Bài giảng Hệ điều hành - Chương 8: Hệ thống I/O - Thoại Nam

Nội dung text: Bài giảng Hệ điều hành - Chương 8: Hệ thống I/O - Thoại Nam

1. Khaùi nieäm cô sôû User Abstraction Hardware Resource Process/Thread CPU Address Space ⇐ OS ⇒ Memory Files Disk Moâ hình tröøu töôïng hoùa File System Program m er Applications Daemons Servers Shell Interface open() close() read() write() Device link() rename() Independent Interface sectors tracks seek() readblock() writeblock() Device Interface Hardware Disk Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.3- Nhöõng yeâu caàu cuûa user Persistence: döõ lieäu ñöôïc löu giöõ beàn vöõng Speed: truy xuaát döõ lieäu nhanh Size: coù theå löu tröõ thaät nhieàu döõ lieäu Sharing/protection: user coù theå chia seû döõ lieäu khi caàn thieát vaø coù theå baûo veä döõ lieäu rieâng tö khi caàn thieát Ease of use: user coù theå deã daøng tìm kieám, kieåm tra, hieäu chænh, caäp nhaät döõ lieäu Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.4- 2
2. Caùc thuoäc tính cuûa File Name – teân file (human-readable form) Type – binary, text, image, Location – con troû ñeán vò trí file treân thieát bò löu tröõ Size – kích thöôùc hieän taïi (vaø möùc toái ña cho pheùp !!!) Protection – kieåm soaùt quyeàn ñoïc, ghi, thöïc thi file Time, date, user identification –caùcthoângtin duøng cho protection, security, vaø usage monitoring. Thoâng tin veà file ñöôïc giöõ trong caáu truùc thö muïc. Caáu truùc naøy ñöôïc löu tröõ treân thieát bò löu tröõ vaät lyù. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.7- Caùc taùc vuï treân file/thö muïc Create Delete – Caáp phaùt khoâng gian löu tröõ – Tìm thö muïc chöùa file caàn xoùa – Theâm entry trong thö muïc – Xoùa caùc disk blocks cuûa file Write – Xoùa entry trong thö muïc – Tìm file trong thö muïc Truncate – Thöïc hieän taùc vuï ghi taïi vò – Giöõ laïi taát caû caùc thuoäc tính file, trí con troû ghi (write pointer) ngoaïi tröø kích thöôùc file = 0 Read Open(Fi) – Tìm file trong thö muïc – Tìm file Fi trong caáu truùc thö muïc Search treân ñóa – Thöïc hieän taùc vuï ñoïc taïi vò trí con troû ñoïc (read pointer) – Kieåm tra quyeàn truy caäp – Naïp noäi dung entry Fi trong thö Reposition – file seek muïc vaøo boä nhôù – Thieát laäp con troû ñoïc/ghi Close(Fi) ñeán vò trí ñöôïc chæ ñònh (taùi ñònh vò). – Chuyeån noäi dung entry Fi trong boä nhôù vaøo ñóa Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.8- 4
3. Access Methods Sequential Access: truy xuaát thoâng tin tuaàn töï – read (ñoïc vaø töï ñoäng dôøi con troû file ñeán vò trí keá tieáp) – write – trôû veà ñaàu file, ñeán cuoái file – forward/backward n record Direct Access (relative access) – file caáu thaønh töø caùc khoái, record kích thöôùc coá ñònh – read n – write n – position to n – read next – write next – rewrite n Minh hoïa Sequential Access Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.11- Caáu truùc thö muïc Laø taäp hôïp caùc node löu giöõ thoâng tin cuûa caùc file trong heä thoáng Directory Files F F F1 2 4 F3 Fn Caû caáu truùc thö muïc vaø caùc file ñeàu naèm treân ñóa Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.12- 6
