Nguyên lý Hệ điều hành - Chương 10: Giao diện Hệ thống File

Nội dung text: Nguyên lý Hệ điều hành - Chương 10: Giao diện Hệ thống File

1. Nội dung chương 10 BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH „ Khái niệm File „ Các phương pháp truy nhập - Access Methods „ Cấu trúc thư mục - Directory Structure Chương 10: Giao diện Hệ thống File „ Chia sẻ file - File Sharing „ Protection Phạm Quang Dũng Bộ môn Khoa học máy tính Khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Nông nghiệp HN Website: fita.hua.edu.vn/pqdung Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.2 Phạm Quang Dũng ©2008 Mục tiêu 10.1. Khái niệm File „ Giải thích chức năng của hệ thống file „ File là một tập hợp của các thông tin liên quan, được ghi „ Miêu tả giao diện củahệ thống file trên bộ nhớ thứ cấp (là bộ nhớổn định) và được đặt tên. „ Thảo luận việc cân bằng các yếu tố thiết kế hệ thống file, „ Từ góc nhìn của người sử dụng, file là đơn vị bộ nhớ logic bao gồm các phương pháp truy nhập, chia sẻ file, khóa nhỏ nhất. Các file được ánh xạ bởi HĐH vào các thiết bị file, các cấu trúc thư mục nhớ vật lý. „ Giải thích sự bảo vệ hệ thống file „ Kiểu tệp: z Data số - numeric ký tự - character nhị phân - binary z Program „ Nói chung, file là một chuỗi các bit, byte, dòng hoặc bản ghi Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.3 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.4 Phạm Quang Dũng ©2008 1
2. Cấu trúc File Thuộc tính File „ Không cấu trúc - chuỗi các words, bytes „ Name –chỉ là thông tin ở dạng người đọc được. „ Cấu trúc bản ghi đơn giản „ Type –cần thiết cho các HĐH hỗ trợ nhiều kiểu file. z các dòng (lines) „ Location – con trỏ tới vị trí file trên thiết bị. z độ dài cố định z độ dài thay đổi „ Size – kích thước hiện tại của file. „ Các cấu trúc phức tạp „ Protection –kiểm soát ai có thể đọc, ghi, thực hiện file. z văn bản có định dạng - Formatted document „ Time, date, user identification –dữ liệu dùng cho z file nạp có thể tái định vị - Relocatable load file protection, security, và theo dõi sử dụng. „ Ai quyết định cấu trúc file? „ Thông tin về file được lưu trong cấu trúc thư mục, cũng z HĐH được lưu trên đĩa. z Chương trình Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.5 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.6 Phạm Quang Dũng ©2008 Thao tác với File File Types – Name, Extension „ Tạo file „ Ghi file „ Đọc file „ Định vị trong file – file seek „ Xóa file „ Cắt bớt file (truncate) „ Open(Fi) – tìm chỉ mục Fi trong cấu trúc thư mục trên đĩa rồi chuyển nội dung của chỉ mục vào bộ nhớ. „ Close (Fi) – chuyển nội dung của chỉ mục Fi trong bộ nhớ ra cấu trúc thư mục trên đĩa. Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.7 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.8 Phạm Quang Dũng ©2008 2
3. 10.2. Các phương pháp truy nhập Các phương pháp truy nhập (tiếp) „ Truy nhập tuần tự - Sequential Access „ Truy nhập trực tiếp - Direct Access -Truy nhập tuần tự qua các bản ghi từ đầu tệp đến cuối tệp -Tệp được tạo bởi các bản ghi có kích thước cố định read next -Cóthể truy nhập các bản ghi tại vị trí bất kỳ trong tệp mà không cần write next theo thứ tự. reset - Các CSDL thường được tổ chức theo phương pháp này no read after last write -Sử dụng các phương thức: -Một số HĐH cho phép nhảy tới hoặc lui n bản ghi. read n - Các trình soạn thảo và trình biên dịch thường truy nhập tệp write n theo phương pháp này. position to n read next write next rewrite n n = số hiệu bản ghi cần truy nhập, có thể bắt đầu từ 0 hoặc 1 tùy thuộc HĐH Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.9 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.10 Phạm Quang Dũng ©2008 Minh họa cách truy nhập tuần tự trong Các phương pháp truy nhập (tiếp) một file truy nhập trực tiếp „ Truy nhập index-relative -Tệp index chứa các con trỏ tới các bản ghi trong tệp relative cp - current position: biến xác định vị trí hiện tại - Để truy nhập các bản ghi trong tệp relative, trước tiên tìm index, tiếp theo dùng con trỏ để truy nhập trực tiếp tệp relative để tìm bản ghi. -Hữu dụng khi tìm kiếm trong các tệp lớn vì số lần thực hiện vào-ra ít -Cóthể có nhiều hơn một mức index: index-index-relative Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.11 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.12 Phạm Quang Dũng ©2008 3
