More Related Content Similar to file system (20) file system1. File Structure Dr. M. Rahgozar
In the Name of GodIn the Name of God
LectureLecture 22
مرورمروريياجمالاجمالييبربر
نگاهدار سيستمنگاهدار سيستمييها دادهها داده
))File SystemFile System((
2. 2-2File Structure Dr. M. Rahgozar
مرورياجمالينگاهدار سيستم بريها داده
(File System)
فايل(File)چِي؟ ست
سيستم فايل(File System)چِي؟ ست
ديسک(Disk)چي؟ ست
دسترسيکاربرانبهفايلهايدادهم چگونهيباشد؟
3. 2-3File Structure Dr. M. Rahgozar
مرورياجمالينگاهدار سيستم بريها داده
(File System)
فايل(File)چِي؟ ست
ا مجموعهيها داده از)Dataبوس واحد بطور که (يلهعامل سيستم))Operating System
شناسا قابلييمد ويريم تي.باشد
) پايدار و مستقل واحد يک فايل هرPersistentميباشد ها داده از (.
سيستم فايل(File System)چِي؟ ست
بخشاز اي مشاهده قابلعامل سيستمکه ميباشدمهم ي وظيفه دوبا رابطه درنگهداريفايلهاي
داده:دارد عهده به را
•مديريتمشخصاتفايلها)Directory service(
•نگاهداريمحتوايفايلها)Storage service(
4. 2-4File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهدار سيستميها داده(File System)
directory
service
storage
service
pathname fileID requested
information
disk handler
disk
وظايف تقسيمدرسيستم فايلاست؟ چگونه
5. 2-5File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهدار سيستميها داده(File System)
مديريتمشخصاتفايلها(Directory)
مديريتنامگذاريفايلها)Logical Naming(
مديريتمختصاتواطلعاتفا به مربوطي) لهاMeta Data(
مديريتسازماندهيوبند دستهيفاي) لهاOrganization(
نگاهداريمحتوايفايلها(Storage)
نگهدارياي گونه به فايلهاپايدارومطمئن)Persistent & Reliable(
امکانات ارائهايجاد،حذفوبروزنمودنبراي فايلهاکاربران
بهمشارکتفايلها گذاشتنکاربران بين)Sharing(
کنترلامنيتدسترسي در) فايلها بهAccess Security(
directory
service
storage
service
pathname fileID
requested
information
disk handler
disk
6. 2-6File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهدار سيستميها داده(File System)
ديسک(Disk)چي؟ ست
ينوع کمغناط حافظهيسيميبرا که باشديذخيساز رهيفايلهايدادهم استفادهي.شود
درفصلهايآيندهخواه صحبت حافظه انواع مورد در مفصلي.نمود م
مديريتها دادهرويديسکک باي؟ ست
عملايجاد،حذفيهرگونه اداده فايلهاي به دسترسيديسک روي)Disk(توسطيکواحد
مستقل)Disk Handler(ديگر وظايف موازات به وفايس ليستمميشود انجام.
directory
service
storage
service
pathname fileID
requested
information
disk handler
disk
7. 2-7File Structure Dr. M. Rahgozar
مديريمشخصات تفايلها(Directory)
ساختارهايگوناگونينگاهدار جهتيمشخصاتفايلهادارد وجود:
1.ساده يا مسطح ساختار)Flat Directory Structure(
2.سطح دو ساختاري)2Level Directory Structure(
3.درختواره ساختار)Tree Directory Structure(
4.گراف ساختار)Graph Directory Structure(
8. 2-8File Structure Dr. M. Rahgozar
مديريمشخصات تفايلها(Directory)
1 - ساده يا مسطح ساختار (Flat Directory Structure)
ميشود نگهداري ديسک روي آن آدرس و فايل نام فقط آن در که ساده ساختاريست.
باشد مي استفاده قابل ابتدايي و کوچک بسيار هاي سيستم براي فقط ساختار اين.
