File Systems (CHAPTER 8) / ফাইল সিস্টেম

ফাইল সিস্টেম (File Systems) 

ফাইল সিস্টেম হলো একটি কাঠামো, যা কম্পিউটার ডেটাকে সংগঠিত, সংরক্ষণ এবং পরিচালনা করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি অপারেটিং সিস্টেমের একটি অপরিহার্য উপাদান, যেটি ব্যবহারকারীদের এবং সফ্টওয়্যারের জন্য ডেটার অ্যাক্সেস এবং পরিচালনার পদ্ধতি প্রদান করে।

১. ফাইল সিস্টেমের গুরুত্ব

• ডেটার সংগঠন: ফাইল সিস্টেমের মাধ্যমে ডেটা হায়ারার্কিক্যাল বা লিনিয়ার ফরম্যাটে সংগঠিত হয়, যা ব্যবহারে সুবিধা দেয়।
• ডেটার অ্যাক্সেস: এটি ব্যবহারকারীদের জন্য ফাইল তৈরি, পড়া, আপডেট এবং মুছে ফেলার সুবিধা প্রদান করে।
• নিরাপত্তা: ফাইল সিস্টেম নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, যেমন ফাইলের অনুমতি নির্ধারণ এবং এনক্রিপশন।

২. ফাইল সিস্টেমের উপাদানসমূহ

• ফাইল: একটি ফাইল হলো ডেটার একটি একক ইউনিট, যেমন টেক্সট ডকুমেন্ট, ছবি, ভিডিও ইত্যাদি।
• ডিরেক্টরি: এটি ফাইলের একটি সংগঠন যা ফাইলগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করে। ডিরেক্টরি ভিতরে ডিরেক্টরি থাকতে পারে।
• পাথ: পাথ হলো একটি ফাইল বা ডিরেক্টরির অবস্থান নির্দেশ করে।

৩. ফাইল সিস্টেমের প্রকারভেদ

• FAT (File Allocation Table): এটি একটি প্রাচীন ফাইল সিস্টেম যা সাধারণত ফ্ল্যাশ ড্রাইভ এবং ছোট ডিস্কে ব্যবহৃত হয়।
• NTFS (New Technology File System): উইন্ডোজ অপারেটিং সিস্টেমে ব্যবহৃত ফাইল সিস্টেম, যা বড় ফাইল এবং নিরাপত্তার জন্য উন্নত ফিচার প্রদান করে।
• EXT (Extended File System): এটি লিনাক্সে ব্যবহৃত ফাইল সিস্টেম। EXT3 এবং EXT4 সংস্করণে পাওয়া যায়।
• APFS (Apple File System): এটি অ্যাপল ডিভাইসে ব্যবহৃত ফাইল সিস্টেম, যা SSD এর জন্য অপটিমাইজড।

৪. ফাইল সিস্টেমের কার্যক্রম

• ফাইল তৈরি: নতুন ফাইল তৈরি করার জন্য সিস্টেম ফাইল সিস্টেমে নতুন এন্ট্রি যুক্ত করে।
• ফাইল পড়া: ফাইল সিস্টেম ব্যবহারকারীকে ডেটা পড়তে দেয় এবং এটি সংরক্ষণ করে।
• ফাইল আপডেট: ফাইলের তথ্য পরিবর্তন করার সময় সিস্টেম পুরনো ডেটা মুছে নতুন তথ্য লিখে।
• ফাইল মুছা: মুছে ফেলা হলে ফাইল সিস্টেম থেকে ফাইলের রেফারেন্স মুছে যায়, তবে এটি ডেটা পুনরুদ্ধারের জন্য কখনও কখনও পাওয়া যেতে পারে।

৫. চ্যালেঞ্জ এবং সমস্যা

• ডেটা করাপশন: ফাইল সিস্টেমের মধ্যে ডেটা করাপশন ঘটতে পারে, যা ফাইলের অপ্রাপ্তিযোগ্যতা সৃষ্টি করে।
• স্পেস ম্যানেজমেন্ট: সঠিকভাবে স্পেস ব্যবস্থাপনা করা, বিশেষত বড় ফাইল এবং প্রচুর সংখ্যক ফাইলের ক্ষেত্রে চ্যালেঞ্জ হতে পারে।
• পারফরম্যান্স: কিছু ফাইল সিস্টেম বড় ফাইলের সাথে কাজ করার সময় ধীর গতিতে কাজ করতে পারে।

