خلاصه فصل ۱۱ سیستم عامل: واسطه سیستم فایل

خلاصه فصل ۱۱ سیستم عامل: واسطه سیستم فایل

اسلاید 1: 1خلاصه ی فصل 11 سیستم عاملآقای عسکری قاسمپوری استاد :میلاد جعفریرضا زاهدیآذین مهرپورشادمهسا فرجومهشید ابراهیم نژادسهیلا ابراهیمی

اسلاید 2: 2فصل یازدهمواسط سیستم فایلتعداد کل اسلاید94

اسلاید 3: واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظت3فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 4: عملیات فایلانواع فایل صفات فایلساختار فایلساختار داخلی فایل4واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظتفصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 5: 5فصل یازدهم : واسط سیستم فایلمقدمهسیستم فایل یکی از جنبه های پر کاربرد سیستم عامل است.سیستم فایل راهکاری را برای ذخیره و دستیابی به داده ها و برنامه های سیستم عامل و تمام کاربران سیستم کامپیوتری فراهم می کند.سیستم فایل از 2 بخش تشکیل شده است:فایلها: برای ذخیره داده.ساختار دایرکتوری: برای سازماندهی فایلها و جمع آوری اطلاعاتی راجع به تمام فایلهای موجود در سیستم

اسلاید 6: 6فصل یازدهم : واسط سیستم فایلبعضی از سیستم های فایل، بخش دیگری به نام پارتیشن دارند که مجموعه بزرگی از دایرکتوریها را بطور فیزیکی یا منطقی از هم تفکیک می کند.11-1 مفهوم فایلکامپیوترها می توانند اطلاعات را بر روی رسانه های ذخیره سازی گوناگونی ذخیره نمایند، مثل دیسکهای مغناطیسی و دیسکهای نوری.برای سهولت استفاده از سیستم های کامپیوتری، سیستم عامل یک دیدگاه منطقی یکنواخت از ذخیره اطلاعات را فراهم می کند.سیستم عامل خودش را از خواص فیزیکی دستگاه های ذخیره دور نگهداشته، واحد ذخیره منطقی یعنی فایل را تعریف می کند.

اسلاید 7: 7فصل یازدهم : واسط سیستم فایلفایلها توسط سیستم عامل به دستگاه های فیزیکی نگاشت می شوند. این دستگاه های ذخیره سازی معمولا پایدار هستند، یعنی محتویات آنها با قطع جریان برق ازبین نمی رود.فایل : مجموعه ای از اطلاعات مرتبط به هم است که بر روی حافظه ثانویه ذخیره می شود. از دید کاربر فایل کوچکترین واحد تخصیص حافظه ثانویه است، یعنی داده ها نمی توانند در حافظه جانبی نوشته شوند مگر اینکه در یک فایل قرار گیرند.معمولا فایلها حاوی برنامه و داده است.اطلاعات موجود در فایل توسط ایجاد کننده آن تعریف می شود.

اسلاید 8: 8فصل یازدهم : واسط سیستم فایلفایل متنی : دنباله ای از کاراکترها است که به صورت خطوط سازمان دهی شده است.فایل منبع : دنباله ای از زیر روالها و توابع است که هر کدام از آنها شامل اعلانها و دستورات اجرایی اند.فایل مقصد : دنباله ای از بایتها است که به صورت بلوکهایی سازمان دهی شده است پیوند دهنده سیستم آنها را درک می کند. فایل اجرایی : مجموعه ای از کدها است که بار کننده می تواند آن را به حافظه آورد و اجرا کند.

اسلاید 9: 9فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-1-1صفات فایلبرای فایل نامی انتخاب می شود تا کاربران بتوانند به آن مراجعه کنند.نام فایل رشته ای از کارکترها است.وقتی فایل نامگذاری می شود، از فرآیند ، کاربر و حتی سیستمی که آن را ایجاده کرده است مستقل می گردد.صفات متداول فایل:نام : نام نمادی فایل توسط کاربران قابل استفاده است.شناسه : یک برچسب منحصر بفرد، گاهی عددی است که فایل را در سیستم فایل مشخص می کند. نامی نیست که توسط انسان قابل خواندن باشد.

اسلاید 10: 10صفات متداول فایل: (ادامه ....)نوع : این اطلاعات برای سیستمهای لازم است که انواع مختلفی پشتیبانی می کنند.محل فایل : اشاره گر به دستگاه و محلی است که آن فایل ذخیره شده است.اندازه : اندازه فایل برحسب بایت، کلمه یا بلوک است و ممکن است حداکثر اندازه ممکن آن نیز نگهداری شود.حفاظت : اطلاعات کنترل می کند که چه کسی می تواند فایل را بخواند، چه کسی می تواند آن را بنویسد، ... .فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 11: 11فصل یازدهم : واسط سیستم فایلصفات متداول فایل: (ادامه ....)زمان، تاریخ، و هویت کاربر : این اطلاعات ممکن است برای این موارد نگهداری شود: 1. ایجاد 2. آخرین اصلاحات 3. آخرین استفاده. این اطلاعات برای حفاظت، امنیت و نظارت برکارایی بکار می رود.اطلاعات مربوط به تمام فایلها در ساختار دایرکتوری نگهداری می شود که این ساختار نیز در حافظه ثانویه وجود دارد. ورودی دایرکتوری شامل نام فایل و شناسه منحصر بفرد آن است.

اسلاید 12: 12فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-1-2عملیات فایلفایل یک نوع داده انتزاعی است.سیستم عامل فراخوانی های سیستمی را برای ایجاد، نوشتن، خواندن، تغییر موقعیت در فایل، حذف و کوچک کردن فایل فراهم میکند.کارهای سیستم عامل برای عملیات فایل :ایجاد فایل : در دو مرحله صورت می گیرد. مرحله اول : تخصیص فضا به فایل مرحله دوم : ایجاد ورودی فایل در دایرکتوری.

اسلاید 13: 13فصل یازدهم : واسط سیستم فایلنوشتن فایل : برای نوشتن فایل یک فراخوان سیستم را انجام داده ودر آن نام فایل و اطلاعاتی را که باید نوشته شود مشخص می کنیم. سیستم باید اشاره گر نوشتن در فایل را نگهداری کند تا محل بعدی نوشتن را مشخص کند.اشاره گر نوشتن در هر نوشتن تغییر می کند.خواندن از فایل : برای خواندن از فایل، از فراخوان سیستم استفاده می کنیم که نام فایل و محلی را که بلوک بعدی خوانده شده از فایل باید نوشته شود، مشخص می کند.سیستم یک اشاره گر خواندن را نگهداری می کند تا محل بعدی خواندن در فایل را مشخص نماید.

