ

ứ

Lưu tr thông tin cho ng d ng

ầ ủ ứ

ụ

 Các yêu c u c a ng d ng

 Persistence  Speed  Size  Sharing/protection  Ease of use

ụ

ữ

ứ

Lưu tr thông tin cho ng d ng

ợ ỗ ợ ở Đư c h tr b i ầ ứ  Ph n c ng

 Persistence: các thi  Speed: cung c p kh n

ữ ề ữ ẫ ậ ế ị ưu tr b n v ng (nonvolatile memory) t b l ả ăng truy c p ng u nhiên, nâng cao t c ố đ ộ đĩa (5400

(cid:0) 7200 (cid:0)

(cid:0) ấ 10K (cid:0) 15K rpm) ớ ợ  Size: dung lư ng l n, 20M 700M (cid:0) 40G (cid:0) 200G (cid:0) 1T byte

ủ ứ

ụ

ữ

Lưu tr thông tin c a ng d ng

ề  H ệ đi u hành

 Persistence: lưu tr dữ ư th a, backup ph c v cho recovery

 Ví d : RAID ( ụ

ụ ụ ừ

 Ease of use:

Redundant Array of Independent Disks)

ỗ ộ file

(cid:0) ỗ ợ

ế ế ớ ố ữ ệ (cid:0)  Gán tên cho m t chu i các kh i d li u  H tr qu n lý các file ả  User không c n quan tâm thư m cụ đ n các chi ti t hardware (giao ti p v i disk

ế ầ controller theo IDE, SCSI,…)

 Sharing/Protection: cho phép thi

ế ậ ề ậ t l p các quy n truy c p file/th ư m cụ

ị

Đ nh nghĩa file

ỗ

 File là m t chu i các byte

ộ ặ

 đư c ợ đ t tên,  persistent, ộ ụ  các tác v lên m t file g m ít nh t là

 read  write

ấ ồ

ị

Đ nh nghĩa file

 “The file, an abstraction in operating systems, is a sequence of

bytes with a name. Users are allowed to do only two things with a file: read and write. Read means to copy the file’s bytes into the user’s workspace. Write means to replace the contents of the file with a new sequence of bytes from the user’s workspace.” [Denning]

ạ Các lo i file

ạ  Các lo i file  regular file  directory  special device file (trong UNIX):

 Almost every device has a special device file associated with it  Character special file, block special file,… cho phép ng d ng t

ứ ụ ương

ộ ớ tác v i m t device driver

ể Các ki u file

ệ

ể t ki u file

 Cách phân bi  extension  magic number

ụ

ể

Các ki u file thông d ng

ạ

ị

Đ nh d ng file (1)



ụ

ữ ệ

ễ

ị

ể ưu và di n d ch d li u trong file theo

ị đ nh

Ứ ng d ng có th l ạ d ng riêng  MS Word  Adobe Acrobat  …

ạ

ị

Đ nh d ng file (2)

ụ

 Ví d trong UNIX

Executable file

ấ

C u trúc file

 C u trúc file: mô hình file

ấ

ỗ

ộ

ờ ậ đ ngể ư i dùng l p trình

ỗ ợ

ớ

ộ

ớ

ấ  Fixed length, Hình b  Variable length: h tr tìm nhanh chóng m t record v i key cho tr

ư c (IBM

mainframe), Hình c

ấ  Không có c u trúc: m t chu i byte (Unix, DOS, Windows), Hình a  C u trúc record

ậ

Các cách truy c p file

 Dùng các tác v thông th

ặ

, t ng byte ho c record

ặ

ạ ị

 truy xu t d li u, byte ho c record, t

ấ ỳ i v trí b t k

 truy c pậ tu n tầ ự (sequential access)  truy xu t d li u theo th t ứ ự ừ ấ ữ ệ  truy c pậ b t kấ ỳ (random access) ấ ữ ệ  truy c pậ dùng khóa

ự

ủ

ấ

ộ

 truy xu t m t record d a vào key c a nó

s có các system call map và umap (“unmap”)

ế

ỉ ả ủ

ể đ “chi u” file vào không gian

ấ ộ

ể

ấ

ị đ a ch o c a quá trình ớ đ truy xu t file

ọ

 Memorymapped file ả ử  Gi ọ  G i map ụ  Dùng các tác v truy xu t b nh  G i umap khi xong

