Inode (viết tắt của “index node”) là một khái niệm quan trọng trong hệ điều hành và hệ thống tệp. Nó được sử dụng để đại diện cho một file hoặc thư mục trong hệ thống tệp.
Mỗi file hoặc thư mục trong hệ thống tệp được đại diện bởi một inode duy nhất. Inode lưu trữ thông tin quan trọng về file hoặc thư mục như tên, kích thước, quyền truy cập, ngày tạo và sửa đổi, số lượng liên kết và địa chỉ vật lý của dữ liệu trong đĩa.
Inode là một phần quan trọng của hệ thống tệp, bởi vì nó cho phép hệ điều hành xác định và quản lý các file và thư mục trong hệ thống. Thông qua inode, hệ điều hành có thể xác định được vị trí vật lý của dữ liệu, kiểm tra quyền truy cập và thực hiện các thao tác liên quan đến file như đọc, ghi, xóa và đổi tên.
Xem thêm File là gì? File trong hệ điều hành
Mỗi inode được gắn kết với một số lượng liên kết, cho biết số lượng tham chiếu đến file hoặc thư mục. Khi một liên kết mới được tạo ra hoặc một liên kết bị xóa, số lượng liên kết trong inode tương ứng được tăng hoặc giảm.
Qua việc sử dụng inode, hệ thống tệp có thể cung cấp quản lý hiệu quả và đồng nhất cho các file và thư mục trong hệ điều hành.
Trong hệ điều hành dựa trên UNIX, mỗi tệp được lập chỉ mục bởi một Inode. Inode là khối đĩa đặc biệt được tạo ra cùng với việc tạo ra hệ thống tệp. Số lượng tệp hoặc thư mục trong hệ thống tệp phụ thuộc vào số lượng Inodes trong hệ thống tệp.
Các bài viết liên quan:
Một Inode bao gồm các thông tin sau
- Các thuộc tính (quyền, dấu thời gian, chi tiết quyền sở hữu, v.v.) của tệp
- Một số khối trực tiếp chứa các con trỏ đến 12 khối đầu tiên của tệp.
- Một con trỏ gián tiếp trỏ đến một khối chỉ mục. Nếu tệp không thể được lập chỉ mục hoàn toàn bằng các khối trực tiếp thì con trỏ gián tiếp duy nhất được sử dụng.
- Con trỏ gián tiếp kép trỏ đến khối đĩa là tập hợp các con trỏ tới khối đĩa là khối chỉ mục. Con trỏ chỉ mục kép được sử dụng nếu tệp quá lớn để được lập chỉ mục hoàn toàn bằng các khối trực tiếp cũng như con trỏ gián tiếp đơn lẻ.
- Một con trỏ chỉ mục ba trỏ đến một khối đĩa là một tập hợp các con trỏ. Mỗi con trỏ trỏ riêng đến một khối đĩa cũng chứa một tập hợp các con trỏ trỏ riêng đến một khối chỉ mục chứa các con trỏ đến các khối tệp.
Xem thêm Testing security File Permission
Chức năng của Inode
Inode có các chức năng quan trọng trong hệ thống tệp của một hệ điều hành. Dưới đây là một số chức năng chính của Inode:
- Đại diện cho file và thư mục: Mỗi file và thư mục trong hệ thống tệp được đại diện bởi một inode duy nhất. Inode lưu trữ thông tin quan trọng về file hoặc thư mục như tên, kích thước, quyền truy cập và ngày tạo.
- Lưu trữ thông tin về dữ liệu: Inode lưu trữ địa chỉ vật lý của dữ liệu trong đĩa. Thông qua inode, hệ điều hành có thể xác định vị trí lưu trữ dữ liệu và truy cập đến nó.
- Quản lý quyền truy cập: Inode lưu trữ thông tin về quyền truy cập của file hoặc thư mục, bao gồm quyền đọc, ghi và thực thi. Hệ điều hành sử dụng inode để kiểm tra và kiểm soát quyền truy cập vào file và thư mục.
- Quản lý liên kết: Mỗi inode được gắn kết với một số lượng liên kết, cho biết số lượng tham chiếu đến file hoặc thư mục tương ứng. Khi một liên kết mới được tạo ra hoặc một liên kết bị xóa, số lượng liên kết trong inode tương ứng được cập nhật.
- Xác định và quản lý thông tin file: Inode chứa thông tin về kích thước của file, số lượng khối dữ liệu được sử dụng và các thuộc tính khác như ngày tạo và sửa đổi. Thông qua inode, hệ điều hành có thể quản lý thông tin này và thực hiện các thao tác liên quan đến file.
- Hiệu suất và tối ưu hóa: Sử dụng inode, hệ điều hành có thể thực hiện các thao tác truy cập file và quản lý dữ liệu một cách hiệu quả. Inode giúp giảm bớt độ phức tạp của việc tìm kiếm và truy cập file, cải thiện hiệu suất và tối ưu hóa hệ thống tệp.
