Systémy souborů

Verze z 30. 8. 2011, 13:27

Téměř všechny aplikace potřebují trvale uchovávat data

Hlavní požadavky:

• Možnost uložit velké množství dat
• informace musí zůstat zachována i po ukončení procesu
• data musejí být přístupná více procesům

při přístupu k zařízení mají všechny procesy společné problémy

• alokace prostoru na disku
• pojmenování dat
• ochrana dat před neoprávněným přístupem
• zotavení po havárii

souborový systém:

• konvence pro ukládání a přístup k souborům
• část OS, která poskytuje mechanismus pro ukládání a přístup k datům

uživatelské rozhraní:

• konvence pro pojmenování souborů
• typy souborů
• způsob přístupu
• atributy a přístupová práva
• služby OS pro práci se soubory

Windows: NTFS, FAT12, FAT16, FAT32, ISO 9660 (CD-ROM)

Linux: ext2, ext3, ReiserFS, JFS, XFS, FAT12 až 32, ISO 9660, Minix, VxFS, OS/2 HPFS, SysV fs, UFS, NTFS read-only

• soubor – pojmenovaná množina záznamů, které lze zpracovávat jako celek
• záznam – strukturovaný datový objekt tvořený konečným počtem pojmenovaných položek

atributy - informace sdružené se souborem, liší se podle jednotlivých OS / FS

• příznaky (hidden, archive, temporary, read-only...)
• velikost, datum vytvoření, poslední modifikace...

Veškeré I/O jsou dnes (díky UNIXu) prováděny jako práce se soubory - interní struktura souboru OS nezajímá, adresář je také soubor

Základní operace pro práci se soubory

• otevření
• vytvoření
• čtení
• zápis
• nastavení pozice v souboru
• zavření souboru

Virtuální FS

Kód společný pro všechny typy FS, volán aplikacemi, udržuje informaci o otevřeném souboru, ověřuje přístupová práva.

Typy FS

• kontunuální alokace (jen u read-only médií - např CD)
• seznam diskových bloků (blok obsahuje data a odkaz na další blok)
• FAT

FAT

Implementace:

• Každému bloku odpovídá jedna položka v tabulce FAT
• Položka FAT obsahuje číslo dalšího bloku souboru
• Řetězec odkazů je ukončen speciální značkou, která není platným číslem bloku (-1)

Nevýhodou FAT je velikost tabulky (80 GB disk, bloky 4 kB => 20 mil položek, každá položka alespoň 3 byty => 60 MB FAT)

• FAT 12 - 12 bitů, 2¹² = 4096 bloků, diskety
• FAT 16 - 16 bitů, 2¹⁶ = 65536 bloků
• FAT 32 - 2²⁸ bloků, blok 4-32KB, cca 8TB

I-uzly

S každým souborem sdružená datová struktura i-uzel. I-uzel obsahuje atributy souboru, diskové adresy prvních N bloků a jeden nebo více odkazů na diskové bloky obsahující další diskové adresy. Tradiční FS pro Linux a UNIX

Výhoda: Po otevření souboru můžeme zavést i-uzel a případný blok obsahující další adresy do paměti => urychlý přístup k souboru

Implementace adresářů: tabulka obsahující jméno souboru a číslo jeho i-uzlu.

Info o volných blocích = seznam, jeho začátek je v superbloku na začátku partition

Adresáře - většinou se jedná o speciální typ souboru

Info o volných blocích v paměti - bitová mapa