7 ca-file-system management

โครงสร�างระบบแฟ้�มโครงสร�างระบบแฟ้�มFile-System Structure

วิ�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�การ (OS: Operating Systems) | การจั�ดการระบบแฟ้�ม (File-System Management) | 2

Learning Objectives

เพื่��อศึ�กษาหลั�กการจั�ดการระบบแฟ้�ม เพื่��อให�เข้�าใจัถึ�งโครงสร�างข้องแฟ้�ม แลัะสารบบ รวมทั้�"ง ค#ณลั�กษณะ

ประการต่'างๆ ข้องแฟ้�ม แลัะการจั�ดการแฟ้�ม


File-System Management

File Concept

Access Methods

Directory Structure

File System Mounting

File Sharing

Protection


แนวิค�ดเก!"ยวิก�บแฟ้�มFile Concept

แฟ้�ม ค�อ พื่�"นทั้*�อยู่,'เชิ.งต่รรกะทั้*�เร*ยู่งต่'อเน��องก�น (Contiguous logical address space)

Types: แฟ้�มข้�อม,ลั (Data file)

numeric character binary

แฟ้�มโปรแกรม (Program file)


แนวิค�ดเก!"ยวิก�บแฟ้�มFile Concept

ค#ณลั�กษณะข้องแฟ้�ม เชิ'น ชิ��อ , ต่�วระบ# (identifier) , ประเภทั้ , ทั้*�อยู่,' , ข้นาด , การป�องก�น , ว�น

เด�อน ป0 แลัะข้�อม,ลัเก*�ยู่วก�บผู้,�ใชิ� ค2าส��งปฏิ.บ�ต่.การเก*�ยู่วก�บแฟ้�ม

เชิ'น การสร�าง , การเข้*ยู่น , การอ'าน , การยู่�ายู่ต่2าแหน'งภายู่ใน , การลับ , การต่�ดทั้."ง OS บางชิน.ด จัะม* ต่�วชิ*"แฟ้�ม (File pointer ), การน�บการเป4ดแฟ้�ม , ต่2าแหน'งหน'วยู่เก5บแฟ้�ม , ส.ทั้ธิ.การเข้�าถึ�ง (access rights) เป7นต่�น

ประเภทั้ข้องแฟ้�ม ประกอบด�วยู่ชิ��อ (file name) แลัะส'วยู่ข้ยู่ายู่ (file extension)

โครงสร�างแฟ้�ม แลัะแฟ้�มสน�บสน#น โครงสร�างแฟ้�มภายู่ใน

อาจัเป7นต่2าแหน'งข้อง offset, block, sector เพื่��อใชิ�ในการแปลังจัากทั้*�อยู่,'เชิ.งต่รรกะ (logical address) ไปเป7นทั้*�อยู่,'เชิ.งกายู่ภาพื่ (physical address)


Operating System Concepts

File Structure

ไม'ม* (None) – เป7นลั2าด�บข้อง words หร�อ bytes โครงสร�างระเบ*ยู่นอยู่'างง'ายู่ (Simple record structure)

Lines Fixed length Variable length

โครงสร�างซั�บซั�อน (Complex Structures) Formatted document Relocatable load file

ผู้,�ต่�ดส.นเลั�อกโครงสร�างข้องแฟ้�ม Operating system Program



File Attributes

Name – only information kept in human-readable form.

Type – needed for systems that support different types.

Location – pointer to file location on device. Size – current file size. Protection – controls who can do reading,

writing, executing. Time, date, and user identification – data for

protection, security, and usage monitoring. Information about files are kept in the directory

structure, which is maintained on the disk.



File Operations

Create Write Read Reposition within file – file seek Delete Truncate Open(Fi) – search the directory structure on disk

for entry Fi, and move the content of entry to memory.

Close (Fi) – move the content of entry Fi in memory to directory structure on disk.


File Types – Name, Extension


Access Methods

การเข้�าถึ%งโดยล&าด�บ (Sequential Access)read nextwrite next resetno read after last write

(rewrite) การเข้�าถึ%งโดยติรง (Direct Access)

read nwrite nposition to n

read nextwrite next

rewrite nn = relative block number


Sequential-access File


Simulation of Sequential Access on a Direct-access File


Example of Index and Relative Files


Directory Structure

กลั#'มข้องโหนดต่'างๆ ทั้*�บรรจั#ไว�ด�วยู่ข้�อม,ลัเก*�ยู่วก�บแฟ้�มทั้�"งหมด

F 1 F 2F 3

F 4

F n

Directory

Files

ทั้�"ง directory structure แลัะ files ทั้*�อยู่,'บนด.สก:เวลัาส2ารองข้�อม,ลัจัะต่�องเก5บโครงสร�างทั้�"งค,'ไว�บนเทั้ป


A Typical File-system Organization


Information in a Device Directory

Name Type Address Current length Maximum length Date last accessed (for archival) Date last updated (for dump) Owner ID (who pays) Protection information (discuss later)


Operations Performed on Directory

Search for a file Create a file Delete a file List a directory Rename a file Traverse the file system


