Chương 3: Hệ thống quản lý tập tin pps

1
Chương 3: Hệ thống quảnlýtập tin
 Nội dung chương:
 Các khái niệmcơ bảnvề hệ thống tậptin
 Cài đặthệ thống quảnlýtậptin
 Mô hình tổ chứcvàquảnlýtậptin củacác HĐH
thông dụng.
 Truy xuấthệ thống quảnlýtậptin.
2
Hệ thống lưutrữ trong máy tính
 Bộ nhớ trong
 RAM, ROM, Register, Cache
 Bộ nhớ ngoài
 HD (Hard Disk)
 FD (Floppy Disk)
 CD (Compact Disk)
 DVD (Digital Video Disk)
 USB disk
 …
cache
Bộ nhớ chính
Bộ nhớ phụ
(đĩa)
Bộ nhớ thứ cấp
(băng từ)
Tốc độ
Dung lượng
Giá thành
3
Các khái niệmcơ bản
 RAM không có khả năng lưutrữ dữ liệulâudài.

 Máy tính phảisử dụng các thiếtbị có khả năng
lưutrữ lâu dài vì:
 Chứalượng thông tin lớn.
 Thông tin đượclưutrữ trướckhixử lý.
 Nhiều ứng dụng muốntruycậpcùnglúc.
Æ Phảisử dụng các thiếtbị lưutrữ ngoài gọilàbộ
nhớ ngoài với các đơnvị lưutrữđượctổ chức
thành:
 Tậptin
 Thư mục
4
Tổ chứcdữ liệutrênđĩatừ
 Cấutrúcvậtlýcủa đĩatừ:
 Hình tròn, gồmnhiềumặtgọilàhead.
 Mỗimặtcónhiều đường tròn đồng tâm gọi
là track hay cylinder.
 Trên các đường tròn (track) đượcchia
thành các cung tròn gọilàsector.
 Mỗi cung tròn chứa 4096 điểmtừ (~ 4096
bit = 512 bytes).
 Mỗimặtcó1 đầu đọc để đọcghidữ liệu
 Mỗilần đọc/ghi ít nhất 1 cung tròn (512B).
5
Cấutrúcđĩatừ
Head 0
Head 2
6
Cấutrúcđĩatừ
read-write
head

track
sectors
cylinder
7
Cấutrúcđĩatừ
8
Tổ chứcdữ liệutrênđĩatừ (tt)
 Mỗilần đọc hay ghi đĩacóthể thựchiệnN sector
liên tiếp (N>=1).
 Vị trí củamỗi sector trong đĩa đượcthể hiệnbằng
3 tham số : {sector, track, head}.
 Head được đánh số từ trên xuống bắt đầutừ 0.
 Track được đánh số từ ngoài vào bắt đầutừ 0.
 Sector được đánh số bắt đầutừ 1 theo chiều
ngượcvớichiều quay của đĩa.
9
Tổ chức đĩa logic
 Thay vì phảidùngđến3 thamsố dựatrêncấutrúcđĩa
vật lý nên khái niệm đĩalogic được đưarađể dễ thao tác
và tính toán hơn.
 Đĩa logic là một dãy sector được đánh số bắt đầutừ 0.
 Mỗi sector trên đĩa logic tương ứng với 1 sector duy nhất
trên đĩavật lý sao cho khi truy xuấtsector K thìkhitruy
xuấttiếp sang sector K+1 là nhanh nhất.
N-143210
……
10
Dung lượng đĩa
 Kích thước đĩaphụ thuộcvàocácyếutố sau:
 Số mặttừ (platter)

 Số track trên mỗimặttừ
 Số sector trên mỗitrack
 Kích thước (byte) trên mỗitrack.
11
Ví dụ cách tổ chức đĩamềm
 Các thông số trên đĩamềm 1.44MB:
 Đĩa có 2 head, 80 track/head, 18 sector/track.
 Dung lượng đĩa = 2 head/disk *80 track/head *18
sector/track = 2880 sector/disk = 0.5 KB/sector * 2880
sector/disk = 1440 KB/disk (~ 1.4MB)
 Các sector logic có chỉ số từ 0 đến 2879 và tương ứng
với các sector vậtlýnhư sau:
 Sector 0 17 tương ứng với sector vật lý (1,0,0) (18,0,0)
 Sector 18 35 tương ứng vớisector vật lý (1,0,1) (18,0,1)
 …
 Sector 2879 tương ứng với sector vật lý (18,79,1).
12
Mặt đĩa
Tay qua
y
Đầu đọc
Thờigiantruycập đĩa
 Disk access time =
Seek Time
+ Latency Time
+ Transfer Time
13
Các thuậttoánđọc đĩa
 First-Come-First-Serve (FCFS)
 SCAN, C-SCAN