اسلاید 14: 14فصل یازدهم : واسط سیستم فایلتغییر موقعیت در فایل : دایرکتوری برای یافتن فایل مورد نظر جستجو می شود و اشاره گر موقعیت فایل برابر با مقدار معینی قرار می گیرد.تغییر موقعیت در فایل نیاز به I/O نیست. این عملیات را پیگرد فایل نیز می نامند.حذف فایل : برای حذف فایل آنرا در دایرکتوری جستجو کرده و پس از یافتن آن، فضای آنرا آزاد کرده و آن را از دایرکتوری حذف می کنیم.کوچک کردن فایل : گاهی کاربر می خواهد بدون تغییر صفات فایل، محتویات فایل را بخواند. بدون اینکه کاربر وادار شود که فایلی را حذف و دوباره ایجاد کند،این عملیات به او اجازه می دهد که بدون تغییر صفات فایل، محتویات آنرا پاک کند و طول آنرا به صفر تقلیل دهد.

اسلاید 15: 15فصل یازدهم : واسط سیستم فایلنکات :اغلب عملیات فایل مستلزم جستجودر دایرکتوری برای یافتن فایل مورد نظر هستند.برای اجتناب از جستجو، اغلب سیستمهای فایل وقتی فایل برای اولین بار مورد استفاده قرار می گیرد آن را باز می کنند. عملیات باز کردن، جدول کوچکی را نگهداری می کند که شامل اطلاعاتی راجع به تمام فایلهای باز است و جدول فایل باز نام دارد.وقتی یک عملیات فایل در خواست می شود، از یک اندیس در این جدول استفاده می شود و نیاز به جستجو نیست. وقتی فایل بطور فعال مورد استفاده قرار نمی گیرد ، بسته شده ورودی آن از جدول باز حذف می گردد.

اسلاید 16: 16فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاشاره گر فایل : در سیستمهایی که همراه با فراخوانی سیستم write و read، آفست فایل، بعنوان پارامتر وجود ندارد، سیستم باید محل آخرین خواندن یا نوشتن را بعنوان اشاره گر موقعیت فعلی فایل نگه دارد.این اشاره گر در هر فرآیندی که از این فایل استفاده می کند منحصر بفرد است و باید مستقل از صفات دیگر فایل نگهداری شود.شمارش تعداد فرآیندهایی که فایل را باز کرده اند : وقتی فایلها بسته می شوند، سیستم عامل باید از ورودیهای جدول فایل باز دوباره استفاده کند، وگرنه فضای جدول افزایش می یابد. چون ممکن است چندین فرآیند فایلی را باز کنند، سیستم برای حذف جدول فایل باز باید منتظر بماند تا تمام فرآیندهای آن فایل را ببندد.

اسلاید 17: 17فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاین شمارنده با هر بار باز کردن فایل افزایش و با هر بار بار بستن کاهش می یابد. وقتی شمارنده به صفر رسید سیستم می تواند جدول را حذف کند.محل فایل در دیسک : اطلاعات لازم برای یافتن فایل بر روی دیسک، در حافظه نگهداری می شود تا در هر عملیات از خواندن دیسک جلوگیری شود. امتیاز دستیابی : هر فرآیند فایلی را در حالت دستیابی باز می کند. این اطلاعات در جدول پیش پردازش ذخیره می شود، بطوری که سیستم عامل می تواند درخواست I/O را اجازه دهد یا ندهد.

اسلاید 18: 18فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-1-3انواع فایل یکی از نکات مهم در طراحی سیستم فایل و کل سیستم عامل این است که آیا سیستم عامل باید انواع فایل را پشتیبانی کند یا خیر.اگر سیستم عامل نوع فایل را تشخیص دهد، می تواند به طریق معقولی بر روی فایل عمل کند.یک روش متداول برای پیاده سازی انواع فایل این است که نوع آن به عنوان بخشی از نام فایل باشد. نام فایل از دو بخش تشکیل می شود: نام و پسوند که معمولا با نقطه از هم جدا می شوند. بدین تر تیب، کابر و سیستم عامل می تواند نوع فایل را از نام فایل تشخیص دهد.

اسلاید 19: 19فصل یازدهم : واسط سیستم فایلنوع فایلپسوندعملکرداجراییexe, com, bin, or noneبرنامه زبان ماشین که آماده اجرا استمقصدobj, oکامپایلشده، زبان ماشین بدون پیوند زدنکد منبعc, cc, java, pas, asm, aکد منبع در زبان های مختلفدسته ایbat, shدستورات مفسر فرمانمتنیtxt, docداده های متنی، اسنادواژه پردازwp, tex, rrf, docفرمت واژه پردازهای مختلفکتابخانهlib, a, so, dll, mpeg, mov, rmکتابخانه ای از روالها برای برنامه نویسانچاپ یا مشاهدهarc, zip, tarفایل اسکی یا دودویی با فرمت چاپ یا مشاهدهآرشیوarc, zip, tarفایلهای مرتبط در یک فایل دسته بندی می شوند و گاهی نیز فشرده می شوند تا آرشیو یا ذخیره شوندچندرسانه ایmpeg, mov, rmفایل دودویی که حاوی صوت یا اطلاعات A/V استانواع متداول فایل ها

اسلاید 20: 20فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-1-4ساختار فایل نوع فایل ممکن است نشان دهنده ساختار داخلی فایل باشد. فایلهای منبع و مقصد ساختارهایی دارند که مورد انتظار برنامه هایی هستند که آنها را ایجاد کرده اند.علاوه براین، بعضی از فایلها باید ساختارهایی داشته باشند که توسط سیستم عامل قابل درک باشند.سیستم عاملی از چندین ساختار فایل پشتیبانی می کند، معایبی دارد: اندازه سیستم عامل بزرگ خواهد بود

اسلاید 21: 21فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاگر سیستم عامل 5 ساختار فایل را تعریف کند، باید کدهایی برای پشتیبانی از آنها داشته باشد. علاوه بر این، هر فایل باید طوری تعریف شود که نوع آن توسط سیستم عامل پشتیبانی شود. اگر برنامه های کاربردی جدید به اطلاعاتی نیاز داشته باشند که ساختار آنها توسط سیستم عامل پشتیبانی نشود، مشکلات اساسی پیش می آید.بعضی از سیستمهای عامل از تعداد کمی ازساختارهای فایل پشتیبانی می کنند. این روش در یونیکس پذیرفته شده که هر فایل را دنباله ای از بایتهای 8 بیتی می داند و این بیتها توسط سیستم عامل تفسیر نمی شوند. این الگو قابلیت انعطاف بالایی را بوجود می آورد و کمتر پشتیبانی می شود.

اسلاید 22: 22فصل یازدهم : واسط سیستم فایلسیستم مکینتاش از حداقل ساختارهای فایل پشتیبانی می کند و انتظار دارد که فایلها شامل دو بخش باشند: انشعاب منبع: حاوی اطلاعات مورد علاقه کاربر انشعاب داده: حاوی کد یا داده است.

اسلاید 23: 23فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-1-5 ساختار داخلی فایل پیدا کردن آفستی در فایل برای سیستم عامل پیچیده است.اندازه بلوکهای روی سیستم دیسک توسط اندازه قطاع مشخص می شود. تمام I/O دیسک در واحدهایی از یک بلوک انجام می شود و اندازه همه بلوکها یکسان است. ممکن است اندازه رکورد فیزیکی دقیقا به اندازه رکورد منطقی نباشد.طول رکوردهای منطقی نیز ممکن است یکسان نباشد. راه حل این مسئله، بسته بندی کردن تعدادی رکورد منطقی در بلوکهای فیزیکی است.

