Sistemi Operativi - 13: Realizzazione del File System
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Questions and Answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla gestione dei file quando questi sono piccoli?

  • I dati del file non possono essere contenuti nell'elemento.
  • L'elemento non può avere puntatori.
  • I dati possono essere direttamente contenuti nell'elemento. (correct)
  • L'accesso al file è meno efficiente.

    • In Unix, le informazioni sui blocchi liberi sono memorizzate nel superblocco.

    True

    Qual è il sistema usato da MAC/OS per gestire i blocchi occupati e liberi?

    Vettore di bit

    Un file può essere creato o esteso cercando blocchi liberi nell'elenco e allocandoli al file, e quando un file viene cancellato, i suoi blocchi sono _______ nell'elenco dei blocchi liberi.

    <p>reinseriti</p> Signup and view all the answers

    Abbina i seguenti termini con le loro descrizioni:

    <p>Superblocco = Contiene informazioni sui blocchi liberi in Unix MFT = Memorizza informazioni sui blocchi in Windows Vettore di bit = Usa un bit per ogni blocco Cluster = Unità di allocazione per ridurre lo spazio occupato</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale della FAT?

    <p>Gestire i blocchi liberi e l'accesso ai file</p> Signup and view all the answers

    La FAT deve essere costantemente tenuta in RAM per un accesso efficiente ai file.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quale numero rappresenta un blocco libero nella FAT?

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    La gestione dei blocchi liberi è automatica grazie alla FAT, che utilizza _____ per identificare i blocchi liberi.

    <p>entry con zero</p> Signup and view all the answers

    Quale di queste affermazioni sugli svantaggi della FAT è corretta?

    <p>La FAT occupa spazio in memoria principale.</p> Signup and view all the answers

    La perdita della FAT permette ancora l'accesso ai dati dei file.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale funzione del blocco indice nell'allocazione indicizzata?

    <p>Scrivere il numero dei blocchi in cui è contenuto un file.</p> Signup and view all the answers

    L'overhead di memoria della FAT è direttamente proporzionale alla _____ dell'hard disk.

    <p>capacità</p> Signup and view all the answers

    Abbina i seguenti termini agli svantaggi associati:

    <p>Occupazione di spazio = La FAT occupa memoria principale. Perdita di accesso = La FAT se persa impedisce l'accesso ai file. Aumento dei cluster = Può ridurre l'overhead di memoria. Funzione di gestione = Gestisce i blocchi liberi automaticamente.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la percentuale di spazio 'sprecata' per memorizzare la FAT di un hard disk con capacità di 20 giga byte e dimensione del blocco di 1 kilo byte?

    <p>5%</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno dei vantaggi dell'allocazione indicizzata?

    <p>Accesso diretto efficiente ai dati</p> Signup and view all the answers

    L'allocazione indicizzata non crea frammentazione esterna.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quale problema si presenta quando un blocco indice non è sufficiente per memorizzare tutti i numeri dei blocchi dati del file?

    <p>E' necessario utilizzare più blocchi indice.</p> Signup and view all the answers

    Il blocco indice funge da _____ per i numeri dei blocchi dati di un file.

    <p>tabella delle pagine</p> Signup and view all the answers

    Abbina i seguenti schemi di allocazione alle loro descrizioni:

    <p>Schema concatenato = Utilizza un secondo blocco indice per numeri ulteriori Schema a più livelli = Contiene puntatori ad altri blocchi indice</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è falsa riguardo all'allocazione indicizzata?

    <p>Può causare frammentazione esterna</p> Signup and view all the answers

    L'informazione contenuta in un blocco indice è sempre completamente utilizzata, anche per file piccoli.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Come viene risolto il problema della mancanza di spazio in un blocco indice?

    <p>Utilizzando un secondo blocco indice o puntatori ad altri blocchi indice.</p> Signup and view all the answers

    Un lato negativo dell'allocazione indicizzata è che un blocco indice deve sempre essere utilizzato per memorizzare i _____ del file.

    <p>numeri</p> Signup and view all the answers

    Quale descrizione si applica meglio ai blocchi indice?

    <p>Facilitano l'accesso diretto ai dati</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale vantaggio dell'allocazione concatenata rispetto all'allocazione contigua?

