Welche Elemente des File Management gibt es?
Welche Ziele hat die Dateiorganisation?
Kurze Zugriffszeit
Leichte Aktualisierbarkeit/Veränderbarkeit • Geringer Platzverbrauch
Gute Wartbarkeit
Zuverlässigkeit
Welche mögliche Arten der Datei-Organisation gibt es?
unstructured sequence of bytes
pile
sequential file
indexed-sequential file
indexed file
direct (hashed) file
Was passiert bei einem pile?
Records variabler Länge werden in Reihenfolge des Ankommens gespeichert.
Was passiert bei einem sequential file?
lauter Records mit fixem Format, ein Key-Feld bestimmt die Position innerhalb der Datei.
Was ist beim indexed-sequential file anders?
Es gibt einen Index für direkten Zugriff:
Was hat ein indexed file besonders?
Für alle Suchfelder eigene Indizes.
Wie funktioniert ein direct (hashed) file?
Hashfunktion über Key-Feld, keine sequentielle Reihenfolge der Dateien.
Wie unterscheiden sich ein Pile und ein Sequential File voneinander?
Nenn mir die vier Haupttypen von files
Regular Files
Directories
Character Special Files
Block Special Files
Was zählt alles zu Block Special Files?
Die Repräsentation von Platten
Was zählt alles zu Character Special Files?
Die Repräsentation sequentieller I/O Geräte
Was zählt alles zu Regular Files?
ASCII Files
binary Files
Was sind binary Files? Wie geht man damit um?
binary Files = Daten, Executables, etc.
BS muss eig. Exe-File Format interpretieren können: Header, Text, Data, Relocation Bits, Symbol Table
Magic Number im Header kennzeichnet exe-File
Welche File Attributes gibt es?
Security: Creator, Owner, Protection, Password
Flags: Read-only flag, Hidden flag, System flag, Archive flag, ASCII/binary flag, Random access flag, Temporary flag, Lock flags
Time stamps: Creation time, Time of last access, Time of last change
Length and Position: Record length, Key position, Key length
Sizes: Current size, Maximum size
Welche Constraints haben File Names?
Anzahl der Zeichen (8...255)
Relevanz von Groß-/Kleinschreibung, erlaubte Zeichen
File Name Extensions
Was sind Typische Operationen für Files?
Create, Delete
Open, Close
Read, Write, Append
Seek
GetAttributes, SetAttributes
Rename
Lock
Was ist das Datei-Verzeichnis (Directory, Folder) und was tut es?
Es ist ein Verzeichnis gespeicherter Dateien und es liefert die Abbildung von Dateinamen auf Daten
Welche Einträge hat ein Datei-Verzeichnis?
Name
Attribute
phys. Adresse der Daten
Welche Strukturen kann ein Datei-Verzeichnis haben?
einfache Liste (erste BS)
hierarchische Baumstruktur
Verzeichnisse in Hash-Struktur gespeichert für schnellere Zugriffszeiten (vs. separate Dateien)
Wie würde ein Verzeichnis mit Baumstruktur bei folgendem Pfadnamen aussehen?
Pfadname: /home/klaus/log.txt
Was ist der Unterschied zwischen einem absoluten und einem relativen Pfadnamen?
absolut (absolute path name):
identifiziert Datei durch Beschreibung des Pfads von der Root ausgehend
Windows: \usr\hans\mailbox
Unix: /usr/hans/mailbox
relativ (relative path name):
lokalisiert Datei vom Working Directory (Current Directory) aus
working directory /usr
relative path: hans/mailbox
Wie greift man auf das Current vs das Parent directory zu?
Current directory: . (dot)
z.B.: ./hans/mailbox
Parent directory: .. (dotdot)
z.B.: ../home/klaus/log.txt
Welche typischen Operationen gibt es für Directories?
Opendir, Closedir
Readdir
Link, Unlink
Änderung der Zugriffsrechte, etc.
Wie sieht das Disk und File-System Layout aus?
Master Boot Record (MBR)
Disk-Unterteilung in Partitionen mit unabh. FS
Wo befindet sich der Master Boot Record (MBR) und was beinhaltet er?
Er befindet sich in in Sektor 0 der Disk und beinhaltet:
Boot Code
Partition Table (start/end of partitions, active partition)
Was passiert beim Systemstart?
BIOS exekutiert Code des MBR:
Lokalisieren der aktiven Partition
Ausführen des ersten Blocks (=Boot Block):
Laden des BS der aktiven Partition
Welche Alternative gibt es zum executieren des Codes des MBR?
