Nguyên lý hệ điều hành - Chương 4: Quản lý tập tin và đĩa

GV: Đỗ Công ĐứcKhoa khoa học máy tínhNGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH (3 Tín chỉ)Date1Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaChương 4: QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨAĐối với hầu hết người dùng, hệ thống tập tin là diện mạo dễ nhìn thấy nhất của HĐH. Nó cung cấp cơ chế cho việc lưu trữ trực tuyến và truy xuất dữ liệu, chương trình của HĐH và tất cả người dùng của hệ thống máy tính. Hệ thống tập tin gồm 2 phầnTập hợp các tập tin (files)Cấu trúc thư mục (directory structure) Một số hệ thống còn có thêm phân khu (partition)Thông tin lưu trên máy tính phải thỏa mãnThứ nhất là phải lưu trữ được một khối lượng lớn thông tin Thứ hai là thông tin phải được bảo toàn khi tiến trình sử dụng nó kết thúc Cuối cùng có nhiều tiến trình truy xuất thông tin đồng thời Date2Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaChương 4: QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1. Tổng quan về quản lý tập tin và đĩa 4.2. Các điều khiển hệ thống tập tin 4.3. Các hệ thống tập tin trên HĐH hiện nay Date3Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaDate4Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaTrack (từ đạo): Là các vòng tròn đồng tâm được tạo ra trên bề mặt đĩa, đây sẽ là nơi chứa dữ liệu sau này Sector (cung từ): Các track được chia thành các khối có kích thước cố định bằng nhau, các khối này được gọi là các sector Mặt đĩaTrackSector VLSector LG TT lưu trữ0010Boot record002 - 51 - 4FAT006 - 95 - 8Thư mục gốc101 - 39 - 11Thư mục gốc104 - 912 - 17Dữ liệu011 - 918 - 26Dữ liệuDate5Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaSector vật lý đánh số theo từng track 1 cho đến sector cuối cùng trên track, nhưng qua track khác thì đánh số lại từ 1Sector logic được đánh số từ 0 và được tăng dần cho đến sector cuối cùng nó không phân biệt trackDate6Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaCluster (liên cung): Tùy thuộc vào hệ điều hành và đĩa mà người sử dụng có thể quy định một nhóm gồm 2n sector liên tiếp nhau tạo thành một cluster dựa vào hệ thống tập tin và dung lượng đĩa.Cylinder (từ trụ): Các track có cùng số hiệu trên các mặt đĩa khác nhau của một hệ thống đĩa tạo thành một cylinder Partition (phân khu): Partition là một tập các sector liền kề trên một đĩa. Mỗi partition có một bảng partition hoặc một cơ sở dữ liệu quản lý đĩa riêng, dùng để lưu trữ sector đầu tiên, kích thước và các đặc tính khác của partition Date7Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaVolume: Một volume tương tự một partition logic trên một đĩa, và nó được tạo khi ta định dạng một đĩa hoặc một phần của đĩa theo hệ thống file NTFSMetadata: là một dạng dữ liệu đặc biệt được lưu trữ trên đĩa, nó hỗ trợ cho các thành phần quản lý các dạng thức hệ thống file khác nhau File system (hệ thống file): Các dạng thức hệ thống file định nghĩa cách mà dữ liệu file được lưu trữ trên thiết bị lưu trữ và sự tác động của hệ thống file đến các file Date8Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨABộ nhớ ngoài là các thiết bị có khả năng lưu trữ thông tin dữ liệu trong máy tính một thời gian dàiCó kích thước lớn và nhiều tiến trình có thể truy cập thông tin này cùng một lúc. Thông tin này