Tổng hợp lại, chức năng của inode trong hệ thống tệp là đại diện cho file và thư mục, lưu trữ thông tin quan trọng, quản lý quyền truy cập, liên kết và cung cấp khả năng quản lý và truy xuất dữ liệu hiệu quả.
Xem thêm Xử lý File Python
Cấu trúc dữ liệu Inode
Cấu trúc dữ liệu Inode (index node) được sử dụng để lưu trữ thông tin quan trọng về file hoặc thư mục trong hệ thống tệp. Cấu trúc dữ liệu Inode thường có các thành phần sau:
- Số hiệu Inode (Inode number): Đây là một số duy nhất được gán cho mỗi Inode trong hệ thống tệp. Số hiệu Inode được sử dụng để xác định và truy cập vào Inode cụ thể trong hệ thống.
- Quyền truy cập (Permissions): Quyền truy cập xác định các quyền của người dùng đối với file hoặc thư mục, bao gồm quyền đọc, ghi và thực thi. Thông qua quyền truy cập, hệ điều hành kiểm soát quyền truy cập của người dùng vào tài nguyên.
- Số liên kết (Link count): Số liên kết đếm số lượng liên kết đến file hoặc thư mục. Khi một liên kết mới được tạo ra hoặc một liên kết bị xóa, số liên kết trong Inode được cập nhật tương ứng.
- Kích thước (Size): Kích thước của file hoặc thư mục được lưu trữ trong Inode. Đối với file, kích thước thể hiện số lượng byte dữ liệu trong file. Đối với thư mục, kích thước thể hiện số lượng đối tượng con (file hoặc thư mục) trong thư mục.
- Địa chỉ vật lý (Physical addresses): Địa chỉ vật lý chỉ đến vị trí lưu trữ dữ liệu trong đĩa. Các địa chỉ vật lý có thể được lưu trữ trực tiếp trong Inode hoặc thông qua các con trỏ (ví dụ: con trỏ đơn, con trỏ đôi) nếu Inode không đủ lưu trữ các địa chỉ vật lý trực tiếp.
- Thời gian (Time stamps): Inode lưu trữ các thông tin về thời gian như ngày tạo (creation time), ngày truy cập (access time) và ngày sửa đổi (modification time) của file hoặc thư mục. Thông qua các thời gian này, hệ điều hành có thể theo dõi và quản lý sự thay đổi của tài nguyên.
Cấu trúc dữ liệu Inode có thể có thêm các thành phần khác tùy thuộc vào hệ điều hành và hệ thống tệp cụ thể. Mỗi hệ điều hành và hệ thống tệp có cấu trúc Inode riêng để phù hợp với yêu cầu và tính năng của nó.
Xem thêm Đọc ghi file trong java
Quan hệ giữa Inode và file trong hệ điều hành
Trong hệ điều hành, Inode và file có một quan hệ chặt chẽ với nhau. Mỗi file trong hệ thống tệp được đại diện bởi một Inode duy nhất, và Inode chứa các thông tin quan trọng về file đó.
Quan hệ giữa Inode và file có các đặc điểm sau:
- Định danh file: Mỗi Inode có một số hiệu duy nhất (Inode number) để xác định và định danh file. Số hiệu Inode đóng vai trò như một “chỉ mục” để hệ điều hành có thể tìm và truy cập file trong hệ thống tệp.
- Lưu trữ thông tin file: Inode chứa các thông tin về file như quyền truy cập, kích thước, ngày tạo và sửa đổi, và số lượng liên kết. Thông qua Inode, hệ điều hành có thể lấy được thông tin này và quản lý các thuộc tính của file.
- Địa chỉ vật lý: Inode chứa địa chỉ vật lý của dữ liệu file trên đĩa. Thông qua địa chỉ vật lý này, hệ điều hành có thể biết được vị trí lưu trữ dữ liệu và truy cập đến nó khi cần thiết.
- Quản lý quyền truy cập: Inode lưu trữ thông tin về quyền truy cập của file, bao gồm quyền đọc, ghi và thực thi. Hệ điều hành sử dụng Inode để kiểm tra và kiểm soát quyền truy cập của người dùng vào file.
- Liên kết: Mỗi Inode có một số lượng liên kết, cho biết số lượng tham chiếu đến file. Khi có thêm liên kết mới hoặc một liên kết bị xóa, số lượng liên kết trong Inode tương ứng được cập nhật. Điều này giúp hệ điều hành theo dõi số lượng tham chiếu đến file và quản lý việc giải phóng không gian khi không còn liên kết nào tồn tại.
Tổng hợp lại, Inode và file có một mối quan hệ cấu trúc và chức năng trong hệ điều hành. Inode chứa thông tin quan trọng về file và định danh file, trong khi file sử dụng Inode để lưu trữ và quản lý dữ liệu của nó. Qua quan hệ này, hệ điều hành có thể quản lý và thao tác với các file trong hệ thống tệp một cách hiệu quả.
Xem thêm đọc và ghi file trong c++