    <p>Non necessita di blocchi contigui</p> Signup and view all the answers

    L'allocazione concatenata prevede la ricompattazione del disco per far spazio a nuovi file.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore che si scrive nell'ultimo blocco di un file nell'allocazione concatenata?

    <p>numero negativo oppure valore 0</p> Signup and view all the answers

    Nell'allocazione concatenata, ogni blocco contiene un __________ al blocco successivo.

    <p>puntatore</p> Signup and view all the answers

    Abbina i termini ai loro significati:

    <p>Frammentazione interna = Rifiuto di utilizzare blocchi di memoria non completamente occupati Allocazione contigua = Memorizzazione sequenziale dei blocchi Puntatore = Riferimento al blocco successivo Block size = Misura della dimensione di un blocco di memoria</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti problemi è associato all'allocazione concatenata?

    <p>Accesso sequenziale più lento</p> Signup and view all the answers

    Cosa si potrebbe memorizzare, opzionalmente, nell'allocazione concatenata oltre al numero del blocco iniziale?

    <p>numero di blocchi usati e/o numero del blocco finale</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è vera riguardo i tempi di accesso al file con blocchi di dimensione più grossa?

    <p>I tempi di accesso diminuiscono.</p> Signup and view all the answers

    L'allocazione concatenata non presenta alcun difetto.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale della File Allocation Table (FAT)?

    <p>Registrare lo stato di allocazione di tutti i blocchi dell'Hard Disk.</p> Signup and view all the answers

    Nella FAT, le entry che contengono il valore zero corrispondono a blocchi del disco ___ .

    <p>liberi</p> Signup and view all the answers

    Abbina i sistemi operativi con l'allocazione concatenata:

    <p>MS-DOS = Utilizza allocazione concatenata OS2 = Utilizza allocazione concatenata Windows = Opzione per allocazione concatenata Linux = Non utilizza allocazione concatenata</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica il marker speciale nella J-esima entry della FAT?

    <p>Fine del file.</p> Signup and view all the answers

    L'aumento della frammentazione interna è un vantaggio dell'uso di blocchi più grandi.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quale numero deve essere memorizzato tra gli attributi del file 'test' in una FAT?

    <p>217</p> Signup and view all the answers

    Se il blocco I di un file punta al blocco N, la I-esima entry della FAT contiene il numero ___ .

    <p>N</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Metodi di Allocazione

    • I metodi di allocazione sono metodi per gestire l'allocazione dello spazio su disco per i file.
    • L'allocazione contigua colloca i file in blocchi contigui sul disco.
    • L'allocazione concatenata collega i blocchi in una catena, in cui ogni blocco contiene un puntatore al successivo.
    • L'allocazione indicizzata utilizza un blocco indice che contiene gli indirizzi dei blocchi dati del file.

    Struttura del File System

    • Il sistema operativo (SO) interagisce con l'utente attraverso i programmi applicativi.
    • Il file system logico gestisce i nomi simbolici dei file.
    • Il modulo di organizzazione dei file gestisce ed organizza i file.
    • Il file system di base gestisce i file a livello di blocchi.
    • Il controllo I/O interagisce con i dispositivi di input/output.
    • Il controller del disco interagisce con l'hard disk.

    Metodi di Allocazione dei File

    • Il SO considera l'hard disk come un array di blocchi.
    • Ogni blocco può contenere informazioni (es. 1024 bytes).
    • Il SO comunica al controller del disco il numero del blocco interessato per lettura o scrittura.
    • Le operazioni avvengono in unità di blocchi.

    Allocazione dei File

    • I file vengono memorizzati in blocchi dell'hard disk.
    • Se il file supera la dimensione di un blocco, viene distribuito su più blocchi.
    • Il SO mantiene una struttura che memorizza gli attributi del file per le gestioni delle operazioni.
    • Esistono tre metodi di base per allocare lo spazio sull'hard disk: contigua, concatenata e indicizzata.

    Allocazione Contigua

    • Ogni file occupa un insieme di blocchi contigui sull'hard disk.
    • Per recuperare i dati di un file è necessario memorizzare il numero del primo blocco e il numero di blocchi occupati.
    • Questo metodo è stato usato nei sistemi IBM VM/CMS.
    • Ha vantaggi in termini di velocità di accesso, ma presenta problemi di frammentazione esterna e necessità di spazio libero contiguo.

