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ESAT / DGF / DMSI GENERALITES SUR LES SYSTEMES D'EXPLOITATION CHAPITRE 11 Editi

ESAT / DGF / DMSI GENERALITES SUR LES SYSTEMES D'EXPLOITATION CHAPITRE 11 Edition 2001 ESAT / DGF / DMSI SOMMAIRE : GESTION DES FICHIERS 1. CARACTERISTIQUES DES DISPOSITIFS DE STOCKAGE ..................................................... 4 1.1 FORMATAGE DE BAS NIVEAU................................................................................................................4 1.2 CRÉATION DES PARTITIONS.................................................................................................................5 1.3 FORMATAGE LOGIQUE........................................................................................................................6 2. CARACTÉRISTIQUES DES FICHIERS ...................................................................................... 7 2.1 INFORMATIONS NÉCESSAIRES AU SYSTÈME..............................................................................................7 2.1.1 LE NOM DE FICHIER (NOM SYMBOLIQUE).............................................................................................7 2.1.2 L’EXTENSION...............................................................................................................................8 2.1.3 LES ATTRIBUTS..........................................................................................................................8 2.1.4 LA LOCALISATION.........................................................................................................................9 2.1.5 LA TAILLE................................................................................................................................10 2.1.6 LA DATE ET L’HEURE DE CRÉATION / MODIFICATION....................................................................10 2.2 INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES......................................................................................................10 2.2.1 LE PROPRIÉTAIRE......................................................................................................................10 2.2.2 LES PERMISSIONS, LES DROITS...................................................................................................10 2.2.3 LA DATE ET L’HEURE DE DERNIÈRE MODIFICATION..............................................................................11 2.2.4 LA DATE ET L’HEURE DE DERNIER ACCÈS.........................................................................................11 2.3 FONCTIONNALITÉS SUPPLÉMENTAIRES..................................................................................................11 2.3.1 LA COMPRESSION......................................................................................................................11 2.3.2 LE CHIFFREMENT.......................................................................................................................11 3. CONSTRUCTION D’UN SGF .................................................................................................... 13 3.1 RENDRE COMPTE DE L’OCCUPATION DU DISQUE......................................................................................13 3.1.1 ALLOCATION DES BLOCS CHAINÉE.............................................................................................13 3.1.2 ALLOCATION DES BLOCS INDEXÉE..............................................................................................14 3.2 GÉRER L’ORGANISATION LOGIQUE DES DONNÉES....................................................................................15 3.3 PARCOURIR LE RÉPERTOIRE ET LES SOUS RÉPERTOIRES......................................................................17 4. SYSTÈMES DE FICHIERS POUR PC ...................................................................................... 18 4.1 FAT16 ET FAT16X (MICROSOFT)..................................................................................................18 4.2 FAT32 ET FAT32X(MICROSOFT)...................................................................................................18 4.3 HPFS ET HPFS/386 (OS/2)......................................................................................................19 4.4 NTFS (MICROSOFT).....................................................................................................................19 4.5 LINUX EXT2 ET LINUX SWAP...........................................................................................................20 4.6 VISIBILITE DES SYSTEMES DE FICHIERS..........................................................................20 4.7 QUELQUES SYSTEMES DE FICHIERS PARTICULIERS............................................................20 5. EXEMPLE : LE SYSTÈME DE FICHIERS DE MS-DOS SUR UNE DISQUETTE 3,5’’ ............. 22 page 2 ESAT / DGF / DMSI 5.1 CREATION ET DESCRIPTION DU SYSTÈME.............................................................................22 5.2 DESCRIPTION DE LA FAT.......................................................................................................23 5.3 COMPOSITION DU RÉPERTOIRE RACINE (DIRECTORY).................................................................................23 5.4 RECHERCHE D’UN FICHIER SUR LA DISQUETTE.................................................................................25 6. ANNEXES .................................................................................................................................. 26 6.1 LIMITES DES TAILLES DE PARTITION..............................................................................................26 6.2 TAILLES DE CLUSTERS FAT PAR DÉFAUT............................................................................................26 6.3 TAILLES DE CLUSTERS FAT32 PAR DÉFAUT........................................................................................26 6.4 NOMBRE D'ENTRÉES À LA RACINE D'UNE FAT......................................................................................27 Dépôt des marques : Tous les noms de produits ou de marques cités dans ce document sont des marques déposées de leurs propriétaires respectifs. page 3 ESAT / DGF / DMSI Partie essentielle d’un système d’exploitation, le système de gestion de fichiers (SGF) d’un ordinateur est responsable de l’organisation et de l’accès aux informations, aux données. Il doit établir un lien fiable entre l’organisation logique prévue par l’utilisateur et la réalité physique des dispositifs de stockage. Pour l’utilisateur, un fichier est une entité de dimension arbitraire qui forme un tout. Pour le système de gestion de fichiers, un fichier est une unité logique se présentant physiquement sous la forme d’un flot d’octets. Il doit pouvoir gérer cette unité en fonction des espaces physiques disponibles sur les supports périphériques. Un système de gestion de fichiers doit : • permettre la création et la suppression de fichiers ; • permettre l’accès aux fichiers en lecture et en écriture ; • gérer automatiquement les mémoires de masse dont l’utilisateur ne doit pas s’occuper ; • permettre d’appeler les fichiers par un nom symbolique que manipulera l’utilisateur ; • protéger les fichiers contre les défaillances du système de façon à assurer leur intégrité ; • permettre le partage de fichiers entre utilisateurs tout en les protégeant si possible contre les accès non autorisés. 