 Shortest Seek Time First (SSTF)
 Look
14
First Come First Serve (FCFS)
 Phụcvụ theo thứ tự yêu cầu
 Đơngiảnnhưng không đáp ứng tốtdịch vụ
time
cylinder number
1 5 10 15 20 25
12
Các khốicần đọc(đầu đọchiệntạitạivị trí 11):
14 2 7 21 8 24
scheduling
queue
24
8
21
7
2
14
12
15
SCAN
 Di chuyển đầu đọcvề 1 phía của đĩa đếnblock xanhấtsau
đódichuyểnvề phía kia.
 Còn gọilàthuật toán thang máy.
time
cylinder number
1 5 10 15 20 25
12 14 2 7 21 8 24

scheduling
queue
24821721412
Các khốicần đọc(đầu đọchiệntạitạivị trí 11):
16
SCAN vs. FCFS
 Trong
trường hợp
này, SCAN
tốthơn
FCFS vì
hạnchế sự
di chuyển
của đầu đọc
đĩa
cylinder number
1 5 10 15 20 25
time
time
17
C-SCAN
 Nguyên tắc:
 Tương tự thuật toán SCAN.
 Chỉ khác khi di chuyển đến1 đầucủa đĩathìtrở về vị
trí bắt đầucủa đĩa.
18
C-SCAN
19
LOOK
 Nhậnxét:

 Hai thuậttoánlậplịch SCAN và C-SCAN luôn luôn
di chuyển đầu đọccủa đĩatừđầu này sang đầukia
nhưng thông thường thì đầu đọcchỉ di chuyển đến
khốixanhất ở mỗihướng chứ không đếncuối.
 Nguyên tắc:
 Giống SCAN và C-SCAN nhưng chỉ di chuyển đầu
đọc đếnkhống xa nhấtchứ không đếncuối.
20
LOOK
21
SSTF
 SSTF = Shortest Seek Time First
 Nguyên tắc:
 Di chuyển đầu đọc đếncáckhốicầnthiếttheovị trí
lầnlượtgầnvớivị trí hiệnhànhcủa đầu đọcnhất
22
SSTF
23
Lậptrìnhtương tác với đĩa
 Các truy xuất đĩatrựctiếp trong C:
 Đọcnội dung sector trên đĩa logic: hàm absread.
 Ghi nội dung vào sector logic: abswrite.
 Thựchiệnthaotáctrênđĩavật lý: biosdisk.
 Cú pháp:
 int absread(int drive, int nsects, long lsect, void
*buffer).
 int abswrite (int drive, int nsects, long lsect, void
*buffer);
 int biosdisk (int cmd, int drive, int head, int track, int
sector, int nsects, void *buffer);

24
Tập tin (1/4)
 Tập tin (file) là đơnvị lưutrữ thông tin trên bộ
nhớ ngoài.
 Thông tin chứa trong tập tin là bềnvững (không
bị mất đi khi bị mất điện).
 Tên tập tin:
 Là cơ chế trừutượng để quảnlýtậptin.
 Có thể phân biệtchữ hoavàthường (tuỳ HĐH cụ thể)
 Hỗ trợ tên tập tin theo định dạng 8.3 (gồm tên và phần
mở rộng) hay tên dài (Long File Name).
 Ví dụ: baitap.cpp hay “bai tap lap trinh.cpp”
25
Tập tin (2/4)
Các thuộc tính củatập tin:
 Ngườisở hữu/nhóm sở hữu
 Chỉđọc (Read-only)
 Ẩn (Hidden)
 Hệ thống (System)
 Lưutrữ (Archive)
 Ngày giờ tạo.
 Ngày giờ truy cậpcuốicùng
 Ngày giờ thay đổicuốicùng
 Kích thước