Paměťová média
Motto dne: Z Berkeley vzešly dvě důležité věci – LSD a BSD. Nevěříme, že je to náhoda.
Základní pojmy ●
●
●
Paměťové médium – periferní zařízení nejvyšší důležitosti – samotný OS je obvykle uložen na paměťovém zařízení. Proto je správa paměťového média jeden z nejdůležitějších úkolů OS Paměťové médium – periferní zařízení k ukládání dat (též zvané úložiště). – –
pevné – pevný disk vyměnitelná – diskety, USB flash disk, CD ROM
Základní pojmy ●
Média se dělí podle přístupu na: – –
●
sekvenční – pásky s přímým přístupem – disky
Disky obsahují: – – – – –
stopy – soustředné kružnice sektory – výseče kruhu (obsahují 512 B). U novějších disků je na vnějších stopách více sektorů. desky a povrchy hlavy – čtecí zařízení cylindry – stopy nad sebou
Základní pojmy ●
●
●
Fyzická adresa – buď [povrch, stopa, sektor] anebo [cylindr, hlava, sektor] – pracuje s ní hardware. OS pracuje s logickou adresou. Cluster – jeden nebo více sektorů. Nejmenší část disku se kterou dokáže pracovat OS. Formátování – příprava média k použití – –
Nízkoúrovňové (low level) – příprava stop a sektorů, opakované zbytečné může médium zničit. vysokoúrovňové – příprava struktury dle zvoleného formátu dat (FAT, NTFS, ext3 ...)
Adresářová struktura ● ● ●
●
Data se nalézají v souborech Soubory se slučují do adresářů Adresáře tvoří rovněž strukturu. Adresář, který obsahuje vše co se na disku nachází se nazývá kořenový (root). Adresářové struktury dělíme na: – –
Jednoúrovňová struktura – existuje pouze adresář root a vše je v něm (CP/M) Dvouúrovňová struktura – v rootu jsou adresáře, ale ty už nemohou obsahovat další adresáře jen soubory (RSX)
Adresářová struktura –
–
–
Stromová – v každém adresáři mohou být další soubory i adresáře. Připomíná to strom s kořenem (root). (DOS, Windows) Acyklická – soubory a adresáře mohou být ve více adresářích – nesmí tam být ale cykly. Snadný přístup k témuž souboru z více adresářů (linky). (UNIX) Cyklická struktura – může obsahovat cykly
Vlastnosti souborů ●
Druhy souborů – – – –
●
●
Standardní – dokumenty, programy Adresáře Simulované – přístup k I/O zařízením Odkládací soubory – virtuální paměť
Přístupová práva – dle daného souborového systému Fragmentace – –
vnější – soubory jsou rozkouskované po disku vnitřní – velký počet malých souborů – volná místa v clusterech
Dělení dle bezpečnosti ●
●
●
●
Souborové systémy s okamžitým zápisem – pouze jeden druh operace a další musí čekat. Data se nemohou ztratit, ale je to pomalejší (FAT) Opatrný zápis – bezpečná posloupnost operací, jako u databází. Opožděný zápis – cache paměť. Rychlé, ale při havárii se data mohou ztratit. Žurnálovací systémy – uchovávají se informace o provedených informacích. Při výpadku je možné data obnovit (NTFS, většina Linuxových FS).
FAT ●
● ● ● ● ● ● ● ●
Na disku tabulka FAT (File Allocation Table) – informace o souborech Operační systém MS DOS Stromová struktura adresářů Hlavní adresář maximálně 255 položek FAT tabulka FAT12, FAT16, F1T32 – 212, 216 a 232 clusterů jména souborů 8+3 rozšíření VFAT 255 znaků Používá se u disket – volí se sektor = cluster
FAT – informace o souboru ve FAT tabulce ● ● ●
název souboru či adresáře (8B) přípona (3B) atributy (1B) – význam bitů: xxADLSHR – – – – – – –
● ● ● ●
x – volné bity (nepoužito) A – k archivaci D – adresář L – název disku (label) S – systémový H – skrytý R – pouze pro čtení
čas a datum vytvoření a posledního přístupu (3+2+2B) čas a datum poslední změny (2+2B) první cluster souboru (2B) délka souboru nebo adresáře (4B)
● ●
●
FAT16 – nejvíce 4G disky FAT32 – pro větší disky, ale nelze použít pro disky menší než 512MB. FAT tabulku lze prodlužovat. Nebezpečí – spojovaná struktura – je-li soubor rozdělen po více clusterech je známo pouze umístění prvního a každý cluster se odkazuje na pokračovací. Ztratíme-li libovolný cluster, ztratíme celý soubor.
NTFS ●
●
●
NTFS (New Technology File System) – žurnálovací souborový systém, prvně použitý u Windows NT, dále pak u 2000, XP a Vista. Je bezpečnější, určen pro velké disky. Nelze použít na disketách Lze nastavit uživatelská práva pro uživatele nebo skupinu: – – – –
●
r – čtení w – zápis c – změna (smazání) f – úplné řízení
Práva lze nastavit ve Vlastnostech souboru anebo příkazem cacls z příkazového řádku.