    Allocazione Contigua: Vantaggi

    • L'accesso ai vari blocchi è veloce e semplice.
    • È facile calcolare l'indirizzo di un qualsiasi byte del file.
    • Sono sufficienti poche informazioni a specificare dove si trova il file sull'hard disk.

    Allocazione Contigua: Problemi

    • Necessità di trovare spazio libero contiguo sul disco per allocare un file.
    • Necessità di gestire la strategia di scelta del buco libero su disco (first/best/worst fit).
    • Soggetto a frammentazione esterna.
    • A lungo andare può richiedere una ricompattazione del disco.
    • Se il file aumenta di dimensione necessità di riallocazione, che comporta una perdita di tempo.

    Allocazione Concatenata

    • I blocchi del file sono collegati in una catena, dove ogni blocco contiene un puntatore al blocco successivo.
    • Per recuperare i dati di un file è sufficiente memorizzare il numero del primo blocco.
    • Non richiede blocchi contigui e evita la frammentazione esterna.
    • Ma presenta una inefficienza nell'accesso diretto.

    Allocazione Concatenata: Vantaggi

    • Non sono necessari blocchi contigui;
    • Il disco non deve essere ricompattato quando si aggiungono o rimuovono file;
    • Evita la frammentazione esterna.

    Allocazione Concatenata: Problemi

    • L'accesso diretto ai blocchi è inefficiente.
    • Gli ultimi byte di ogni blocco sono utilizzati per memorizzare il puntatore al blocco successivo.
    • Ciò comporta una piccola perdita di spazio.

    Allocazione Concatenata: Varianti

    • FAT (File Allocation Table): la FAT registra lo stato di allocazione dei blocchi sull'hard disk e riproduce la lista concatenata dei blocchi di ogni file
    • Se il blocco i-esimo punta al blocco n-esimo, nella FAT, l'i-esima entry contiene il numero n.
    • Se l'ultimo blocco è J, la J-esima entry contiene un marker speciale di fine file.

    Allocazione Indicizzata

    • Un blocco di indice contiene gli indirizzi dei blocchi dati del file.
    • Per accedere ad un byte del file basta recuperare il numero di blocco dal blocco indice.
    • Simile alla gestione della memoria primaria con la page table.
    • È efficiente nell'accesso diretto ma lo spazio occupato dal blocco indice è sprecato se il file è più piccolo del blocco.

    Allocazione Indicizzata: Problemi

    • Occorre un intero blocco indice per memorizzare i riferimenti a tutti i blocchi del file, che può essere un problema per file di piccola dimensione.
    • Esiste la soluzione di usare blocchi indici multipli.

    Gli i-node Unix

    • Gli i-node contengono gli attributi del file e l'elenco dei blocchi dati del file.
    • Sono memorizzati permanentemente sull'hard disk in una specifica area.
    • Ogni file ha un i-node univoco, che può essere usato per identificare il file.

    Gestione Spazio Libero

    • Il SO deve tenere traccia dei blocchi liberi sul disco.
    • In Unix, questa informazione è contenuta nel superblocco.
    • Nei sistemi Windows, le informazioni sono nella MFT.
    • Esiste il metodo "vettore di bit": Ogni blocco libero o occupato è rappresentato da un singolo bit.
    • Esiste anche il metodo "lista concatenata", dove i blocchi liberi sono collegati in una lista.
    • Altre strategie includono il raggruppamento dei blocchi liberi.

    Efficienza e Prestazioni

    • Il caching in memoria principale (RAM) dei file e dei loro attributi riduce il tempo di accesso.
    • Il SO mantiene la consistenza tra la memoria principale e la memoria secondaria (disco).
    • Identificano univocamente un file dall'i-node.
    • Ogni entry nella directory associa un nome di file al suo i-node.
    • I link fisici sono riferimenti allo stesso i-node e si comportano uguale allo stesso file.
    • I link simbolici sono puntatori ad un altro file.

    NTFS

    • New Technology File System
    • Gestisce i file come elementi numerati.
    • Utilizzo della Master File Table(MFT) per memorizzare gli elementi dei files.

    Directory

    • Le directory contengono puntatori ad i-node che contengono le informazioni sui file.
    • Usando i puntatori è possibile navigare attraverso il file system.

    Altri Metodi

    • Varianti per migliorare la gestione dello spazio libero, come il raggruppamento dei blocchi liberi.

    Capitolo 15 (approfondimento)

    • Dettagli interni del file system.

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    Description

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