lưu trữ dưới các dạng tập tin trong thư mục trên các đĩa Date9Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2 Tập tin và hệ thống tập tinTập tin: là đơn vị logic được lưu trữ và xử lý bởi thành phần quản lý tập tin của HĐH, nó cung cấp các công cụ để người sử dụng và chương trình của người sử dụng có thể lưu trữ và chức năng truy xuất trên bộ nhớ phụTrên một số hệ thống tập tin thì có thể phân biệt tên tập tin là chữ hoa và chữ thường (unix, linux) còn các loại khác thì không Tên tập tin trong trong DOS, windows, unix4.1.2.1 Tập tinDate10Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2 Tập tin và hệ thống tập tinCác cấu trúc tập tin: Nội dung của tập tin có thể là một chương trình, một tập các thủ tục hoặc một khối dữ liệu. Nó có thể là một dãy tuần tự các byte không cấu trúc Các kiểu tập tin: Các hệ điều hành hỗ trợ nhiều kiểu tập tin khác nhau như: tập tin thường, tập tin thư mục, tập tin có ký tự đặc biệtDate11Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2 Tập tin và hệ thống tập tinTruy xuất tập tin của hệ điều hành: Tập tin lưu trữ các thông tin khi được sử dụng sẽ được lưu vào bộ nhớ của máy tính, hệ điều hành cho phép truy xuất tập tin Truy xuất tuần tự: Tiến trình đọc tất cả các byte trong tập tin theo thứ tự từ đầu Truy xuất trực tiếp: Một tập tin có cấu trúc là các mẫu tin logic có kích thước bằng nhau, nó cho phép chương trình đọc hoặc ghi nhanh chóng mà không cần theo thứ tự :Date12Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨAThư mục là một tập tin đặc biệt, nội dung của nó là thư mục và tập tin không chứa dữ liệu.Trên máy tính có rất nhiều tập tin, để quản lý và lưu trữ ta cần phải tổ chức lại chúng, việc tổ chức này thực hiện qua 2 phần 4.1.2.2 Thư mụcĐĩa được chia thành một hay nhiều phân khu (partition) hay phân vùng (Volumes) Mỗi phân khu chứa các thông tin về các tập tin trong nó, thông tin trong các mục này là thư mục con, tập tin và chúng tổ chức theo sơ đồ phân cấp Date13Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨAHệ thống thư mục theo cấp bậc 4.1.2.2 Thư mụcDate14Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨAĐường dẫn: Khi một hệ thống tập tin được tổ chức thành một cây thư mục, có hai cách để xác định một tên tập tin.Dạng thứ nhất là đường dẫn tuyệt đối, mỗi tập tin được gán một đường dẫn từ thư mục gốc đến tập tin. Ví dụ: C:\Windows\System32. Dạng thứ hai là đường dẫn tương đối, dạng này có liên quan đến một khái niệm là thư mục hiện hành hay thư mục làm việc 4.1.2.2 Thư mụcDate15Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨACác tập tin được HĐH quản lý với một cơ chế gọi là hệ thống tập tin gồm: cách hiển thị, các yếu tố cấu thành tập tin, cách đặt tên, cách truy xuất, cách sử dụng và bảo vệ tập tin, các thao tác trên tập tin Đáp ứng các yêu cầu:4.1.2.3 Hệ thống quản lý tập tinĐáp ứng yêu cầu lưu trữ gồm khả năng lưu trữ, độ tin cậy và hiệu suất Cực tiểu hay loại bỏ các nguy cơ có thể dẫn đến hỏng hoặc mất dữ liệu Date16Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2.3 Hệ thống quản lý tập tinCung cấp sự hỗ trợ nhập/xuất cho nhiều loại thiết bị lưu trữ khác nhau Cung cấp sự hỗ trợ nhập/xuất cho nhiều người sử dụng Cung cấp một tập chuẩn các thủ tục giao diện nhập/xuất Date17Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2.3 