Architettura degli elaboratori Docente:
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- Aureliana Murgia
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1 Politecnico di Milano Il File System Architettura degli elaboratori Docente: Ouejdane Mejri
2 Sommario File Attributi Operazioni Struttura Organizzazione Directory Protezione Il File System - 2 -
3 File Il concetto di file offre una visone omogenea delle informazioni memorizzate La visione non dipende dal tipo di dispositivo fisico su cui le informazioni vengono memorizzate Un file è costituito da: Un insieme di informazioni omogenee Un nome simbolico Un insieme di attributi Un file può contenere: Dati Programmi Riferimenti Il File System - 3 -
4 Attributi Ad un file sono associati alcuni attributi che ne descrivono alcune caratteristiche Nome E un nome simbolico con cui ci si riferisce ad esso Tipo Definisce il tipo dei dati contenuti A volte il tipo viene definito attraverso una estensione del nome Locazione E un puntatore alla posizione fisica sul dispositivo Dimensione Dimensione dei dati espressa in bytes o blocchi Il File System - 4 -
5 Attributi Protezione Definisce le politiche di gestione degli accessi Ora e Data Indicano il momento della creazione, dell ultima modifica o dell ultimo accesso Proprietario Indica il nome dell utente che ha creato il file Il File System - 5 -
6 Operazioni Sui file possono essere compiute diverse operazioni Le operazioni vengono svolte attraverso delle richieste di servizi al sistema operativo Le operazioni più comuni sono elencate nel seguito Creazione Viene aggiunto un nuovo file al file system Le operazioni richieste sono: Allocazione Creazione del nuovo descrittore del file Aggiunta del descrittore al file system Il File System - 6 -
7 Operazioni Scrittura Aggiunge dati ad un file già creato Per scrivere dati su un file è necessario fornire Il nome del file I dati da scrivere Il SO mantiene un puntatore alla posizione corrente Lettura Preleva dati da un file già creato Per leggere dati da un file è necessario fornire Il nome del file Un puntatore ad zona di memoria destinazione dei dati Il SO mantiene un puntatore alla posizione corrente Il File System - 7 -
8 Operazioni Riposizionamento Sposta la posizione dei puntatori di lettura/scrittura Le operazioni permesse dipendono dal tipo di accesso Spesso viene mantenuto dal file system un solo puntatore valido per la lettura e per la scrittura Cancellazione Elimina un file Per eliminare un file è necessario specificarne il nome Le operazioni necessarie sono: Deallocazione dello spazio sul dispositivo fisico Aggiunta alla lista dello spazio disponibile sul disco Rimozione del descrittore del file dal file system Il File System - 8 -
9 Operazioni Tutte le operazioni richiedono l accesso ad un file Il file system deve cercare il file sul dispositivo Per rendere più efficiente la ricerca, il file system mantiene una tabella dei file in uso I file in uso si dicono aperti Servizi forniti dal sistema operativo Open Close Sulla base del nome individua la posizione del file Copia il descrittore del file nella tabella dei file in uso Sulla base del nome individua il descrittore del file Elimina il descrittore dalla tabella dei file in uso Il File System - 9 -
10 Struttura Un file system ha Struttura logica I dati sono organizzati in unità logiche di lunghezza fissa ma arbitraria dette blocchi logici (o record) -> Nel sistema UNIX un record è un byte Struttura fisica I dati sono organizzati in unità fisiche di lunghezza fissa e dipendente dal dispositivo dette blocchi fisici Dimensioni tipiche dei blocchi di unità a disco rigido variano da 32 a 4096 bytes, tipicamente 512 La struttura logica e fisica sono differenti I dati vengono impaccati prima di essere memorizzati in modo da sfruttare al meglio il dispositivo Il File System
11 Struttura: Esempio Tale differenza, unitamente alla dimensione fissata dei blocchi provoca uno spreco di spazio Si consideri un file lungo 1350 byte ed un disco con blocchi da 512 bytes Questa parte del blocco (186 byte) viene sprecata e non è utilizzabile da altri file Questo fenomeno è detto frammentazione interna Il File System
12 Struttura: Accesso Accesso sequenziale I dati sono letti/scritti in sequenza Le operazioni disponibili per tali file sono Lettura e scrittura Posizionamento all inizio o alla fine del file Posizionamento sul record precedente o successivo Accesso diretto I dati vengono letti e scritti in una qualsiasi posizione La posizione deve essere specificata in termini di blocco logico, relativamente all inizio del file I blocchi logici devono avere dimensione fissa per consentire il calcolo della posizione effettiva dei dati Il File System