4. Caùc taùc vuï treân thö muïc Search: tìm trong caáu truùc thö muïc ñeå laáy ñöôïc thoâng tin trong entry cuûa moät file Create: taïo moät file môùi vaø theâm vaøo caáu truùc thö muïc ñeå quaûn lyù Delete: xoùa moät file List: hieån thò noäi dung moät thö muïc Rename: ñoåi teân file Traverse: duyeät toaøn boä heä thoáng file Thöïc chaát, thö muïc cuõng laø moät file ñaëc bieät, cung caáp söï aùnh xaï töông öùng giöõa ñònh danh cuûa file vaø taát caû thoâng tin, döõ lieäu khaùc cuûa file. Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.15- Muïc tieâu toå chöùc caáutruùcthö muïc Hieäu quaû (efficiency) – ñònh vò nhanh choùng moät file naøo ñoù. Ñaët teân (naming) –thuaäntieänchouser. Víduï – Hai users coù theå coù file truøng teân (nhöng khaùc nhau) – Moät file coù theå coù nhieàu teân khaùc nhau. Nhoùm (grouping) – toå chöùc thaønh caùc nhoùm file luaän lyù döïa treân caùc thuoäc tính cuûa file, (ví duï: file chöông trình C, file taøi lieäu MS Word, file chöông trình games, ) Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.16- 8
5. Caáutruùccaâythömuïc Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.19- Caáutruùccaâythömuïc(t.t) ☺ Tìm kieám hieäu quaû ☺ Cung caáp khaû naêng grouping (baèng caùch toå chöùc caáu truùc thö muïc con) ☺ Coù theå duøng ñöôøng daãn tuyeät ñoái hoaëc töông ñoái ☺ Khaùi nieäm thö muïc laøm vieäc (working directory). Ví duï cd /spell/mail/prog cat list mail ☺ Xoùa caây thö muïc prog copy prt exp count xoùa thö muïc mail Toå chöùc caáu truùc döõ lieäu quaûn lyù khaù phöùc taïp (phaàn hieän thöïc heä thoáng file) Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.20- 10
6. File system mounting (t.t) Existing Un-m ounted M ount partition Point (/device/disk) Vuøng khoâng nhìn thaáy khi /device/disk ñöôïc mount Leänh gaùn laép: mount /device/dsk /users Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.23- Chia seû file Nhu caàu chia seû file trong heä thoáng multi-user raát lôùn Vieäc chia seû cuõng coù theå thöïc hieän qua cô cheá baûo veä, kieåm soaùt nghieâm ngaët Treân heä thoáng phaân boá (distributed systems), caùc file coù theå ñöôïc chia seû qua maïng maùy tính Network File System (NFS) laø phöông phaùp chia seû file raát phoå bieán duøng cô cheá RPC (moâ hình client- server) Moät file system töø xa cuõng phaûi ñöôïc mount tröôùc khi söû duïng – mount ditlab.hcmut.edu.vn:/oscourse /home/osbook – Khi file system ñaõ ñöôïc mount, moïi truy xuaát ñeán file/thö muïc treân ñoù ñeàu nhö bình thöôøng, khoâng phaân bieät laø local hay remote nöõa. – Vaán ñeà: naming (DNS, NIS, LDAP, Active Directory, ) Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.24- 12
7. Baûo veä (protection) Chuû nhaân cuûa moät file phaûi ñöôïc cung caáp khaû naêng kieåm soaùt, ñieàu khieån quaù trình truy caäp file – Caùc taùc vuï coù theå thöïc hieän treân file? – Nhöõng ai ñöôïc quyeàn thöïc hieän thao taùc treân file? Caùc kieåu truy xuaát file –Read –Write –Execute – Append – Delete –List Ñeå kieåm soaùt quaù trình truy caäp, caùch tieáp caän thoâng thöôøng laø gaùn keøm theo moãi file moät access-control list (ACL) Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.27- Access-control list vaø group Caùc cheá ñoä truy caäp: read, write, execute Ba nhoùm user: owner, group, universe (public) – User name vaø user identifier (user ID) – Group name vaø group identifier (group ID) Ví duï trong UNIX: coù 3 field, moãi field coù 3 bits – Field : read, write, execute – Bit : r(4), w(2), x(1) RWX owner access 7 ⇒ 1 1 1 RWX group access 6 ⇒ 1 1 0 RWX public access 1 ⇒ 0 0 1 Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin – Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM -XI.28- 14