Hệ thống quản lý tập tinMỗi người sử dụng phải có thể tạo, xóa và đọc, sủa, thay đổi các thuộc tính tập tin Điều khiển để truy cập đến các tập tin của người sử dụng khácMỗi người sử dụng phải có thể di chuyển dữ liệu giữa các tập tin Mỗi người sử dụng phải có thể truy cập đến các tập tin của họ thông qua tên tượng trưng của tập tin Mỗi người sử dụng phải có thể dự phòng và khôi phục lại các tập tin của họ trong trường hợp hệ thống bị hỏng Hệ thống quản lý tập tin phải đáp ứng các yêu cầu đối với NSDDate18Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2.4 Kiến trúc hệ thống tập tin Các HĐH khác nhau có kiến trúc khác nhau:Date19Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.2.4 Kiến trúc hệ thống tập tin Cấp điều khiển thiết bị (Divice driver): truyền thông trực tiếp với các thiết bị ngoại vi Hệ thống tập tin cơ sở (basic file system): là giao diện chính giữa môi trường bên ngoài với hệ thống máy tính Cấp basic I/O supervisor chịu trách nhiệm khởi tạo và kết thúc tất cả các thao tác nhập/xuất tập tin Cấp nhập/xuất logic (Logical I/O) là thành phần quan trọng, nó cho phép chương trình người sử dụng truy cập đến các record Cấp trên cùng của kiến trúc hệ thống tập tin kết hợp chặt chẽ với người sử dụng Date20Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.3 Bảng danh mục và tập tin chia sẻBảng danh mục: dùng để lưu trữ các thông tin đến tập tin thư mục như thông tin vị trí lưu trữ nội dung của một tập tin trên đĩa Bảng này gồm nhiều hàng chứa các thông tin của tập tin hay thư mục khi tao ra, khi xóa đi thi cũng phải giải phóngBảng này không cố định mà tăng hay giảm, bảng chứa trong metadata trên đĩa khi hoạt động thì nó nạp file này vào đầu tiên để thực hiện việc truy xuấtMỗi một mục trong bảng danh mục chứa các thông tin như: tên, kiểu, địa chỉ vật lý của tập tin trên đĩaDate21Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.3 Bảng danh mục và tập tin chia sẻHệ điều hành thiết kế bảng danh mục ở 2 mứcMức 1: bảng danh mục chủ gồm con trỏ trỏ tới bảng danh mục người sử dụng Mức 2: bảng danh mục người sử dụng gồm tên và địa chỉ vật lý của tập tin trên đĩa Tổ chức bảng thư mục gốc là sự cài đặt cụ thể cấu trúc bảng danh mục theo cấp bậc. Muốn truy xuất đến tập tin thì phải qua gốc, đến thư mục con gọi là đường dẫn để chỉ ra mục tương ứng đã được lưu trong bảng danh mục Date22Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.3 Bảng danh mục và tập tin chia sẻKỹ thuật này cho phép người sử dụng khác nhau trong bảng danh mục đều có chứa thông tin tập tin chia sẻKỹ thuật này là rất cần thiết và thuận lợi, nhưng nó phát sinh nhiều lỗi trong quá trình sử dụng tập tin chia sẻ. Nếu hệ điều hành không tổ chức giám sát tốt thì có thể dẫn đến tình trạng hỏng tập tin chia sẻ hoặc nội dung của tấp tin chia sẻ Tập tin chia sẻ: cho phép nhiều người sử dụng một tin trong hệ thống đa người sử dụng Date23Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.4 Quản lý không gian đĩaKích thước block: chia không gian lưu trữ của đĩa thành các phần có kích thước bằng nhau được gọi là khối (block). HĐH cấp một số block để lưu trữ file, kích thước của block tùy thuộc vào vi xử lý và HĐH. (128, 256,512 byte)Khi chọn kích thước block HĐH lưu ýKích thước block lớn lãng phí khi lưu trữ tập tin có kích thước