ফাইল সিস্টেম একটি অপারেটিং সিস্টেমের একটি মৌলিক অংশ, যা ডেটার সংগঠন, নিরাপত্তা এবং ব্যবস্থাপনায় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বিভিন্ন প্রকারের ফাইল সিস্টেম ভিন্ন ভিন্ন ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত এবং উন্নত প্রযুক্তির সাথে এগুলোর কার্যকারিতা বাড়ানো হচ্ছে।

ফাইল ধারণা: ফাইলের প্রকারভেদ, অ্যাক্সেস পদ্ধতি (অপারেটিং সিস্টেমে)

অপারেটিং সিস্টেমে ফাইল ধারণা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। ফাইলগুলি হল ডেটা সংরক্ষণের জন্য ব্যবহৃত মৌলিক ইউনিট। একটি ফাইলের মধ্যে বিভিন্ন ধরনের তথ্য থাকতে পারে, এবং এটি ব্যবহারকারীর জন্য সুবিধাজনকভাবে সংরক্ষিত ও প্রবেশযোগ্য হতে হবে। নিচে ফাইলের প্রকারভেদ এবং অ্যাক্সেস পদ্ধতির উপর বিস্তারিত আলোচনা করা হলো।

১. ফাইলের প্রকারভেদ

ফাইলগুলো সাধারণত বিভিন্ন প্রকারভেদে ভাগ করা হয়:

·         টেক্সট ফাইল: সাধারণ লেখা, সংখ্যা এবং চিহ্ন থাকে। উদাহরণস্বরূপ, .txt, .csv, .html ফাইল।

·         বাইনারি ফাইল: এই ফাইলগুলো কেবলমাত্র বাইনারি ডেটা ধারণ করে এবং সাধারণত মানুষের দ্বারা পড়া যায় না। উদাহরণস্বরূপ, ছবি, অডিও এবং ভিডিও ফাইল (.jpg, .mp3, .mp4)।

·         ডিরেক্টরি ফাইল: এই ফাইলগুলো অন্যান্য ফাইলের সমন্বয় বা সংগঠনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি ফাইল সিস্টেমের কাঠামো সৃষ্টি করে।

·         স্পেশাল ফাইল: ডিভাইসের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন হার্ডওয়্যার ডিভাইসের ফাইল।

২. ফাইল অ্যাক্সেস পদ্ধতি

ফাইল অ্যাক্সেস পদ্ধতি হল ফাইলের সাথে ডেটা অ্যাক্সেস করার পদ্ধতি। প্রধানত দুই ধরনের ফাইল অ্যাক্সেস পদ্ধতি রয়েছে:

·         সিকোয়েনশিয়াল অ্যাক্সেস: এই পদ্ধতিতে ফাইলের ডেটা একটি ধারাবাহিকভাবে পড়া হয়। এটি সাধারণত টেক্সট ফাইলগুলোর জন্য ব্যবহৃত হয়। ব্যবহারকারী প্রথম থেকে শেষ পর্যন্ত ফাইলটি পড়তে পারে।

·         র্যান্ডম অ্যাক্সেস: এই পদ্ধতিতে ব্যবহারকারী যেকোনো স্থানে ফাইলের ডেটা অ্যাক্সেস করতে পারেন। এটি বাইনারি ফাইল এবং ডাটাবেজের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত হয়। এই পদ্ধতিতে তথ্য দ্রুত পাওয়া যায় এবং এটি কার্যকরীও।

ফাইল ধারণা, ফাইলের প্রকারভেদ এবং অ্যাক্সেস পদ্ধতি অপারেটিং সিস্টেমের মৌলিক বৈশিষ্ট্য। এগুলি কেবল তথ্য সংরক্ষণ ও পরিচালনার জন্য গুরুত্বপূর্ণ নয়, বরং ব্যবহারকারীর জন্য তথ্যের দ্রুত অ্যাক্সেস এবং কার্যকর ব্যবস্থাপনা নিশ্চিত করে।

এই বিষয়গুলি সম্পর্কে আরও গভীরভাবে বুঝতে পারলে, ব্যবহারকারীরা ফাইল ব্যবস্থাপনা ও তথ্য সংগঠনের ক্ষেত্রে আরও দক্ষ হতে পারবেন।