اسلاید 24: 24فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاندازه رکورد منطقی، اندازه بلوک فیزیکی و تکنیک بسته بندی تعیین می کند که چند رکورد منطقی در هر بلوک فیزیکی وجود دارد. بسته بندی می تواند توسط برنامه کاربر یا سیستم عامل انجام شود.تبدیل رکوردهای منطقی به بلوکهای فیزیکی یک مسئله نرم افزاری است.توجه داشته باشید در دیسکی که فضای آن بصورت بلوکی تخصیص می یابد، مقداری از فضای آن در آخرین بلوک به هدر می رود.به این فضای به هدر رفته تکه تکه شدن داخلی گویند.هر چه اندازه بلوک بزرگتر باشد، تکه تکه شدن داخلی بیشتر است.

اسلاید 25: دستیابی مستقیمسایر روش های دستیابیدستیابی ترتیبیواسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظت25فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 26: 26فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-2 روش هاي دستيابيبراي استفاده از اطلاعات ذخيره شده در فايل ها بايد اطلاعات آنها به حافظه خوانده شود. راههاي متعددي براي دستيابي به اطلاعات وجود دارد كه بعضي از سيستم ها يك راه و بعضي ديگر مثل I.B.M روش هاي متعددي را پشتيباني مي كنند. 11-2-1 دستيابي ترتيبيروش ترتيبي ساده ترين روش براي دستيابي است. اطلاعات به ترتيب ركورد پردازش مي شوندو براي ويراستارها و كامپايلر ها متداول است.

اسلاید 27: 27فصل یازدهم : واسط سیستم فایلخواندن بخش بعدي فايل را مي خواند و اشاره گر فايل را به طور خودكار جلو مي برد. نوشتن اطلاعات را در انتهاي فايل مي نويسد و اشاره گر مي تواند به ابتداي فايل يا n ركورد جلوتر منتقل شود. (احتمالاً 1=n) دستيابي ترتيبي روي نوار انجام مي شود.

اسلاید 28: 28فصل یازدهم : واسط سیستم فایلابتدای فایلموقعیت فعلیانتهای فایلخواندن یا نوشتنچرخش به اولفایل دستیابی ترتیبی

اسلاید 29: 29فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-2-2 دستيابي مستقيمروش دستيابي مستقيم يا نسبي روي ديسك انجام مي شود. هر فايل از تعدادي ركورد منتطقي با طول ثابت تشكيل شده كه برنامه نويسي مستقيماً به آنها دستيابي دارد. در اين روش فايل به صورت دنباله اي ركورد هاست كه شمارنده دارند و براي خواندن و پوشش هيچ ترتيبي وجود ندارد. بانك هاي اطلاعاتي براي دستيابي سريع به مقدار زيادي از اطلاعات از اين روش استفاده مي كنند.

اسلاید 30: 30فصل یازدهم : واسط سیستم فایلمثال : براي مثال سيستم رزرو جا در هواپيما كه تمام اطلاعات روي يك بلوك ذخيره مي شود براي اطلاعات زياد ممكن است از تابع در هم سازي روي نام فرد يا يك شاخص كوچك موجود در حافظه براي تعيين بلوك جهت خواندن و جستجو استفاده كنيم. شماره بلوكي كه به كاربر داده مي شود شماره بلوك نسبي است كه شاخصي نيست به ابتداي فايل است كه براي با صفر است.

اسلاید 31: 31فصل یازدهم : واسط سیستم فایلسيستم عامل با استفاده از شماره بلوك تصميم مي گيرد فايل را كجا ذخيره كند و مانع از دستيابي كاربر به بخش هاي مختلف مي شود . اگر طول ركورد L باشند در خواست ركورد N به يك عمل I/O تبديل مي شود كه L بايت را از محل L(N-1) در فايل مي خواند. همه ي سيستم عامل ها از هر 2 روش دستيابي پشتيباني نمي كنند. فايل مستقيم قابل شبيه سازي بصورت ترتيبي است.

اسلاید 32: 32فصل یازدهم : واسط سیستم فایلدستیابی ترتیبیپیاده سازی برای دستیابی مستقیمresetcp = 0;read nextread cp;cp = cp+1;write nextwrite cp;cp = cp+1;شبیه سازی دستیابی ترتیبی در فایل تصادفی

اسلاید 33: 33فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-2-3ساير روش هاي دستيابيبراي يافتن يك ورودي در فايل ابتدا ايند كس را جستجو مي كنيم سپس با استفاده از اشاره گر مستقيماً به فايل دسترسي پيدا مي كنيم. به عنوان مثال مي توان فايل قيمت خرده فروشي را گفت كه براي يافتن قيمت محصول از جستجوي دو دويي ايندكس استفاده مي كند اگر فايل بزرگ باشد ممكن است ايند كس آن هم بزرگ باشد كه در حافظه جا نشود. براي حل اين مشكل ايندكس ديگري براي ايندكس اول ايجاد مي كنيم كه ايندكس اوليه حاوي اشاره گرهاي به ايندكس ثانويه و آن هم به اقلام داده مي باشد.

اسلاید 34: 34فصل یازدهم : واسط سیستم فایلروش دستيابي آي. بي. ام (ISAM) از يك ايندكس اصلي كوچك است كه به بلوكهاي ايندكس ثانويه اشاره مي كند. بلوكهاي ايندكس ثانويه هم به فايل واقعي كه براساس كليد خاص مرتب شده اشاره كند. جستجوي دودويي ديگر بلوك حاوي ركورد مطلوب پيدا مي شود. سپس جستجوي ترتيبي انجام مي شود. پس هر ركورد حداكثر با دو دستيابي مستقيم برحسب كليدش پيدا مي شود

اسلاید 35: 35فصل یازدهم : واسط سیستم فایلAhmadAliAsghar...SmaeilSmaeil, Javadامنیت اجتماعیسنفایل نسبیفایل ایندکسنام خانوادگیشماره رکوردمنطقینمونه ای از فایلهای ایندکس و نسبی

اسلاید 36: واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظتدایرکتوری دو سطحیدایرکتوری سه سطحیدایرکتوری یک سطحیدایرکتوری های گراف بدون چرخهساختار داخلی فایل36فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 37: 37فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-3ساختار دايركتوريسازمان دهي داده ها در 2 بخش انجام مي شود : 1-پارتيشن بندي 2-سازمان دهي داده هاپارتيشن بندي: فايل به چند پارتيشن تقسيم مي شود كه هر ديسك حداقل كي پارتيشن دارد كه ساختار سطح پايين است و فايل و دايركتوري روي آن ذخيره مي شود. پارتيشن به عنوان ديسك هاي منطقي در نظر گرفته مي شوند چون كاربر فقط پا ساختار فايل و دايركتوري منطقي سروكار دارد.

