ファイル管理（ファイルシステム）

ファイル管理（ファイルシステム）
オペレーティングシステム
第11回
ファイルとは

データの集まりの入れ物
両方を意味

データの集まり自身
データセットと呼ぶ場合もある
ファイルシステムの機能




大容量ファイルの実現
HDDでトラックとか
ファイルへの高速アクセス（読み書き）
セクタというような
ファイルを安全に保持（機密保持）
話があった
物理的装置の抽象化
 実際のアクセスはかなり手間がかかる
 異なる装置でも，同様な操作でアクセス可
ファイルとディレクトリ
ファイルシステム
物理的装置の抽象化
Unixで説明
Windowsのコマンドプロンプトでも
ファイルの中身－データ


Unixでの考え方
 すべてのデータはビットの並び
 文書データもあれば画像データもある
 アプリケーションプログラムが解釈する
汎用機のOSでは異なる（省略）
HDDでのファイル


HDDでは，セクタに格納される
 一般には複数のセクタが必要
 連続している，あちこちに散らばっている？
 最初の部分はどこにあり，次はどこにあり…
ということを利用者は気にする必要がない
 ファイル名を指定すればよい
 物理的装置の抽象化
ディレクトリ（１)

ディレクトリ
 ファイルを保管する袋（のようなイメージ）
 中のファイルの一覧表が貼ってある
 Windowsではフォルダ
格納場所の情報
 ファイルを整理して保管
なども
ディレクトリ（２)

ディレクトリの中に，ファイルだけでなく，別のデイ
レクトリを入れることができる
 中のディレクトリをサブディレクトリ
 外のディレクトリを親ディレクトリ
 親ディレクトリの参照
．．
“袋”のイメージなら，袋の中に
袋が入っている
中の袋がサブディレクトリで
外の袋が親ディレクト
ディレクトリ（３)

最も外側のディレクトリ
 すべてのファイルとディレクトリが入っている
 システムでひとつ
 ルートディレクトリ
／
ディレクトリ（４)

ある作業に関連しているファイルをまとめて，保
管するものがディレクトリ
 ある作業中は，主にあるディレクトリ中のファ
イルを使う（ことが多い）
 カレントディレクトリ（作業ディレクトリ）として指
定することができる
．

作業に応じて，変更できる
ファイルとディレクトリ（１)

ルートディレクトリを頂点とする木構造
cは，aのサブディレクトリ
 ルートディレクトリ
aは，cの親ディレクトリ



ディレクトリ a
ファイル b
ディレクトリ c
 ファイル d と e
ファイルとディレクトリ（２)

ディレクトリだけを，“袋”のイメージで考える
／（ルートディレクトリ）
a
c
ファイルとディレクトリ（３)


ファイル eの指定方法
ルートディレクトリから
たどる

/a/c/e

絶対パス名
ファイルとディレクトリ（４)






ファイル eの指定方法
カレントディレクトリ c
カレントディレクトリか
らたどる
．/e
単に e
相対パス名
ファイルとディレクトリ（５)



ファイルの指定方法
ルートディレクトリからのパス名
 /a/c/e
 絶対パス名
カレントディレクトリからのパス名
 ．/e
e
 相対パス名
ファイルとディレクトリ（６)




同名のファイル b
右側
 /b
左側
 /a/b
区別可能なのでOK
ファイルとディレクトリ（７)

ホームディレクトリ
 各々の利用者に割り当てられているディレクト
リ
 自分のファイルを保管
ファイルとディレクトリ（８)






カレントディレクトリ c
．．は何か？
カレントディレクトリの
親ディレクトリ
ディレクトリ a
．．/bは？
．．/ ．． /bは？
ファイルとディレクトリまとめ





物理的な装置は多種
 HDD，USBメモリ，CD，…
ファイルの保管のされ方もいろいろ
しかし，利用者の使い方は同じ
つまり，ファイルとかディレクトリといったものに抽
象化している
ということをファイル管理が行っている
Windowsでは
ディレクトリは

