© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 I STITUTO T ECNICO SECONDO BIENNIO T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System G IORGIO P ORCU

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Sommario  File System  File e Cartelle  Partizione  Path  Tabella di Allocazione  Frammentazione 2

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 Gestione del File System T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System 3 Gestione dei Processi Gestione della Memoria Gestione dell’I/O Gestione del File System Gestione dell’Interfaccia

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System La Gestione della File System è una funzione fondamentale nei moderni Sistemi Operativi. Consiste nell’organizzare e gestire la memorizzazione delle informazioni su memoria di massa. Si occupa di risolvere problemi quali: Il raggruppamento logico delle informazioni (File) La gerarchia delle informazioni (Cartelle) La corretta strategia di allocazione dello spazio in memoria di massa 4 M EMORIA DI M ASSA File Informazioni

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System File System Modalità di organizzazione e gestione delle informazioni su memoria di massa.  E' implementato tramite strutture dati  Si basa sui concetti fondamentali di File e Cartelle  Consente all’utente finale di gestire le informazioni in maniera semplificata e gerarchica, senza conoscere i dettagli fisici dei dispositivi di memoria Sistemi Operativi differenti usano File System differenti e spesso incompatibili 5

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Memoria di massa Memoria di massa (memoria secondaria) Dispositivo hardware per la memorizzazione a lungo termine delle informazioni. Ne esistono varie tipologie:  Hard Disk (Tecnologia magnetica)  SSD (Tecnologia Flash)  Penna USB (Tecnologia Flash)  CD, DVD, Blu-Ray (Tecnologia ottica)  Floppy disk (Tecnologia magnetica) 6

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System File File Insieme di dati correlati memorizzati su memoria di massa, caratterizzato da attributi quali:  Nome  Estensione (Tipologia  Codifica)  Dimensione  Data e Ora di creazione/accesso Gli attributi sono salvati su un opportuna struttura dati chiamata descrittore del file o inode. 7

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Operazioni sui File Le tipiche operazioni coi file gestibili da File System sono:  Creazione  Scrittura  Lettura  Cancellazione  Ridenominazione 8

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Cartella Cartella (Directory) Contenitore logico di file. Struttura dati astratta che consente di:  Raggruppare le informazioni appartenenti a file differenti secondo criteri scelti dall'utente  Organizzare gerarchicamente le informazioni: è infatti possibile inserire iterativamente cartelle (e relativi file) all'interno di altre cartelle Come i file, anche le cartelle hanno attributi memorizzati su un opportuno descrittore. 9

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Cartelle e gerarchia L'uso delle cartelle consente all'utente e ai programmi di organizzare logicamente l'informazione in gerarchia a più livelli pur essendo fisicamente su un solo livello. La cartella di livello più alto si chiama radice o root. 10 Root Pippo Pluto Topolino Paperino P RIMO L IVELLO S ECONDO L IVELLO T ERZO L IVELLO

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Partizione Partizione Suddivisione logica di un dispositivo di memoria di massa. Ogni dispositivo può essere suddiviso in una o più partizioni; ciascuna può ospitare file system differenti. Sul SO Windows ogni partizione è identificata da una lettera seguita dai due punti. La partizione C: è storicamente quella principale o di boot. 11 C: D: P ARTIZIONE P RINCIPALE S ECONDA P ARTIZIONE M EMORIA DI M ASSA

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Path Path (Percorso) Descrizione univoca del percorso per raggiungere una risorsa (file o cartella) in un File System. Può essere:  Assoluto A partire dalla cartella root di una partizione ES: C:\Documenti\Esempio.doc  Relativo A partire dalla cartella attualmente in uso ES: Pictures\Fotografia.jpg 12

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Path assoluto: Esempio C:\Documenti\Esempio.doc 13 C: Documenti Esempio.doc R ISORSA R OOT S ECONDO L IVELLO S EPARATORE R ISORSA R OOT P RIMO L IVELLO

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Path relativo: Esempio Pictures\Fotografia.jpg 14 Pictures Fotografia.jpg C ARTELLA A TTUALE S EPARATORE R ISORSA ? C ARTELLA A TTUALE

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Struttura di un File System In un tipico File System:  I dati sono allocati su blocchi di dimensione fissa prefissata. Un file è composto da uno o più blocchi, fisicamente sequenziali o no  Esiste una struttura dati detta tabella di allocazione file che mantiene i descrittori di ogni file e cartella e li associa alle locazioni fisiche su cui sono salvati 15 Blocco 1Blocco 2LIBERO Blocco 3LIBEROBlocco 4 File = Blocco 1 + Blocco 2 + Blocco 3 + Blocco 4 M EMORIA DI M ASSA

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Tabella di Allocazione 16 NomeEstensioneAttFIDAtt … Locazione Blocco 1 NomeEstensioneAttFIDAtt … NomeEstensioneAttFIDAtt … M EMORIA DI M ASSA NomeAttDIDAtt … FID … … FID = I DENTIFICATORE FILE DID = I DENTIFICATORE D IRECTORY Tabella Allocazione D ESCRITTORE Locazione Blocco 1

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Allocazione Il File System utilizza opportune strategie di allocazione per assegnare blocchi liberi ai file da memorizzare. Tali strategie sono simili a quelle messe in atto dal Gestore della Memoria per allocare la RAM e hanno come principali obiettivi:  Sfruttare con efficienza lo spazio Memorizzare i file in blocchi contigui per migliorare le prestazioni in lettura ed evitare la frammentazione  Velocizzare le operazioni Le operazioni di lettura, scrittura, … devono essere eseguite in tempi ragionevoli per l'utente 17

© 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 27/11/2015 T ECNOLOGIE E P ROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Frammentazione A causa dei ripetuti accessi per operazioni e delle politiche di allocazione, nel File System si verificano a lungo termine problemi di frammentazione dei file:  Frammentazione interna La dimensione del file non è multipla intera di quella dei blocchi e rimane spazio libero interno a un blocco  Frammentazione esterna Rimangono interi blocchi liberi tra file diversi o tra blocchi occupati dello stesso file 18 File 1 LIBERO File 2LIBEROFile 1 Blocco 1Blocco 2Blocco 3 S PAZIO LIBERO IN B LOCCO 3