ميباشد آنها نام حسب بر فايلها سازماندهي تنها.
بود نخواهد ميسر نام يک با فايل دو ايجاد.
name
fileID
files
9. 2-9File Structure Dr. M. Rahgozar
مديريمشخصات تفايلها(Directory)
2-( سطحي دو ساختار2Level Directory Structure)
کاربران به آنها اختصاص و فايلها سازماندهي آن در که باشد مي تر پيشرفته ساختاري
مختلفگر مي ميسر.دد
وبود نخواهد ميسر کاربران خود سازماندهي لي.
User 1User 2User 3User 4
cat dogdatatest dataA data AX
10. 2-10File Structure Dr. M. Rahgozar
مديريمشخصات تفايلها(Directory)
3درختواره ساختار -(Tree Directory Structure)
باشد مي قبل ساختار يافته تعميم نوع.
س امکان کهاميسازد ميسر سطح چندين در را فايلها زماندهي.
سازد نمي ميسر را مختلف گروه دو در فايل يک گذاشتن اشتراک به امکان ولي.
يک صورت به فايل هر نامPath" مانندx/y/catشود مي ارائه ".
X
Y
/X/Y/cat
cat
11. 2-11File Structure Dr. M. Rahgozar
مديريمشخصات تفايلها)Directory(
4گراف ساختار -)Graph Directory Structure(
ارتباط ايجاد و فايلها گذاشتن اشتراک به امکان ، قبل ساختار تکميل در ساختار اين
)Link(سازد مي ميسر را مختلف گروههاي بين.
فايلها به دسترسي امنيت کنترل يا فايل يک فيزيکي حذف مانند مسايلي ساختار اين در
مختلف نام چند است ممکن فايل يک چون بود خواهند تر پيچيده)path(باشد داشته.
12. 2-12File Structure Dr. M. Rahgozar
ب ارتباطيو کاربران نفايس ليستم
)File System Interface(
به مربوط عملياتفا مشخصاتي) لهاDirectory(
حذف يا ايجادDirectory
فايلها نمودن باز يا حذف ، ايجاد
يک به فايل يک ساختن مرتبطDirectory
) فايلها امنيت تعريفAccess Rights(
فايلها فهرست نمايش
) فايلها سازي ذخيره به مربوط عملياتStorage(
فايل خواندن
فايل روزآوردن به يا نوشتن
فايل بستن
) جستجوSeekفايل يک داخل در (
13. 2-13File Structure Dr. M. Rahgozar
مشخصاتفايلها
)File Attributes(
فا مشخصاتيلهايعنيچه؟
فا به مربوط اطلاعات و مختصاتي) لهاMeta Data(
باشند مي زير اجزاء شامل:
فايل نوع
فايل فيزيکي محل(ديسک روي)
فايل اندازه
فايل صاحب نام
فايل به دسترسي امنيت
روز به و دسترسي ، ايجاد زمانهايآفايل وردن
ايهستند؟ کجا اطلعات ن
فا به مربوط اطلاعات و مختصاتيلهااز مستقل اي بگونه
) فايل به دسترسي مسيرPathميشوند نگهداري (.
name1 fileID
name2 fileID
Meta-data
data
14. 2-14File Structure Dr. M. Rahgozar
دياز کاربران دگاهفايلهايداده
)Logical / Physical Mapping(
کاربر ديدگاه ازان:
رکوردهاي از اي مجمواعه بعنوان فايل يکداده)Logical Records(ميشود تعريف(.)کجا؟
ديدگاه ازفايلسيستم:
فضاداده بلوکهاي از اي مجمواعه اعنوان به ديسک ي)Physical Blocks(شود مي تعريف.
نتيجه؟
ب فوق ديدگاه دو بايستيايکديگرمنطبقشوند.)Logical / Physical Mapping(
درغيراينصورت؟
فضاهاب ييدونديسکها روي استفادهتشکيم ليشود.)Fragmentation(()چرا؟ ...
