System plików
System plików
" Plik  zbiór danych, które użytkownik lub system operacyjny traktuje
jako pewną całość. Jest logiczną jednostką magazynowania
informacji w pamięci pomocniczej.
" Pliki są najczęściej przechowywane w pamięci nieulotnej
" System plików  zbiór mechanizmów systemu operacyjnego
pozwalających na organizowanie danych w plikach i korzystanie z
nich w sposób wygodny dla użytkownika
" Podstawowe zadania systemu plików:
 tworzenie i usuwanie plików
 dostęp do plików w celu czytania i pisania
 zarządzanie przestrzenią pamięci pomocniczej
 odwoływanie się do plików za pomocą symbolicznych nazw
 ochrona plików przed skutkami uszkodzenia systemu
 umożliwienie współdzielenia plików
 ochrona plików przed nieupoważnionym dostępem.
Działania na plikach
Działania na plikach
" Podstawowe operacje plikowe:
 tworzenie pliku:
" wydzielenie fizycznego miejsca dla pliku
" utworzenie wpisu w katalogu
 czytanie i pisanie do pliku:
" znalezienie wpisu o pliku w katalogu
" wprowadzenie danych z pliku do bufora w pamięci (odczyt) lub z pamięci do
pliku (zapis)
" aktualizacja bieżącego położenia w pliku (kursora)
 usuwanie pliku:
" znalezienie wpisu o pliku w katalogu
" zwolnienie miejsca w pamięci pomocniczej zajmowanej przez plik
" usunięcie wpisu z katalogu
 inne operacje: dołączanie (appending) i skracanie (truncating),
przeszukiwanie (seek), zmiana nazwy (renaming)
" W celu uniknięcia ciągłego przeszukiwania katalogu
wykorzystuje się uchwyt pliku uzyskiwany w wyniku operacji
otwarcia pliku
Katalog plików
Katalog plików
" Korzystanie z symbolicznej nazwy przy odwołaniu
do pliku jest możliwe dzięki zastosowaniu
struktury zwanej katalogiem plików.
" Typowe cechy pojedynczego pliku
przechowywane w strukturze katalogowej:
 nazwa pliku
 położenie
 rozmiar
 typ pliku
 atrybuty ochrony
 czas utworzenia, modyfikacji, użycia z ew. identyfikatorem użytkownika
lub procesu
Struktury katalogowe
Struktury katalogowe
KATALOG
" Struktura jednopoziomowa
GA
ÓWNY
" Struktura dwupoziomowa
KATALOG
UŻYTKOWNIKA
(TOMASZ)
PLIK
(DANE)
" Struktura wielopoziomowa
KATALOG
TOMASZ/DANE
KORZEC
(root)
GA
ÓWNY
KATALOG KATALOG KATALOG
(A1) (B1) (C1)
KATALOG KATALOG
PLIK PLIK
(A2) (A3)
a b
" Implementacja katalogu
bieżącego użytkownika pozwala
na uniknięcie każdorazowego
PLIK PLIK
podawania pełnej ścieżki pliku.
c d
Pełna nazwa: /B1/A2/c
Dowiązania
Dowiązania
" Odwołanie do jednego pliku lub katalogu w dwóch lub więcej
katalogach
" Dowiązanie polega na umieszczeniu w katalogu wskaz
nika do
pozycji w katalogu macierzystym dzielonego pliku lub
podkatalogu
KATALOG
JAN
KATALOG
EWA
" Dowiązania trwałe i symboliczne
PLIK DANE
" Problemy z dowiązaniami przy
usuwaniu
Ochrona plików
Ochrona plików
" W systemach przeznaczonych dla wielu użytkowników
" Prawa dostępu (przywileje) określają, kto i co może z danym plikiem
zrobić.
" Typowe prawa dostępu: czytanie, pisanie, usuwanie, wykonywanie
" Sposoby przydziału praw:
 maska ochrony pliku:
" Użytkownicy są podzieleni na trzy klasy:
" właściciel (owner)
" grupa (group)
" pozostali (world)
" Każdej z klas oddzielnie są przydzielane prawa dostępu
" Właściciel pliku ma narzędzia pozwalające na zmianę maski należących do
niego plików
" przykład (w UNIX: rwxr-xr--)
Prawo Owner Group World
Read
Write
Execute
Ochrona plików c.d.
Ochrona plików c.d.
" Listy kontroli dostępu (ACL)
 dołączane do pliku lub katalogu
 zawierają informację o użytkownikach i ich prawach dostępu do obiektu
Opis (nazwa) użytkownika lub grupy
użytkowników
Definicja praw dostępu (np. RWXD)
Dodatkowe atrybuty (np. powielanie praw dla
podkatalogów itp.)
User Read Write Execute Delete
JAN
EWA
Zespol
Szef
Everyone
Zarządzanie obszarami pamięci pomocniczej
Zarządzanie obszarami pamięci pomocniczej
" Obszary pamięci pomocniczej przeznaczone do
przechowywania plików są podzielone na bloki sprzętowe
(sektory).
" System operacyjny działa na blokach o rozmiarze będącym
wielokrotnością rozmiaru bloków sprzętowych.
" Typowy rozmiar sektora  512 B (HDD), 2048 B (CD-ROM).
System plików zwartych
System plików zwartych
" Bloki każdego pliku przylegają do siebie
A
ańcuch powiązanych bloków
A
ańcuch powiązanych bloków
" W każdym bloku znajduje się wskaz
nik do następnego bloku pliku
Tablica przydziału plików
Tablica przydziału plików
" Inaczej: mapa plików
Bloki indeksów
Bloki indeksów
" Wskaz
niki do bloków pliku są przechowywane w blokach
indeksów
i-węzeł w systemie UNIX
i-węzeł w systemie UNIX
" Nazwa
" Identyfikatory użytkowników
" Czas ostatniej modyfikacji i dostępu
" Licznik dowiązań
" Typ pliku (plik, katalog, dowiązanie, urządzenie)
" Bezpośrednie wskaz
niki do bloków z danymi pliku
" Wskaz
nik do bloku indeksów (jednokrotnie pośrednie wskazanie)
" Wskaz
nik do bloku ze wskaz
nikami do bloków indeksów (dwukrotnie
pośrednie)
" Wskaz
nik do bloku ze wskaz
nikami do bloków ze wskaz
nikami bloków
indeksów (trzykrotnie pośrednie wskazanie)
" Przy montowaniu obcych systemów plików tworzony jest odpowiedni
i-węzeł do odwoływania się do zamontowanego systemu plików
Zarządzenie wolnymi obszarami
Zarządzenie wolnymi obszarami
" System plików musi na bieżąco aktualizować informacje o
wolnych obszarach (blokach) pamięci pomocniczej
" Sposoby implementacji listy wolnych obszarów:
 mapa bitowa: każdy bit reprezentuje zajętość odpowiadającego
mu bloku pamięci pomocniczej:
001001111111100010101110100000...
 łańcuch wolnych bloków: w każdym wolnym bloku
przechowywany jest wskaz
nik do następnego wolnego bloku
0 1 2 3 4 5
 zgrupowany łańcuch wolnych bloków: pierwszy blok grupy
wolnych bloków zawiera wskaz
niki do tych bloków oraz wskaz
nik
na kolejny blok ze wskaz
nikami
Ochrona przed utratą i uszkodzeniem plików
Ochrona przed utratą i uszkodzeniem plików