Chapter 10: อินเตอร์เฟสของระบบไฟล์ File-System Interface แนวคิดของระบบไฟล์ File Concept ระเบียบวิธีการเข้าถึงไฟล์ Access Methods โครงสร้างไดเร็กทอรี่ Directory Structure ระบบไฟล์ File System Mounting การแบ่งสรรการใช้งานไฟล์ File Sharing การป้องกันไฟล์ Protection

แนวคิดของระบบไฟล์ File Concept

ระเบียบวิธีการเข้าถึงไฟล์ Access Methods

โครงสร้างไดเร็กทอรี่ Directory Structure

ระบบไฟล์ File System Mounting

การแบ่งสรรการใช้งานไฟล์ File Sharing

การป้องกันไฟล์ Protection

แนวคิดของระบบไฟล์ File Concept ไฟล์คือชื่อของสารสนเทศที่สัมพันธ์กัน มีพื้นทีแอดเดรสเชิงตรรกที่ต่อเนื่องกัน ชนิดของไฟล์ Types: ไฟล์ข้อมูล Data ตัวเลข numeric ตัวอักษร character ไบนารี่ binary โปรแกรมไฟล์ Program

ไฟล์คือชื่อของสารสนเทศที่สัมพันธ์กัน มีพื้นทีแอดเดรสเชิงตรรกที่ต่อเนื่องกัน

ชนิดของไฟล์ Types:

ไฟล์ข้อมูล Data

ตัวเลข numeric

ตัวอักษร character

ไบนารี่ binary

โปรแกรมไฟล์ Program

โครงสร้างไฟล์ F ile Structure ไม่เป็นลำดับของเวิร์ดและไบท์ โครงสร้างของเรคคอร์ดอย่างง่าย บรรทัด Lines ขนาดจำกัด Fixed length ขนาดแปรผัน Variable length โครงสร้างซับซ้อน Complex Structures รูปแบบเอกสาร Formatted document สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ Relocatable load file ในสองรูปแบบหลังสามารถแทรกข้อมูลเพิ่มเติมได้ ผู้จัดการไฟล์ : ระบบปฏิบัติการ Operating system โปรแกรม Program

ไม่เป็นลำดับของเวิร์ดและไบท์

โครงสร้างของเรคคอร์ดอย่างง่าย

บรรทัด Lines

ขนาดจำกัด Fixed length

ขนาดแปรผัน Variable length

โครงสร้างซับซ้อน Complex Structures

รูปแบบเอกสาร Formatted document

สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ Relocatable load file

ในสองรูปแบบหลังสามารถแทรกข้อมูลเพิ่มเติมได้

ผู้จัดการไฟล์ :

ระบบปฏิบัติการ Operating system

โปรแกรม Program

คุณลักษณะของไฟล์ File Attributes Name – เพื่อให้มุนษย์สามารถอ่านเข้าใจและจดจำได้ Type – เพื่อให้ระบบทราบว่าเป็นไฟล์ประเภทใด Location – เพื่อสามารถบ่งชี้ได้ว่าไฟล์ถูกจัดเก็บอยู่ที่ใดและในอุปกรณ์ใด Size – ขนาดของไฟล์ ณ ปัจจุบัน Protection – ข้อมูลเพื่อใช้ในการปกป้องข้อมูล เพื่อการรักษาความปลอดภัย และเพื่อการติดตามตรวจสอบ Time , date , and user identification – สารสนเทศที่บอกถึงรายละเอียดต่างๆ ของไฟล์ ถูกจัดเก็บอยู่ในโครงสร้างไดเร็กทอรี่ ในดิสก์ Information about files are kept in the directory structure, which is maintained on the disk.

Name – เพื่อให้มุนษย์สามารถอ่านเข้าใจและจดจำได้

Type – เพื่อให้ระบบทราบว่าเป็นไฟล์ประเภทใด

Location – เพื่อสามารถบ่งชี้ได้ว่าไฟล์ถูกจัดเก็บอยู่ที่ใดและในอุปกรณ์ใด

Size – ขนาดของไฟล์ ณ ปัจจุบัน

Protection – ข้อมูลเพื่อใช้ในการปกป้องข้อมูล เพื่อการรักษาความปลอดภัย และเพื่อการติดตามตรวจสอบ

Time , date , and user identification – สารสนเทศที่บอกถึงรายละเอียดต่างๆ ของไฟล์ ถูกจัดเก็บอยู่ในโครงสร้างไดเร็กทอรี่ ในดิสก์

Information about files are kept in the directory structure, which is maintained on the disk.