Physical
blocks
Logical records
15. 2-15File Structure Dr. M. Rahgozar
دياز کاربران دگاهفايلهايداده
)Logical / Physical Mapping(
متمايزکاربر ديدگاه نمودنانسيستم ديدگاه ازمزا چهيمعا و ايبيدارد؟ بهمراه را
1–مزاي:ا
خا سيستم يک به نسبت افزار نرم استقللص)Portability(
سيستم کارآيي و افزار نرم کارآيي بين تمايز)Performance(
امکانتعريفدقيقتروظايفب الزامات ويدو نديدگاه
تسهيلدرديسکها مديريت)Disk Handler(()چرا؟ ...
2–معاي:ب
سازي بهينه مشکلتفضايشده استفاده)Optimization(
افزار نرم در رکوردها مديريت مسئوليت()چرا؟ ...
16. 2-16File Structure Dr. M. Rahgozar
دسترسيبه کاربرانفايلهايداده
)Access Methods(
از فايل يک هاي داده به دسترسيچهميباشد پذير امکان طرقي؟
سري بطور دسترسي)يعنرکورد به رکورد يا بايت به بايت ي) (Sequential(
آدرس يک به مستقيم دسترسي)Direct()چگونه؟ ... (
يک همانندArrayحافظه درRAM (Memory Mapped(
کليد يک حسب بر مستقيم دسترسي)Indexed(
17. 2-17File Structure Dr. M. Rahgozar
ها داده همخواني و صحت
)Data Consistency(
چ ها داده صحت از منظوريست؟
د ازيبا کاربران دگاهيستيکههاي دادهدر موجوديفا کيليحت ايمختلف فايلهاي در
يکديگرهمخواني به نسبتداشتهباشند()مثال؟ .
فا نقشيس ليستم؟
درسيستمUNIXيک هاي دادهکاربرکاربران بوسيله فايل در شدن نوشته محض به
ديگر)يفا به کهيدسترس اجازه لي(دارندباشد مي مشاهده قابل(!)خطر ...
تا ها سيستم از ديگر برخي درزمانقابل آن در شده نوشته هاي داده ، فايل شدن بسته
باشد نمي کاربران ديگر بوسيله مشاهده.
نتيجه؟
مورد دو هر درفوق(باول مورد خصوص ه)کاربران بين هماهنگيحفظ جهت
دا صحتدآنها همخواني و ها هالزامي.ست(دوم؟ مورد )چرا
18. 2-18File Structure Dr. M. Rahgozar
امن حفظيتها داده
)Access Protection(
امن از منظوريچ ها داده تيست؟
ها داده امنيت حفظباشد مي مجاز کاربران بوسيله آنها به دسترسي کنترل مفهوم به.
کنترل اينميباشد؟ جهاتي چه از دسترسي
خواندن)Read(
نوشتن)Write(
اجرا)Execute(
حذفها داده)Delete(
ها داده نمودن اضافه)Append(
مشاهدهمشخصاتفايلها)File Attributes(
جستجويفايلها)Files & Directory Search()ا ...ي(چرا؟ ن
19. 2-19File Structure Dr. M. Rahgozar
امن حفظيتها داده
)Access Protection(
روشها چهييبرايدارد؟ وجود امنيت کنترل
ساده ليستهاي وسيله به فايلها امنيت کنترل روش يک)طولني ولي(و کاربران از
ميباشد پذير انجام دارند دسترسي آن به که فايلهايي.)Access Lists(
درUnixتري ساده روش)Access Groups(رود مي بکارکهشاملتعريف
سه در کاربراننوعباشد مي:
1فا لک ما خود -ي) لOwner(
2فا لک ما با گروه هم کاربران -ي) لGroup(
3د کاربران -ي) گرOthers()مثال؟ ... (
ا )چراي(است؟ تر ساده روش ن
20. 2-20File Structure Dr. M. Rahgozar
دسترسيبههاي دادهيفا کيل
)Opening a File(
دسترسيها داده بهييفا کيم آغاز چگونه ليشود؟
دسترس گونه هر از قبليها داده بهييفا کيبا ليستي
فاي.نمود باز اصطلحا را ل
نمودن بازيفا کيليعنيچه؟
نمودن بازيفا کيمعن به لياطلاعات نمودن وارد
فا به مربوطيس جداول در ليم ستمي.باشد
(کجا؟ )از
P1
P2
P3
System OFT
21. 2-21File Structure Dr. M. Rahgozar
دسترسيبههاي دادهيفا کيل
)Opening a Files(
نمودن بازيفا کياست؟ چگونه ل
فايلهايي برايکهمختلف کاربران بوسيلهباز
مي،گردنداز سيستم جداول در گوناگوني اطلاعات
جملهOpen File Tableميشود نگهداري.