nhỏKích thước block nhỏ thì đĩa chia ra quá nhiều block, đẫn đến kích thước bảng danh sách quản lý block, danh sách quản lý block của tập tin sẽ tăng lên dung lượng bộ nhớ của nó tăngDate24Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.4 Quản lý không gian đĩaTheo dõi các block tự do: khi lưu trữ một file HĐH cung cấp cho các block để thực hiện lưu trữ, các block này có thể nằm rải rác bất kỳ đâu trên đĩa. Khi tập tin thay đổi tăng lên thì cấp thêm block, ngược lại thì xóa ra khỏi đĩa và thu hồi lại Khi cấp phát động block đĩa cho file thì phải theo dõi được các block còn tự do hay đã cấp bằng sơ đồ bit hay danh sách liên kếtBảng đồ bít thì nếu =0 thì còn tự do, =1 đã cấp phátDanh sách liên kết: HĐH dùng một danh sách liên kết để biết địa chỉ của một block tự do trên đĩa Thường xuyên update lại danh sách liên kết hay bảng đồ bitDate25Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.4 Quản lý không gian đĩaCấp hạn ngạch đĩa: để quản trị hệ thống đa người dùng thì phải giới hạn các block số lượng không gian đĩa tối đa (block) mà mỗi người sử dụng được phép sử dụng không được vượt quá không gian đĩa đã cấp gọi là hạn ngạchDate26Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaHĐH sử dụng nhiều phương pháp khác nhau theo dõi danh sách các block đĩa đã cấp phát cho các file đang được lưu trữ trên đĩa Cấp phát liên tục: các block của một file được cấp phát liên tục. Nếu một block có 50K và file có kích thước 50k thì được cấp 50 block liên tiếp nhau. Với chiến lược này HĐH chỉ cầnBiết được block đầu tiên chứa block fileBiết được tổng số block đĩa chứa file Biết được 2 thông tin trên thì HĐH hành có thể tiến hành đọc nội dung của file mà không cần phải dò tìm danh sách block chứa fileDate27Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaCấp phát theo danh sách liên kết: sử dụng một danh sách liên kết các block đĩa để chứa nội dung của một file. Từ đầu tiên của block file được sử dụng như con trỏ trỏ đến block kế tiếp, trừ từ cuối cùng của block cuối cùng được sử dụng để chứa tín hiệu báo kết thúc danh sách của một file.Phần còn lại chứa nội dung của file Như vậy kích thước của block đĩa phải lớn hơn kích thước của block file 1 từ Date28Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaCấp phát theo danh sách liên kết:Date29Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaCấp phát theo danh sách liên kết sử dụng chỉ mục: kỹ thuật này lưu các từ con trỏ nói trên vào trong một bảng chỉ mục và nạp bảng chỉ mục này vào bộ nhớ khi hệ điều hành cần đọc nội dung của file trên đĩa Các cluster đĩa chứa cácBlock của các file A và BA145B16A378B29A210x11B312x13A414B41501231045961478129710111512130140151617Một đoạn trong bảng chỉ mụcDate30Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaI-nodes (index-node): HĐH thiết kế một bảng nhỏ để theo dõi các blocks của một file gọi là I-node. I-node liệt kê các thuộc tính và các địa chỉ đĩa của các block của file AttributesI-nodeĐịachỉđĩaĐịachỉcủacácblockdữ liệublock gián tiếp đơnblock gián tiếp bablock giántiếp đôiDate31Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.5 Quản lý các block chứa tập tin trên đĩaCấp phát không liên tục với block chỉ mục: cấp phát danh sách liên kết và theo liên kết chỉ mục Date32Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.6 