การดำเนินการใดๆ กับไฟล์ File Operations Create Write Read Reposition within file – file seek Delete Truncate Open( F i ) – ค้นหาจากโครงสร้างของไดเร็กทอรี่บนดิสก์ เพื่อเข้าใช้ Fi และเคลื่อนย้ายเนื้อหาต่างๆ จากไฟล์ไปไว้ยังหน่วยความจำ Close ( F i ) – เคลื่อนย้ายเนื้อหาจาด Fi ที่ใช้งานอยู่บนหน่วยความจำ ไปไว้ยังโครงสร้างไดเร็กทอรี่บนดิสก์

Create

Write

Read

Reposition within file – file seek

Delete

Truncate

Open( F i ) – ค้นหาจากโครงสร้างของไดเร็กทอรี่บนดิสก์ เพื่อเข้าใช้ Fi และเคลื่อนย้ายเนื้อหาต่างๆ จากไฟล์ไปไว้ยังหน่วยความจำ

Close ( F i ) – เคลื่อนย้ายเนื้อหาจาด Fi ที่ใช้งานอยู่บนหน่วยความจำ ไปไว้ยังโครงสร้างไดเร็กทอรี่บนดิสก์

ประเภทของไฟล์ ชื่อและส่วนขยาย File Types – Name, Extension

ระเบียบวิธีการเข้าถึงไฟล์ Access Methods การเข้าถึงไฟล์เชิงลำดับ Sequential Access read next write next reset no read after last write (rewrite) การเข้าถึงไฟล์โดยตรง Direct Access read n write n position to n read next write next rewrite n n = relative block number

การเข้าถึงไฟล์เชิงลำดับ Sequential Access

read next

write next

reset

no read after last write

(rewrite)

การเข้าถึงไฟล์โดยตรง Direct Access

read n

write n

position to n

read next

write next

rewrite n

n = relative block number

Sequential-access File

แบบจำลองของการเข้าถึงเชิงลำดับ บนไฟล์ที่เข้าถึงแบบโดยตรง Simulation of Sequential Access on a Direct-access File

Example of Index and Relative Files

โครงสร้างไดเร็กทอรี่ Directory Structure โหนดแต่ละโหนดประกอบไปด้วยสารสนเทศที่เกี่ยวกับไฟล์ ทุกไฟล์ F 1 F 2 F 3 F 4 F n Directory Files ทั้งโครงสร้างไดเร็กทอรี่และ ไฟล์ อยู่ในดิสก์ แบคอัพโครงสร้างทั้งสองไว้ในเทป

โหนดแต่ละโหนดประกอบไปด้วยสารสนเทศที่เกี่ยวกับไฟล์ ทุกไฟล์

โครงสร้างระบบไฟล์โดยทั่วไป A Typical File-system Organization

สารสนเทศในไดเร็กทอรี่ของอุปกรณ์ Information in a Device Directory ชื่อ Name ประเภท Type แอดเดรส Address ขนาด ณ ปัจจุบัน Current length ขนาดสูงสุด Maximum length วันที่ใช้งานล่าสุด Date last accessed (for archival) วันที่ปรับปรุงล่าสุด Date last updated (for dump) รหัสเจ้าของ Owner ID (who pays) สารสนเทศเพื่อการป้องกัน Protection information

ชื่อ Name

ประเภท Type

แอดเดรส Address

ขนาด ณ ปัจจุบัน Current length

ขนาดสูงสุด Maximum length

วันที่ใช้งานล่าสุด Date last accessed (for archival)

วันที่ปรับปรุงล่าสุด Date last updated (for dump)

รหัสเจ้าของ Owner ID (who pays)

สารสนเทศเพื่อการป้องกัน Protection information

การทำงานของไดเร็กทอรี่ Operations Performed on Directory ค้นหาไฟล์ Search for a file สร้างไฟล์ Create a file ลบไฟล์ Delete a file รายการของไฟล์ List a directory เปลี่ยนชื่อไฟล์ Rename a file การแปลงไฟล์เพื่อการจัดเก็บไฟล์หรือเพื่อการแบคอัพข้อมูล Traverse the file system

ค้นหาไฟล์ Search for a file

สร้างไฟล์ Create a file

ลบไฟล์ Delete a file

รายการของไฟล์ List a directory

เปลี่ยนชื่อไฟล์ Rename a file

การแปลงไฟล์เพื่อการจัดเก็บไฟล์หรือเพื่อการแบคอัพข้อมูล Traverse the file system

การจัดการโครงสร้างไดเร็กทอรี่ ( ทางตรรก ) Organize the Directory (Logically) to Obtain Efficiency – เพื่อประสิทธิภาพ เพื่อจัดการไฟล์ได้รวดเร็ว Naming – การตั้งชื่อ เพื่อความสะดวกในการจดจำและค้นหาของผู้ใช้ ผู้ใช้หลายคนสามารถตั้งชื่อไฟล์เหมือนกันโดยจัดเก็บไว้ต่างไดเร็กทอรี่กัน ไฟล์เดียวกันสามารถมีชื่อที่แตกต่างกันได้ . Grouping – การจัดกลุ่ม การจัดกลุ่มไฟล์เชิงตรรก โดยอาศัยคุณสมบัติของไฟล์

Efficiency – เพื่อประสิทธิภาพ เพื่อจัดการไฟล์ได้รวดเร็ว

Naming – การตั้งชื่อ เพื่อความสะดวกในการจดจำและค้นหาของผู้ใช้

ผู้ใช้หลายคนสามารถตั้งชื่อไฟล์เหมือนกันโดยจัดเก็บไว้ต่างไดเร็กทอรี่กัน

ไฟล์เดียวกันสามารถมีชื่อที่แตกต่างกันได้ .