اطلاعات نوع )چهي(؟
P1
P2
P3
System OFT
22. 2-22File Structure Dr. M. Rahgozar
دسترسيبههاي دادهيفا کيل
)Opening a Files(
اطلاعات نوع چه بهيس جداول درين مورد ستميم ازيباشد؟
اعمومي اطلاعاتشامل:
ديسک روي فايل آدرس
شده رزرو فضاي و
دسترسي و ايجاد زمان
بافرهايI/O
شدن باز دفعات
Lockها
غيره
هر به مربوط اطلاعاتProcess:شامل
نشانگرهايمختلف)Pointers(
()مثال؟ ...
دسترسي ي اجازه نوع)Access
Permissions(
غيره
23. 2-23File Structure Dr. M. Rahgozar
دسترسيبههاي دادهيفا کيل
)Opening a Files(
Open (filename)
Allocate and link
data structures
File name lookup
Logical to physical
block mapping
Pointer to buffer
Pointer to file
descriptor
Index to process
Open File table
File descriptor table
Open file table
Open file ptr
نمودن باز مراحليفا کياست؟ چگونه ل
24. 2-24File Structure Dr. M. Rahgozar
فايل نگهداريهاديسک روي
)Disk Allocation(
ي نياز مورد فضايکديسک روي را فايلباچهروشهاميتوان ييمشخصنمود؟
1-:اول روش
) مرتبط يکديگر به شده رزرو ديسک فضاي از مختلفي قطعاتLinkشوند مي (.
)Linked Allocation(
ولي داشت نخواهد وجود شده رزرو فضاي در محدوديتي روش اين دردسترسي
بايت يا رکورد يک به مستقيمبود نخواهد ممکن()چرا؟ .
25. 2-25File Structure Dr. M. Rahgozar
فايل نگهداريهاديسک روي
)Disk Allocation(
ي نياز مورد فضايکديسک روي را فايلباچهروشهاميتوان ييمشخصنمود؟
2-:دوم روش
شده رزرو مختلف قطعات در موجود فضاي و آدرسبراييفا کيليک در
Indexشوند مي نگاهداري)Indexed Allocation(
داشت خواهد وجود بايت يا رکورد يک به مستقيم دسترسي امکان روش اين در.
()چرا؟
26. 2-26File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
يونيکس سيستم تحت فايلهاو چگونهدرچهشوند مي نگهداري و تعريف سطوحي؟
فا مشخصاتيجداول چه در لهاينگاهداريمي) شوند؟I-nodes & Directories(
فا مشخصاتيلهايجداول چه در بازشدهينگاهداريمي) شوند؟Open File Structure(
سازماندهيفضايدي) است؟ چگونه سکDisk Organization(
تحت فايلها نگاهداريم انجام صورت چه به شبکهي) شود؟Network File System(
27. 2-27File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ميشوند؟ نگاهداري جداولي چه در فايلها مشخصات
جداولDirectories
جداولI-nodes
ساختارDirectoryاست؟ چگونه
فهرستيسادهشماره و فايلها اسامي ازi-nodeباشد مي مربوطه.