Zabezpečení souboru v NTFS
Program cacls
Vlastnosti NTFS ● ● ● ●
● ● ● ●
●
Vše je soubor Přístupová práva k souborům a adresářům Lze ukládat informace o souboru do tzv. proudů Názvy souborů jsou v UNICODE – možné použít národní znaky (průšvih při přenosu do jiného prostředí) Indexace podle typu dat Dynamické přemapování vadných sektorů Šifrování a komprese Pevné odkazy – funkční i po přesunu odkazovaného souboru Řídké soubory – lepší uložení souborů, které mají velké části vyplněné 0 – tyto části nezaberou místo n a disku
Srovnání FAT a NTFS Max velikost Max objektů Max. délka disku v rootu souboru Počet clusterů FAT16 2 (4 v NT) GB 2 na 16 5124 GB bez 1 B 512 MB – 2TB 2 na 32 B bez 1 FAT32 (V XP 32GB) 2 na 16 65354 B 2 na 64 B bez 1 kB (XP 2 na 44 B 2 na 64 -1, V XP NTFS 2 na 32 - 1 bez 64 kB)
Max počet souborů 2 na 16 2 na 32 2 na 32 – 1
Linuxové souborové systémy ●
●
●
Linux pracuje se souborovým systémem VFS (Virtual File System) – ke všem souborovým systémům se přistupuje stejně přes vrstvu jádra VFS všechny file systémy se připojují do adresářové struktury pomocí příkazu mount vše je soubor
Extended file systém (extfs) ●
●
●
●
Oddíl je rozdělen na bloky o velikosti 1024, 2048 nebo 4096 B První blok je boot blok – na systémovém disku obsahuje zavaděč na ostatních je nepoužit. Další bloky jsou rozděleny do skupin bloků – každá obsahuje superblok s informacemi o celém disku – při ztrátě jednoho superbloku se použije jiný. i-node (i-uzel) – obsahuje informace o souboru.
Ext ●
●
Každý adresář může obsahovat další adresáře a soubory Lze použít odkazy (links) –
– ●
pevný odkaz (hard link) více odkazů na stejný soubor, žádný není hlavní. Soubor smí být smazán, když na něj již nevede žádný takovýto odkaz. Nesmí vzniknout cykly. Nesmí odkazovat na sebe sama a nesmí vést na jiný disk symbolické odkazy (soft link) – odkazují na umístění soubrů, odpadají omezení u pevných odkazů
Volný prostor evidován v řetězovém seznamu
Ext ● ● ●
Pro disky do 4 TB 255 znaků pro názvy souborů est3fs – – –
vylepšení ext2fs žurnálovací FS lze jej z ext2 vytvořit, vytvořením žurnálovacího souboru ● ●
●
tune2fs -j /dev/sda2 disk by měl být odpojen – je třeba provést např. z live CD
ext2 je o něco rychlejší a používá se u disků které se často nemění ale záleží u nich na rychlosti (např disk s jádrem)
Další Linuxové FS ●
ReiserFS – – – –
žurnálovací rychlejší než ext3 možnost změnit velikost za chodu Dnes trochu na ústupu – problémy jeho tvůrce Hanse Reisera
Hans Reiser
Další Linuxové FS ●
XFS – – – –
●
žurnálovací FS 64 bitový FS – velikost souboru i souborového systému je z našeho pohledu téměř neomezená možnost rezervovat se přístupové pásmo pro přístup k souborům – výhoda u multimédií žurnálována metadata ale ne samotná data – rychlejší ale méně bezpečný než ext3fs a ReiserFS
Další informace –
Moderní souborové systémy (seriál ABC Linuxu)
(tento text je i v učebnici ABC/Linuxu, která je na Eamosu)
ISO 9660 ● ●
●
pro datová CD omezení pro jména souborů (max 32 znaků) a hloubku adresářové struktury (max 7) rozšíření pro vylepšení – – –
●
Joliet – pro MS El Torito – bootování Rock Ridge – pro UNIX
Příprava CD pod Linuxem – – –
příprava image pomocí programu mkisofs vypálení pomocí cdrecord nadstavby – např. k3B
SWAP ● ● ●
●
Odkládací disk pro paměť Vytvoření pomocí programu mkswap Používání – dvojice programů swapon a swapoff Velikost cca. dvojnásobek paměti. Pracujeme-li hodně s databázemi a netíží nás velikost disku, pak raději více.
Síťové souborové systémy ● ●
Sdílení po síti NFS (Network File System) – –
● ●
poměrně pomalý problémy se zabezpečením
Coda FS Samba – – – –
vychází z protokolu SMB (Server Message Block, též Netbios) sdílení UNIXových souborů a tiskáren pro síť Windows opak smbclient systém souborů smbfs
Konec
Děkuji za pozornost
