Systémy souborů

Verze z 8. 8. 2011, 15:26 (editovat) Tester (diskuse | příspěvky) (Založena nová stránka: 1. Obsluha přerušení  Řadič vyvolá přerušení ve chvíli dokončení I/O požadavku  Ovladač zadá I/O požadavek, usne, po příchodu přerušení ho obsluh...)		Aktuální verze z 3. 6. 2017, 19:37 (editovat) (zrušit editaci) 46.135.2.251 (diskuse) (→I-uzly)
(Nejsou zobrazeny 4 mezilehlé verze od 2 uživatelů.)
Řádka 1:		Řádka 1:
−	1. Obsluha přerušení	+	Téměř všechny aplikace potřebují trvale uchovávat data
−	 Řadič vyvolá přerušení ve chvíli dokončení I/O požadavku	+
−	 Ovladač zadá I/O požadavek, usne, po příchodu přerušení ho obsluha vzbudí	+
−	 Obsluha přerušení je časově kritická, musí být co nejkratší	+
−	2. Ovladače zařízení	+	Hlavní požadavky:
−	 Ovladače obsahují veškerý kód závislý na I/O zařízení, jediný zná HW podrobnosti	+	* Možnost uložit velké množství dat
−	 Ovladači předán příkaz vyšší vrstvou; pokud ještě obsluhuje předchozí požadavek, zařadí nový požadavek do fronty; zadá příkazy řadiči; zablokuje se do vykonání požadavku; po dokončení zkontroluje, zda nenastala chyba; předá výsledek vyšší vrstvě; spustí další požadavek	+	* informace musí zůstat zachována i po ukončení procesu
		+	* data musejí být přístupná více procesům
−	3. SW vrstva OS nezávislá na zařízení	+	při přístupu k zařízení mají všechny procesy společné problémy
−	 Poskytuje I/O funkce společně pro všechna zařízení daného druhu	+	* alokace prostoru na disku
−	 Definuje rozhraní s ovladači	+	* pojmenování dat
−	 Poskytuje jednotné rozhraní uživatelskému SW	+	* ochrana dat před neoprávněným přístupem
		+	* zotavení po havárii
−	4. I/O SW v uživatelském režimu	+	souborový systém:
−	 Programátor používá v programech I/O funkce nebo příkazy jazyka	+	* konvence pro ukládání a přístup k souborům
−	 Spooling = způsob obsluhy vyhrazených I/O v multiprogramovém systému	+	* 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
−	RAID 0	+	Windows: NTFS, FAT12, FAT16, FAT32, ISO 9660 (CD-ROM)
−	{ není redundantní	+
−	{ ztrata 1 disku { ztrata celeho pole	+
−	{ duvod pouziti { vykon napr. strih videa	+
−	RAID 1 mirroring	+
−	{ zrcadleni na 2 disky stejnych kapacit	+
−	{ totozne informace	+
−	{ vypadek 1 disku { nevadi	+
−	{ jednoducha implementace { casto ciste sw	+
−	{ nevyhoda { vyuzijeme jen polovinu kapacity zapis { pomalejsi (2x) cteni { rychlejsi (radic - lze stridat pozadavky mezi disky)	+
−	RAID 5	+
−	{ redundantni pole s distribuovanou paritou	+
−	{ minimialne 3 disky	+
−	{ rezie: 1 disk z pole n disku, pr. 5 disku 100GB, 400GB pro data	+
−	{ vypadek 1 disku nevadi cteni { vykon ok zapis { pomalejsi 1 zapis { cteni starych dat, cteni stare parity, vypocet nove parity, zapis novych dat, zapis nove parity	+
−	RAID 6	+
−	{ RAID 5 + navic dalsi paritni disk	+
−	{ odolne proti vypadku dvou disku	+
−	{ rekonstrukce pole pri vypadku { trva dlouho po dobu rekonstrukce neni pole chraneno proti vypadku dalsiho disku, narocna cinnost { muze se objevit dalsi chyba, radic disk odpoji a ...	+
−	RAID 10	+
−	{ kombinace RAID 0 (stripe) a RAID 1 (zrcadlo)	+
−	{ min. pocet disku 4 rezie 100% diskove kapacity navic	+
−	{ nejvyssi vykon v bezpecnych typech polich podstatne rychlejsi nez RAID 5, pri zapisu odolnost proti ztrate az 50% disku x RAID 5	+
−	Funkce ovladače zařízení	+	Linux: ext2, ext3, ReiserFS, JFS, XFS, FAT12 až 32, ISO 9660, Minix, VxFS, OS/2 HPFS, SysV fs, UFS, NTFS read-only
−	· ovladači předán příkaz vyšší vrstvou	+
−	· požadavek zařazen do fronty (může ještě obsluhovat předchozí)	+	* soubor – pojmenovaná množina záznamů, které lze zpracovávat jako celek
−	· ovladač zadá příkazy řadiči (přijde na řadu), např. nastavení hlavy, přečtení sektoru	+	* záznam – strukturovaný datový objekt tvořený konečným počtem pojmenovaných položek
−	· zablokuje se do vykonání požadavku (neblokuje při rychlých operacích, např. zápis do registru)	+
−	· vzbuzení obsluhou přerušení (dokončení operace) - zkontroluje, zda nenastala chyba	+
−	· pokud OK, předá výsledek (status + data) vyšší vrstvě	+	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 ==
		+
		+	[[Soubor:Fs.png]]
		+
		+	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)
		+
		+	[[Soubor:Fat.jpg]]
		+
		+	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, 2<sup>12</sup> = 4096 bloků, diskety
		+	* FAT 16 - 16 bitů, 2<sup>16</sup> = 65536 bloků
		+	* FAT 32 - 2<sup>28</sup> 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
		+
		+
		+	[[Soubor:I-uzly.jpg]]
		+
		+	Výhoda: Po otevření souboru můžeme zavést i-uzel a případný blok obsahující další adresy do paměti => urychlí 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
		+
		+	{{fav-kiv-bzinf}}
		+
		+
		+	[[Kategorie:fav-kiv-bzinf]]

---

Aktuální verze z 3. 6. 2017, 19:37

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

[editovat] 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

[editovat] 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

[editovat] 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 => urychlí 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