Sommario
- Caratteristiche di un File System
- Struttura logica
- Accesso
- Organizzazione fisica
Caratteristiche di un file system
- Un file system è quella parte di un sistema operativo responsabile per la gestione e l’organizzazione dei file.
- In particolare, gli obiettivi di un FS sono quelli di garantirne la persistenza, il recupero, un meccanismo di naming, la condivisione e la protezione
- Struttura di un file system
Struttura di un file system
La struttura logica di un file system: File e Directory
- Un file è un insieme di informazioni, correlate e registrate nella memoria secondaria, cui è stato assegnato un identificativo
- Al fine di gestire un elevato numero di file, un FS è strutturato in directory
- Una directory è un file speciale creato con l’obiettivo di risolvere le corrispondenza tra il nome del file in formato testuale e il suo identificativo interno
- Struttura di directory ad albero: Ricerca efficiente, possibilità di raggruppamento
- Struttura di directory a grafo aciclico: Consente alle directory di avere sottodirectory e file condivisi
- File system montabile: Tipicamente i file system consentono di agganciare (sganciare) il file system che si trova su di un dispositivo all’albero dei file principale (montaggio)
Accesso ad un file: controllo degli accessi
- L’accesso ai file va consentito soltanto agli utenti autorizzati, con uno schema di permessi di accesso
- Con riferimento ai sistemi UNIX, a ciascun file sono associati alcuni attributi:
- Proprietario (owner): È l’utente che ha creato il file
- Gruppo: È il gruppo a cui il proprietario appartiene
- Permessi: Il tipo di operazioni che il proprietario, i membri del suo gruppo o gli altri utenti possono compiere sul file.
- Tipicamente una directory contiene un lista di entries, una per ogni file, contenente le informazioni relative al file associato
- Nella maggior parte dei SO ogni entry contiene un puntatore ad una struttura dati associata al file, denominata File control block
Schema Controllo degli accessi
Accesso ad un file
- Operazioni su file: creazione, lettura, cancellazione, apertura, scrittura, riposizionamento nel file – file seek, chiusura
- Tipicamente le operazioni di un file System sono implementate nel Kernel come System call
- Metodi d’accesso al file
- Accesso sequenziale: tempo di accesso dipendente dalla posizione
- read next – write next - reset
- Accesso diretto: tempo di accesso indipendente dalla posizione (con n = numero relativo del blocco)
- read n – write n – position to n
-
- read next – write next
- Accesso sequenziale: tempo di accesso dipendente dalla posizione
Organizzazione fisica
- Ogni disco può essere organizzato in più partizioni, ognuna delle quali può avere un proprio file system
- Ogni disco ha uno speciale settore (Settore 0), denominato MBR (Master Boot Record), che viene utilizzato per il bootstrap
- Block vs. Sector
- Il sistema operativo usa una dimensione del blocco in genere maggiore di quella del settore del disco
- Ogni blocco consiste di un certo numero di settori consecutivi. Un blocco di dimensione maggiore aumenta l’efficienza di trasferimento
- Inoltre può essere conveniente avere una dimensione del blocco della stessa dimensione di una pagina in memoria
Metodi di Allocazione
- Allocazione contigua
- Ciascun file occupa un insieme di blocchi contigui sul disco.
- Vantaggi: per reperire tutto il file sono necessarie solo la posizione di inizio (block #) e la lunghezza (numero di blocchi); è possibile sia l’accesso sequenziale che diretto
- Svantaggi: spreco di spazio; Frammentazione esterna ed interna.
- Allocazione concatenata (linked)
- Ciascun file è una lista concatenata di blocchi su disco: i blocchi possono essere sparpagliati ovunque sul disco
- Vantaggi:non c’è frammentazione esterna; minor costo di allocazione
- Svantaggi:possibilità di errore se un link è danneggiato; maggior occupazione (a causa dei puntatori); difficile realizzare l’accesso diretto; ricerca di un blocco costosa
- FAT: è una tabella con un elemento per ogni blocco disco ed è indirizzato dal numero di blocco; consente di avere i puntatori localizzati sul disco e non sparsi. Velocizza anche l’accesso diretto.
Metodi di Allocazione
- Allocazione indicizzata
- Colleziona tutti i puntatori insieme nel blocco di indice.
- E’ possibile un accesso casuale.
- Si ha un accesso dinamico senza frammentazione esterna, ma c’è il sovraccarico del blocco indice.
- Dimensione del blocco indice: un blocco piccolo comporta meno spreco nel caso di file piccoli, ma per file grandi?
- Schema concatenato; indice a più livelli; Schema combinato.
- Gestione dello spazio libero
- Vettore di bit; Lista concatenata (free list); Raggruppamento; Conteggio.
Schema combinato: Unix
Le lezioni del Corso
1. Introduzione ai Sistemi Operativi
2. Richiami
3. Architettura e funzionalità dei sistemi operativi
4. Esercitazione – Installazione del Sistema operativo Linux
6. Gestione dei processi nei sistemi operativi Unix/Linux e Window...
8. Esercitazione: Makefile e librerie
9. Esercitazione: System call per la gestione dei processi
11. Introduzione alla Sincronizzazione dei Processi
12. Sincronizzazione nel modello ad ambiente globale
13. Sincronizzazione nel modello ad ambiente locale
14. Esercitazione: Interprocess Communication e Shared Memory
15. Esercitazione: Gestione dei semafori
16. Esercitazione: Problema dei produttori e consumatori
17. Esercitazione: Problema dei lettori e degli scrittori
19. Il Deadlock
I materiali di supporto della lezione
P. Ancilotti, M.Boari, A. Ciampolini, G. Lipari, “Sistemi Operativi”, Mc-Graw-Hill (Cap.6)