اسلاید 38: 38فصل یازدهم : واسط سیستم فایلسازمان دهي داده: هر پارتيشن حاوي اطلاعاتي راجع به فايل هاي موجود در آن است. دایرکتوریفایلهادایرکتوریفایلهادایرکتوریفایلهاپارتیشن Aپارتیشن Cپارتیشن Bدیسک 1دیسک 2دیسک 3نمونه ای از سازمان سیستم فایل

اسلاید 39: 39فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاعمال مربوط به بررسي دايركتوري: 1-جستجوي فايل: چون فايل ها نام نمادي داند بايد بتوانيم فايل هايي را جستجو كنيم. 2-ايجاد فايل: فايل هاي جديد بايد ايجاد و به دايركتوري اضافه شوند. 3-حذف فايل: در صورت عدم نياز به فايل بايد آن را حذف كنيم. 4-مشاهده محتويات دايركتوري: بايد بتوانيم آنها را مشاهده كنيم.5-تغيير نام فايل : چون نام فايل بيانگر محتويات آن است در صورت تغيير محتويات آن بايد بتوانيم نام را تغيير دهيم. كه ممكن است منجربه تغيير موقعيت آن در دايركتوري شود.

اسلاید 40: 40فصل یازدهم : واسط سیستم فایل6-پيمايش سيستم فايل: براي اعتماد خوب است كه محتويات و ساختار كلي سيستم فايل در فواصل زماني معين ذخيره شوند. براي اين كارتهام فايل ها روي نوار مغناطيسي كپي مي شوند. دايركتوري: جدول نمادي است كه از طريق نام فايل به ورودي هاي دايركتوري مراجعه مي شود.

اسلاید 41: 41فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-3-1دايركتوري يك سطحي : ساده ترين ساختار دايركتوري است. همه ي فايل ها در يك دايركتوري قرار مي گيرند. وقتي تعداد فايل زياد و يا بيش از يك كاربر از سيستم استفاده كند دايركتوري مناسب نيست. طول نام فايل ها هم محدوديت خاصي دارد در Dos – MS با 11 حروف و يونيكس 255 حرف catboatestdatamailconthexrecordsدایرکتوریفایلها

اسلاید 42: 42فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-3-2 دايركتوري 2 سطحيكاربران مختلف مي توانند فايل هاي همنام داشته باشند در دايركتوري 2 سطحي هر كاربرداراي دايركتوري خاص خود مي باشد كه UFD نام دارد. وقتي كاربر آغاز كار كند دايركتوري فايل اصلي (MFD)جستجو مي شود. برحسب نام كاربر ايندكس مي شود و هر وروديMFD به UFDآن كاربر اشاره مي كند. وقتي كاربر به فايل خاص مراجعه كند فقط UFD آن جستجو مي شود. مي توان براي تخصيص فضاي مناسب به دايركتوري از تكنيك هاي تخصيص فضا استفاده كرد.

اسلاید 43: 43فصل یازدهم : واسط سیستم فایلuser1user2user3user4xdataaatestadatacatboatestدایرکتوری اصلیدایرکتوری کاربرساختار دایرکتوری دوسطحی

اسلاید 44: 44فصل یازدهم : واسط سیستم فایلساختار دايركتوري 2 سطحي مسئله ي هم نام بودن فايل ها را حل مي كند ولي مشكلات ديگري دارد. اين ساختار كاربران را كاملاً از هم جدا مي كند و اين فقط در صورتي خوب است كه كابران بخواهند كاملاً مستقل باشند. دايركتوري 2 سطحي را مي توان مثل درخت يا درخت معكوس با ارتفاع 2 در نظر گرفته كه ريشه ي درخت ،دايركتوري اصلي و ufd ها فرزندان و فايل ها برگ هاي درخت هستند .مشخص كردن نام كاربر و نام فايل مسيري از ريشه تا برگ را تعريف مي كند. برنامه هايي كه به عنوان پخشي از سيستم هستند (باركننده اسمبلرها، كامپايلرها، روال هاي كمكي و كتابخانه ها و ...) به صورت فايل تعريف مي شوند.

اسلاید 45: 45فصل یازدهم : واسط سیستم فایلوقتي فرمان خاصي به سيستم عامل صادر مي شود. اين فايل ها توسط بار كننده خوانده شده و اجرا مي شوند. يك راه حل اين است كه فايل هاي سيستم در هر دايركتوري كاربر كپي شوند ولي اين كار فضا را هدر مي دهد. راه حل استاندارد اين است كه رويه جستجو اندكي پيچيده تر شود. براي بار كردن فايل سيستم عامل ابتدا دايركتوري محلي كاربر را جستجو مي كند. مسير جستجو : دنباله اي از دايركتوري كه براي يافتن فايل جستجو مي شود.

اسلاید 46: 46فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-3-3 دايركتوري هاي 3 سطحي مي توان ساختار دايركتوري را به صورت درختي با هر ارتفاع در نظر گرفت. درخت متداول ساختار دايركتوري است. دايركتوري فايلي است كه با آن به صورت ويژه اي رفتار مي شود. در هر ورودي دايركتوري يك بيت شخص مي كند كه آن ورودي فايل (0) و يا دايركتوري (1) است.

اسلاید 47: 47فصل یازدهم : واسط سیستم فایلspellbinprogramsstatmaildistfindcounthexrecorderpemailprogcopyprtexprecorderlistfindhexcountlistobjspellalllastfirstریشهساختار درختی دایرکتوری

اسلاید 48: 48فصل یازدهم : واسط سیستم فایلهر كاربر يك دايركتوري فعلي كه حاوي اغلب فايل هايي است كه توسط كاربر مورد استفاده قرار مي گيرد را دارد. اگر فايل در دايركتوري فعلي نباشد بايد دايركتوري ديگري انتخاب شود. براي تغيير دايركتوري از فراخوان سيستمي directory change به فراخوان بعدي آن ،تمام فراخوان هاي سيستمي open دايركتوري فعلي را براي فايل مورد نظر جستجو مي كند.

اسلاید 49: 49فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاگر فايل خاصي باشد به راحتي از دايركتوريي كه حاوي آن است حذف مي شود مثل Ms-Dos ولي در بعضي سيستم هاي ديگر مثل يونيكس دايراكتوري حاوي فايل به راحتي حذف مي شود. مسير دستيابي به فايل در ساختار درختي ممكن است طولاني تر ازدايركتوري 2 سطحي باشد. سيستم عامل مكينتاش فايلي به نام desktop دارد كه حاوي نام و محل برنامه هاي اجرايي است.

اسلاید 50: 50فصل یازدهم : واسط سیستم فایلنام مسير 2 نوع است : 1-نسبي 2-مطلقمسير مطلق: از ريشه شروع مي شود به طرف پايين تارسيدن به فايل مي يابد. مسير نسبي: مسير از دايركتوري فعلي را تعريف ميكند.

اسلاید 51: 51فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-3-4دايركتوري هاي گراف بدون چرخهفايل مشترك همانند 2 يا چند كپي از يك فايل نيست. در اشتراك فايل ها فقط يك فايل واقعي وجود دارد كه براي زير دايركتوري هاي مشترك مفيد است. زيرا دايركتوري حاوي فايل هاي پروژه بايد مشترك باشد. ساختار درختي از اشتراك فايل ها يا دايركتوري ها ممانعت مي كند كه گراف بدون چرخه مانع از اين كار مي شود.

