TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System GIORGIO PORCU www. thegiorgio. it © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto ISTITUTO TECNICO SECONDO BIENNIO

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Sommario • Gestione del File System File e Cartelle Partizione Path Tabella di Allocazione Frammentazione © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto § § § 2

Il Sistema Operativo Gestione del File System © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System Gestione dell’Interfaccia Gestione del File System Gestione dell’I/O Gestione della Memoria Gestione dei Processi 3

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System File Informazioni © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 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 MEMORIA DI MASSA 4

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System • File System © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 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

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Memoria di massa • Memoria di massa (memoria secondaria) § § § © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 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

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System File • File § § © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 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

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Operazioni sui File • Operazioni sui File § § § © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto Le tipiche operazioni coi file gestibili da File System sono: Creazione Scrittura Lettura Cancellazione Ridenominazione 8

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Cartella 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 • Cartella (Directory)

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System 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. Root PRIMO LIVELLO Pippo SECONDO LIVELLO Pluto Paperino TERZO LIVELLO Topolino 10 © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto Cartelle e gerarchia

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System 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. MEMORIA DI MASSA C: PARTIZIONE PRINCIPALE D: SECONDA PARTIZIONE 11 © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto • Partizione

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System Path • Path (Percorso) © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto 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: DocumentiEsempio. doc § Relativo A partire dalla cartella attualmente in uso ES: PicturesFotografia. jpg 12

Il Sistema Operativo TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System Path assoluto: Esempio ROOT SEPARATOR SECONDO LIVELLO SEPARATOR E © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto C: DocumentiEsempio. doc RISORSA E C: ROOT PRIMO LIVELLO Documenti Esempio. doc RISORSA 13

Il Sistema Operativo TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System Path relativo: Esempio CARTELLA ATTUALE SEPARATOR © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto PicturesFotografia. jpg RISORSA E ? CARTELLA ATTUALE Pictures Fotografia. jpg RISORSA 14

Il Sistema Operativo TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System Struttura di un 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 Blocco 1 Blocco 2 LIBERO Blocco 3 LIBERO Blocco 4 MEMORIA DI MASSA File = Blocco 1 + Blocco 2 + Blocco 3 + Blocco 4 15 © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto In un tipico File System:

Il Sistema Operativo TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System Tabella di Allocazione FID = IDENTIFICATORE FILE Nome Estensione Att FID Nome Estensione Att … … … Att Locazione Blocco 1 MEMORIA DI MASSA … DID Nome Att … DID = IDENTIFICATORE DIRECTORY Att FID … © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto FID Tabella Allocazione FID DESCRITTORE 16

TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Il Sistema Operativo Gestione del File System 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 Allocazione

Il Sistema Operativo TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE Gestione del File System 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 Blocco 1 Blocco 2 SPAZIO LIBERO IN BLOCCO 3 Blocco 3 § Frammentazione esterna Rimangono interi blocchi liberi tra file diversi o tra blocchi occupati dello stesso file File 1 LIBERO File 2 LIBERO File 1 18 © 2015 Giorgio Porcu - Aggiornamennto Frammentazione