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Jules Karl-Heinz Martiny Sujet 1: Parler un peu de système de gestion dynamique

Jules Karl-Heinz Martiny Sujet 1: Parler un peu de système de gestion dynamiques de fichiers. Introduction Definition du fichier Un fichier est l’unité de stockage logique mise à la disposition des utilisateurs pour l’enregistrement de leurs données : c’est l’unité d’allocation. Le SE établi la correspondance entre le fichier et le système binaire utilisé lors du stockage de manière transparente pour les utilisateurs. Dans un fichier on peut écrire du texte, des images, des calculs, des programmes… Les fichiers sont généralement créés par les utilisateurs. Toutefois certains fichiers sont générés par les systèmes ou certains outils tels que les compilateurs. Afin de différencier les fichiers entre eux, chaque fichier a un ensemble d’attributs qui le décrivent. Parmi ceux-ci on retrouve : le nom, l’extension, la date et l’heur de sa création ou de sa dernière modification, la taille, la protection. Certains de ces attributs sont indiqués par l’utilisateur, d’autres sont complétés par le système d’exploitation. Les fichiers sont gérés par le système d’exploitation. La façon dont ils sont structurés, nommés, utilisés, protégés et implémentés sont des points majeurs de la conception du système d’exploitation. Le S.E établit une correspondance entre les fichiers et les dispositifs physiques. La partie du système d’exploitation qui gère les fichiers est appelée le gestionnaire du système de fichiers (en anglais file system). Pourquoi nous avons besoin des fichiers? 1) Toutes les applications ont besoin d’enregistrer des informations et de les retrouver. 2) Un processus peut enregistrer une quantité limitée d’information dans son propre espace d’adressage (virtuel). Problème: espace limité ou mémoire volatile (mémoire vive/cache/registres) et information accessible à un seul processus. 3) Plusieurs applications ont besoin de stocker un grand nombre d’informations de façon persistante (non volatile) et de les rendre accessibles à plusieurs processus. Selon le SGF, le fichier est : 1- une simple suite d'octets gestion des secteurs 2- une suite d'enregistrements gestion des enregistrements 3- une arborescence de blocs gestion des blocs 1.Le fichier est une suite d'octets sans structure – Le systeme d'exploitation ne connait pas et ne s'occupe pas du contenu de ce fichier – Il ne voit que des octets – Toute signification doit etre apporte par le programme des utilisateurs 2.Le fichier est une suite d'enregistrements de longueur fixe – Concept principal : une operation de lecture renvoie un enregistrement/une operation d’ecriture reecrit ou ajoute un enregistrement – 80 caractere → carte perforees de 80 colonnes – 132 caracteres → imprimantes de 132 colonnes – Les programmes lisaient les donnees par bloc de 80 caractere est ecrivaient par bloc de 132 caracteres – Obsolete Le fichier est un arbre d'enregistrement – Les enregistrements n'ont pas la meme longueur – Chaque enregistrement contient une cle dont la position est fixe dans l'enregistrement – L'arbre est trie en fonction des cles → permet de rechercher rapidement une cle donnee – L'operation fondamentale ne consiste pas a obtenir le prochain enregistrement, mais obtenir un enregistrement avec une cle donnee Securite Pour que la sécurité fonctionne, il faut que toutes les personnes ayant un accès à une ressource soient conscient du degré de sécurité associé à la ressource. Protection des répertoires et fichiers : Trois classes d’utilisateurs peuvent accéder aux fichiers et aux répertoires : propriétaire, groupe et autres utilisateurs. Pour chacune de ces classes d’utilisateurs, il existe trois types de droits d’accès : lecture, écriture et exécution. Utilisateurs et droits d’accès Les trois classes d’utilisateurs sont : • Propriétaire - en règle générale, la personne qui a créé le fichier. • Groupe - les utilisateurs qui ont été regroupés par l’administrateur système. Par exemple, les membres d’un service peuvent appartenir au même groupe. • Autres - Tous les autres utilisateurs du système. Définition SGF Le système de gestion de fichiers (SGF) est la partie la plus visible d’un système d’exploitation qui se charge de gérer le stockage et la manipulation de fichiers (sur une unité de stockage : partition, disque, CD, disquette. Un SGF a pour principal rôle de gérer les fichiers et d’offrir les primitives pour manipuler ces fichiers. Fonctions du SGF Le système de gestion des fichiers assure plusieurs fonctions : Manipulation des fichiers : des opérations sont définies pour permettre la manipulation des fichiers par les programmes d’application, à savoir : créer/détruire des fichiers, insérer, supprimer et modifier un article dans un fichier. Allocation de la place sur mémoires secondaires : les fichiers étant de taille différente et cette taille pouvant être dynamique, le SGF alloue à chaque