ホルダー
 ホルダーの中にホルダーを含むことが可
 階層化
物理的装置の取扱い（１）


例 HDDが二つ接続されている
 Cドライブ，Eドライブ
 名前を付けることもできる
 Cドライブのことを“ローカルディスク”
物理的には一つでも論理的に分割して，別ドライ
ブとして扱うこともできる
物理的装置の取扱い（２）


各ドライブごとに“ルートディレクトリ”がある感じ
Unixでは，すべてを一つにまとめる
 ルートディレクトリはひとつ
アクセス管理
アクセス管理（１）


ファイルの論理的保護
ファイルの共有を実現
 アクセスが許されていない者からのアクセスを
禁止できなければならない
 セキュリティ機構
アクセス管理（２）


保護属性
 ファイルの保有者
 共有の可否・可能な者
 アクセス方法（読出し，書込みなど）
 など
誰が，どのようにアクセスできるか
アクセス管理（３）


MS-DOSレベル
ファイルのプロパティ
アクセス管理（４）


“読み取り専用”ファイルを削除しようとすると
誤削除防止
アクセス管理（５）
誰が
 NTFS
何をできる・
できない
アクセス同じファイルに対して，
管理（５）
利用者により異なる指定ができる
補足
HDDに格納されるファイル（１）

HDDはセクタに分割

ファイルはセクタに格納されるが

一般に複数のセクタに格納される


同一トラックのセクタに格納されると，読み書
きの時間が短くなりそう
バラバラのトラックのセクタに格納されると，時
間がかかりそう
HDDに格納されるファイル（２）



削除されたファイルが格納されていたセクタはい
ずれ再利用される（上書き）
しばらく使っているHDDでは，ファイルの格納・削
除が繰り返される
格納するためのセクタが散らばる

となると，読み書きに時間がかかるようになる
ディレクトリの実現

ファイル名と格納場所の情報などとの対応表
ファイルの削除

ファイル名Aのファイルを削除

ディレクトリの“A”についての情報を削除

セクタに格納されているAの内容は残る

そのセクタを読み出せば，削除したはずのファイ
ルの内容が分かる
多重化ファイルシステム
HDDが壊れたら困る
障害対策
R A I D（１）




Redundant Array of Inexpensive (Independent)
Disks
複数のディスクを用いる
障害対策＋高速化
RAID0～6まで
R A I D（２）


データだけを記録しているのではない
付加情報
 障害発生でデータを失っても，回復可能
R A I D（３）




RAID 0
データを分け，
分散して記録
障害対策にはな
らない
高速化
R A I D（４）





RAID 1
ミラーリング
コピーを別の
媒体に記録
障害対策には
なる
ディスクの使用
効率は悪い
R A I D（５）


RAID 5
parity1は，AとBから
生成する
 Aとparity1から，B
を復元できる
 Bとparity1から，A
を復元できる
R A I D（６）


新しいディスクと
交換
disk1に障害発生
disk2とdisk3から，復元可能
R A I D（７）


RAID5では，複数のディスクに障害が発生すると，
復元不可能
高速化
R A I D（８）


複数のRAIDを組み合せる場合がある
http://www.atmarkit.co.jp/fpc/special/raidglossa
ry/index.html
ホットスワップ
 システムを稼動したまま，障害が発生したディ
スクを交換して，データの復元ができるもの
R A I D（９）

用語解説 RAID（富士通）
http://storagesystem.fujitsu.com/jp/term/raid/
まとめ
まとめ（１）

ファイルシステムの目的（機能）
まとめ（２）

ファイルとディレクトリ（ホルダ）
 木構造をしたディレクトリ（階層化ディレクトリ）
 サブディレクトリと親ディレクトリ
 ルートディレクトリ
 カレントディレクトリ
 ホームディレクトリ
 絶対パス名と相対パス名
まとめ（３）


アクセス管理
障害対策
 基本はバックアップ

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