4. 10.3. Cấu trúc thư mục Một tổ chức hệ thống file cơ bản Để quản lý số lượng lớn các tệp trên đĩa, tổ chức chúng trong 2 bước: „ Đầu tiên, chia đĩa thành một hay nhiều partition (minidisk-IBM, volume-PC & Macintosh) z partition - cấu trúc mức thấp, để chứa các tệp và thư mục z một số HĐH cho phép patition lớn hơn đĩa „ Tiếp theo, mỗi partition có một device directory (directory) ghi thông tin về tất cả các tệp trên partition đó: tên tệp, vị trí, kích thước, kiểu tệp Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.13 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.14 Phạm Quang Dũng ©2008 Các thao tác trên một thư mục Tổ chức logic thư mục để sử dụng „ Tìm kiếm 1 tệp „ Hiệu quả (Efficiency) – định vị file nhanh chóng. „ Tạo 1 tệp „ Đặt tên (Naming) –thuận tiện cho người sử dụng. „ Xóa 1 tệp z nhiều tệp có thể có cùng tên. „ Liệt kê danh sách tệp trong thư mục z 1 tệp có thể có nhiều tên. „ Đổi tên 1 tệp „ Gom nhóm (Grouping) – nhóm logic các tệp theo thuộc „ Truy nhập toàn bộ hệ thống file tính, (vd: all Java programs, all games, ) Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.15 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.16 Phạm Quang Dũng ©2008 4
5. 10.3.1. Single-Level Directory 10.3.2. Two-Level Directory „ Một thư mục chứa tất cả các tệp. „ Mỗi user có một thư mục riêng „ Ưu: z dễ hiểu, dễ quản lý z kích thước nhỏ „ Để truy nhập 1 tệp ở thư mục khác, cần có đường dẫn đầy đủ „ Nhược: „ Có thể có các tệp trùng tên cho các user khác nhau z vấn đề đặt tên: mỗi tệp phải có tên duy nhất „ Tìm kiếm hiệu quả hơn z vấn đề gom nhóm: không thể „ Không có khả năng gom nhóm Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.17 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.18 Phạm Quang Dũng ©2008 10.3.3. Tree-Structured Directories Tree-Structured Directories (tiếp) „ Có 1 thư mục gốc (root) „ Mỗi tệp có 1 đường dẫn duy nhất: z tuyệt đối, vd: C:\Windows\php.ini z quan hệ (với thư mục hiện tại), vd: .\System32\test.dll „ Mỗi thư mục chứa các tệp và/hoặc các thư mục con „ Tìm kiếm hiệu quả „ Thuận tiện trong đặt tên „ Có khả năng gom nhóm Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.19 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.20 Phạm Quang Dũng ©2008 5
6. 10.3.4. Acyclic-Graph Directories 10.3.5. General Graph Directory „ Có sự chia sẻ (not copy!) các thư mục con và các tệp, thuận tiện khi nhiều user làm việc trong 1 dự án. „ Khi một liên kết được thêm vào cấu trúc, cần đảm bảo không tạo thành chu trình → sử dụng giải thuật tìm kiếm chu trình trong đồ thị, nhưng là việc "nặng nhọc" vì đồ thị trên đĩa, không phải trong bộ nhớ trong. Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.21 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.22 Phạm Quang Dũng ©2008 10.4. File Sharing 10.5. Protection „ Yêu cầu: phải chia sẻ các file trên các hệ thống đa người „ Người tạo/sở hữu file cần có khả năng giám sát: dùng (multi-user systems). z thao tác nào đã được thực hiện z bởi user nào? „ Chia sẻ file có thể được thực hiện thông qua một lược đồ protection. „ Các loại truy nhập „ Trên các hệ thống phân tán (distributed systems), các file z Read có thể được chia sẻ qua mạng (network). z Write „ Network File System (NFS) là một phương thức chia sẻ z Execute file phân tán (distributed file-sharing method) phổ biến. z Append z sử dụng trong mô hình client-server z Delete z các user ID phải phù hợp cả với client và server để xác z List nhận quyền truy nhập file trên server. Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.23 Phạm Quang Dũng ©2008 Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.24 Phạm Quang Dũng ©2008 6
7. Access Lists and Groups „ Chế độ truy nhập: read, write, execute „ Ba lớp người sử dụng: RWX a) owner access 7 ⇒ 1 1 1 RWX b) group access 6 ⇒ 1 1 0 RWX c) public access 1 ⇒ 0 0 1 End of Chapter 10 „ Yêu cầu người quản lý tạo một group G (có tên duy nhất), rồi thêm các user vào group. „ Đối với các file (vd game) hoặc subdirectory, xác định sự truy nhập tương tự như trên. owner group public chmod 761 game Gắn group cho file: chgrp G game Bài giảng Nguyên lý Hệ điều hành 10.25 Phạm Quang Dũng ©2008 7