Bảo vệ tập tinBảo toàn dữ liệu tập tin: phải tạo bản sao để của các tập tin để đang mở trên hệ thống, để có thể phục hồi lại file khi hệ thống gặp sự cố về phần mềm hoặc phần cứng DUMP có chu kỳ: sau một khỏang thời gian cụ thể thì ta thực hiện DUMP hoặc Backup lại dữ liệuDUMP Incremental: hệ thống chỉ lưu trữ các thông tin được sửa đổi kể từ lần Dump sau cùng Date33Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.6 Bảo vệ tập tinDanh sách các quyền truy cập: công cụ mà HĐH dùng để bảo vệ các tập tin chia sẻ trong môi trường nhiều người sử dụng đó là quyền sở hữu, quyền truy cập và quản lý truy cập.None: không được đọc thư mục chứa file nàyKnowledge: xác định được là file đang tồn tại và ai là người sở hữu file Excution: nạp và thực hiện một chương trình nhưng không thể copy nó. Các chương trình thuộc dạng độc quyền của một nhà sản xuất nào đó thường được tạo với sự giới hạn với quyền này Quyền này có thể gán cho một người (user), một nhóm (group), tất cả (All user) có trong hệ thống Multi user. Có các quyền sauDate34Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.6 Bảo vệ tập tinReading: đọc file cho bất kỳ mục đích nào, gồm cả copy và execution. Trong trường hợp này nội dung của file có thể được hiển thị để người sử dụng xem, nhưng họ không được cung cấp công cụ để copy nội dung.Appending: thêm dữ liệu vào file, thường là ở cuối file, nhưng không thể thay đổi hoặc xóa bất kỳ một nội dung nào trong file Updating: thay đổi, xóa và thêm dữ liệu vào file Changing protection: thay đổi các quyền truy cập được gán đến người sử dụng khác. Quyền này chỉ được gán cho người sở hữu file Deletion: Người sử dụng có thể xóa được file từ hệ thống file Date35Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.6 Bảo vệ tập tinMở và đóng tập tin: các tập tin lưu trên đĩa ở trạng thái đóng, để thao tác với tập tin thì thực hiện thao tác mở tập tin. HĐH đọc nội dung file vào bộ nhớ sau đó mới trả lại cho tiến trình của người sử dụng. Khi thao tác trên một file thông qua tên file. Khi kết thúc thao tác phải đóng file. Có 2 thủ tục với fileThủ tục mở file: Open (tên file cần mở, chế độ mở) Thủ tục đóng file: Close (tên file cần đóng) Đối với HĐH đơn nhiện thì dễ, đa nhiệm thì phức tạp, một file thực sự đóng thì khi thực sự các thao tác đọc/ghi đã kết thúc. HĐH nên theo dõi Date36Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.6 Bảo vệ tập tinKhi mở file HĐH kiểm tra có hợp lệ hay không:Kiểm tra các thiết bị lưu trữ như đĩa và các thiết bị lưu trữ fileKiểm tra tên file cần mở tại các mục trong bảng danh mục file Kiểm tra tiến trình gọi tới có được quyền truy cập file ở chế độ đã được chỉ ra hay khôngKiểm tra nếu file đã được mở để đọc bởi một tiến trình trước đó thì tiến trình hiện tại không thể mở để ghi vào file Thông tin mô tả đầy đủ về một file trong mục của bảng danh mục: tên file; mô tả của đơn vị của lưu trữ file; địa chỉ của block đầu tiên trong dãy các block (trên đĩa) chứa file; địa chỉ của các block kế tiếp trong dãy các block chứa file; chế độ truy cập tập tin Date37Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.7 Hiệu suất hệ thống tập tinTốc độ truy xuất dữ liệu trên được đĩa tính bằng đơn vị milliseconds (1/nghìn giây), trên đĩa thì tốc độ được tính (1/tỷ). Như vây tốc độ đọc trên