zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Cơ sở dữ liệu

Phân tích một số hệ thống file thông dụng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Phân tích một số hệ thống file thông dụng tập trung phân tích cấu trúc của một số hệ thống file phổ biến, từ đó đưa ra ưu nhược điểm của chúng cùng các đề xuất trong việc thiết kế và cải tiến hệ thống file.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích một số hệ thống file thông dụng

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ HỆ THỐNG FILE THÔNG DỤNG Phạm Thanh Bình Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Thuỷ lợi, email: binhpt@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Căn cứ vào ba tiêu chí nêu trên (đơn giản, hoàn chỉnh, hiệu quả), chúng tôi sẽ tiến hành Hệ thống file là một bộ phận quan trọng đánh giá từng hệ thống, rồi đưa ra những đề của hệ điều hành. Nhiệm vụ của nó là quản lý xuất và cải tiến các hệ thống file hiện có. các file. Khái niệm file trong các hệ điều hành hiện đại cũng được hiểu theo nghĩa rất 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU rộng, file có thể là một đơn vị lưu trữ dữ liệu, có thể là các đối tượng nhập/ xuất dữ liệu, 3.1. Tóm lược hệ thống file Windows 9x cũng có thể là các đối tượng đặc biệt khác Đĩa cứng thường được chia thành nhiều nữa. Do đó, việc thiết kế hệ thống file ảnh phân vùng, mỗi vùng có thể cài đặt một hệ hưởng rất lớn tới hiệu quả hoạt động của hệ điều hành riêng. Phân vùng cài đặt Windows thống nói chung. 9x thường có cấu trúc như sau: Một hệ thống file tốt phải thoả mãn ba tiêu Boot block FAT Root dir Data blocks chí là đơn giản, hoàn chỉnh và hiệu quả. Một hệ thống đơn giản sẽ dễ thực hiện và ít gây Hình 1. Phân vùng đĩa cài Windows 9x [2] lỗi (dễ phát hiện và khắc phục lỗi). Một hệ thống hoàn chỉnh tức là nó cung cấp đủ tính Boot block là khối đĩa đầu tiên của phân năng cần thiết (chứ không phải là cung cấp vùng, nó thường chứa các mã lệnh để khởi quá nhiều tính năng). Một hệ thống hiệu quả động máy tính và một số thông tin quan trọng tức là nó có thể hoàn thành công việc với chi về đĩa. Nằm sau Boot block là bảng FAT phí thấp nhất. Muốn vậy nó phải được thiết (File Allocation Table), bảng này là một danh kế hợp lý. sách liên kết chứa thông tin về địa chỉ các Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi sẽ khối đĩa của file (đồng thời cũng quản lý các tập trung phân tích cấu trúc của một số hệ khối đĩa còn trống và các khối đĩa bị hỏng - thống file phổ biến, từ đó đưa ra ưu nhược tức là quản lý tất cả các khối đĩa của phân điểm của chúng cùng các đề xuất trong việc vùng). Thư mục gốc (Root dir) thường nằm thiết kế và cải tiến hệ thống file. ngay sau FAT, tuy nhiên FAT32 cho phép đặt thư mục gốc ở một vị trí tuỳ ý. Phần còn 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU lại là các khối đĩa để chứa dữ liệu của các file và thư mục (Data blocks). Thư mục là một Chúng tôi đã lựa chọn một số hệ thống file bảng chứa danh sách các file mà nó quản lý, tiêu biểu (như hệ thống file của Windows 9x, mỗi bản ghi của thư mục sẽ chứa tên file, hệ thống file của UNIX, hệ thống file NTFS) kích thước file, các thuộc tính của file, và địa để phân tích, tập trung vào cấu trúc hệ thống, chỉ khối đĩa đầu tiên của file. các kỹ thuật phân phối file trên đĩa, tổ chức thư mục, và một số vấn đề khác… Đây là File name Attributes First block File size những hệ thống file đã được sử dụng rộng rãi Hình 2. Bản ghi thư mục của Windows 9x trên toàn thế giới, là kết quả thiết kế của nhiều trường phái khác nhau, nên việc phân Khi muốn truy cập vào một file, trước hết tích chúng sẽ rất hữu ích cho sự hoàn thiện phải tìm tên file trong bảng thư mục, nhằm các hệ thống file tương lai. xác định khối đĩa đầu tiên của file, sau đó 193
