מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה © 1 מערכת הקבצים מבוא : מטרות מערכת קבצים מנשק המשתמש : פעולות על קבצים, ארגון קבצים, הגנה תכונות של דיסקים. מימושים : בסיסיים וקצת על מימושים מתקדמים. אמינות מערכת הקבצים.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©2 מערכת קבצים קבצים מאפשרים שמירת מידע לטווח בינוני וארוך. למרות הפעלות חוזרות של תוכנית, איתחולים, ונפילות. מטרות : הפשטה מתכונות ספציפיות של ההתקן הפיזי גישה דומה לדיסק, CD-ROM, DVD, טייפ,... זמן ביצוע סביר. ארגון נוח של הנתונים. הפרדה בין משתמשים שונים ( protection ). הגנה ( security ).
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©3 מבנה לוגי של מערכת קבצים אוסף של קבצים. קובץ הוא מידע עם תכונות שמנוהלות על - ידי המערכת. מכיל מספר בתים / שורות / רשומות בגודל קבוע / משתנה. קובץ יכול להיות מסוג מסוים חלק מהסוגים מזוהים על - ידי המערכת : מדריך, link, mount ... או על - ידי אפליקציות :.jpg,.html,.doc,.exe במקביל, ניתן להתייחס לתכולת הקובץ : בינארי או טקסט
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©4 תכונות של קובץ (Attributes) תכונות מערכת שם תווים מוּתרים ? upper / lower case. גודל, בדרך - כלל בבתים מיקוּם. מידע על בעלות והגנה. תוויות זמן : יצירה, גישה אחרונה, שינוי אחרון. תכונות משתמש ב -HPFS ( מערכת הקבצים של OS/2) ניתן להצמיד לקובץ זוגות ( מחרוזת באורך עד GB2).
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©5 פעולות בסיסיות על קבצים יצירה / השמדה של קובץ : create: מקצה מקום לקובץ, ושומר את התכונות שלו. delete: משחרר את המקום שהוקצה לקובץ, וכן את התכונות שלו. קריאה / כתיבה : read: נותן שם קובץ, כמות מידע לקריאה וחוצץ זיכרון שבו יאוחסן המידע הנקרא ; מתחזק מצביע מיקום לקובץ. write: נותן שם קובץ ומידע לכתיבה ; מתחזק מצביע מיקום לקובץ. seek: הזזת מצביע המיקום.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©6 פעולות נוספות על קבצים open, close מאחזרות מידע על הקובץ, מאתחלות את מצביע המיקום לקובץ. מקצות / מפנות זיכרון המשמש כמטמון (cache) של הקובץ append, rename, copy, … ניתן לממשן בעזרת פקודות אחרות... נעילה. עדכון תכונות הקובץ
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©7 אופני גישה לקובץ גישה סדרתית : ניגשים למידע בקובץ לפי סדר. בד " כ מהירה יותר. לא צריך לציין מהיכן לקרוא ( ניתן להתבסס על מצביע המיקום ). מאפשר למערכת להביא נתונים מראש. גישה ישירה / אקראית. לפי מיקום או לפי מפתח. לפעמים ניתן לזהות תבניות גישה. כמובן, ניתן לממש פה גם גישה סדרתית.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©8 ארגון מערכת קבצים מספר הקבצים מגיע לאלפים ישנן מערכות שמכילות מיליארדי קבצים ! מחיצות (partitions), בד " כ לפי התקנים (devices). מדריכים (directories), טבלאות הקבצים בתוך המחיצה.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©9 מדריכים המדריך הוא מבנה נתונים מופשט, אשר שומר את התכונות של כל קובץ הנמצא בו. תומך בפעולות הבאות : מציאת קובץ ( לפי שם ) יצירת כניסה מחיקת כניסה קבלת רשימת הקבצים בתוך המדריך החלפת שם של קובץ...
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©10 מבנה מדריכים : רמה אחת מדריך בעל רמה אחת מבנה פשוט מסורבל כאשר יש מספר רב של קבצים מחייב שמות יחידיים, אפילו בין משתמשים שונים pgmtestdata1data2out
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©11 מבנה מדריכים : שתי רמות מדריך בעל שתי רמות לכל משתמש, מדריך פרטי עם כל קבציו מפריד בין משתמשים מקשה אם רוצים שיתוף קבצים בין משתמשים איך מפרידים בין קבצים של פרוייקטים שונים של אותו משתמש ? usr1usr2usr3usr4usr5 f1f2testo1o2 p1testp2catfoo
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©12 מבנה מדריכים : עץ מכוון הרחבה לעץ בעל מספר רמות שרירותי (MS-DOS) מושג המדריך נוכחי (current directory). קובץ מזוהה ע " י מסלול מהשורש ( מוחלט ) או מהמדריך הנוכחי ( יחסי ). d1d2d3d4d5d1-1d1-2f1f2f3 d2-1d2-2f1 d1-1d1-2f1f2
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©13 מבנה מדריכים : גרף אציקלי בגרף אציקלי, מאפשרים למספר כניסות במדריכים ( אולי שונים ) להצביע לאותם העצמים (Unix) למה לא לאפשר מעגלים בגרף ?
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©14 סוגי קישורים קישור רך / סימבולי (soft / symbolic link): כניסה שמכילה את המסלול לקובץ. קישור חזק (hard link): לא ניתן להבדיל מהכניסה המקורית מחיקת קובץ : קישור סימבולי אינו מונע מחיקת הקובץ משאיר מצביע תלוי באוויר קישור חזק מחייב מחיקת כל הכניסות.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©15 מבנה מדריכים ב -Unix שם ( מסלול מלא ) אינו תכונה של קובץ... לאותו קובץ ניתן להגיע דרך מסלולים שונים מחזיקים use-counter שמאפשר לדעת מתי למחוק קובץ. תהליך יכול ליצור קובץ, לפתוח אותו, למחוק את הכניסה ( היחידה ) שלו מהמדריך ולהמשיך לעבוד עליו לתהליך מבנה נתונים של קבצים פתוחים. בד " כ כולל מידע על מיקום נוכחי בקובץ שאינו משותף עם פתיחות אחרות של אותו קובץ, כולל של אותו תהליך.
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©16 הגנה רוצים למנוע ממשתמשים לבצע פעולות ספציפיות על הקובץ ( בשוגג או במזיד ) למשל קריאה, כתיבה, ביצוע, שינוי שם,... רשימות גישה (access list). לכל קובץ, נרשום למי מותר לבצע איזה פעולה. הרשימות עלולות להפוך לארוכות מדי וקשות לתחזוקה. פיתרון : נקבץ משתמשים למחלקות שונות : owner, group, universe … מספר מוגבל של פעולות : read, write, execute
מערכות הפעלה ( אביב 2008) חגית עטיה ©17 נעילת קבצים Advisory locking תהליך צריך לנעול קובץ בצורה מפורשת כמו קטע קריטי אפשר לנעול קובץ שלם או חלקים מהקובץ Mandatory locking אם הקובץ נעול – כל תהליך שמבצע read, write, open יינעל, גם אם לא ביצע נעילה מפורשת שניהם יכולים להיות read write locks Leases אם תהליך שנעל את הקובץ לא משחרר אותו ולא מאריך את ה lease תוך פרק זמן נתון – המנעול משתחרר חשוב במקרה שתהליך שנעל את הקובץ נפל Linux תומכת גם ב Advisory locking וגם ב Mandatory locking