Quan li tap tin

Chương 2: Quản lý tập tin
Nội dung
Giới thiệu
Tập tin – Thư mục
Đĩa từ
Cài đặt hệ thống tập tin
Minh họa một số hệ thống tập tin
2
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Giới thiệu
Nhu cầu:
Lưu trữ dữ liệu lớn
Dữ liệu cần phải lưu lại sau khi kết thúc process
Nhiều process có thể truy cập dữ liệu cùng lúc
03/2009
3
AX
IP
DS
Hệ thống tập tin
cung cấp cơ chế
lưu trữ
truy cập dữ liệu và chương trình trên đĩa
Đơn vị lưu trữ: tập tin (file)
Thư mục là 1 dạng tập tin đặc biệt
Một số hệ thống tập tin hiện nay:
FAT: FAT12, FAT16, FAT32
NTFS
Ext2, ext
Vfat
…
03/2009
4
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Nội dung
Giới thiệu
Tập tin – Thư mục
Đĩa từ
Cài đặt hệ thống tập tin
Minh họa một số hệ thống tập tin
5
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tập tin
Tập tin (file)
Tập các thông tin liên quan nhau
Được HĐH ánh xạ trên ổ đĩa vật lý
Gồm chuỗi các bit, byte, record, …
Xác định bằng tên tập tin
Example.c

03/2009
6
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tập tin – phân loại
03/2009
7
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Một số loại file thông dụng
Tập tin – thuộc tính - 1
03/2009
8
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tên tập tin
Loại tập tin
Nơi lưu tập tin
Kích thước tập tin
Thời gian
Thuộc tính
Tập tin – thuộc tính - 2
Quyền hạn sử dụng
03/2009
9
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tập tin – thuộc tính - 3
Một số thông tin khác
03/2009
10
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tập tin – cấu trúc - 1
03/2009
11
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Chuỗi các bit, byte – file mã hóa
Tập các record – file danh sách sinh viên
Dạng cây - BTree
Tập tin – cấu trúc - 2
03/2009
12
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
(a)
(b)
File nhị phân – (b) File text
Tập tin – thao tác
03/2009
13
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Tạo – create
Ghi dữ liệu – write
Đọc dữ liệu – read
Xóa – delete
Mở - open
Đóng – close
Ghi thêm dữ liệu – append
Di chuyển đến 1 khối dữ liệu bất kỳ - seek
Đọc thuộc tính – get attr
Gán thuộc tính – set attr
Đổi tên – rename
Sao chép – copy
Tìm kiếm - search
Liệt kê – list, dir
Tập tin – phương pháp truy cập
Giả thiết: có 1 tập tin lưu danh sách sinh viên
Đặt vấn đề: cần đọc thông tin của sinh viên thứ N
03/2009
14
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Nội dung
Giới thiệu
Tập tin – Thư mục
Đĩa từ
Cài đặt hệ thống tập tin
Minh họa một số hệ thống tập tin
15
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cài đặt hệ thống tập tin
Hệ thống tập tin chứa thông tin gì?
Thành phần
Phương pháp cấp pháp vùng nhớ
Quản lý không gian đĩa trống
03/2009
16
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cài đặt hệ thống tập tin
Hệ thống tập tin chứa:
Cách boot hệ điều hành
Tổng số block
Block trống
Cấu trúc cây thư mục (thư mục, tập tin)
03/2009
17
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cài đặt hệ thống tập tin
Các thành phần trong hệ thống tập tin
Boot control block
Thông tin để boot hđh từ volume này
UFS: boot block, NTFS: partition boot sector, FAT: boot sector
Volume control block
Thông tin chi tiết volume
UFS: superblock, NTFS: master file table, FAT: boot sector
File control block
Tổ chức: tổ chức các tập tin ntn?
File: thông tin chi tiết của 1 tập tin
UFS: inode, NTFS: master file table, FAT: FAT&RDET
03/2009
18
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cài đặt hệ thống tập tin
03/2009
19
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Thư mục
Thư mục - 1
Là một tập tin đặc biệt
Giúp cho việc quản lý các tập tin dễ dàng hơn.
Gom nhóm các tập tin vào trong các thư mục theo ý nghĩa và mục đích sử dụng của người dùng.
Giúp định vị các tập tin 1 cách nhanh chóng.
20
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Thư mục - Đường dẫn (Path)
Dùng để xác định vị trí lưu tập tin khi hệ thống được tổ chức thành cây thư mục:
Đường dẫn tuyệt đối:
Ví dụ: “C:Downloadssoftwareaigiang.doc”
Đường dẫn tương đối:
Ví dụ: “softwareaigiang.doc” nếu thư mục hiện hành là “C:Downloads”
Các thư mục đặc biệt:
Thư mục hiện hành (.)
Thư mục cha (..)
21
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cài đặt Hệ thống tập tin
03/2009
22
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
(a) Logic
(b) Vật lý
Cài đặt Hệ thống tập tin
Làm sao map giữa cây thư mục với các block trên thiết bị lưu trữ
Mỗi tập tin lưu:
Lưu ở block nào?
Khi tạo mới, sử dụng block nào?
 cấp phát???