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 truy cập vào bảng FAT - lần theo danh sách 3.3. Tóm lược hệ thống file NTFS liên kết để tìm địa chỉ các khối đĩa còn lại. Phân vùng đĩa sử dụng NTFS thường có Các thuộc tính của file lưu trong bảng thư cấu trúc như sau: mục bao gồm thời gian tạo file, các bít cờ read-only, hidden, system… không có thuộc Boot block … MFT Data blocks tính nào giúp bảo vệ file trong môi trường nhiều người dùng. Hình 6. Phân vùng đĩa sử dụng NTFS [2] 3.2. Tóm lược hệ thống file Unix Trái tim của NTFS là MFT (Master File Table - Bảng file chính), bảng này chứa thông Có nhiều phiên bản Unix khác nhau, tin về tất cả các file trong phân vùng. Mỗi bản nhưng nhìn chung phân vùng đĩa cài Unix ghi của bảng sẽ chứa thông tin về một file (hoặc thường có dạng: thư mục), bao gồm tên file, các thuộc tính của Boot block S uper block I-nodes Data blocks file, và danh sách địa chỉ các khối đĩa chứa file. Để truy cập file cần phải biết số hiệu bản ghi Hình 3. Phân vùng đĩa cài Unix [1] MFT tương ứng, điều này được thực hiện nhờ bảng thư mục. Mỗi bản ghi thư mục sẽ chứa tên Unix lưu thông tin của tất cả các file trong file và số hiệu bản ghi MFT. Có thể thấy ý bảng i-node. Mỗi bản ghi của bảng ứng với tưởng xây dựng MFT gần giống với bảng i- một file và được gọi là một i-node. I-node node của Unix, nhưng phức tạp hơn nhiều, do chứa các thuộc tính file và danh sách địa chỉ các bản ghi MFT có thể chứa rất nhiều trường, các khối đĩa của file. Nằm trước bảng I-node mỗi trường lại có cấu trúc phức tạp và chứa là khối đĩa đặc biệt (Super block), khối này nhiều định dạng thông tin khác nhau. chứa các thông tin quan trọng về bố cục của hệ thống file, bao gồm số lượng các i-node, S tandard File S ecurity … Data … số lượng khối đĩa có trên ổ đĩa, vị trí của information name descriptor danh sách khối đĩa trống… Hình 7. Cấu trúc bản ghi MFT Do các thuộc tính của file được cất ở i- node, nên cấu trúc bảng thư mục sẽ trở nên Điểm đặc biệt của bản ghi MFT là có số rất đơn giản. Mỗi bản ghi thư mục chỉ còn lượng trường không cố định, kích thước các chứa tên file và số hiệu i-node tương ứng. trường cũng không cố định. Standard information là trường bắt buộc phải có trong I-node number Filename mỗi bản ghi, nó chứa các thông tin tiêu chuẩn Hình 4. Một bản ghi của thư mục Unix như thời gian truy cập, các bít cờ read-only, hidden, system, compressed (file nén), Khi muốn truy cập vào một file, trước hết encrypted (file mã hoá)… Một số trường có thể phải tìm tên file trong bảng thư mục, nhằm được lặp lại nhiều lần trong bản ghi MFT (ví dụ xác định số hiệu i-node của file, sau đó truy trường File name có thể lặp lại để chứa thêm tên cập vào bảng i-node để lấy danh sách địa chỉ file tương thích với MS DOS). Trường Security các khối đĩa. descriptor chứa các thông tin về bảo mật file (từ phiên bản 3.0 trở đi trường này không được Attributes Addresses of blocks dùng nữa, các thông tin bảo mật được chuyển Hình 5. Cấu trúc của một i-node sang một file riêng). Trường Data được dùng để lưu địa chỉ của các khối đĩa chứa file, hoặc Các thuộc tính của file lưu trong i-node chính là nội dung của file (nếu đó là những file bao gồm loại file, kích thước file, thời gian nhỏ, có kích thước khoảng vài trăm byte). truy cập, người và nhóm sở hữu, các bít bảo Trừ Boot block có vị trí cố định trên đĩa, tất vệ file trong môi trường nhiều người dùng... cả các thành phần khác của hệ thống file Mỗi thuộc tính được đặt trong một trường có NTFS (như MFT, bảng thư mục gốc, bảng kích thước cố định, thuận tiện cho việc định quản lý các khối đĩa trống, quản lý các khối vị và truy cập. đĩa hỏng…) đều được tổ chức thành các file 194