ụ ờ ư ng (read, write) trên file,

ủ

ộ

Các thu c tính c a file

ụ Các tác v trên file

ớ ộ  T o m t file m i

 Create ạ  Write

ữ ệ

ự

ệ

ạ ị

ỏ

ụ  Th c hi n tác v ghi d li u vào file t

i v trí con tr ghi

 Read

ọ ữ ệ ừ

ự

ạ ị

ệ  Th c hi n tác v

ụ đ c d li u t

file t

i v trí con tr

ỏ đ cọ

ị

t l p con tr

ọ ỏ đ c/ghi

ế đ n v trí do quá trình ch

ỉ đ nhị

 Reposition ế ậ  Thi  Delete

ạ ừ

ủ

ộ

ớ

ế ậ

ữ ạ ấ ả i t

t c các thu c tính c a file, ngo i tr kích th

ư c file

ợ đư c thi

ề t l p v

 Xóa file  Truncate  Gi 0  Open

ả

ở

ử ụ

ớ

 Quá trình ph i m file tr

ư c khi s d ng

 Close

ử ụ

 Quá trình ph i ả đóng file sau khi s d ng

Thư m cụ

ề ủ ệ đi u hành

đ ể

 Thư m cụ (directory, folder) là m t ti n ích c a h ổ ứ

ủ

ễ

ờ

ộ ệ ch c các file c a mình.

ngư i dùng d dàng t

ụ

ụ Các tác v trên th

ư m c trong UNIX

 Create ạ

 Delete

ộ ớ  T o m t directory m i

 Xóa m t directory tr ng

 Opendir

ố ộ

 Closedir

 Quá trình ph i ả đóng directory sau khi đ c nóọ

 Readdir

ở ớ ả  Quá trình ph i m directory tr ư c khi đ c nóọ

 Đ c entry t

 Link  Unlink

ọ ớ ủ i c a directory

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ư m cụ

ệ ố

ứ ạ

ế

 T ừ đơn gi n ả đ n ph c t p, tùy h th ng,

 Singlelevel directory  Multilevel directory  Treestructured directory  Acyclicgraph directory  General graph directory

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (1)

 Singlelevel directory

 Ch có m t directory cho m i file trong h th ng

ệ ố ọ ộ

ỉ  CDC 6600, IBM MVS, PalmOS

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (2)

 Thu n ti n cho user khi

ặ ặ đ t tên file, các user khác nhau có th ể đ t tên file

ề ộ ơn m t tên

ổ ứ ể

ả ế ấ  C i ti n c u trúc singlelevel directory ộ ố ụ  M t s m c tiêu ệ ậ trùng nhau ể  File có th có nhi u h  H tr phân nhóm (grouping): t

ch c các files cùng đ c ặ đi m vào chung

ữ ồ ỗ ợ ộ m t nhóm  Ví d nhóm file mã ngu n ngôn ng C, nhóm file MS Word,… ụ

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (3)

 Twolevel directory  ‘master file’ directory  ‘user file’ directory

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (4)

 Treestructured directory

ộ

ụ

M t cây th

ư m c trong UNIX

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (5)

 Acyclicgraph directory

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ụ ư m c (6)

 Generalgraph directory ấ

ể ệ  V n ấ đ : cycle có th xu t hi n

ả ể ạ ậ ỗ ề  Dùng gi i thu t ki m tra chu trình m i khi t o file?

ừ

ị

Đ nh v file trong cây/r ng th

ư m cụ

ộ

ặ ả ị

ủ

ờ

ẫ (path name) đ n m t file

đ ể đ c t

v trí c a

 Dùng đư ng d n

ừ

ế file trong cây hay r ng directory  Ví dụ

 UNIX, Linux  DOS, Windows

/usr/ast/mailbox \usr\ast\mailbox

ẫ tuy t ệ đ iố

ờ (current directory, working directory)

ờ  Đư ng d n ệ ụ  Thư m c hi n th i ờ  Đư ng d n

ẫ tương đ iố

ệ ố

K t nế

i ố file system vào h th ng

ứ

ế ị

t b (partition,…) ch a file system

ể ứ đ ng

 Ph i ả g nắ (mount) thi ậ

ủ ộ

đư c g i là ợ ọ mount point

ể ắ ệ ệ

ể ụ d ng có th truy c p file c a nó  Thư m c ụ đ g n vào đó m t file system ắ ể ự  Đ th c hi n l nh g n  # mount /device/thedisk /mountpoint ả

ự

ề

• h ệ đi u hành ph i th c thi các b

ư cớ ợ ệ

ể

ắ ị

ứ

 OS ki m tra xem file system có “h p l ” hay không  G n file system vào v trí mountpoint ế  Các file ch a trong th

 N u mount point có ch a file? ứ file system.

ẽ ị ụ ế ư m c mount point s b che cho đ n khi unmount

File system mounting (1)

mount point

file system trong partition /dev/hda3

ị

ớ

ợ

đư c mount v i

Các file b che khi file system trong partition /dev/hda3 ệ l nh mount /dev/hda3 /users

File system mounting (2)

ể

ậ

Sau khi mount, có th truy c p các file trong partition /dev/hda3

Hard link và soft link

• Trong UNIX  Hard link:  Soft link:

ln /dict/count /spell/count ln s /spell/words/list /dict/all

NFS

ủ

ộ

ả

ấ

i pháp cung c p

ụ

 Network File System (NFS) c a Sun là m t gi ạ

ệ

ử ụ ớ

ị d ch v file trong m ng máy tính ự v iớ RPC  Mô hình clientserver, hi n th c ở  NFS client ph i ả g nắ (mount) file system

From Feitelson

xa tr ư c khi s d ng

NFS

 Mount

 Ví dụ

mount ditlab.hcmut.edu.vn:/oscourse /home/mydir

 T cái nhìn c a ng d ng, m i truy xu t ậ

ừ ụ ọ ế ấ đ n file hay th

ệ ư m c x y ra ụ ả ụ ộ t truy c p file/directory là c c b hay ở

ủ ứ ờ như bình thư ng, không phân bi xa.