Smith
Jones
apple.c
file name i-node
an i-node
proj1.c
28. 2-28File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ساختاريجدول کI-nodeاست؟ چگونه
اصل مشخصاتدر فايل هر به مربوط ييکجدولI-node.شوند مي نگهداري
فضاين مورديازبلوکهاي بصورت ديسک روي8بايتي کيلورزروميشوند.
روش ازIndexed Allocationشود مي استفاده آنها به دهي آدرس براي.
12مستقيم گر اشاره)direct pointer(به مستقيم دسترسي امکانها دادهيفايلهايي
تا آنها ظرفيت که را96ميکنند فراهم باشد بايت کيلو.
بعدي گر اشاره بوسيله)Single indirect pointer(تا16فقط ،ديگر داده بايت مگا
يک باindexبود خواهد دسترسي قابل اضافي.
گر اشاره با ، سپسDouble indirect pointerتا4دو با ، ديگر داده بايت گيگا
باشند مي دسترسي قابل ايندکس سطح.
پروسسورهاي در ظرفيت اين و64تا بيتي32کند مي پيدا ارتقا بايت گيگا.
29. 2-29File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
mode
owners (2)
timestamps (3)
size
block count
single indirect
double indirect
triple indirect
direct blocks
data
data
l
l
l
data
data
l
l
l
l
l
l
data
data
l
l
l
data
data
data
data
12
ساختاريجدول کI-nodeاست؟ چگونه
30. 2-30File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
فا مشخصاتيلهايجداول چه در بازشدهينگاهداريميشوند؟
جدولFile Descriptor Tableنشانگرهاي و شده باز فايلهاي به مربوط اطلاعات
يک در استفاده موردprocess.کند مي مشخص را
) جدولOFT) Open File Tableدر شده باز فايلهاي تمام به مربوط اطلاعات
فايل هر بازشدن دفعات تعداد ، سيستمopen countفايل هر به مربوط هاي قفل ،
)Locksکند مي مشخص را غيره و ها داده صحت و امنيت کنترل (.
جدولFile Allocation Tableبه مربوط اطلاعاتبلوکهايدادهفايلنگاهدار را هاي
مي.کند
جدولTable of I-nodesاز کپي يکI-nodesاستفاده مورد فايلهاي هايرادر
حافظهRAMمي نگهداريکند.
31. 2-31File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
user space
File
Descriptor
Table
disk
data
blocks
i-nodes
Open File
Table
r/w
File Allocation
Table
Table of
I-nodes
kernel space
swappable
resident
فا مشخصاتيلهايجداول چه در بازشدهينگاهداريميشوند؟
32. 2-32File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
سازماندهيفضايدي) است؟ چگونه سکDisk Organization(
چند شامل تواند مي ديسک واحد هرFile Systemباشد.
يک روي سيستم فايل هرLogical Diskيک شامل و شده تعريف
boot blockتعدادي وCylinder groupميباشد.
يک بلوک اولينLogical Diskنام بهboot blockکه ميباشد
حاويboot strap programميباشد.
بقيهlogical diskچندين بهCylinder groupميشود تقسيم.
هرCylinder groupتعدادي شاملCylinderيکديگر مجاور
ميباشد
data blocks
i-nodes
cylinder block
Super block
data blocks
33. 2-33File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
سازماندهيفضايدي) است؟ چگونه سکDisk Organization(
هر درCylinder groupيکSuper blockحاوي که دارد قرار
ثابت اطلاعاتFile Systemميباشد.
هر درCylinder groupيکcylinder blockحاوي که دارد قرار
آزاد بلوکهاي به مربوط متغير اطلاعات)free) ،i-nodeو آزاد هاي
ميباشد غيره و شده اشغال فضاي درصد مثل آماري اطلاعات نيز.
هرCylinder groupبراي شده رزرو فضاي يک شاملi-nodeها
ميباشد.