اسلاید 52: 52فصل یازدهم : واسط سیستم فایلdictspelllistallWcountcountwordslistlistradeW7ریشهساختار دایرکتوری به صورت گراف بدون چرخه

اسلاید 53: 53فصل یازدهم : واسط سیستم فایلگراف بدون چرخه توسعه اي از الگوي دايركتوري با ساختار درختي است. فايل ها و زير دايركتوري هاي مشترك به صورت هاي مختلفي پياده ساري مي شوند. در يك روش متداول كه توسط سيستم هاي يونيكس مورد استفاده قرار مي گيرد. يك ورودي جديد به نام پيوند در دايركتوري قرار مي گيرد كه اين پيوند به فايل ديگري اشاره مي كند. بعد از جستجو، ورودي دايركتوري به عنوان پيوند علامت گذاري مي شود و نام واقعي فايل دريافت مي گردد.

اسلاید 54: 54فصل یازدهم : واسط سیستم فایلروش ديگر براي پياده سازي فايل هاي مشترك اين است كه تمام اطلاعات مربوط به آنها در هر 2 دايركتوري مشترك نگه داري شود. بنابراين هر 2 ورودي يكسان هستند. ولي به علت تكثير ورودي هاي دايركتوري نسخه ي اصلي از كپي قابل امايز است و هر 2 تماماً يكسان نيستند. مهمترين مسئله در تكثير ورودي هاي دايركتوري اين است كه در صورت تغيير فايل آنها با هم سازگار بمانند. قابليت انعطاف ساختار دايركتوري گراف بدون چرخه از ساختار درختي بيشتر ولي پيچيده تر است. در اين حالت فايل ممكن است چندين مسير معلق داشته باشد. كه اين امر قابل توجه است زيرا ساختارهاي مشترك فقط يك بار پيمايش مي شوند.

اسلاید 55: 55فصل یازدهم : واسط سیستم فایلمسئله بعدي حذف فايل است : فضايي كه در اختيار فايل اشتراكي قرار گرفت از آن پس گرفته مي شود و دوباره استفاده مي شود. يك راه اين است كه فايل درخواستي حذف شود كه باعث ايجاد اشاره گرهاي معلق مي شود. راه ديگر اين است كه پيوندها به همين حالت باقي بمانند تا زمان استفاده ي آنها فرا برسد. در يونيكس وقتي فايلي حذف شود پيوندهاي نمادي باقي مي ماند و وظيفه ي كاربر است كه تشخيص دهد فايل حذف شده يا نه.

اسلاید 56: 56فصل یازدهم : واسط سیستم فایلروش ديگر اين است كه تا زماني كه تمام مراجعات به فايل حذف نشده اند فايل حذف نشود. بايد راه كارهايي داشته باشيم كه مشخص كند آخرين مراجعه به فايل هم حذف شده. مشكل اين روش اين است كه ليست مراجعات متغيير و بزرگ است. لازم نيست كل ليست نگهداري شود بلكه كافي است شمارنده تعداد مراجعات نگهداري گردد. سيستم عامل يونيكس از اين روش براي پيوندهاي نمادي يا پيوندهاي سخت استفاده مي كند. اگر از مراجعات متعدد به دايركتورها جلوگيري كنيم، ساختار گراف بدون چرخه به وجود مي آيد. براي اجتناب از اين مسائل بعضي از سيستم ها اجازه استفاده از پيوندها يا دايركتوري هاي مشترك را نمي دهند.

اسلاید 57: 57فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-3-5 دايركتوري هاي گراف عمومييكي از مسائل جدي ساختار گراف بدون چرخه تعيين وجود با عدم وجود چرخه است. اضافه كردن فايل ها و زير دايركتوري هاي جديد به ساختار درختي موجود هميشه ساختار درختي را حفظ مي كند. اما وقتي پيوندهايي را به ساختار درختي اضافه كنيم اين ساختار خراب مي شود وساختار گراف ساده اي به وجود مي آيد

اسلاید 58: 58فصل یازدهم : واسط سیستم فایلavitcjimtextmailcountbookbookmailunhexhypavicountUnhexhexریشهساختار گراف عمومی

اسلاید 59: 59فصل یازدهم : واسط سیستم فایلامتياز گراف بدون چرخه سهولت الگوريتم پيمايش گراف و تعيين عدم وجود مراجعات به فايل است. يك الگوريتم ضعيف ممكن است چرخه اي را بي نهايت بار جستجو كند و هرگز خاتمه نيابد. راه حل اين مسئله اين است كه تعداد دايركتوري هايي كه در هر جستجو دستيابي مي شود محدود باشد. حذف فايل هم به همين صورت است.

اسلاید 60: 60فصل یازدهم : واسط سیستم فایل براي تعيين اينكه آيا آخرين مراجعه به فايل حذف شده از الگوريتم جمع آوري زباله استفاده مي كنيم. در اين الگوريتم كل سيستم فايل پيمايش شده هر آنچه قابل دستيابي است علامت گذاري مي شود در مرحله ي دوم هر آنچه فاقد علامت است در ليست فاضاي آزاد قرار مي گيرد. اين روش بسيار گران است و به ندرت مورد استفاده قرار مي گيرد. پس كار كردن با گراف بدون چرخه آسان تر است ولي مشكل و روش اجتناب از چرخه هنگام افزودن پيوند جديد به ساختار دايركتور است. به طور كلي ساختار درختي نسبت به گراف بدون چرخه آسان تر است ولي مشكل روش اجتناب از چرخه هنگام افزودن پيوند جديد به ساختار دايركتوري است. به طور كلي ساختار درختي نسبت به گراف متداول تر است.

اسلاید 61: واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظت61فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 62: 62فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-4 سوار کردن سیستم فایلهمانطور که فایل قبل از استفاده شدن باید باز شود ، سیستم فایل ، قبل از پردازش باید در سیستم سوار شود.علاوه بر این ، ساختار دایرکتوری می تواند برای چندین پارتیشن ساخته شود و برای این که در فضای نام سیستم فایل مهیا باشد ، باید سوار شود.رویه سوار کردن سیستم فایل ساده است. سیستم عامل نام دستگاه و محلی در ساختار فایل را که سیستم عامل باید به آنجا بیاید ( نقطه سوار شدن ) مشخص می کند.

اسلاید 63: 63فصل یازدهم : واسط سیستم فایلdocjanesuehelpfredusersbillprog/موجودحذف شدهسیستم فایل

اسلاید 64: 64فصل یازدهم : واسط سیستم فایلdocjanesueprogusers/نقطه سوار کردن

اسلاید 65: 65فصل یازدهم : واسط سیستم فایلسپس ، سیستم فایل کنترل می کند که دستگاه حاوی سیستم فایل معتبری باشد. برای این کار ، از گرداننده دستگاه می خواهد که در دایرکتوری دستگاه بنویسد و کنترل می کند که آن دایرکتوری فرمت مورد انتظار را دارد.سر انجام ، سیستم عامل در ساختار دایرکتوری خود یادداشت می کند که یک سیستم فایل در نقطه سوار شدن خاصی سوار شده است و در صورت لزوم بین فایلها تبادل می کند.