fichier un nombre variable de granules de mémoire secondaire de taille fixe (blocs). Localisation des fichiers : il est nécessaire de pouvoir identifier et retrouver les données ; pour cela, chaque fichier possède un ensemble d’informations descriptives (nom, adresse…) regroupées dans une inonde. Sécurité et contrôle des fichiers : le SGF permet le partage des fichiers par différents programmes d’applications tout en assurant la sécurité et la confidentialité des données. En effet, un nom et une clé de protection sont associés à chaque fichier afin de le protéger contre tout accès non autorisé ou mal intentionné lors du partage des fichiers. Le SGF se doit aussi de garantir la conservation des fichiers en cas de panne du matériel ou du logiciel. Le SGF assure le bon fonctionnement du fichier. Afin de fournir un accès efficace et pratique au disque, le SE impose un système de gestion de fichiers (SGF) pour permettre de stocker, localiser, et récupérer facilement des données. Un SGF pose deux problèmes de conception très différents : l’interface et l’implémentation. Le problème de l’interface consiste à définir l’allure que devrait avoir le SGF pour l’utilisateur. Cette tâche implique la définition d’un fichier et de ses attributs, des opérations, autorisées sur un fichier et de la structure de répertoires organisant les fichiers. Le problème d’implémentation consiste à créer les algorithmes et les structures de données pour établir la correspondance entre le système logique de fichiers et les dispositifs physiques de mémoire auxiliaire. Le SGF lui-même est généralement composé de plusieurs niveaux différents. La figure suivante donne un exemple d’architecture de SGF : Programmes d’application Systèmes de fichiers logiques Module d’organisation de fichiers Système de fichiers de base Contrôle des E/S Périphériques Le niveau inférieur, le contrôle des E/S, est constitué de drivers et des handlers (routines d’interruption) pour transférer l’information entre la mémoire et le système de disques. On peut considérer le driver comme un traducteur : ses entrées consistent en des commandes de haut niveau comme « récupérer le bloc 123 ». ses sorties sont des instructions de bas niveau, spécifiques au matériel, utilisés par le contrôleur du matériel qui relie le périphérique d’E/S au reste du système. Le driver écrit généralement des configurations binaires spécifiques dans des emplacements spéciaux de la mémoire du contrôleur d’E/S afin de lui indiquer sur quel emplacement du périphérique agir et quelles actions entreprendre. Le système de fichiers de base doit seulement émettre des commandes génériques pour le driver approprié afin de lire et d’écrire les blocs physiques sur le disque. Le module d’organisation de fichiers connaît les fichiers et leurs blocs logiques, ainsi que les blocs physiques. En connaissant le type d’allocation de fichiers employé et l’emplacement du fichier, ce module peut traduire les adresses des blocs logiques dans les adresses des blocs physiques pour que le système de transfert de base les transfère. Les blocs logiques du fichier sont numérotés de 0 à N, tandis que les blocs physiques contenant ces données ne correspondent généralement pas aux numéros logiques, il faut donc une traduction pour localiser chaque bloc. Le module d’organisation de fichiers comprend également le gestionnaire de l’espace libre, qui suit la piste des blocs disponibles etles fournit au module d’organisation de fichiers quand celui- ci les demande. Enfin le système de fichier logique utilise la structure de répertoires pour proposer au module d’organisation de fichiers l’information dont ce dernier a besoin, pour un nom donné de fichier logique est également responsable de la protection et de la sécurité. Pour créer un nouveau fichier, un programme d’application appelle le SGF. Ce dernier connaît le format de la structure des répertoires. Il lit le répertoire approprié dans la mémoire, l’actualise avec la nouvelle entrée et le réecrit sur disque. Une fois que le répertoire a été actualisé, le SGF peut se l’utiliser pour exécuter les E/S. La première référence à un fichier (normalement un open) provoque la recherche dans la structure des répertoires et la copie de l’entrée du répertoire pour ce fichier dans la table des fichiers ouverts. On retourne au programme utilisateur l’indice pour cette table et toutes les autres références s’effectuent par l’intermédiaire de l’indice (un descripteur de fichier, ou bloc de contrôle de fichiers). Par conséquent tant que le fichier reste ouvert, toutes les consultations du répertoire sont effectuées sur la table des fichiers ouverts. Toutes les modifications de l’entrée du répertoire sont réalisées sur la table en mémoire. Quand tous les utilisateurs employant un fichier le ferment, l’entrée actualisée est copiée sur la structure de répertoire du disque. PROTECTION : Quand on maintient de l’information uploads/Management/ devoir-s-e.pdf