File system

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Un file system, in informatica, indica informalmente un meccanismo con il quale i file sono posizionati e organizzati o su un dispositivo di archiviazione o una memoria di massa, come un disco rigido o un CD-ROM e, in casi eccezionali, anche sulla RAM.

Più formalmente, un file system è l'insieme dei tipi di dati astratti necessari per la memorizzazione (scrittura), l'organizzazione gerarchica, la manipolazione, la navigazione, l'accesso e la lettura dei dati. Di fatto, alcuni file system (come NFS) non interagiscono direttamente con i dispositivi di archiviazione.

I file system possono essere rappresentati sia graficamente tramite file browser sia testualmente tramite shell testuale. Nella rappresentazione grafica (GUI) è generalmente utilizzata la metafora delle cartelle che contengono documenti (i file) ed altre sottocartelle.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

Un file system è parte integrante di qualsiasi sistema operativo moderno. L'unico vero compito dei sistemi operativi dei primi microcomputer era proprio la gestione dei file - un fatto che si riflette nei loro nomi (vedi DOS o QDOS).

I dispositivi di archiviazione, ad esempio i dischi fissi si presentano al sistema operativo come array di blocchi di dimensione fissa, generalmente chiamati settori, tipicamente di 512 byte l'uno. Le operazioni disponibili sono la lettura e la scrittura di un blocco arbitrario, o talvolta di un insieme di blocchi.

Basandosi su questo servizio fornito dai dispositivi a blocchi, il file system realizza due livelli di astrazione, che rendono le risorse di memorizzazione di massa facilmente utilizzabili dagli utenti.

La gestione[modifica | modifica wikitesto]

Il software di gestione del file system è responsabile dell'organizzazione di questi settori in file e di tenere traccia di quali settori appartengono a quali file e quali settori invece non sono utilizzati. L'utente ha normalmente la totale libertà di creare nuovi file, cancellare file esistenti (liberando così i blocchi che questi occupavano), modificare file esistenti (cambiando così anche la loro dimensione e quindi il numero di blocchi occupati).

Il primo livello di astrazione è quello che organizza i settori in un insieme di archivi (file) di dimensioni arbitrarie, che possono andare da zero all'intera dimensione disponibile del dispositivo: ciascun file viene distribuito in un insieme di settori. Normalmente l'utente vede solo un file e non deve preoccuparsi di quali settori sono stati utilizzati per memorizzarlo. Le operazioni disponibili sono la lettura o la scrittura di un blocco di dati di dimensione arbitraria in un punto arbitrario del file.

Non tutti i file system hanno bisogno di un dispositivo di archiviazione. Un file system può infatti essere usato per organizzare e rappresentare qualsiasi tipo di dato, sia che sia memorizzato o generato dinamicamente (ad esempio, da una connessione di rete).

Nomi gerarchici dei file[modifica | modifica wikitesto]

Il secondo livello di astrazione è quello che permette di organizzare i file assegnando loro dei nomi gerarchici.

I file system tipicamente hanno tabelle di associazione dei nomi dei file con i rispettivi file tramite collegamenti fisici, usualmente collegando il nome del file a un indice in una tabella di allocazione dei file (file allocation table) di qualche genere, come la FAT di un file system MS-DOS, o un inode in un file system di tipo Unix. Le strutture di cartelle possono essere ad un solo livello, oppure possono permettere una struttura gerarchica in cui delle cartelle possono contenere sottocartelle. In alcuni file system i nomi dei file sono strutturati con una speciale sintassi (per esempio estensioni o numeri di versione).

I file system gerarchici sono stati uno dei primi interessi di ricerca di Dennis Ritchie, uno dei padri fondatori di Unix; le implementazioni precedenti erano ristrette a pochi livelli.

Controllo d'accesso[modifica | modifica wikitesto]

Il file system viene inoltre utilizzato per memorizzare i dati che servono a controllare l'accesso a ciascun file da parte dei processi.

I criteri di sicurezza nell'accesso alle operazioni sui file system sono in genere basati su liste di controllo di accesso (access control list o ACL) o capabilities. Si è scoperta da qualche decina di anni l'inaffidabilità delle ACL, e per questo motivo i sistemi operativi moderni tendono a usare il meccanismo delle capabilities. I file system commerciali usano ancora le ACL.

Una ACL permette di definire per ciascun elemento del file system di quali permessi (lettura, scrittura, modifica ecc.) dispone ciascun utente che accede al sistema.

Funzionalità particolari[modifica | modifica wikitesto]

I file system tradizionali offrono degli strumenti per creare, muovere ed eliminare sia i file che le cartelle, ma non permettono di creare collegamenti addizionali alle cartelle (gli hard links di Unix ed NTFS), o di rinominare i collegamenti padre (".." nei sistemi Unix o DOS/Windows), e di creare collegamenti bidirezionali fra i file. Questi file system tradizionali hanno anche dei metodi per creare, muovere, cancellare e troncare i file, e per sostituire o aggiungervi in coda alcuni dati. Invece non permettono di aggiungere dati o troncare in testa un file, impedendo l'inserzione o la cancellazione arbitraria di dati. Le operazioni possibili sono quindi molto asimmetriche e spesso risultano inefficienti in contesti particolari.

Principali tipologie[modifica | modifica wikitesto]

Nel corso della storia informatica, è stata ideata una miriade di file system. I sistemi operativi moderni sono spesso in grado di accedere a diversi file system, spesso semplicemente installando un apposito modulo o driver.

I tipi di file system possono essere classificati in file system per dischi, file system di rete e file system per compiti speciali.

Nel gergo comune si è soliti affermare, soprattutto in sistemi GNU/Linux, che il file system viene montato, per consentire al sistema operativo di accedervi per le operazioni di lettura\scrittura.

File system del disco[modifica | modifica wikitesto]

Un file system del disco è un file system progettato per memorizzare dei file su un'unità a disco, che può essere collegata direttamente o indirettamente al computer.

Esempi di file system del disco sono:

File system distribuito[modifica | modifica wikitesto]

Un file system distribuito permette di accedere ai file contenuti su un computer remoto tramite rete, potenzialmente in simultanea da diversi computer.

Esempi di file system di rete sono:

File system per compiti speciali[modifica | modifica wikitesto]

Alcuni file system vengono utilizzati per compiti speciali che non rientrano direttamente nelle prime due categorie. Molti non hanno alcuna relazione con un supporto di memorizzazione permanente dei dati, ma vengono utilizzati dal sistema operativo per dare accesso ad alcune funzionalità. Alcuni esempi sono:

  • archfs (archivi)
  • cdfs (lettura e scrittura di CD)
  • incdfs (lettura e scrittura di CD o DVD riscrivibili come se fossero floppy, usato nel software Nero)
  • cfs (caching)
  • DEVFS (solaris, GNU/Linux, crea dinamicamente i file speciali per dare accesso alle periferiche effettivamente installate)
  • ftpfs (accesso FTP)
  • lnfs (nomi lunghi)
  • nntpfs (netnews)
  • PROCFS (GNU/Linux e altri, mostra dati sullo stato del sistema e dei processi)
  • ROMFS (file system utilizzato nei sistemi uClinux)
  • TCFS - Transparent Cryptographic File System. Progettato presso l'Università degli Studi di Salerno, fornisce un layer di cifratura in modo trasparente permettendo l'utilizzo delle primitive open, read write dei sistemi unix.
  • TMPFS (file system temporaneo appoggiato sulla memoria di sistema)
  • SYSFS (GNU/Linux 2.6, sostituisce in parte PROCFS)
  • wikifs (wiki wiki)

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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