اسلاید 66: واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظتدستیابی مستقیمدستیابی ترتیبیسیستم های اطلاعاتی توزیعیحالت های شکست مدل مشتری - کارگزارمعنا شناسی یونیکسمعنا شناسی فایلهای اشتراکی تغییر ناپذیرمعنا شناسی سازگاری66فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 67: 67فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-5اشتراک فایلهااشتراک فایل ها برای کاربرانی مفید است که می خواهند در یک کار محاسباتی با یکدیگر همکاری کنند. لذا سیستم های عامل کاربرگرا ، علی رغم مشکلات مربوط به فایل ها ، آن را فراهم می کنند.11-5-1 چندین کاربروقتی سیستم عاملی از چندین کار پشتیبانی می کند ، موضوعات اشتراک فایل ، نامگذاری فایل ، و حفاظت از فایل اهمیت ویژه ای دارد. اگر ساختار دایرکتوری اجازه دهد کاربران فایل ها را به اشتراک بگذارند ، سیستم باید این امکان را فراهم کند. سیستم ممکن است به کاربردی اجازه دهد که به فایل های سایر کاربران دستیابی داشته باشد.

اسلاید 68: 68فصل یازدهم : واسط سیستم فایلبعضی از سیستم ها مفهوم فایل/دایرکتوری مالک ( یا کاربر ) و گروه را فراهم کرده اند.مالک : کاربری است که صفات و اجازه دستیابی را تغییر می دهد و بر روی فایل و دایرکتوری کنترل بیشتری دارد.صفت گروه مربوط به فایل : برای تعریف زیر مجموعه ای از کاربرانی به کار می رود که دستیابی اشتراکی به فایل دارند.مالک فایل : تعیین می کند که کاربران دیگر چه عملیاتی را بر روی فایل انجام دهند.

اسلاید 69: 69فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاغلب سیستم ها برای پیاده سازی صفات مالک ، لیستی از اسامی کاربران و هویت کاربران (ID) را نگهداری می کند. در ویندوز NT ، هویت کاربر ، هویت امنیتی (SID) نام دارد. این IDها منحصربفرد هستند. وقتی کاربری وارد سیستم می شود ،مرحله تٲیید ، ID مناسبی را برای کاربر تعیین می نماید.عماگر گروهی با استفاده از لیستی از اسامی گروه و شناسه های گروه پیاده سازی می شود.

اسلاید 70: 70فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-5-2سیستم های فایل راه دورظهور شبکه ، ارتباط بین کامپیوترهای راه دور را ممکن کرده است که اشتراک منابع را که در سراسر دنیا گسترده است ، ممکن ساخته است. یکی از این منابع داده ها هستند که به شکل فایل وجود دارند.با تکامل فناوری شبکه و فایل ، روش های اشتراک فایل مختلفی ارائه شده است.در اولین روش ، کاربران از طریق ftp فایلها را به یکدیگر ارسال می کردند. روش دیگر سیستم فایل توزیعی (DFS) است که در آن ، دایرکتوریهای راه دور برای ماشین محلی قابل مشاهده است. روش دیگر ، وب جهانی است. برای دستیابی به فایلهای راه دور نیاز به مرورگر است و برای انتقال فایل از عملیات جداگانه ای استفاده می شود.

اسلاید 71: 71فصل یازدهم : واسط سیستم فایلftp برای دستیابی ناشناس و تٲیید شده به کار می رود. دستیابی ناشناس : به کاربر اجازه می دهد تا بدون داشتن حسابی در کامپیوتر راه دور ، فیل ها را انتقال دهد. وب جهانی از مبادله فایل ناشناس استفاده می کند. DFS شامل جامعیت بهتری بین ماشینی است که فایلها را با یکدیگر مبادله می کنند.

اسلاید 72: 72فصل یازدهم : واسط سیستم فایل 11-5-2-1مدل مشتری – کارگزارسیستم های راه دور به کامپیوتر ها اجازه می دهد تا سیستم های فایل متعددی را از یک یا چند ماشین راه دور سوار کنند.ماشینی که حاوی فایل است ، کارگزار و ماشینی که می خواهد به فایل دستیابی داشته باشد ، مشتری نام دارد. رابطه مشتری – کارگزار در ماشینهای شبکه متداول است.کارگزار می تواند به چندین کاربر خدمات ارائه کند و یک کاربر می تواند از چندین کارگزار استفاده کند.

اسلاید 73: 73فصل یازدهم : واسط سیستم فایلشناسایی مشتری دشوارتر است. مشتریان با استفاده از نام شبکه یا شناسه هایی مثل آدرس ID شناخته می شوند ، اما این ممکن است یکسان باشند. مشتری تٲیید نشده می تواند کاری کند که کارگزاران آن را به عنوان مشتری تٲیید شده بشناسند و این مشتری تٲیید نشده بتواند به کارگزار دستیابی داشته باشد.راه حلهای امنیتی زیادی برای تٲیید مشتری توسط کاربر وجود دارد که از کلیدهای رمزی استفاده می کنند.

اسلاید 74: 74فصل یازدهم : واسط سیستم فایلدر یونیکس و سیستم فایل شبکه آن (NFS) ، تٲیید از طریق اطلاعات شبکه بندی مشتری صورت می گیرد. در این طرح بندی ، IDهای کاربر باید در مشتری و کارگزار یکسان باشند وگرنه ، کارگزار نمی تواند امتیاز های دستیابی به فایلها را تعیین کند. 11-5-2-2سیستم های اطلاعات توزیعیبرای سهولت مدیریت بر خدمات مشتری – کارگزار ، سیستم های اطلاعات توزیعی یا خدمات نامگذاری توزیعی به وجود آمدند تا به اطلاعات مورد نیاز کامپیوترهای راه دور ، به طور یکنواخت دستیابی شود. سیستم نام دامنه (DNS) ، در سراسر اینترنت ، ترجمه نام میزبان به آدرس شبکه را انجام می دهد. قبل از ظهور DNS ، فایلهای که حاوی اطلاعات یکسانی بودند ، بین میزبانهای شبکه از طریق پست الکترونیکی یا ftp منتقل می شدند.

اسلاید 75: 75فصل یازدهم : واسط سیستم فایلسیسمهای اطلاعات توزیعی دیگر ، فضای name/password/user ID/group ID را برای امکان توزیعی تدارک می بینند.سان میکرو سیستم صفحات سبز را ارائه کرد ( که به خدمات اطلاعات شبکه NIS تغییر نام یافت ) و صنایع متعددی کاربرد آن را پذیرفتند. این روش فضای اسامی کاربران ، اسامی میزبان ، اطلاعات چاپگر و غیره را متمرکز کرده است.در شبکه های مایکروسافت (CIFS) ، اطلاعات شبکه در ارتباط با تٲیید کاربر (نام کاربر و کلمه رمز ) به کار گرفته می شود تا ورود به شبکه امکان پذیر باشد. کارگزار با استفاده از این اطلاعات تصمیم می گیرد که کاربر به سیستم فایل دسترسی داشته باشد یا خیر.

