Systèmes d'Exploitation - Implémentation des systèmes de fichiers

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Systèmes d'Exploitation Didier Verna EPITA Généralités Allocation Répertoires Swap Espace libre Corruption Performance Systèmes d'Exploitation Implémentation des systèmes de fichiers Didier Verna 1/25
  • implémentation des répertoires
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Publié le : mercredi 28 mars 2012
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Source : lrde.epita.fr
Nombre de pages : 18
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Systèmes
d’Exploitation
Didier Verna
EPITA
Généralités Systèmes d’Exploitation
Allocation
Implémentation des systèmes de fichiers
Répertoires
Swap
Espace libre
Didier VernaCorruption
Performance
didier@lrde.epita.fr
http://www.lrde.epita.fr/˜didier
1/25Table des matières
Systèmes
d’Exploitation
1 Généralités
Didier Verna
EPITA
Généralités 2 Méthodes d’allocation
Allocation
Répertoires 3 Implémentation des répertoires
Swap
Espace libre
4 du swap
Corruption
Performance
5 Représentations de l’espace libre
6 Corruption des systèmes de fichiers
7 Performances des systèmes de fichiers
2/25Fonctionnalités requises
Systèmes
d’Exploitation Définir l’interface utilisateur : caractéristiques et
Didier Verna attributs des fichiers, opérations sur les fichiers,
EPITA
structures des répertoires etc.
Généralités
Définir l’interface matérielle : structure de données,
Allocation
algorithmes, liaison entre système logique et dispositif
Répertoires
de stockage en mémoire auxiliaireSwap
Espace libre
Système de fichiers logique Module d’organisation des fichiers Système de fichiers de base Contrôle des Entrées / Sorties
Corruption
Connaissance de la Traduction entre adresses
structure de répertoires de bloc logiques et Drivers de périphériquesPerformance Commandes génériques de
physiques
lecture / écriture de
blocs physiques
Mécanismes de Gestion de l’espace Handlers d’interruptions
protection / sécurité libre
4/25
Programmes
PrériphériquesAllocation et efficacité
Utiliser la mémoire auxiliaire le plus efficacement possible
Systèmes
d’Exploitation Efficacité des entrées / sorties :
Didier Verna transferts de données par « blocs » (Cf. aussi le DMA).
EPITA
=) Allocation d’espace disque également par bloc
Généralités plutôt que par octet. Compromis espace /
Allocation
performance : blocs de 1K.
Répertoires
Accès direct :Swap
par opposition aux périphériques à accès séquentielEspace libre
Corruption (ex. bandes magnétiques).
Performance =) Implémentation des méthodes d’accès aux fichiers
facile.
6/25Allocation contiguë
Exemple : IBM VM/CMS
Systèmes
d’Exploitation Principe
IDidier Verna Fichiers stockés par blocs contigus sur le disque
EPITA
I Temps de positionnement des têtes minimal
IGénéralités Entrée de répertoire : adresse du premier bloc et
Allocation longueur (en nombre de blocs)
I Accès direct et séquentiel faciles à implémenter : il suffitRépertoires
de mémoriser l’adresse du premier blocSwap
I Gestion de l’espace libre : Cf.-fit, fragmentationEspace libre
externe, compactage etc.Corruption
Performance Problème majeur : fichiers de taille variable
I Trop d’espace : fragmentation interne
I Pas assez d’espace : déplacement (coûteux) du
fichier. Pas toujours possible.
Utilisation actuelle : CD / DVD-ROM
7/25Allocation chaînée
Systèmes
d’Exploitation Principe
IDidier Verna Fichier = chaîne non contiguë de blocs disque
EPITA
I Chaque bloc se termine par un pointeur sur le bloc
Généralités suivant
IAllocation Une entrée de répertoire contient un pointeur sur le
premier blocRépertoires
Swap Avantages
Espace libre I Pas de fragmentation externe
Corruption I Pas de limite de taille
Performance
Inconvénients
I Accès direct inefficace
I Fiabilité : perte de pointeur critique. Solutions : listes
doublement chaînées, reproduction du nom de fichier et
numéro de bloc dans chaque bloc etc. Coûteux dans
tous les cas.
8/25File Allocation Table (FAT)
Variante de l’allocation chaînée (MS-DOS, OS/2)
Systèmes
d’Exploitation Principe
IDidier Verna Une FAT au début de chaque partition
EPITA
I Table indexée par numéros de bloc
IGénéralités Chaque entrée pointe sur le numéro de bloc suivant
IAllocation Une entrée de répertoire contient un pointeur sur le
premier blocRépertoires
Swap Avantages (à condition de mettre la FAT en mémoire)
Espace libre I Moins de risque de corruption
Corruption I Accès séquentiel aussi rapide
Performance I direct (presque) aussi rapide que l’accès
séquentiel
Inconvénients
I Taille de la FAT
Disque de 20G, blocs de 1Kb =) FAT de 80M
9/25Allocation indexée (« i-nodes »)
Schéma analogue à la pagination
Systèmes
d’Exploitation Principe
erIDidier Verna Chaque fichier possède un bloc d’index (1 bloc)
EPITA
I Une entrée de répertoire pointe sur le bloc d’index
e eIGénéralités La i du bloc d’index pointe sur le i bloc de
Allocation données du fichier
Répertoires Avantages
Swap
I Implémentation efficace de l’accès direct
Espace libre I Table des i-nodes de taille proportionnelle au nombre
Corruption de fichiers (Cf. FAT : taille du disque)
Performance
Inconvénients
I Fragmentation interne plus grande qu’avec l’allocation
chaînée
I Problème de la taille des index
10/25Schémas d’indexation
Comment stocker des index sur plusieurs blocs ?
Systèmes
d’Exploitation Schéma chaîné : réserver le dernier mot du bloc
Didier Verna d’index pour un pointeur sur le bloc d’index suivant.
EPITA
Index à multiniveaux : analogue à la pagination à
Généralités
plusieurs niveaux. Index pointant sur des index pointant
Allocation
. . . sur des blocs de données. Indexation à 2 niveaux
Répertoires
=) Fichiers de l’ordre de 10 Go.Swap
Espace libre Schéma combiné : les premières entrées pointent sur
Corruption des blocs de données. Les suivantes pointent sur des
Performance blocs d’index de différents niveaux.
11/25Structure des i-node
Schéma combiné d’Unix (BSD, System V)
Systèmes
d’Exploitation
Droits Données
Didier Verna UID / GID
EPITA DonnéesDate
Taille
..........
Généralités Nombre de liens Données
Bloc direct 1 DonnéesAllocation ..........IndexBloc direct 2
Données Données...Répertoires ..........Bloc direct 10
DonnéesSwap Bloc indirect (1) Index Données
Bloc indirect (2) Index ..........Index
Espace libre Bloc indirect (3) Données
Corruption
Performance
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