13 File system Le memorie di massa contengono milioni di file Necessità di condividere uno o più file Tale mole di dati necessita una strutturazione Un file system è organizzato in Partizioni Contengono insiemi di file correlati Directory File Una partizione è suddivisa in directory Contengono informazioni sui file e fungono da indice Contengono effettivamente i dati o i programmi Il File System
14 Implementazione del file system Il File System
15 Implementazione dei file Il File System
16 (a) Allocazione contigua Il File System
17 (a) Allocazione contigua Il File System
18 (a) Allocazione contigua Il File System
19 (a) Allocazione contigua Il File System
20 (a) Allocazione contigua Il File System
21 (a) Allocazione contigua Il File System
22 (a) Allocazione contigua Il File System
23 (a) Allocazione contigua Il File System
24 (b) Allocazione concatenata Il File System
25 (b) Allocazione concatenata Il File System
26 (b) Allocazione concatenata Il File System
27 (b) Allocazione concatenata Il File System
28 (b) Allocazione concatenata Il File System
29 (b) Allocazione concatenata Il File System
30 La FAT: File Allocation Table Il File System
31 (b) Allocazione concatenata Il File System
32 (c) Allocazione indicizzata Il File System
33 (c) Allocazione indicizzata Il File System
34 (c) Allocazione indicizzata Il File System
35 (c) Allocazione indicizzata Il File System
36 (c) Allocazione indicizzata Il File System
37 (c) Allocazione indicizzata Il File System
38 (c) Allocazione indicizzata Il File System
39 (c)allocazione indicizzata Schema Multi-livello livello Il File System
40 (c) Allocazione indicizzata Il File System
41 Allocazione: UNIX i-node Il File System
42 Implementazione di file e Directory in UNIX Il File System
43 Informazioni nell i-node Il File System
44 UNIX i-node Il File System
45 FILE SYSTEM UNIX Il File System
46 Gestione dello spazio libero Il File System
47 Allocazione degli spazi liberi Il File System
48 Gestione dello spazio libero Il File System
49 Realizzazione delle directory Il File System
50 Strutture dati del file system Il File System
51 Strutture dati del file system Il File System
52 Strutture dati del file system aperti Il File System
53 Struttura del volume Il File System
54 Protezione I dati di un file system necessitano di protezione Protezione da danni fisici Malfunzionamenti dei dispositivi Danni meccanici e/o elettrici Soluzione: backup e mirroring Protezione da accessi impropri Riservatezza Modifica o eliminazione accidentale di dati Soluzione: definizione di una politica di accesso Con il termine protezione ci si riferisce alla Definizione di una politica di accesso Implementazione di una politica di accesso Il File System
55 Protezione Alcune banali politiche di accesso Ogni utente accede solo ai propri file Scelta limitante, ad esempio per i gruppi di lavoro Ogni utente accede a tutti i file È assente una politica di accesso La soluzione consiste nell accesso controllato Si definiscono regole di accesso ai file sulla base di Identità e gruppo di lavoro dell utente Proprietà dei file Tali regole dipendono dal tipo di operazione richiesta Lettura Scrittura, eliminazione o aggiunta Esecuzione o lista Il File System
56 Protezione: Liste di accesso L accesso e le operazioni consentite dipendono dalla identità dell utente Ad ogni file è associata una lista di accesso o ACL Indica quali operazioni sono consentite a quali utenti Alla richiesta di una operazione il SO controlla la lista di accesso per verificare se il richiedente: È contemplato Ha il permesso di compiere quel tipo di operazione Questa soluzione presenta alcuni svantaggi: Le ACL possono avere dimensioni notevoli Le ACL devono essere create e gestite per ogni file Il tempo di accesso ad un file viene prolungato Il File System
57 Protezione: UNIX UNIX adotta una soluzione semplificata Gli utenti sono identificati in base a username Identificativo dell utente group Identificativo di gruppo Gli utenti sono raggruppati in tre classi owner Il proprietario del file group I membri del gruppo del proprietario del file all Tutti gli utenti Le operazioni sono raggruppate in tre classi read Lettura, copia write Scrittura, modifica, eliminazione execute Esecuzione Il File System
58 Protezione: UNIX Ad ogni file sono associati Owner Group Mode Il mode è formato da tre gruppi di bit Ogni gruppo si riferisce ad una classe di utenti Ogni bit del gruppo si riferisce ad una operazione owner group all rwx rwx rwx execute write read rwx rwx rwx Il File System
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