اسلاید 76: 76فصل یازدهم : واسط سیستم فایلبرای این که این تٲیید معتبر باشد ، اسامی کاربران باید در ماشینهای مختلف یکسان باشد. مایکروسافت از دو ساختار نامگذاری استفاده می کند تا یک فضای نام را برای کاربران بوجود آورد. این فناوری، نامگذاری قدیمی دامنه نام دارد. فناوری جدیدی در ویندوز 2000 به کار گرفته شد که دایرکتوری فعال نام دارد. در این روش ، مشتریان و کارگزاران می توانند با استفاده از امکانات نامگذاری توزیعی ، کاربران را تٲیید کنند.صنعت فعلی در حال حرکت به سمت پروتکل دستیابی دایرکتوری سبک (LDAP) است که راهکار نامگذاری توزیعی است. در واقع ، دایرکتوری فعال بر مبنای LDAP است.

اسلاید 77: 77فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-5-2-3 حالتهای شکستسیستم های فایل محلی به دلایل مختلف ممکن است با شکست مواجه شوند مثل خراب شدن دیسکی که حاوی سیستم فایل است ، خراب شدن ساختار دایرکتوری یا سایر اطلاعات مدیریتی دیسک ( شبه داده ها ) و ...بعضی از خرابی ها ، داده ها یا اعتبار داده ها را از بین نمی برند. آرایه های اضافی مربوط به دیسکهای ارزان (RAID) از خرابی دیسک در اثر خرابی داده ها جلوگیری می کنند.

اسلاید 78: 78فصل یازدهم : واسط سیستم فایلحالتهای خرابی در سیستم های فایل راه دور بیشتر است ؛ در شبکه ها ، ممکن است ارتباط بین دو میزبان دچار مشکل شود. این مشکل ممکن است در اثر خرابی سخت افزار یا پیکربندی نا مناسب یا اصول شبکه بندی باشد. گرچه بعضی از شبکه ها قابلیت ترمیم دارند مثل وجود چند مسیر بین میزبانها ، ولی اغلب آنها فاقد این امکانات هستند. هر خرابی می تواند جریان فرمانهای DFS را دچار وقفه کند. 11-5-3معناشناسی سازگاریمعناشناسی سازگاری معیار مناسبی برای ارزیابی هر سیستم فایلی است که اشتراک فایلها را پشتیبانی می کند.

اسلاید 79: 79فصل یازدهم : واسط سیستم فایلویژگی سیستم ، معناشناسی کاربرانی را مشخص می کند که به طور اشتراکی به فایل دسترسی دارند. این معناشناسی مشخص می کند که چه هنگام تغییرات ناشی از یک کاربر توسط کاربر دیگر قابل مشاهده است.فرض می کنیم دنباله ای از دستیابی خواندن و نوشتن که توسط کاربر بر روی فایلی انجام می شود ، بین دو عملیات open و close قرار دارد. مجموعه ای از دستیابیهای بین یک open و close را یک جلسه ی فایل می نامند.

اسلاید 80: 80فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-5-4 معناشناسی یونیکسسیستم فایل یونیکس از معناشناسی سازگاری زیر استفاده می کند :تغییراتی که یک کاربر در فایلی ایجاد می کند ، فورا توسط کاربران دیگری که آن فایل را باز کرده اند قابل استفاده است.حالتی از اشتراک وجود دارد که در آن حالت ، کاربران از اشاره گر فعلی فایل به طور اشتراکی استفاده می کنند. بنابراین وقتی کاربری آن اشاره گر را حرکت می دهد ، بر تمام کاربران دیگر تٲثیر می گذارد.

اسلاید 81: 81فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاین معناشناسی ناشی از یک پیاده سازی است که در آن ، فایل به یک تصویر فیزیکی مربوط می شود که به عنوان یک منبع انحصاری مورد استفاده قرار می گیرد. رقابت برای این تصویر ، منجر به تٲخیر فرآیند کاربران می شود.11-5-5 معناشناسی جلسهسیستم فایل آندرو از معناشناسی سازگاری زیر استفاده می کند :تغییراتی که کاربر روی یک فایل باز انجام می دهد ، فورا توسط کاربرانی که به طور همزمان آن فایل را باز کرده اند قابل مشاهده نیست.وقتی فایل بسته شد ، تغییرات آن در جلسه بعدی قابل مشاهده است. فایلهایی که فعلا باز هستند ، ایت تغییرات را منعکس نمی کنند.

اسلاید 82: 82فصل یازدهم : واسط سیستم فایلبر اساس این معناشناسی ، یک فایل همزمان ممکن است چند تصویر از خودش داشته باشد. در نتیجه ، کاربران مختلف اجازه دارند به طور همزمان دستیابیهای خواندن و نوشتن را بر روی تصویر هایی از فایل خود انجام دهند.نکته : پیاده سازی این معناشناسی در سیستم های توزیعی آسان است. 11-5-6معناشناسی فایلهای اشتراکی تغییر ناپذیرفایلهای اشتراکی تغییر ناپذیر یک راه حل منحصر بفرد است. وقتی فایل توسط به وجود آوردنده آن به صورت اشتراکی اعلان می شود ، نمی تواند تغییر یابد.

اسلاید 83: 83فصل یازدهم : واسط سیستم فایلفایل تغییر ناپذیر دو ویژگی مهم دارد : نامش نباید دوباره استفاده شود محتویات آن نباید تغییر کندلذا ، نام فایل تغییر ناپذیر مشخص می کند که محتویات فایل نباید تغییر کند.

اسلاید 84: واسط سیستم فایلمفهوم فایلروش های دستیابیساختار دایرکتوریسوار کردن سیستم فایلاشتراک فایلحفاظتکنترل دستیابیسایر روش های حفاظتانواع دستیابیمثال : یونیکس84فصل یازدهم : واسط سیستم فایل

اسلاید 85: 85فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-6حفاظتوقتی اطلاعات در سیستم کامپیوتری نگهداری می شوند ، حفظ آنها در مقابل خرابی فیزیکی ( قابلیت اعتماد ) در دستیابی غیر مجاز ( حفاظت ) مسئله مهمی است.قابلیت اعتماد معمولا با کپی کردن فایلها فراهم می شود. اغلب کامپیوترها برنامه های سیستمی دارند که در فواصل زمانی معینی فایلهای دیسک را بر روی نوار کپی می کنند. سیستم فایل ممکن است در اثر مشکلات سخت افزاری ، قطع برق ، خرابی هد خواندن و نوشتن ، گرد و غبار ، دما و تخریب ، آسیب ببینند. فایلها ممکن است به طور سهوی حذف شوند.

اسلاید 86: 86فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-6-1 انواع دستیابی نیاز به حفاظت فایل ، نتیجه ی مستقیم دستیابی به فایل است. در سیستم هایی که دستیابی به فایلهای سایر کاربران مجاز نباشد ، نیاز به حفاظت نیست. پس حفاظت از طریق عدم امکان دستیابی به وجود می آید. حالت دیگر این است که دستیابی کاملا آزاد و بدون حاظت باشد. هیچکدام از این دو روش معقول نیست و نیاز به دستیابی کنترل شده است.راهکار های حفاظت ، از طریق محدود کردن انواع دستیابی فایل ، دستیابی کنترل شده ای را فراهم می کنند.مجاز بودن یا نبودن دستیابی به عوامل مختلفی بستگی دارد که یک از آنها نوع درخواست دستیابی است.

اسلاید 87: 87فصل یازدهم : واسط سیستم فایلانواع مختلفی از عملیات را که می توان کنترل کرد :خواندن : خواندن از فایلنوشتن : نوشتن یا بازنویسیاجرا : بار کردن فایل به حافظه و اجرای آن.افزودن : نوشتن اطلاعات جدید به انتهای فایل.حذف : حذف فایل و آزاد کردن فضای آن.لیست گیری : لیست گیری از نام و صفات فایلعملیات دیگری مثل تغییر نام ، کپی یا ویرایش فایل نیز می تواند کنترل شود.

اسلاید 88: 88فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-6-2 کنترل دستیابیمتداولترین روش حفاظت این است که دستیابی براساس هویت کاربر انجام شود. کاربران مختلف معمولا به دستیابی های گوناگونی از فایل یا دایرکتوری نیاز دارند. عمومی ترین الگوی پیاده سازی دستیابی بر اساس هویت کاربر این است که ، به همراه هر فایل و دایرکتوری یک لیست کنترل دستیابی (ACL) در نظر گرفته شود که نام کاربر و انواع دستیابیهایی را مشخص کند که کاربر می تواند داشته باشد. وقتی کاربر درخواست دستیابی به فایل خاصی را دارد ، سیستم عامل لیست دستیابی را کنترل می کند و اگر کاربر مجاز به دستیابی باشد ، دستیابی صورت می گیرد.

اسلاید 89: 89فصل یازدهم : واسط سیستم فایلمسئله اصلی در لیست دستیابی ، طول آنها است. اگر بخواهیم به کاربری اجازه ی خواندن به فایلی را بدهیم ، باید تمام کاربران با دستیابی خواندن را لیست کنیم که این کار دو نتیجه ی نا مطلوب دارد :ساختن چنین لیستی مشکل است ، بخصوص وقتی که کاربران سیستم از قبل مشخص نباشند.اندازه ی ورودی دایرکتوری قبلا ثابت تعیین شده است ، باید متغییر باشد و در نتیجه مدیریت فضا پیچیده تر می شود.

اسلاید 90: 90فصل یازدهم : واسط سیستم فایلاین مسئله با استفاده از لیست دستیابی فشرده قابل حل است :برای این کار اغلب سیستم ها برای هر فایل سه دسته از کاربران را در نظر می گیرند :مالک : کاربرانی که فایل را ایجاد می کنند و مالک آن هستند.گروه : مجموعه ای از کاربران در فایلی مشترک هستند و به دستیابیهای یکسانی نیاز دارند.عمومی : بقیه کاربران موجود در سیستم

اسلاید 91: 91فصل یازدهم : واسط سیستم فایلتوجه کنید که برای اینکه این الگو کار کند ، اعضای گروه باید شدیدا تحت کنترل باشند. این کنترل به راههای گوناگونی انجام می شود. به عنوان مثال در سیستم یونیکس ، گروهها فقط توسط مدیر ایجاد یا اصلاح می شوند. لذا این کنترل از طریق تعامل انسانی صورت می گیرد. در سیستم VMS ، با هر فایل یک لیست دستیابی در نظر گرفته می شود که لیستی از افرادی را نشان می دهد که می توانند به فایل دستیابی داشته باشند و مالک فایل می تواند این لیست را ایجاد و اصلاح کند.

اسلاید 92: 92فصل یازدهم : واسط سیستم فایل11-6-3 سایر روش های حفاظتروش دیگر در مسئله ی حفاظت این است که برای هر فایل یک کلمه عبور در نظر گرفته شود. همانطور که دستیابی به خود سیستم کامپیوتر توسط کلمه رمز کنترل می شود ، دستیابی به هر فایل نیز می تواند با کلمه رمز کنترل شود.اگر کلمات رمز به طور تصادفی انتخاب شود و هر از چند گاهی تغییر کنند ، کارایی آن خوب است. این الگو نیز معایبی دارد :اگر برای هر فایل یک کلمه رمز در نظر گرفته شود ، کاربر باید تعداد زیادی از کلمات رمز را از حفظ باشد.فقط یک کلمه رمز برای هر فایل در نظر گرفته شود. بدین ترتیب حفاظت بر مبنای همه یا هیچ است.

اسلاید 93: 93فصل یازدهم : واسط سیستم فایلنکته : اگر یک کلمه رمز برای نام فایلها در نظر گرفته شود ، پس از اینکه کشف شد ، تمام فایلها قابل دستیابی اند.برای ایجاد حفاظت با جزئیات بیشتر ، باید از کلمه رمز چندگانه استفاده کنیم.4-6-11 مثال: یونیکسدر سیستم یونیکس حفاظت از دایرکتوری مانند حفاظت از فایل انجام می شود. یعنی همراه هر زیر دایرکتوری سه فیلد وجود دارد : مالک ، گروه و عمومی که هر کدام حاوی سه بیت rwx است. بنابراین کاربر وقتی می تواند محتویات یک زیردایرکتوری را ببیند که بیت r در فیلد مناسبی برابر یک باشد به همین ترتیب ، کاربر وقتی می تواند دایرکتوری فعلی را به دایرکتوری دیگری مثل foo عوض کند که بیت x مربوط به زیردایرکتوری foo در فیلد مناسبی برابر یک باشد.

اسلاید 94: 94فصل یازدهم : واسط سیستم فایل-rw-rw-r_ 1pbg staff 31200 Sep 3 08:30 intro.psdrwx----- 5pbg staff 512 Jul 8 09:33 private/ drwxrwxr-x 2pbg staff 512 Jul 8 09:35 doc/ Drwxrwx--- 2pbg student 512 Aug 3 14:13 student-proj/-rw-r-r--- 1pbg staff 9423 Feb 24 1993 program.c-rwxr-xr-x 1pbg staff 20471 Feb 24 1993 programdrwx-x-x 4pbg faculty 512 Jul 31 10:31 lib/drwx----- 3pbg staff 1024 Aug 29 06:52 mail/drwxrwxrwx 3pbg staff 512 Jul 8 09:35 test/نمونه ای از لیست دایرکتوریاولین فیلد ، حفاظت فایل یا دایرکتوری را نشان می دهد. حرف d در اول نام ، نشان دهنده ی زیر دایرکتوری است. تعداد پیوندها به فایل ، نام مالک ، نام گروه و اندازه ی فایل برحسب بایت ، تاریخ ایجاد فایل و نام فایل مشخص شده است.