ফাইল অপারেশন: সৃষ্টি, পড়া, লেখা, মুছা

ফাইল অপারেশন হল অপারেটিং সিস্টেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। ফাইল অপারেশনগুলি ব্যবহৃত হয় তথ্য সংরক্ষণ, সম্পাদনা এবং পরিচালনার জন্য। এটি কম্পিউটার সিস্টেমের কার্যক্ষমতা এবং ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতাকে সহজতর করে। এখানে ফাইল অপারেশনের প্রধান কার্যাবলি নিয়ে আলোচনা করা হলো:

১. ফাইল সৃষ্টি (File Creation)

ফাইল সৃষ্টি হল একটি নতুন ফাইল তৈরি করার প্রক্রিয়া। এটি সাধারণত একটি নির্দিষ্ট নাম এবং ফাইলের ধরন নিয়ে তৈরি করা হয়। অপারেটিং সিস্টেম বিভিন্ন ফাইল ফরম্যাট সাপোর্ট করে, যেমন টেক্সট ফাইল (.txt), ইমেজ (.jpg, .png), ডাটাবেস (.db) ইত্যাদি।

• প্রক্রিয়া:

1.   একটি ফাইলের নাম এবং অবস্থান নির্ধারণ করা হয়।

2.   অপারেটিং সিস্টেম নতুন ফাইলের জন্য মেমোরিতে স্থান বরাদ্দ করে।

3.   ফাইল সিস্টেমে নতুন ফাইলের রেকর্ড সংরক্ষণ করা হয়।

২. ফাইল পড়া (File Reading)

ফাইল পড়া হল ফাইলের মধ্যে সংরক্ষিত তথ্য বা ডেটা অ্যাক্সেস করার প্রক্রিয়া। এটি সাধারণত একটি প্রোগ্রাম দ্বারা সম্পাদিত হয় যা ফাইলের মধ্যে ডেটা পড়তে পারে।

• প্রক্রিয়া:

1.   ফাইলটি ওপেন করা হয়।

2.   ফাইলের কন্টেন্ট পড়া হয়।

3.   তথ্য ব্যবহারের জন্য প্রোগ্রামে ফিরিয়ে দেওয়া হয়।

৩. ফাইল লেখা (File Writing)

ফাইল লেখা হল ফাইলের মধ্যে নতুন ডেটা সংরক্ষণের প্রক্রিয়া। এটি পূর্ববর্তী তথ্যকে পরিবর্তন বা নতুন তথ্য সংযুক্ত করার জন্য ব্যবহৃত হয়।

• প্রক্রিয়া:

1.   ফাইলটি ওপেন করা হয় লেখার জন্য।

2.   নতুন তথ্য বা পরিবর্তিত তথ্য ফাইলে লিখিত হয়।

3.   ফাইলটি সেভ করা হয় যাতে পরিবর্তনগুলি সংরক্ষিত হয়।

৪. ফাইল মুছা (File Deletion)

ফাইল মুছা হল একটি ফাইলের সিস্টেম থেকে চূড়ান্তভাবে অপসারণের প্রক্রিয়া। এটি অপ্রয়োজনীয় ফাইলগুলো মুছে ফেলার জন্য ব্যবহৃত হয়।

• প্রক্রিয়া:

1.   মুছতে হবে এমন ফাইলটির নাম এবং অবস্থান চিহ্নিত করা হয়।

2.   অপারেটিং সিস্টেম ফাইলটিকে সিস্টেম থেকে মুছে ফেলে এবং মেমোরিতে স্থান মুক্ত করে।

3.   ফাইলটি আর ফাইল সিস্টেমে উপলব্ধ থাকে না।

ফাইল অপারেশনগুলি আধুনিক অপারেটিং সিস্টেমের একটি মৌলিক অংশ এবং এর মাধ্যমে ব্যবহারকারীরা তাদের তথ্য দক্ষতার সাথে পরিচালনা করতে সক্ষম হন। ফাইল সৃষ্টি, পড়া, লেখা, এবং মুছা এই চারটি অপারেশন ব্যবহার করে, ব্যবহারকারীরা তাদের প্রয়োজনীয় তথ্য সংরক্ষণ এবং পরিচালনার কাজ সম্পন্ন করতে পারেন।