در موجود فضاي بقيهcylinder groupداده بلوکهاي براي)data
blocks(ميشود رزرو.
data blocks
i-nodes
cylinder block
Super block
data blocks
34. 2-34File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
سازماندهيفضايدي) است؟ چگونه سکDisk Organization(
ميباشد داده بلوک تعدادي شامل فايل هر نگهداري براي لزم فضاي.
ديسک روي دهي آدرس قابل هاي بخش از ثابتي و مشخص تعداد اعنوان به داده بلوک هر(
بنام)Sectorميشود تعريف.
حافظه از را داده انتقال راندمان بزرگتر بلوکهايRAMمينمايند بهتر بالعکس و ديسک به.
ميکنند جلوگيري ديسک فضاي از بخشي رفتن هدر به و ماندن استفاده بي از کوچکتر بلوکهاي.
يا قطعه تعدادي بصورت بلوک هر در مفيد فضايSectorميشود رزرو کاربر بوسيله.
هاي اندازه صحيح تعريف به بسته ديسک فضاي از بهينه استفادهBlockو هاSector.دارد ها
: لً : معمو
اندازهBlockبين ها4تا8بايت کيلومي.باشد
اندازهSectorبين ها0.5تا2بايت کيلومي.باشد
35. 2-35File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
سازماندهيفضايدي) است؟ چگونه سکDisk Organization(
تعريفCylinder Groupيونيک نسخه ازسBSD 4.2داده گردآوري هدف با ، بعد به
است يافته انجام مشخصي محدوده يک در فايل يک هاي.
جدولI-nodeفايل هر)آن اوليه هاي داده المکان حتي و(همان درcylinder group
به مربوطDirectoryميشوند حفظ.
هرSub-directoryيک بهcylinder groupميشود منتقل ديگر.
يک فضاي کردن مونوپوليزه از جلوگيري برايcylinder groupبزرگ فايل يک بوسيله،
) مستقيم غير داده بلوکهايindirect blocksيک به فايل هر به مربوط (cylinder
groupميشوند منتقل ديگر.
36. 2-36File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ميشود؟ انجام صورت چه به شبکه تحت فايلها نگاهداري)Network File System(
شرکت بار اولين برايSUNباز هاي سيستم تعريف)open systems(مربوطه هاي پروتوکل و
)NFS , XDR , RPC(نمود ارائه را.
NFSاستاندارد يک بههاي سيستم برايheterogeneousاست شده تبديل.
NFSمدل ازClient /Serverاساسي تحولت بااعث و نمايد مي استفاده ها سيستم تعريف در
درUnixاست شده.
اعنوان به ميتواند سيستم هرServerديگري سيستم به را خود فايلهاي به دسترسي امکان
)Client(بدهد.
37. 2-37File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ميشود؟ انجام صورت چه به شبکه تحت فايلها نگاهداري)Network File System(
:مثالserver
/lib /usr /usr2
/bin /lib
docserv
/usr
/bin
/lib
/man
/lib /usr2
client
/x /pub /usr
/bin /lib /man
38. 2-38File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ميشود؟ انجام صورت چه به شبکه تحت فايلها نگاهداري)Network File System(
سيستمClient) آوردن بال درخواست ميتواندmountيک سطح در را (Directoryتمام و
Sub-directoryسيستم به ، مربوطه هايServerبدهد.
شرکت ، تحول اين انجام برايSUNتعريف)Virtual File Systems) VFSجايگزيني و
i-nodeبا راV-nodeنمود پيشنهاد.
V-nodeطور به فايلها گذاري شماره امکانUniqueسطح درNetworkسازد مي فراهم را.
39. 2-39File Structure Dr. M. Rahgozar
نگاهداريفايسيستم تحت لهايونيکس
)Unix File System(
ميشود؟ انجام صورت چه به شبکه تحت فايلها نگاهداري)Network File System(
system call interface
VFS interface
other file
systems
Unix file
systems
NFS
client
rpc/xdr rpc/xdr
network
NFS
server
VFS interface
Unix file
systems
disk disk