9. Dateisysteme. Betriebssysteme Harald Kosch Seite 164

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1 9. Dateisysteme Eine Datei ist eine Abstraktion für ein Aggregat von Informationen (muß nicht eine Plattendatei sein). Aufbau eines Dateisystems: Katalog (Directory) Einzelne Dateien (Files) Zwei Aspekte Benutzersicht (Zugriff) Abbildung an die Hardware (wie und wo) Eine Datei ist eine strukturiertes, persistentes, benanntes, und geschütztes Datenaggregat und von allen Adressräumen zugreifbar. Betriebssysteme Harald Kosch Seite 164

2 Merkmale Persistenz Beliebig große Datenmengen Beliebig langlebig Aus jedem Adreßraum zugreifbar Benennung Meist eine längere Zeichenkette Manchmal vordefinierte Struktur nach dem Muster klausurbetriebsysteme2002.tex Struktur Byte-orientiert (z.b. UNIX) Block-orientiert (z.b. CP/M) Baum (z.b. manche IBM-Betriebssysteme)... Typ Art Text Binär, interpretierbar durch magic number in ihrem header. Regulär Spezial (z.b. I/O-Geräte in UNIX oder Directories) Betriebssysteme Harald Kosch Seite 165

3 Operationen auf Dateien Globale Operationen (beziehen sich auf das Dateisystem) Neue Datei erzeugen (Create) Vorhandene Datei öffnen (Open) Datei permanent machen (Close) Datei entfernen (Delete) Lokale Operationen (beziehen sich auf einzelne Dateien) Lesen, Schreiben, Modifizieren (Read, Write, Modify) Positionieren (Reset, GetPos, SetPos oder Seek) Zustandsabfragen (Länge der Datei, Dateiende etc.) Attribute abfragen und setzen Betriebssysteme Harald Kosch Seite 166

4 Dateizugriff Sequentiell Die aktuelle Position wird vom Filesystem verwaltet Direkt (random access) Einzelne Bytes oder Blöcke sind adressierbar Die aktuelle Position wird vom Anwendungsprogramm verwaltet Indexsequentiell Zugriff auf einzelne Blöcke über Indextabelle (B-Baum, siehe DB) Mehrstufige Indizierung möglich Wird heute selten vom Betriebssystem unterstützt Für große Datenmengen verwenden wir Datenbanken Betriebssysteme Harald Kosch Seite 167

5 Dateiattribute Erzeuger Besitzer Zugriffsrechte Passwort Typ Datum, Zeit des Erzeugens des letzten Zugriffs der letzten Änderung Länge Maximale Länge Aktuelle Position Lock Flag... Betriebssysteme Harald Kosch Seite 168

6 Directory Sammlung von Dateien Directory-System: Sammlung von Directories Flach 2-stufig Baum Graph Azyklischer Graph Benennung in hierarchischen Systemen Hierarchische Namen (path names): /home/itec/harald/bs/klausur.tex Absoluter Name Relativer Name (zum working directory) BS/klausur/ Betriebssysteme Harald Kosch Seite 169

7 Tape-Based Systems Files Band Hauptverwendung heute: Archivierung, Sicherung Files auf mehreren Bändern praktisch unbeschränkte Kapazität Directory auch am Band, meistens vorne Nur sequentieller Zugriff langsam Modifikation aufwendig meistens durch Kopieren auf ein weiteres Band Betriebssysteme Harald Kosch Seite 170

8 Einfache Strukturen Directory Name Type of file how allocated location length protection Files Figure 58: Einstufiges Directory Master File Directory User 1 User 2 User 3 User 4 User File Directory cat bo a test a data a test x data a Files Figure 59: Zweistufiges Directory Betriebssysteme Harald Kosch Seite 171

9 Baum root spell bin programs stat mail dist find count hex recorder p e mail prog copy prt exp recorder list find hex count list obj spell all last first Current directory Home directory Search path File name path name Betriebssysteme Harald Kosch Seite 172

10 Azyklischer, gerichteter Graph root dict spell list all w count count words list list radc w7 Auf eine Datei können mehrere Referenzen zeigen. Betriebssysteme Harald Kosch Seite 173

11 Links usr src include uts sys realfile.h sys inode.h testfile.h ln( /usr/scr/uts/sys, /usr/include/sys ) symlink( /usr/include/realfile.h, /usr/src/uts/sys/testfile.h ) Hard Link (nur für Files im gleichen Filesystem) Zeigt auf bestehendes File (nicht Directory), link gleichwertig zu old path Löschen der Namen bis auf den letzten sind ohne Wirkung auf das File (old path gelöscht, link noch da). Soft oder Symbolic Links Files+Directories über verschiedene Filesysteme Die neuen Namen sind nur Links Soft links zeigen ins Leere, wenn die Datei unter dem ursprünglichen Namen gelöscht wird Betriebssysteme Harald Kosch Seite 174