เกณฑ์�การจั�ดองค�กรสารบบเช�งติรรกะ

ควิามสะดวิก (Efficiency) – เพื่��อให�ค�นหาไฟ้ลั:ได�อยู่'างรวดเร5ว โดยช+"อ (Naming) – เพื่��อความสะดวกต่'อผู้,�ใชิ� โดยกล,-ม (Grouping) – กลั#'มเชิ.งต่รรกะต่ามค#ณลั�กษณะข้อง

แฟ้�ม เชิ'น all Java programs, all games, …


Single-Level Directory

ม*สารบบเด*ยู่วส2าหร�บผู้,�ใชิ�ทั้#กคน

Naming problem

Grouping problem


Two-Level Directory

แยู่กสารบบต่ามผู้,�ใชิ�แต่'ลัะคน

Path name ผู้,�ใชิ�สามารถึต่�"งชิ��อแฟ้�มเหม�อนก�น ง'ายู่ต่'อการค�นหา ไม'สามารถึแบ'งต่ามความจั#ทั้*�ใชิ�


Tree-Structured Directories


Tree-Structured Directories (Cont.)

ง'ายู่ต่'อการค�นหา (Efficient searching)

ต่ามความจั#ข้องกลั#'ม (Grouping Capability)

สารบบป;จัจั#บ�น (Current directory) สารบบทั้*�ทั้2างาน (working directory) cd /spell/mail/prog type list


Tree-Structured Directories (Cont.)

ชิ��อเส�นทั้าง (path name ) เช�งส�มบ.รณ� (Absolute) หร�อเชิ.งส�มพื่�ทั้ธิ: (relative)

การสร�างชิ��อแฟ้�มเสร5จัแลั�วในสารบบป;จัจั#บ�น Delete a file

rm <file-name> การสร�างสารบบยู่'อยู่ในสารบบป;จัจั�บน

mkdir <dir-name>

Example: if in current directory /mailmkdir count

mail

prog copy prt exp count

Deleting “mail” deleting the entire subtree rooted by “mail”.


สารบบกราฟ้แบบม!วิงAcyclic-Graph Directories

ม*การใชิ�ร'วมก�นข้อง subdirectories แลัะ files


Acyclic-Graph Directories (Cont.)

ม*สองชิ��อทั้*�แต่กต่'างก�น (ชิ��อพื่�องก�น-aliasing)

ถึ�า dict ถึ,กลับไป list จัะเป7นพื่อนยู่:เต่อร:ลัอยู่ (dangling pointer)Solutions: ใชิ�พื่อยู่น:เต่อร:ยู่�อนกลั�บ (Backpointers), จั�งสามารถึลับทั้#กพื่อยู่น:

เต่อร:ได� ระเบ*ยู่นทั้*�ม*ข้นาดแปรผู้�น (Variable size records ) ได�จัะม*ป;ญหา

ใชิ�พื่อยู่น:เต่อร:ยู่�อนกลั�บ (Backpointers ) โดยู่ใชิ�การจั�ดองค:กรแบบ daisy chain organization

Entry-hold-count solution.


General Graph Directory


General Graph Directory (Cont.)

ทั้2าอยู่'างไรจั�งร�บประก�นว'าไม'ม*วงกลัม (no cycles)? ยู่.นยู่อมให�ม*เพื่*ยู่ง link ไปยู่�ง files ไม'ใชิ' subdirectories แต่'จัะสะสมข้ยู่ะ ทั้#กคร�"งทั้*�เพื่.�มลั.งก:ใหม' ให�ใชิ�อ�ลักอร.ธิ�มการต่รวจัหาวงกลัม (cycle

detection algorithm) เพื่��อด,ว'าเก.ดป;ญหาหร�อไม'


File System Mounting

file system จัะต่�องม*การ mounted ก'อนเร.�มใชิ�งาน

unmounted file system จัะ mounted ณ mount point.


(a) Existing. (b) Unmounted Partition


Mount Point


การแบ-งป/นแฟ้�ม File Sharing

การใชิ�แฟ้�มร'วมก�นเป7นส.�งทั้*�ต่�องการบนระบบ multi-user systems

การแบ'งป;นอาจัแบ'งป;นผู้'าน protection scheme

บนระบบกระจัายู่ (distributed systems) การแบ'งป;นแฟ้�มอาจัทั้2าข้�ามเคร�อข้'ายู่

Network File System (NFS) จั�งเป7นว.ธิ*การทั้��วไปทั้*�ใชิ�ในการแบ'งป;นระบบแฟ้�มบนระบบกระจัายู่ (distributed file-sharing method)


Protection

เจั�าข้องหร�อผู้,�สร�างแฟ้�ม (File owner/creator) ควรสามารถึควบค#ม สามารถึทั้2าอะไรได�บ�าง โดยู่ใคร

ประเภทั้การเข้�าถึ�ง (Types of access) Read Write Execute Append Delete List


Access Lists and Groups โหมดการเข้�าถึ�ง (Mode of access): read, write, execute ประเภทั้ผู้,�ใชิ�

RWXa) owner access 7 1 1 1

RWXb) group access 6 1 1 0

RWXc) public access 1 0 0 1

Ask manager to create a group (unique name), say G, and add some users to the group.

For a particular file (say game) or subdirectory, define an appropriate access.

owner group public

chmod 761 game

Attach a group to a file chgrp G game

7 ca-file-system management

Documents