Grouping – การจัดกลุ่ม การจัดกลุ่มไฟล์เชิงตรรก โดยอาศัยคุณสมบัติของไฟล์

ไดเร็กทอรี่ระดับเดียว Single-Level Directory A single directory for all users. การใช้งานไดเร็กทอรี่ระดับเดียวกับ ผู้ใช้ทุกราย เกิดปัญหาการตั้งชื่อ ไม่สามารถซ้ำกันได้ ไม่สามารถจัดกลุ่มได้เนื่องจากชื่อและคุณลักษณะของไฟล์ อาจซ้ำกัน

A single directory for all users.

ไดเร็กทอรี่แบบสองระดับ Two-Level Directory Separate directory for each user. จัดสรรโดยการแบ่งส่วนไดเร็คทอรี่ให้กับผู้ใช้แต่ละคน ชื่อพาธหรือเส้นทาง ผู้ใช้แต่ละคนสามารถตั้งชื่อไฟล์ซ้ำกับชื่อไฟล์ของบุคคลอื่น เพิ่มประสิทธิภาพในการค้นหา ไม่ถูกจัดกลุ่ม

Separate directory for each user.

ไดเร็กทอรี่แบบสามระดับ Tree-Structured Directories

ไดเร็กทอรี่แบบสามระดับ Tree-Structured Directories (Cont.) ค้นหาอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มความสามารถในการจัดกลุ่ม ไดเกทอรี่ปัจจุบัน cd /spell/mail/prog type list

ค้นหาอย่างมีประสิทธิภาพ

เพิ่มความสามารถในการจัดกลุ่ม

ไดเกทอรี่ปัจจุบัน

cd /spell/mail/prog

type list

Tree-Structured Directories (Cont.) Absolute or relative path name Creating a new file is done in current directory. Delete a file rm <file-name> Creating a new subdirectory is done in current directory. mkdir <dir-name> Example: if in current directory /mail mkdir count mail prog copy prt exp count Deleting “mail”  deleting the entire subtree rooted by “mail”.

Absolute or relative path name

Creating a new file is done in current directory.

Delete a file

rm <file-name>

Creating a new subdirectory is done in current directory.

mkdir <dir-name>

Example: if in current directory /mail

mkdir count

Acyclic-Graph Directories Have shared subdirectories and files.

Have shared subdirectories and files.

Acyclic-Graph Directories (Cont.) Two different names (aliasing) If dict deletes list  dangling pointer. Solutions: Backpointers, so we can delete all pointers. Variable size records a problem. Backpointers using a daisy chain organization. Entry-hold-count solution.

Two different names (aliasing)

If dict deletes list  dangling pointer.

Solutions:

Backpointers, so we can delete all pointers. Variable size records a problem.

Backpointers using a daisy chain organization.

Entry-hold-count solution.

General Graph Directory

General Graph Directory (Cont.) How do we guarantee no cycles? Allow only links to file not subdirectories. Garbage collection. Every time a new link is added use a cycle detection algorithm to determine whether it is OK.

How do we guarantee no cycles?

Allow only links to file not subdirectories.

Garbage collection.

Every time a new link is added use a cycle detection algorithm to determine whether it is OK.

File System Mounting A file system must be mounted before it can be accessed. A unmounted file system (I.e. Fig. 11-11(b)) is mounted at a mount point .

A file system must be mounted before it can be accessed.

A unmounted file system (I.e. Fig. 11-11(b)) is mounted at a mount point .

(a) Existing. (b) Unmounted Partition

Mount Point

File Sharing Sharing of files on multi-user systems is desirable. Sharing may be done through a protection scheme. On distributed systems, files may be shared across a network. Network File System (NFS) is a common distributed file-sharing method.

Sharing of files on multi-user systems is desirable.

Sharing may be done through a protection scheme.

On distributed systems, files may be shared across a network.

Network File System (NFS) is a common distributed file-sharing method.

Protection File owner/creator should be able to control: what can be done by whom Types of access Read Write Execute Append Delete List

File owner/creator should be able to control:

what can be done

by whom

Types of access

Read

Write

Execute

Append

Delete

List

Access Lists and Groups Mode of access: read, write, execute Three classes of users RWX a) owner access 7  1 1 1 RWX b) group access 6  1 1 0 RWX c) 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

Mode of access: read, write, execute

Three classes of users

RWX

a) owner access 7  1 1 1 RWX

b) group access 6  1 1 0

RWX

c) 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.