ডিরেক্টরি স্ট্রাকচার

ডিরেক্টরি স্ট্রাকচার একটি ফাইল সিস্টেমের আর্কিটেকচার যা ফাইল এবং ডিরেক্টরির (ফোল্ডার) সংগঠন ও ব্যবস্থাপনাকে নির্দেশ করে। বিভিন্ন প্রকারের ডিরেক্টরি স্ট্রাকচার বিদ্যমান, যা নিম্নরূপ:

১. একক-স্তরের ডিরেক্টরি (Single-Level Directory)

এই ডিরেক্টরি স্ট্রাকচারে সমস্ত ফাইল এবং ডিরেক্টরি একই স্তরে থাকে। অর্থাৎ, কোনো উপ-ডিরেক্টরি নেই। এটি সাধারণত ক্ষুদ্র সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।

বিশেষত্ব:

• সহজ এবং ব্যবহার করা সহজ।
• ডিরেক্টরি ব্যবস্থাপনায় সমস্যা দেখা দিতে পারে কারণ একই নামের ফাইল থাকতে পারে।
• নাম সংঘর্ষের সম্ভাবনা থাকে।

উদাহরণ:

Documents

Pictures

Music

২. দুটি স্তরের ডিরেক্টরি (Two-Level Directory)

এতে দুটি স্তর থাকে: একটি প্রধান ডিরেক্টরি এবং এর অধীনে বিভিন্ন ব্যবহারকারীর ডিরেক্টরি। প্রতিটি ব্যবহারকারী তাদের নিজের ফাইলগুলি তাদের নিজস্ব ডিরেক্টরির মধ্যে সংরক্ষণ করতে পারে।

বিশেষত্ব:

• ব্যবহারকারীদের ফাইলগুলির জন্য পৃথক স্থান সরবরাহ করে।
• একই নামের ফাইল থাকতে পারে, তবে আলাদা ব্যবহারকারীর ডিরেক্টরিতে।

উদাহরণ:

Root Directory

  ├── User1

  │     ├── file1.txt

  │     ├── file2.txt

  └── User2

        ├── file1.txt

        ├── file3.txt

৩. হায়ারার্কিক্যাল ডিরেক্টরি (Hierarchical Directory)

এই স্ট্রাকচারে একটি মূল ডিরেক্টরি থাকে এবং তার অধীনে একাধিক স্তর এবং উপ-ডিরেক্টরি থাকে। এটি একটি গাছের মতো আকার ধারণ করে।

বিশেষত্ব:

• বড় সিস্টেমের জন্য উপযোগী।
• সহজে সংগঠিত এবং ফাইলগুলি খুঁজে বের করা সহজ।
• নাম সংঘর্ষের সম্ভাবনা অনেক কম।

উদাহরণ:

Root

  ├── Documents

  │     ├── Reports

  │     └── Letters

  ├── Pictures

  └── Music

৪. অ্যাসাইক্লিক-গ্রাফ ডিরেক্টরি (Acyclic-Graph Directory)

এই স্ট্রাকচার একটি ডিরেক্টরি গঠন যা গাছের মতো, কিন্তু এতে একটি বা একাধিক অংশ হতে পারে যা একাধিক পাথের মাধ্যমে এক ফাইল বা ডিরেক্টরিতে পৌঁছায়। এটি চক্র ছাড়া একটি গ্রাফ তৈরি করে।

বিশেষত্ব:

• ফাইল এবং ডিরেক্টরির জন্য বিভিন্ন পাথ ব্যবহারের সুবিধা।
• ব্যবহারকারীরা ফাইলগুলি বিভিন্ন পদ্ধতিতে অ্যাক্সেস করতে পারে।
• জটিল ডাটা গঠন ব্যবস্থাপনায় উপকারী।

উদাহরণ:

Root

  ├── A

  │     ├── B

  │     └── C

  └── D

        └── C

অপারেটিং সিস্টেমের ডিরেক্টরি স্ট্রাকচার ফাইল এবং ডিরেক্টরির ব্যবস্থাপনাকে সুষ্ঠু ও কার্যকরী করতে সাহায্য করে। প্রতিটি স্ট্রাকচারের নিজস্ব সুবিধা ও অসুবিধা রয়েছে, এবং এগুলি বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হতে পারে।