03/2009
23
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát vùng nhớ chứa tập tin
Phương pháp cấp phát:
Là cách thức cấp phát vùng nhớ (block) cho tập tin
Phương pháp:
Cấp phát liên tục
Cấp phát bằng danh sách liên kết
Cấp phát bằng chỉ mục
24
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát liên tục - 1
25
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát liên tục - 2
Cấp phát 1 số block liên tục trên đĩa để lưu trữ nội dung tập tin
Nhận xét:
Đơn giản: chỉ cần quản lý số hiệu khối bắt đầu và tổng số block chiếm bởi tập tin.
Truy cập nội dung tập tin nhanh chóng vì các block nằm kề nhau.
Gây lãng phí bộ nhớ.
Khó khăn khi tập tin mở rộng kích thước.
26
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng danh sách liên kết - 1
Nội dung tập tin được lưu trữ ở những block không cần liên tục. Các block này được xâu chuỗi tạo thành 1 danh sách liên kết để quản lý.
27
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng danh sách liên kết - 2
Nhận xét:
Đơn giản: Chỉ cần quản lý block bắt đầu.
Tận dụng hiệu quả không gian đĩa.
Truy cập tập tin lâu hơn vì đầu đọc phải di chuyển nhiều giữa các khối không liên tiếp.
Không thể truy cậpngẫu nhiên
Khối dữ liệu bị thu hẹp lại vì mỗi khối phải dùng 1 phần để lưu phần liên kết đến khối kế tiếp.
03/2009
28
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng chỉ mục (index) - 1
Mỗi tập tin:
Index block: Lưu địa chỉ các block của 1 tập tin bằng 1 mảng
03/2009
29
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng chỉ mục (index) - 2
Nhận xét:
Truy cập tuần tự
Tốn không gian lưu bảng chỉ mục





03/2009
30
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng chỉ mục (index) - 3
Phương pháp mở rộng:
Chỉ mục kết hợp với danh sách liên kết
Liên kết nhiều index block để lưu file lớn
VD: dùng entry cuối lưu địa chỉ của block index tiếp theo
Chỉ mục đa cấp
Index block cấp 1 lưu danh sách các index block 2, ….
VD: với 2 cấp, mỗi block có1024 entry  quản lý ??? block
Chỉ mục kết hợp
Sử dụng N entry
N-3 entry đầu lưu địa chỉ của các data block
Entry kế tiếp lưu index block cấp 1
Entry kế tiếp lưu index block cấp 2
Entry kế tiếp lưu index block cấp 3
VD: I-node
03/2009
31
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Cấp phát bằng I-node
32
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Quản lý không gian đĩa trống
Ghi nhận danh sách các block trống
Phương pháp:
Bit vector
Danh sách liên kết (linked list)
Nhóm (grouping)
Đếm (counting)
Bảng đồ không gian (space maps)
03/2009
33
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Bit vector
Mỗi block được đại diện bằng 1 bit
0: chứa dữ liệu
1: trống
Nhận xét:
Đơn giản
Tính toán nhanh
Khi cần kiểm tra  load bit vector lên bộ nhớ
03/2009
34
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Linked – grouping - counting
Linked
Các block trống liên kết với nhau: block trống thứ N lưu địa chỉ của block trống thứ N+1
Chỉ cần lưu địa chỉ block trống đầu tiên
Grouping
Tương tự linked
Lưu địa chỉ của N block trống tiếp theo
Counting:
Với mỗi N block trống liên tiếp: lưu địa chỉ của block trống đầu tiên và số lượng block trống
03/2009
35
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Nội dung
Giới thiệu
Tập tin – Thư mục
Đĩa từ
Cài đặt hệ thống tập tin
Minh họa một số hệ thống tập tin
36
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Một số hệ thống tập tin
FAT
NTFS
I-node
03/2009
37
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Hệ thống tập tin FAT - 1
FAT: File Allocation Table
Các phiên bản của FAT: FAT12, FAT16, FAT32
12,16,32: Số bít dùng để đánh STT các khối
03/2009
38
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
38
Boot
sector
FAT1
FAT2
(backup)
Root
directory
Other directories and files
Hệ thống tập tin FAT - 2
03/2009
39
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Kích thước lớn nhất của Partition
Hệ thống tập tin NTFS - 1
NTFS: New Technology File System
Sử dụng MFT (Master File Table).
MFT là 1 Metadata file bao gồm 1 danh sách các trường chứa thông tin về mỗi tập tin lưu trữ trên đĩa.
Thông tin trong MFT có thể giúp thiết lập các thuộc tính bảo vệ, phục hồi, tìm kiếm, thiết lập quota… cho từng tập tin, thư mục trên đĩa.
40
03/2009
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Hệ thống tập tin NTFS - 2
03/2009
41
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Hệ thống tập tin trên Unix/Linux: I-node - 1
03/2009
42
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM
Hệ thống tập tin trên Unix/Linux: I-node - 2
03/2009
43
BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM