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Il Sistema Operativo: il File System Il File System è quella parte del S.O. che si occupa di gestire e strutturare le informazioni memorizzate su supporti.

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1 Il Sistema Operativo: il File System Il File System è quella parte del S.O. che si occupa di gestire e strutturare le informazioni memorizzate su supporti permanenti (memoria secondaria) I file vengono utilizzati come supporto per la memorizzazione dei programmi (sia programmi di sistema che programmi utente) e dei dati

2 Il Sistema Operativo: il File System Cosè un file? n Un file è una collezione di informazioni e deve avere un nome logico n Un file ha anche una estensione:.doc.txt.html.xls Esempio:.doc.txt.html.xls tipo n Le estensioni sono importanti perché di solito indicano il tipo del file (e danno informazioni sul programma applicativo in grado di manipolarlo)

3 Il Sistema Operativo: il File System Nomi del file n Ogni Sistema Operativo ha delle convenzioni per la scelta dei nomi da associare ai file n Consigli: u E meglio usare nomi significativi: mio.doc, pippo.doc non sono una buona scelta!! voti.xls, tesi.doc sono una buona scelta!! u E meglio non usare caratteri speciali e lo spazio bianco

4 Il Sistema Operativo: il File System visione astratta Mediante il file system, il SO fornisce una visione astratta dei file su disco e permette allutente di: u Identificare u Identificare ogni file mediante il suo nome u Operare sui file mediante opportune operazioni operazioni ad alto livello u Effettuare laccesso alle informazioni grazie ad operazioni ad alto livello che non richiedono la conoscenza del tipo di memorizzazione ( si accede allo stesso modo ad un file memorizzato du hard disk oppure su un Cd-ROM)

5 Il Sistema Operativo: il File System Mediante il file system, lutente ha la possibiltà di: u strutturare u strutturare I file, organizzandoli secondo le loro caratteristiche u proteggere u proteggere, se è in un sistema multi-utente, i propri file, ossia impedire ad altri di leggerli, copiarli o cancellarli

6 Il Sistema Operativo: il File System Un insieme di operazioni minimale, presente in tutti i sistemi è il seguente: u creazione u creazione di un file u cancellazione u cancellazione di un file u copia o spostamento di u copia o spostamento di di un file u visualizzazione u visualizzazione del contenuto di un file u stampa u stampa di un file u modifica u modifica del contenuto di un file u rinomina u rinomina di un file u visualizzazione u visualizzazione delle proprieta d un file

7 Organizzazione gerarchica dei file n Il numero di file che devono essere memorizzati su un disco puo essere molto elevato elenco ordinato n E quindi necessario mantenere un elenco ordinato dei file unico spazio n Un unico spazio (contenitore) di file è scomodo u la scelta dei nomi diventa difficile u le operazioni di ricerca diventano onerose

8 Organizzazione gerarchica dei file sottoinsiemi n Lidea è quella di raggruppare i file in sottoinsiemi cartelledirectory n Questi sottinsiemi di file vengono memorizzati allinterno di contenitorio dette cartelle (directory) locali n I nomi dei file sono locali alle directory u si possono avere due file con lo stesso nome in cartelle diverse

9 Organizzazione Gerarchica dei file n Per organizzare gerarchicamente i file, il sistema operativo deve fornire all'utente un insieme di operazioni sulle directory, per esempio: u creare una nuova directory u rimuovere una directory u ridenominare una directory u elencare il contenuto (l'insieme di file e sotto- directory) di una directory u copiare o spostare i file da una directory ad un'altra

10 Organizzazione Gerarchica dei file n Gli elaboratori sono dotati di più unità di memoria secondaria: n DOS e Windows usano dei nomi per distinguere le unità (C:, A:,…) n In Unix/Linux la gestione è trasparente allutente che conosce solo il nome del file, e non si interessa dellunità dove esso è memorizzato

11 Organizzazione Gerarchica dei file Floppy da 3,5 pollici (A:) Applicazioni Biblioteca Indice Utenti Elab_imm Elab_suoni Elab_testi Narrativa-Fra Narrativa-Ing Narrativa-Ita Bianchi Photoshop.exe Premiere.exe Winword.exe Pautasso Rossi libro1 libro2 libro1 libro2 libro3 libro1 libro2 libro3

12 Organizzazione Gerarchica dei file n Se non esiste la strutturazione in directory, tutti i file possono essere identificati mediante il loro nome n Nel caso di unorganizzazione gerarchica a più livelli il nome non è più sufficiente ad identificare il file l'intera sequenza di directory che lo contengono, a partire dalla radice dell'albero (pathname) n Per individuare un file o una directory in modo univoco si deve allora specificare l'intera sequenza di directory che lo contengono, a partire dalla radice dell'albero (pathname)

13 Organizzazione Gerarchica dei file n Ad esempio il file libro1 di narrativa italiana è univocamente identificato dalla sequenza:A:\Biblioteca\Narrativa-Ita\libro1 n La directory Pautasso di Utenti è identificata dalla sequenza:A:\Utenti\Pautasso n il carattere \ (slash) viene usato come separatore; nei sistemi Uix si usa il carattere /

14 Organizzazione Gerarchica dei file posizione relativa (pathname relativo) n Un altro modo di individuare un file (o una directory) è basato sul concetto di posizione relativa (pathname relativo) l'intera sequenza di directory che lo contengono, a partire dalla posizione corrente n In questo caso per individuare un file o una directory in modo univoco si deve specificare l'intera sequenza di directory che lo contengono, a partire dalla posizione corrente

15 Organizzazione Gerarchica dei file Floppy da 3,5 pollici (A:) Applicazioni Biblioteca Indice Utenti Elab_imm Elab_suoni Elab_testi Narrativa-Fra Narrativa-Ing Narrativa-Ita Bianchi Photoshop.exe Premiere.exe Winword.exe Pautasso Rossi libro1 libro2 libro1 libro2 libro3 libro1 libro2 libro3 Posizione corrente

16 Organizzazione Gerarchica dei file n Se la posizione corrente è A:\Biblioteca, il file libro1 di narrativa italiana è univocamente identificato dalla sequenza: Narrativa-Ita\libro1 n Se la posizione corrente è A:\Utenti, la directory Pautasso è identificata dalla sequenza: Pautasso n Per raggiungere un determinato file a partire dalla posizione corrente si utilizza il pathname relativo

17 Il file system: organizzazione fisica dei file memorizzazione fisica n Nel caso della memorizzazione fisica si devono considerare vari aspetti: u Quali file sono memorizzati su disco? u Dove sono? u Come si può ottimizzare lo spazio su disco evitando sprechi?

18 Il file system: memorizzazione fisica dei file n Il disco è diviso in due parti: u Device directory F contiene informazioni sui file e sulle directory file descriptor F può essere visto come una tabella con un elemento (file descriptor) per ogni file u Spazio disco F contiene i file

19 Il file system: Device directory n Per ogni file sono mantenute informazioni diverse, tra cui: nome u il nome del file data di creazione lultima modifica u la data di creazione e lultima modifica dimensione u la dimensione del file u lindirizzo del blocco di inizio u lindirizzo del blocco di inizio del file protezioni u la descrizione delle protezioni proprietario u il nome del proprietario tipo u il tipo di file

20 Il file system: Device directory n Per ogni directory sono mantenute informazioni diverse, tra cui: nome u il nome della directory data di creazione lultima modifica u la data di creazione e lultima modifica dimensione u la dimensione del file protezioni u la descrizione delle protezioni proprietario u il nome del proprietario elenco u l elenco dei file e delle sottodirectory

21 Il file system: Come sono memorizzati i file? contigua n Allocazione contigua: u ogni file e visto come una entita indivisibile memorizzata in blocchi contigui u noto lindirizzo del primo blocco e il numero di blocchi si accede alle informazioni sparsa n Allocazione sparsa u i blocchi sono memorizzati in ordine sparso u la contiguita del file deve comunque essere recuperata

22 Il File System allocazione contigua Nell allocazione contigua il file è memorizzato in un insieme di blocchi contigui L allocazione contigua è: u semplice da gestire u non comporta sprechi di spazio ma è estremamente scomoda se si deve aggiungere, cancellare il file

23 Problemi: n Quando un file viene cancellato rimangono spazi vuoti n La modifica di un file può dare origine ad una nuova versione più corta o più lunga di quella precedente u Nel primo caso rimangono spazi vuoti u Nel secondo caso la modifica potrebbe essere impossibile per mancanza di spazio Come risolvere questi problemi ?

24 ALLOCAZIONE SPARSA ALLOCAZIONE SPARSA informazione di ogni blocco e` lindicazione del numero del blocco successivo allocazione a lista concatenata n Utilizzo di un indici associati ai blocchi : lultima informazione di ogni blocco e` lindicazione del numero del blocco successivo: allocazione a lista concatenata F in questo modo i file si possono modificare senza creare sprechi di spazio e senza limitazioni sulla crescita delle dimensioni di un file (lunico limite è quello di avere blocchi liberi), pero` uso dello spazio per contenere gli indici indice n Utilizzo di un blocco indice: ad ogni file e associato un indice che conterrà (nellordine) i numeri delle pagine del file allocazione con tabella degli indici allocazione con tabella degli indici uso uno (o piu`) blocchi per contenere gli indici

25 Il File System Esempio: 3 file: allocazione sequenziale I livelli più bassi e, in particolare il più basso, detto kernel, sono quelli più vicini all'hardware e dipendono quindi dalla specifica macchina; i livelli più alti, invece, sono più vicini agli utenti e ai programmi applicativi e sono abbastanza indipendenti dalle 2 caratteristiche hardware dell'elaboratore. Ai diversi livelli corrispondono funzionalità diverse; ad esempio, i livelli bassi si occupano della gestione efficiente delle risorse di calcolo mentre quelli alti forniscono 3 1 Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1). file1: 3 blocchi :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap1.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap1.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO 4 -CONS- RIBA\cap2.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap2.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap3.doc <-- graal /usr/NFS/graal1 5 /matteo/LIBRO- CONS-RIBA cap3.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap4.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap4.doc 6 file2: 3 blocchi Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1). 7 8 file3: 2 blocchi Pagine bianche

26 Il File System Esempio: 3 file: allocazione lista concatenata file1: blocchi file2: 3 blocchi file3: 2 blocchi 5 8 I livelli più bassi e, in particolare il più basso, detto kernel, sono quelli più vicini all'hardware e dipendono quindi dalla specifica macchina; i livelli più alti, invece, sono più vicini agli utenti e ai programmi applicativi e sono abbastanza indipendenti dalle 2 caratteristiche hardware dell'elaboratore. Ai diversi livelli corrispondono funzionalità diverse; ad esempio, i livelli bassi si occupano della gestione efficiente delle risorse di calcolo mentre quelli alti forniscono 3 1 Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1) :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap1.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap1.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO 4 -CONS- RIBA\cap2.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap2.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap3.doc <-- graal /usr/NFS/graal1 5 /matteo/LIBRO- CONS-RIBA cap3.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap4.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap4.doc 6 Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1) Pagine bianche

27 Il File System Esempio 3 file: allocazione con indice file1: blocchi blocco indice 9 file2: 3 blocchi blocco indice 10 file3: 2 blocchi blocco indice 11 I livelli più bassi e, in particolare il più basso, detto kernel, sono quelli più vicini all'hardware e dipendono quindi dalla specifica macchina; i livelli più alti, invece, sono più vicini agli utenti e ai programmi applicativi e sono abbastanza indipendenti dalle 2 caratteristiche hardware dell'elaboratore. Ai diversi livelli corrispondono funzionalità diverse; ad esempio, i livelli bassi si occupano della gestione efficiente delle risorse di calcolo mentre quelli alti forniscono 3 1 Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1) :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap1.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap1.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO 4 -CONS- RIBA\cap2.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap2.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap3.doc <-- graal /usr/NFS/graal1 5 /matteo/LIBRO- CONS-RIBA cap3.doc :29 B C:\Matteo\LIBRO- CONS-RIBA\cap4.doc <-- graal /usr/NFS/graal1/matte o/LIBRO-CONS-RIBA cap4.doc 6 Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosiddetta struttura a cipolla; ciascun livello fornisce un insieme di funzioni e di servizi a partire dalle funzioni e dai servizi forniti dal livello sottostante (si veda la figura 5.1)


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