đĩa chậm rất nhiều so với đọc trên bộ nhớHĐH sử dụng bộ nhớ đệm cache hoặc buffer cache được giữ trong bộ nhớ để phục vụ cho mục đích cải thiện hiệu suất của hệ thốngKhi đọc khối dữ liệu thì nó xem có lưu trong cache chưa, có rồi đọc trong cache không cần truy xuất trên đĩa, chưa có thì dữ liệu cần đọc sẽ được đọc và sau đó lưu lại trên cache Khi bộ nhớ cache bị đầy thì một vài block sẽ bị xóa và ghi trở lại về đĩaDate38Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TẬP TINFSD: file system drire quản lý các dạng thức hệ thống file khác nhau và có từ sau win2000 gồm:Local FSD: quản lý các volume được nối trực tiếp với máy tính Date39Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TẬP TINFSD (FSD cục bộ): Các Local FSD bao gồm các tập tin: Ntfs.sys, Fastfat.sys, Cdfs.sys và Raw FSD (được tích hợp trong Ntoskrnl.exe )FSD chịu trách nhiệm đăng ký với bộ phận quản lý I/O, khi FSD đã đăng ký thì bộ phận quản lý I/O có thể gọi nó để thực hiện việc xác nhận volume khi các ứng dụng hoặc các hệ thống khởi tạo truy cập đến volum Xác nhận volume bao hàm việc kiểm tra boot sector của volume và các thông tin hệ thống khác Date40Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TẬP TINNetwork/Remote FSD: cho phép người sử dụng và chương trình của người sử dụng truy cập dữ liệu trên các volume được nối với một máy tính ở xa.Date41Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TẬP TINNetwork/Remote FSD (FSD mạng/từ xa): Các Remote FSD bao gồm 2 thành phần: một Client và một Server. Các client remote FSD cho phép các ứng dụng truy cập đến các file và các thư mục ở xa Client FSD chấp nhận các yêu cầu I/O từ các ứng dụng và chuyển nó thành các lệnh trong các giao thức về hệ thống file của mạng để thông qua mạng nó được chuyển đến server remote FSD Server FSD chờ các lệnh được đưa đến từ kết nối mạng và thực hiện cách đưa ra yêu cầu I/O đến bộ phận quản lý local FSD Date42Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC HỆ THỐNG TẬP TIN TRÊN CÁC HĐH HIỆN NAYFAT (File Allocation Table) FAT12, FAT16: sử dụng cho HĐH MSDOS, FAT32: sử dụng cho win98 và win2000 nhưng win2000 thì sử dụng bảng FAT có linh hoạt hơnMỗi FAT chỉ ra số lượng bit mà hệ thống file sử dụng để nhận dạng các cluster trên đĩa. FAT12 sử dụng 12 bit để định danh các cluster trên đĩa. FAT12 quản lý được 4096 ( 212 = 4096) cluster Win2000 cho phép quản lý cluster có kích thước từ 512 byte đến 8Kb vậy win2000 quản lý tới 32MB đĩa điều này win2000 chỉ dùng FAT12 để quản lý các đĩa mềm Date43Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC HỆ THỐNG TẬP TIN TRÊN CÁC HĐH HIỆN NAYFAT16: win2000 quản lý đến 4GB. FAT32: nó có thể quản lý 8TB nhưng thực tế thì win2000 chỉ dùng FAT32 trên các partition/đĩa có kích thước nhỏ hơn 32Gb Khi format đĩa quyết định nên chọn FAT nàoDate44Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC HỆ THỐNG TẬP TIN TRÊN CÁC HĐH HIỆN NAYThuân lợi của FAT32 so với FAT12 và FAT16Số phần tử/ mục vào (entry) trên thư mục gốc không có giới hạn Thư mục gốc không cần lưu trữ tại một vị trí xác định trước Kích thước cluster có thể quản lý lên đến 8TB nhưng FAT32 để quản lý có partition/đĩa có kích thước nhỏ hơn 32GB Chỉ dùng 28 bit để định danh các cluster, dùng 4 bit cao cho mục đích khác Lưu trữ một bản copy của boot sector