 H tr b i VFS (Virtual File System)

ỗ ợ ở

ụ

Ví d mount remote file system

home

oscourse

paper

mydir

/oscourse/VM

VM

IO

ditlab.hcmut.edu.vn

/home/mydir/VM

NFS client

NFS server

ệ

ấ ụ ộ

ở

VFS phân bi

t truy xu t c c b hay

xa

ở

ạ

ế  N u file

xa, VFS kích ho t NFS client

ế ử ể đ nó x lý ti p

From Feitelson

ệ

ả

B o v (protection)

ả ỗ ợ ủ

ủ

ề

ệ

ể

 H ệ đi u hành ph i h tr ch nhân c a file trong vi c ki m

ể ự ề ệ ự ợ

ậ soát truy c p file ụ  Các tác v có th th c hi n trên file? ệ đư c quy n th c hi n thao tác trên file? ữ  Nh ng ai

ậ

 Các quy nề truy c p file

 Read  Write  Execute, Append, Delete,…

ư ng ờ

ồ

ế ậ  Cách ti p c n thông th  M i file có m t

ộ Access Control List (ACL), g m các c p ặ (cid:0) user, rights(cid:0)

ộ ỗ  Windows NT/2K/XP, Linux  user có th là m t nhóm ể

Access Control List

ủ Owner c a process

B: R

ộ

m t ACL

File F1: ọ ủ M i quá trình c a user A có quy n ủ ọ M i quá trình c a user B có quy n

ề đ c/ghi ọ ề đ cọ

Các Access Control Bit

 Các thao tác: read, write, execute  Ba nhóm user: owner, group, other (public)

 User name và user identifier (user ID)  Group name và group identifier (group ID)

ụ

ỗ

ộ

ỗ

 Ví d trong UNIX: m i nhóm user có m t field, m i field có 3

bit  Field:  Tr :ị

read | write | execute 0/1 0/1 0/1

(cid:0) owner access 7 r w x 1 1 1

(cid:0) group access 6 1 1 0

(cid:0) public access 1 0 0 1

Bài giảng Hệ điều hành: Chương 10 - Hệ thống file

Chủ đề:

Hệ điều hành

ệ ố

Chương 10: H th ng file

ệ

ệ ố ầ ủ ứ  Các yêu c u c a ng d ng  File  Thư m cụ  File system mounting ẻ  Chia s & b o v

ụ

ữ

ứ

Lưu tr thông tin cho ng d ng

ầ ủ ứ

ụ

ụ

ữ

ứ

Lưu tr thông tin cho ng d ng

ợ ỗ ợ ở Đư c h tr b i ầ ứ  Ph n c ng

ủ ứ

ụ

ữ

Lưu tr thông tin c a ng d ng

ề  H ệ đi u hành

ị

Đ nh nghĩa file

ỗ

ộ ặ

ị

Đ nh nghĩa file

bytes with a name. Users are allowed to do only two things with a file: read and write. Read means to copy the file’s bytes into the user’s workspace. Write means to replace the contents of the file with a new sequence of bytes from the user’s workspace.” [Denning]

ạ Các lo i file

ạ  Các lo i file  regular file  directory  special device file (trong UNIX):

ể Các ki u file

ệ

ể t ki u file

ụ

ể

Các ki u file thông d ng

ạ

ị

Đ nh d ng file (1)

ụ

ữ ệ

ễ

ị

ể ưu và di n d ch d li u trong file theo

ị đ nh

Ứ ng d ng có th l ạ d ng riêng  MS Word  Adobe Acrobat  …

ạ

ị

Đ nh d ng file (2)

ụ

ấ

C u trúc file

ậ

Các cách truy c p file

ủ

ộ

Các thu c tính c a file

ụ Các tác v trên file

Thư m cụ

ề ủ ệ đi u hành

đ ể

ủ

ễ

ờ

ộ ệ ch c các file c a mình.

ngư i dùng d dàng t

ụ

ụ Các tác v trên th

ư m c trong UNIX

ạ ấ

ủ

Các lo i c u trúc c a th

ư m cụ

ệ ố

ứ ạ

ế

ạ ấ

ủ

ả ế ấ  C i ti n c u trúc singlelevel directory ộ ố ụ  M t s m c tiêu ệ ậ trùng nhau ể  File có th có nhi u h  H tr phân nhóm (grouping): t

ị d ch v file trong m ng máy tính ự v iớ RPC  Mô hình clientserver, hi n th c ở  NFS client ph i ả g nắ (mount) file system