ফাইল সিস্টেম হল একটি সিস্টেম যা ডেটা এবং ফাইলকে সংগঠিত এবং পরিচালনা করতে সাহায্য করে। এটি ডেটার সঞ্চয়, অ্যাক্সেস এবং ম্যানেজমেন্টের জন্য একটি কাঠামো প্রদান করে। ফাইল সিস্টেমের গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির মধ্যে একটি হল ফাইল অ্যালোকেশন পদ্ধতি, যা কিভাবে ডেটা ডিস্কে সঞ্চয় করা হবে তা নির্ধারণ করে। মূলত তিনটি প্রধান ফাইল অ্যালোকেশন পদ্ধতি আছে: সমলয়িত (Contiguous), সংযুক্ত (Linked), এবং সূচকিত (Indexed)।

১. সমলয়িত ফাইল অ্যালোকেশন (Contiguous Allocation)

সমলয়িত অ্যালোকেশন পদ্ধতিতে, ফাইলের সমস্ত ডেটা ব্লকগুলিকে ডিস্কের ধারাবাহিক অবস্থানে সঞ্চয় করা হয়। এর প্রধান বৈশিষ্ট্য:

• গতি: এই পদ্ধতিতে ডেটা দ্রুত অ্যাক্সেস করা যায় কারণ এটি ধারাবাহিক অবস্থানে থাকে।
• সরলতা: এই পদ্ধতিতে ফাইলের অবস্থান সংরক্ষণ করা সহজ কারণ ফাইলের প্রথম ব্লকের অবস্থান এবং তার দৈর্ঘ্য জানলেই যথেষ্ট।
• সীমাবদ্ধতা: ডিস্কে ফাইলের আকার বাড়ালে ফাইলটি স্থানান্তরিত করতে হয়, যা সময়সাপেক্ষ এবং অপ্রয়োজনীয়।

২. সংযুক্ত ফাইল অ্যালোকেশন (Linked Allocation)

সংযুক্ত অ্যালোকেশন পদ্ধতিতে, ফাইলের প্রতিটি ব্লক একটি লিঙ্কের মাধ্যমে পরস্পরের সাথে যুক্ত থাকে। প্রতিটি ব্লকে পরবর্তী ব্লকের পয়েন্টার থাকে। এর বৈশিষ্ট্য:

• লবণাক্ষেত্র: ফাইলের আকার বাড়ানোর জন্য স্থান পুনরায় ব্যবহার করা যায়, কারণ ফাইলের ব্লকগুলো ডিস্কের বিভিন্ন স্থানে হতে পারে।
• অ্যাক্সেস: ফাইলের তথ্য অ্যাক্সেস করার জন্য প্রতিটি ব্লককে অনুসন্ধান করতে হয়, যা গতি কমাতে পারে।
• সীমাবদ্ধতা: পয়েন্টারগুলির জন্য অতিরিক্ত স্মৃতি ব্যবহৃত হয় এবং ডিস্কের কিছু অংশে ফাইল অ্যাক্সেসের জন্য ফ্রেগমেন্টেশন হতে পারে।

৩. সূচকিত ফাইল অ্যালোকেশন (Indexed Allocation)

সূচকিত অ্যালোকেশন পদ্ধতিতে, প্রতিটি ফাইলের জন্য একটি সূচক (Index) তৈরি করা হয়, যা ব্লকগুলির অবস্থান সংরক্ষণ করে। এটি একটি সূচক টেবিলের মাধ্যমে কাজ করে। এর বৈশিষ্ট্য:

• দ্রুত অ্যাক্সেস: সূচকের মাধ্যমে ডেটা দ্রুত খুঁজে পাওয়া যায়।
• সামঞ্জস্য: ফাইলের আকার বাড়ানো বা কমানোর জন্য সহজে পরিবর্তন করা যায়।
• অতিরিক্ত স্মৃতি: সূচক টেবিলের জন্য অতিরিক্ত স্মৃতি প্রয়োজন, যা বড় ফাইলগুলির ক্ষেত্রে কিছুটা সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।

ফাইল সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং কার্যকারিতা মূলত ফাইল অ্যালোকেশন পদ্ধতির ওপর নির্ভর করে। প্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব সুবিধা ও অসুবিধা রয়েছে। ব্যবহারের প্রয়োজন এবং সিস্টেমের প্রয়োজন অনুযায়ী সঠিক ফাইল অ্যালোকেশন পদ্ধতি নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ।