Transcript os-11

ファイル管理(ファイルシステム)
オペレーティングシステム
第11回
ファイルとは

データの集まりの入れ物
両方を意味

データの集まり自身
データセットと呼ぶ場合もある
ファイルシステムの機能




大容量ファイルの実現
HDDでトラックとか
ファイルへの高速アクセス(読み書き)
セクタというような
ファイルを安全に保持(機密保持)
話があった
物理的装置の抽象化
 実際のアクセスはかなり手間がかかる
 異なる装置でも,同様な操作でアクセス可
ファイルとディレクトリ
ファイルシステム
物理的装置の抽象化
Unixで説明
Windowsのコマンドプロンプトでも
ファイルの中身 - データ


Unixでの考え方
 すべてのデータはビットの並び
 文書データもあれば画像データもある
 アプリケーションプログラムが解釈する
汎用機のOSでは異なる(省略)
HDDでのファイル


HDDでは,セクタに格納される
 一般には複数のセクタが必要
 連続している,あちこちに散らばっている?
 最初の部分はどこにあり,次はどこにあり…
ということを利用者は気にする必要がない
 ファイル名を指定すればよい
 物理的装置の抽象化
ディレクトリ(1)

ディレクトリ
 ファイルを保管する袋(のようなイメージ)
 中のファイルの一覧表が貼ってある
 Windowsではフォルダ
格納場所の情報
 ファイルを整理して保管
なども
ディレクトリ(2)

ディレクトリの中に,ファイルだけでなく,別のデイ
レクトリを入れることができる
 中のディレクトリをサブディレクトリ
 外のディレクトリを親ディレクトリ
 親ディレクトリの参照
..
“袋”のイメージなら,袋の中に
袋が入っている
中の袋がサブディレクトリで
外の袋が親ディレクト
ディレクトリ(3)

最も外側のディレクトリ
 すべてのファイルとディレクトリが入っている
 システムでひとつ
 ルートディレクトリ
/
ディレクトリ(4)

ある作業に関連しているファイルをまとめて,保
管するものがディレクトリ
 ある作業中は,主にあるディレクトリ中のファ
イルを使う(ことが多い)
 カレントディレクトリ(作業ディレクトリ)として指
定することができる
.

作業に応じて,変更できる
ファイルとディレクトリ(1)

ルートディレクトリを頂点とする木構造
cは,aのサブディレクトリ
 ルートディレクトリ
aは,cの親ディレクトリ



ディレクトリ a
ファイル b
ディレクトリ c
 ファイル d と e
ファイルとディレクトリ(2)

ディレクトリだけを,“袋”のイメージで考える
/(ルートディレクトリ)
a
c
ファイルとディレクトリ(3)


ファイル eの指定方法
ルートディレクトリから
たどる

/a/c/e

絶対パス名
ファイルとディレクトリ(4)






ファイル eの指定方法
カレントディレクトリ c
カレントディレクトリか
らたどる
./e
単に e
相対パス名
ファイルとディレクトリ(5)



ファイルの指定方法
ルートディレクトリからのパス名
 /a/c/e
 絶対パス名
カレントディレクトリからのパス名
 ./e
e
 相対パス名
ファイルとディレクトリ(6)




同名のファイル b
右側
 /b
左側
 /a/b
区別可能なのでOK
ファイルとディレクトリ(7)

ホームディレクトリ
 各々の利用者に割り当てられているディレクト
リ
 自分のファイルを保管
ファイルとディレクトリ(8)






カレントディレクトリ c
.. は何か?
カレントディレクトリの
親ディレクトリ
ディレクトリ a
../bは?
../ .. /bは?
ファイルとディレクトリ まとめ





物理的な装置は多種
 HDD,USBメモリ,CD,…
ファイルの保管のされ方もいろいろ
しかし,利用者の使い方は同じ
つまり,ファイルとかディレクトリといったものに抽
象化している
ということをファイル管理が行っている
Windowsでは
ディレクトリは

ホルダー
 ホルダーの中にホルダーを含むことが可
 階層化
物理的装置の取扱い(1)


例 HDDが二つ接続されている
 Cドライブ,Eドライブ
 名前を付けることもできる
 Cドライブのことを“ローカルディスク”
物理的には一つでも論理的に分割して,別ドライ
ブとして扱うこともできる
物理的装置の取扱い(2)


各ドライブごとに“ルートディレクトリ”がある感じ
Unixでは,すべてを一つにまとめる
 ルートディレクトリはひとつ
アクセス管理
ア ク セ ス 管 理(1)


ファイルの論理的保護
ファイルの共有を実現
 アクセスが許されていない者からのアクセスを
禁止できなければならない
 セキュリティ機構
ア ク セ ス 管 理(2)


保護属性
 ファイルの保有者
 共有の可否・可能な者
 アクセス方法(読出し,書込み など)
 など
誰が,どのようにアクセスできるか
ア ク セ ス 管 理(3)


MS-DOSレベル
ファイルのプロパティ
ア ク セ ス 管 理(4)


“読み取り専用”ファイルを削除しようとすると
誤削除防止
ア ク セ ス 管 理(5)
誰が
 NTFS
何をできる・
できない
ア ク セ ス同じファイルに対して,
管 理(5)
利用者により異なる指定ができる
補 足
HDDに格納されるファイル(1)

HDDはセクタに分割

ファイルはセクタに格納されるが

一般に複数のセクタに格納される


同一トラックのセクタに格納されると,読み書
きの時間が短くなりそう
バラバラのトラックのセクタに格納されると,時
間がかかりそう
HDDに格納されるファイル(2)



削除されたファイルが格納されていたセクタはい
ずれ再利用される(上書き)
しばらく使っているHDDでは,ファイルの格納・削
除が繰り返される
格納するためのセクタが散らばる

となると,読み書きに時間がかかるようになる
ディレクトリの実現

ファイル名と格納場所の情報などとの対応表
ファイルの削除

ファイル名Aのファイルを削除

ディレクトリの“A”についての情報を削除

セクタに格納されているAの内容は残る

そのセクタを読み出せば,削除したはずのファイ
ルの内容が分かる
多重化ファイルシステム
HDDが壊れたら困る
障害対策
R A I D(1)




Redundant Array of Inexpensive (Independent)
Disks
複数のディスクを用いる
障害対策+高速化
RAID0~6まで
R A I D(2)


データだけを記録しているのではない
付加情報
 障害発生でデータを失っても,回復可能
R A I D(3)




RAID 0
データを分け,
分散して記録
障害対策にはな
らない
高速化
R A I D(4)





RAID 1
ミラーリング
コピーを別の
媒体に記録
障害対策には
なる
ディスクの使用
効率は悪い
R A I D(5)


RAID 5
parity1は,AとBから
生成する
 Aとparity1から,B
を復元できる
 Bとparity1から,A
を復元できる
R A I D(6)


新しいディスクと
交換
disk1に障害発生
disk2とdisk3から,復元可能
R A I D(7)


RAID5では,複数のディスクに障害が発生すると,
復元不可能
高速化
R A I D(8)


複数のRAIDを組み合せる場合がある
http://www.atmarkit.co.jp/fpc/special/raidglossa
ry/index.html
ホットスワップ
 システムを稼動したまま,障害が発生したディ
スクを交換して,データの復元ができるもの
R A I D(9)

用語解説 RAID(富士通)
http://storagesystem.fujitsu.com/jp/term/raid/
ま と め
ま と め(1)

ファイルシステムの目的(機能)
ま と め(2)

ファイルとディレクトリ(ホルダ)
 木構造をしたディレクトリ(階層化ディレクトリ)
 サブディレクトリと親ディレクトリ
 ルートディレクトリ
 カレントディレクトリ
 ホームディレクトリ
 絶対パス名と相対パス名
ま と め(3)


アクセス管理
障害対策
 基本はバックアップ