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 và có thể nằm ở bất cứ đâu trên đĩa. Bản thân phục vụ cho mục đích tương lai, hoặc đã lỗi MFT cũng là một file, địa chỉ khối đĩa đầu thời) khiến cho các bảng bị phình to và khó tiên của nó được cất trong Boot block, địa chỉ kiểm soát. Tham vọng tích hợp nhiều tính năng các khối còn lại được cất trong bản ghi đầu mới vào cấu trúc của NTFS khiến nó trở nên tiên của MFT. Với cấu trúc như vậy, kích “quá khổ”, trong khi nhiều tính năng mới đó lại thước MFT có thể tăng lên tuỳ ý, chứ không hiếm khi được người dùng sử dụng (như tính bị giới hạn cứng như bảng các i-node của năng mã hoá và nén file ở cấp độ hệ điều hành). Unix. Kích thước của thư mục gốc và các bảng quản lý khối đĩa cũng có thể thay đổi. 4. KẾT LUẬN Kích thước các trường trong các bảng quản lý Qua các phân tích trên, có thể thấy thiết kế đó cũng không bị quy định cứng mà có thể của hệ thống file Unix chiếm ưu thế vượt trội thay đổi mềm dẻo. Nhờ vậy NTFS có thể dễ với cấu trúc gọn gàng, có đủ các tính năng cần dàng mở rộng và thích nghi với các tiến bộ thiết, tốc độ truy cập nhanh. Đây sẽ là hình công nghệ trong tương lai. mẫu để thiết kế ra các hệ thống file trong tương lai. Tuy nhiên, việc đặt bảng i-node ở một vị trí 3.4. Nhận xét cố định trên đĩa (nhằm đơn giản hoá việc định Có thể thấy hệ thống file của Windows 9x vị, tiết kiệm thời gian truy cập) có thể trở thành khá đơn giản và hiệu quả. Một bảng FAT có rào cản của Unix trong tương lai, khi nó phải thể quản lý tất cả các khối đĩa mà không cần quản lý số lượng file nhiều hơn, làm kích thước thêm các bảng quản lý khối đĩa trống hay hỏng. bảng i-node tăng lên. Để khắc phục điều này có Do FAT thường được nạp vào RAM nên tốc thể dành một bản ghi cuối của bảng i-node để độ truy cập file sẽ rất nhanh. Nhược điểm là chứa địa chỉ phần mở rộng của bảng (nằm ở phải tốn một vùng RAM để chứa FAT, kích bất kì vị trí nào trên đĩa). Tất nhiên điều này sẽ thước đĩa càng lớn thì càng tốn RAM. Hệ làm giảm tốc độ truy cập vào các file ứng với thống file này chỉ có thể quản lý được các file các i-node trên bảng mở rộng này. có kích thước cực đại là 4 GB do kích thước Việc cải tiến hệ thống file của Windows 9x trường File size chỉ dài 4 byte. Nhược điểm lớn là không cần thiết, do ngày nay chúng ít được nhất khiến hệ thống file này ngày càng ít được sử dụng. Tuy nhiên việc cải tiến NTFS là điều sử dụng chính là không có khả năng bảo mật đáng bàn. Để giảm bớt sự cồng kềnh, có lẽ file. Không có bất cứ yếu tố nào trong thiết kế cần loại bớt các tính năng không cần thiết như của hệ thống file giúp thực hiện điều đó. nén file, mã hoá file… ra khỏi thiết kế hệ Hệ thống file của Unix cũng được thiết kế thống file. Những tính năng này hoàn toàn có đơn giản, nhưng không vì thế mà bị hạn chế về thể được thực hiện ở cấp cao, như một ứng tính năng. Hệ thống file này có đầy đủ các tính dụng của người dùng. Nhiều thông tin dư thừa năng cần thiết để quản lý file, thiết lập quyền trong các bảng quản lý cũng cần được loại bỏ hạn truy cập file, chia sẻ file, bảo vệ file dùng(như các trường Filename, Security descriptor chung… Tốc độ truy cập file cũng rất nhanh trong bản ghi MFT…). Điểm mạnh của NTFS là sự mềm dẻo với các trường có độ dài không do các bảng quản lý được thiết kế hợp lý, gọn cố định cũng là yếu tố làm tăng thời gian tính nhẹ, giảm thời gian tính toán, định vị. Thiết kế và mã nguồn của Unix được công bố rộng rãi toán, định vị các trường, nên việc thay đổi hay không còn là vấn đề gây tranh cãi. Tất nhiên nên nhận được nhiều đóng góp, cải tiến của việc thay đổi một hệ thống file đang được sử các chuyên gia để hoàn thiện hệ thống. dụng phổ biến không phải là vấn đề đơn giản, NTFS là hệ thống file hiện đại, đa năng, khả vì nó liên quan tới sự tương thích với các phần năng tương thích cao nhưng thiết kế khá cồng mềm hiện hành. kềnh, khiến tốc độ truy xuất file bị ảnh hưởng. Vị trí các bảng quản lý có thể nằm ở bất cứ đâu 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO trên đĩa, nên khi đọc bảng sẽ phải tốn thời gian định vị. Các trường với độ dài bất kì và có cấu [1] Andrew S. Tanenbaum, 2001, Modern trúc phức tạp cũng làm tăng thời gian tính toán Operating Systems, Prentice Hall. khi cần đọc thông tin từ một trường nào đó… [2] David Solomon and Mark Russinovich, Ngoài ra còn quá nhiều trường dư thừa (để 2012, Windows Internals, Microsoft Press. 195

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.