6.2 Repräsentation auf Platten

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1 6.2 Repräsentation auf Platten
Treiber sieht den Datenträger als Folge von Sektoren/Blöcken/Rahmen/... ,  typischerweise mit fester Größe 1-8 KB,  durchnumeriert 0, 1, 2, ...  und auf Zylinder/Spuren verteilt Merke: Gelesen/geschrieben werden nie einzelne Bytes, sondern nur komplette Blöcke („block device“). ( Interne Fragmentierung unvermeidlich.) bs-6.2

2 Auf dem Datenträger werden untergebracht:
 Allgemeine Verwaltungsdaten (Zauberwort, Platten-Bezeichner, Layout-Beschreibung, ...)  Freispeicherlisten  Dateiattribute  Dateiinhalte Die Dateien auf einem Datenträger sind durchnumeriert, d.h. bei Nichtberücksichtigung der Verzeichnisinhalte liegt ein flaches Dateisystem (flat file system) ohne strukturierten Namensraum vor. bs-6.2

3 6.2.1 Lagebeschreibung einer Datei
Für die Lagebeschreibung (file map) der Inhalte einer Datei gibt es 2 Alternativen:  fortlaufende Speicherung  gestreute Speicherung bs-6.2

4  fortlaufende Speicherung, beschrieben durch
 Index des ersten Blocks,  Anzahl der Blöcke Vorteile: - einfach - schnelles Programmladen bzw. sequentieller Zugriff - gute Restaurierungsmöglichkeiten bei Plattenschäden Nachteile: - nichttriviale Speicherverwaltung - externe Fragmentierung - Dateierweiterung problematisch bs-6.2

5  gestreute Speicherung, beschrieben durch
 Liste der Nummern der gewählten Blöcke Vorteile: - einfache Speicherverwaltung - Dateierweiterung unproblematisch - keine externe Fragmentierung Nachteile: - Platzbedarf für Lagebeschreibung - schnelles Programmladen ?  Einheit der Speicherverwaltung u.U. auch ein Vielfaches eines Blocks (Minix: „Zone“) bs-6.2

6 Unix/Linux/Minix/... praktizieren üblicherweise
gestreute Speicherung, z.B. so: file map Blöcke: 10  10 KB 256  256 KB 2562  64 MB Nummern der ersten 10 Blöcke indirekt doppelt indirekt dreifach indirekt . Block: 1 KB Einträge à 4 Bytes. double: . . . 2563  16 GB bs-6.2

7 6.2.2 Dateitabelle Dateideskriptor (Unix: „i-node“) enthält
 Attribute der Datei  Lagebeschreibung  evtl. den ersten Datenblock („immediate file“) und wird identifiziert durch Index in Dateitabelle (Unix: „i-node list“) , die alle Deskriptoren enthält. ( Flaches Dateisystem mit Indizes als Dateinamen) bs-6.2

8 Dateitabelle: 1 MB  64 KB Einträge
Typische Größen: Index: 2 B  64 KB Dateien Deskriptor: 32 B Dateitabelle: 1 MB  64 KB Einträge Typisches Layout:  Erster Eintrag ist Deskriptor des Wurzelverzeichnisses  Dateitabelle ist in fortlaufenden Blöcken untergebracht  Verwaltungsdaten enthalten Nummer des ersten Blocks bs-6.2

9 Beispiel Minix: Deskriptor mit 64 Bytes
Typ, Schutzstatus, Verweiszähler (4 Bytes je Zeile) Eigner, Eignergruppe Größe Letzte Zugriffszeit Letzte Änderungszeit Letzte Attributänderungszeit Lagebeschreibung: Zone 0 Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5 Zone 6 indirekt doppelt indirekt unbenutzt bs-6.2

10 6.2.3 Verwaltungsdaten Typisches Layout am Beispiel Minix:
Datenbereich Dateitabelle Bitmap für Datenbereich Bitmap für Dateitabelle Super Block – Zauberwort, Beschreibung des Layouts Boot Block – für Datenträger, die BS enthalten (auch mit Zauberwort) bs-6.2

11 Sei B die Blockgröße und D die Deskriptorgröße.
Im Deskriptor beginne die Lagebeschreibung beim Byte m. Wie gelangt man an das b-te Byte der d-ten Datei ? Dateitabelle beginnt am Anfang von Block 4. Deskriptor befindet sich im Block d*D div B der Dateitabelle, also im Block 4 + d*D div B auf der Platte. Deskriptor beginnt dort beim Byte d*D mod B , die Lagebeschreibung also bei d*D mod B + m . Das gesuchte Byte befindet sich im Block b div B der Datei an der Stelle b mod B . Mit der Lagebeschreibung erfährt man die reale Blocknummer. bs-6.2