1. CARACTERISTIQUES DES DISPOSITIFS DE STOCKAGE Avant de pouvoir être utilisé, un support de stockage doit subir un certain nombre d’opérations. Seuls les cas des disquettes et des disques durs seront traités dans ce qui suit. Pour un disque dur : • Un formatage de bas niveau ; • La création d’une (ou plusieurs) partition(s) ; • Le formatage logique de chaque partition créée. Pour une disquette : • Un formatage de bas niveau suivi immédiatement par un formatage logique. 1.1 FORMATAGE DE BAS NIVEAU Ce formatage de bas niveau est en fait un formatage physique du support. C’est une opération magnétique, effectuée : • une fois pour toute en usine par le constructeur d'un disque dur ; • chaque fois que l'on formate une disquette (sauf dans le cas d’un formatage rapide). Le programme de formatage de bas niveau détermine la taille des secteurs à utiliser (512 octets en principe), le nombre de têtes, le nombre de cylindres (pistes) et le nombre de secteurs par piste. Il utilise des informations codées dans le disque dur par le constructeur (ces informations figurent parfois également sur une étiquette collée sur le disque). Il procède ensuite à l’initialisation (traçage) des pistes et secteurs sur le support. Dans le cas d'une disquette, ces informations sont standardisées en fonction du type de support (par exemple, pour une disquette Haute Densité 3"1/2 pour un PC : 512 octets par secteur, 2 têtes, 80 pistes,18 secteurs par piste, soit 1.44Mo de capacité). page 4 ESAT / DGF / DMSI Ce programme vérifie tous les secteurs un par un, en les magnétisant et en lisant le résultat. Il stocke sur le disque les informations d'erreurs éventuelles et d'identification pour chaque secteur. Par la suite, un secteur va être accédé par un n° logique, or ce n° ne correspond jamais à l'ordre physique (réel) des secteurs. En effet, compte tenu de l'inertie du mécanisme et du temps de lecture lui-même, quand on lit un secteur donné au sens logique, il est impossible de lire le secteur suivant immédiatement, au sens physique du terme, parce que, au moment de la lecture, la tête a déjà dépassé le début du secteur. On est alors obligé de faire un tour complet pour pouvoir accéder de nouveau à ce secteur. Le secteur suivant, au sens logique, se trouve donc physiquement plus loin. Ce décalage correspond à ce qu'on appelle le "facteur d'entrelacement" (interleaving). Il dépend de la vitesse de rotation du disque et de la rapidité de traitement du contrôleur de disque. Par exemple, un facteur d’entrelacement de 3 signifie qu’il faut sauter 2 secteurs physiques après un accès à un secteur logique. Une erreur sur la saisie de ce facteur peut rendre le disque inutilisable. Par ailleurs, il peut exister un phénomène de translation de secteurs de façon à rendre compatible les disques durs de grande taille, possédant quelques têtes mais de nombreux cylindres, avec les systèmes de gestion de disque, limités en nombre de cylindres mais pouvant accepter jusqu’à 255 têtes différentes, en diminuant fictivement le nombre de cylindres et en augment dans la même proportion le nombre de têtes. Une table établira alors les correspondances entres les références physiques (tête réelle / cylindre réel / secteur) et les références logiques (tête logique / cylindre logique / secteur). En principe, le formatage de bas niveau d'un disque dur : • est effectué par le constructeur, qui possède toutes les données relatives à son produit, • ne doit être effectué par un utilisateur averti que s’il possède effectivement le bon programme de formatage et dans des cas bien particuliers : l’utilisateur sait ce qu’il fait, le disque à récupérer est hors service, le disque n’est plus sous garantie, etc… Le programme varie suivant les disques et est généralement fourni par le constructeur du disque (site Web). Il est rarement compatible d'une marque à une autre. A ce stade, il ne s’agit encore que du disque physique dans sa partie mécanique. 1.2 CRÉATION DES PARTITIONS Cette deuxième opération qui n’est utile que pour les disques durs de grande capacité, va permettre de créer des entités de gestion, des lecteurs : les partitions. Le partitionnement d'un lecteur se fait après le formatage physique de ce lecteur. Il consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées. Cela va donc servir, par exemple, pour installer des systèmes d'exploitation différents n'utilisant pas les mêmes systèmes de fichiers. Il y aura au minimum autant de partitions que de systèmes d'exploitation utilisant des systèmes de fichiers différents. Dans le cas d'un utilisateur d'un système d'exploitation unique, il y aura une seule partition recouvrant tout le lecteur, sauf si l'utilisateur désire en créer plusieurs pour assurer une séparation entre le système, les applications et les données. On distingue trois types de partitions : partition principale, partition étendue, lecteur logique. Par conception, un disque peut contenir jusqu'à quatre partitions principales (dont une seule peut être active), ou trois partitions principales et une partition étendue. Dans la partition étendue, l'utilisateur peut créer des lecteurs logiques qui, en principe, ne contiendront pas de système d’exploitation car un tel système ne pourra pas être utilisé (c’est de moins en moins le cas). L’opération de création des partitions va consister à renseigner la table des partitions située en début de disque dans le MBR (master boot record). Ces informations essentiellement physiques sont à la base du repérage des informations sur les disque : page 5 ESAT / DGF / DMSI • tête, secteur et cylindre où commence la partition ; • tête, secteur et cylindre où se termine la partition ; • nombre de secteurs ; • état de la partition ; • type de la partition. 1.3 FORMATAGE LOGIQUE Ce formatage va procéder à l’installation de l’amorçage du système d’exploitation et du système de fichiers sur le disque. Après l’installation du secteur d’amorçage du système d’exploitation (premier secteur de la partition), cette opération va permettre d’initialiser, sur le disque, les éléments permettant la gestion des fichiers. On pourra ainsi trouver, pour uploads/Philosophie/ gsech-11.pdf