Boot Menü zur BS/Partitionswahl
Boot Block im ersten Sektor (Floppy Disks)
Woraus besteht eine Datei im Sekundären Speicher?
Eine Datei besteht im Sekundären Speicher als Sammlung von Blöcken
Welche Strategien der Block-Allokierung gibt es?
Contiguous Allocation
Chained Allocation
Indexed Allocation
I-Nodes
Was passiert bei der Contiguous Allocation und wo wird sie verwendet?
eine Datei belegt eine einzige, aneinander grenzende Menge von Blöcken.
Verwendung bei: CD-ROMs, DVD-ROMs
Welche Vor - und Nachteile hat Contiguous Allocation?
Vorteil:
gute Performance beim Lesen
Nachteile:
Platzprobleme beim Vergrößern einer Datei
externe Fragmentierung
Was passiert bei der Chained Allocation?
Die Belegung typ. einzelner Blöcke, die über Zeiger auf den Folgeblock verkettet sind.
Welche Vor - und Nachteile hat Chained Allocation?
keine externe Fragmentierung.
keine Lokalität der Blöcke
langsamer Zugriff bei Random Access
Nutzdaten pro Block < 2n, da Zeiger auf Nachfolgeblock selbst Platz im Block braucht.
Was passiert bei Indexed Allocation?
wie Chained Allocation, allerdings werden die Pointer in einer Tabelle im Speicher (File Allocation Table, FAT) und nicht in den Blöcken der Datei gehalten.
Welche Vor - und Nachteile hat Indexed Allocation?
Vorteile:
Sowohl direkter als auch sequentieller Zugriff gut unterstützt
Blöcke ganz für Nutzdaten verfügbar
Nachteil:
großer Platzbedarf für FAT im Arbeitsspeicher
Wie funktionieren I-Nodes (Index Node)?
Es gibt eine Datenstrukur für jedes File, enthält Fileattribute und Referenzen auf die Blöcke des Files.
Welche Vor - und Nachteile haben I-Nodes (IndexNode)?
I-node wird nur im Memory gebraucht, wenn ein File verwendet wird (notwendig: Array, das i-nodes für maximale Anzahl offener Dateien halten kann)
Anzahl der Blockreferenzen pro i-node ist begrenzt
=> Verwendung indirekter, doppelt und dreifach indirekter Blöcke
Welche Blocking-Methoden gibt es bei Sequential Files?
Fixed blocking
Variable-length spanned blocking
Variable-length unspanned blocking
Wie funktioniert Variable-length unspanned blocking?
Records variabler Länge, Record als ganzes in einem Block gepeichert
=> Verschnitt
Wie funktioniert das Variable-length spanned blocking?
Records variabler Länge, Records können auch auf zwei Blöcke verteilt sein
=> kein Verschnitt
Wie funktioniert fixed blocking?
Records fixer Länge, integrale Anzahl von Records pro Block
Wie funktioniert das Lokalisieren von Dateien bei der Root-Directory Implementierung?
Lokalisieren des Root Directories
Interpretation des Pfadnamens
Wo befindet sich die Position des Root Directories?
Es ist eine fixe Position vom Partitionsanfang aus:
Unix: Startadresse der i-nodes im Super Block
=> erster i-node verweist of Root Directory
Win: Boot Sector enthält Information über Adresse der Master File Table (MFT)
Wo findet das BS die File-Attribute?
in Directory-Einträgen.
z.B. Directory-Einträge fixer Größe der Form:
Filename (fixe Größe), Struktur mit File Attributen, eine oder mehrere Block-Adressen
Wie sieht die ursprüngliche Basisstruktur bei Directories in Unix aus?
Welche Arten von Disk Allocation Table zur Markierung freier Blöcke gibt es?
Chained Free Portions
Bit Tables
Indexing
Wie funktioniert Indexing bei der Verwaltung freier Blöcke?
Freie Blöcke als eigenes File betrachtet. Effizient für alle Datei-Belegungsverfahren.
Wie funktionieren Bit Tables bei der Verwaltung freier Blöcke?
Bitvektor mit je einem Bit pro Plattenblock.
=> Geringer Platzbedarf, guter Überblick über Folgen von freien Blöcken.
Wie funktionieren Chained Free Portions bei der Verwaltung freier Blöcke? Welches Problem gibt es dabei?
Alle freien Bereiche verbunden per [Zeiger/Länge]-Eintrag.
Problem:
mit der Zeit Fragmentierung
Overhead für Zeigerupdate (=R/W) bei Fileoperationen.
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