Kích thước của file có thể lên đến 4GbFAT32 không được hệ điều hành sử dụng định dạng đĩa mềm Date45Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaCÁC HỆ THỐNG TẬP TIN TRÊN CÁC HĐH HIỆN NAYNTFS (New Technology File System): là hệ thống file dùng cho win2000 trở về sau dùng 64 bit để định danh cluster nên nó có thể quản lý 16 tỷ GB. Nhưng thực tế chỉ dùng 32 bit để định danh nên chỉ quản lý được 18TBNTFS có tính năng bảo mật rất cao cho các file và folder cấp hạn ngạch cho đĩa, nén file, mã hóa file. Đặc biệt hơn nữa là tính năng phục hồi lỗi, nếu bảng FAT khi dừng đĩa đột ngột thì dẫn đến làm sai lệch file/thư mục nhưng NTFS thì cấu trúc file/thư mục không thay đổiTên File trong NTFS dài đến 255 ký tự, đường dẫn đầy đủ đến file dài không quá 32.567 ký tự Date46Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaChứa 3 vùng để lưu thông tinGhi dữ liệu nó cho phép ghi vào vùng dữ lệuHệ thống: lưu thông tin hỗ trợ cho việc truy xuất đĩa dễ dàngQuản lý cho biết vị trí lưu trữ ở đây chúng ta đề cập tới sector logic, hệ thống có cơ chế chuyển đổi sector logic sang sector vật lý. Truy xuất trên đĩa đọc trên sector vật lý, xét về HDH thì chỉ xét sector logicDate47Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaThông tin tập tin lưu trên đĩaGồm các block nào và có bao nhiêu block, tổ chức trên các vùng quản lý trên một bảng thông tin gồm có:Tên, thuộc tính và kích thước, nơi lưu trữuKhi ghi một tập tin lên đĩa có một dòng thông tinNhờ dòng thông tin mà ta có thể truy xuất tập tin dễ dàngDate48Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaTruy xuất tuần tựCác Block của cùng một tập tin phải liên tiếp với nhau: đơn giản và đễ vì ta biết được block đầu tiên và tổng số block của tập tin là ta biết vị trí kết thúc và các vị trí block.Cần ghi block đầu tiên và truy xuất nhanh vì nó đọc một lược quaNhược điểm sau một thời ghi và xóa phát sinh phân mảnh trên đĩa, có nhiều chổ trống nhưng chổ trống không đủ lưu cho tập tin khác vì liên tiếpDate49Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaTruy xuất danh sách liên kếtChưa dữ liệu và chứa địa chỉ của các block tiếp theoluwu trữ tập tin đóƯu điểm tránh sự phân mảnh trên đĩaKhuyết điểm: chỉ khi nào truy xuất đến block đó mới biết được truy xuất tiếp theo đến block nàoNên rất tốn nhiề thời gian vì mỗi lần chỉ đọc được một block mà thôi và truy xuất block khác thì mới biết đọc block khác Date50Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaTruy xuất danh sách liên kếtTrong thực tế người ta cải tiến để truy xuất nhanh hơn dựa vào tuần tự và danh sách liên kết tạo bảng chỉ mụcĐọc tuần tự dựa vào bảng chỉ mụcKhắc phục phân mảnh trên đĩa và truy xuất nhânh hơn vì nó đọc một lược trên bảng chỉ mục, nó tiết kiệm thời gian tìm trực tiếp trên đĩaKhuyết bảng này còn lưu trên vùng quản lý, nếu lớn chiếm không gian nào đó trong vùng quản lýDate51Chương 4. Quản lý tập tin và đĩaTỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẬP TIN VÀ ĐĨA4.1.1 Một số khái niệm dùng trong quản lý đĩaI-node được tiếp cận hoàn toàn khácMỗi i-node quản lý mỗi tập tin gồm có 2 phầnĐầu chứa thông tin, thuộc tínhSau chứa các thông tin block lưu trữ tập tin gồm 13 thông tinQua 11 chứa gián tiếp cấp 1Qua phần tử thứ 12 chứa gián tiếp câDate52Chương 4. Quản lý tập tin và đĩa