На головну

файлові системи

  1. Barebone-системи
  2. C) дається приклад країни, успішно поєднати у своїй правовій системі ознаки романо-германський системи права із загальним правом.
  3. D) тріщинуваті - дві системи тріщин з відстанню між тріщинами більше 1,5
  4. I. Загальна характеристика СИСТЕМИ ПІДГОТОВКИ СПОРТСМЕНІВ У ЗИМОВОМУ універсальний БОЮ
  5. I. Формування системи військової психології в Росії.
  6. II. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ДИПОЛЬ. Дипольниммоментом СИСТЕМИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ЗАРЯДІВ
  7. III. Схеми вивчення гри як системи взаємозв'язків і взаємовідносини

При наявності великої кількості програм і даних необхідний суворий їх облік та систематизація. Операційним системам доводиться працювати з різними потоками даних, різними апаратними і периферійними пристроями комп'ютера. Організувати впорядковане управління всіма цими об'єктами дозволяє файлова система.

На операційні системи персональних комп'ютерів наклала глибокий відбиток концепція файлової системи, що лежить в основі операційної системи UNIX. В ОС UNIX підсистема вводу-виводу уніфікує спосіб доступу як до файлів, так і до периферійних пристроїв. під файлом при цьому розуміють набір даних на диску, терміналі або будь-якому іншому пристрої. Таким чином, файлова система - Це система управління даними.

Файлові системи операційних систем створюють для користувачів деякий віртуальне представлення зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв ЕОМ, дозволяючи працювати з ними не на низькому рівні команд управління фізичними пристроями (наприклад, звертатися до диска з урахуванням особливостей його адресації), а на високому рівні наборів і структур даних.

Файлова система приховує від програмістів картину реального розташування інформації у зовнішній пам'яті, забезпечує незалежність програм від особливостей конкретної конфігурації ЕОМ, або, як ще кажуть, логічний рівень роботи з файлами. Файлова система також забезпечує стандартні реакції на помилки, що виникають при обміні даними.

Користувач, працюючи в контексті певної мови програмування, зазвичай використовує файли як пойменовані сукупності даних, що зберігаються в зовнішній пам'яті і мають певну структуру. При роботі з файлами користувачеві надаються кошти для створення нових файлів, операції з зчитування і запису інформації і т.д., що не торкаються конкретні питання програмування роботи каналу з пересилання даних, з управління зовнішніми пристроями.

файлова система - Ще одне базове поняття, підтримуване віртуально усіма ОС. Як було встановлено, основною функцією операційної системи є маскування особливостей роботи дисків та інших пристроїв і надання користувачеві зрозумілою і зручною абстрактної моделі незалежних від пристроїв файлів. Системні виклики необхідні для створення, видалення, читання або запису файлів. Перед тим як прочитати файл, його потрібно розмістити на диску і відкрити, а після прочитання його потрібно закрити. Всі ці функції здійснюють системні виклики.

При створенні місця для зберігання файлів ОС використовує поняття каталогуяк спосіб об'єднання файлів в групи. Наприклад, студент може мати по одному каталогу для кожного досліджуваного їм курсу, каталог для електронної пошти та каталог для своєї домашньої web-сторінки. Для створення і видалення каталогу також необхідні системні виклики. Вони ж забезпечують переміщення існуючого файлу в каталог і видалення файлу з каталогу. Вміст каталогу можуть становити файли або інші каталоги. Ця модель створює структуру - файлову систему.

Ієрархії процесів і файлів організовані у вигляді дерев (рис. 7.3). Ієрархія процесів зазвичай не дуже глибока, в ній рідко буває більше трьох рівнів, тоді як файлова структура досить часто має чотири, п'ять і навіть більше рівнів в глибину.

Мал. 7.3. дерево каталогів

Ієрархія процесів зазвичай живе, як правило, кілька хвилин, ієрархія каталогів може існувати роками.

Кожен файл в ієрархії каталогів можна визначити, задавши його ім'я шляху, зване також повним ім'ям файлу. Шлях починається з вершини структури каталогів, званої кореневим каталогом. Абсолютна ім'я шляху складається зі списку каталогів, які потрібно пройти від кореневого каталогу до файлу, з поділом окремих компонентів. Окремі компоненти в ОС UNIX поділяються косою рисою /, а в MS-DOS і Windows - зворотною косою межею \.

Організація файлової системи

Файлова система характеризує спосіб зберігання і пошуку інформації на зовнішніх носіях - жорсткому диску.

Дані в ПК розміщені за ієрархічним принципом: на верхньому рівні - логічний диск, на другому рівні - папки (каталоги), на третьому - файли / папки. логічний диск - Це логічна одиниця жорсткого диска ПК. Розмітка жорсткого диска здійснюється спеціальною програмою. Кількість і розмір логічних дисків визначаються користувачем ПК. Традиційно дисководи для гнучких дисків звуться А: і В :. Назви логічних дисків вінчестера починаються з С :, D :, Е: і т. Д. На диску С: зазвичай встановлюються і зберігаються системні програми і файли, а починаючи з диска D: - розміщується особиста інформація користувача.

папки (Каталоги, директорії) - елементи файлової структури, що відповідають за систематизацію інформації в файлової системі. Склад папок, їх назву, їх наявність визначаються користувачем і його методами роботи. З точки зору файлової системи папка це невеликий файл зі списком вмісту даної папки.

файл- Це пойменована область на носії інформації (диску), що містить дані. Файл визначається за певними законами і складається з 2-х частин: власне імені та розширення (типу). Файл може містити російські і латинські букви, цифри і деякі знаки (підкреслення, пробіл, дефіс, #, $, ...), довжина імені не більше 255 символів. Деякі знаки заборонені для використання в імені - *,?, /, \ І ін., Оскільки за ними закріплені в системі певні функції. Розширення (тип) файлу може бути відсутнім, але його наявність дуже корисно, оскільки дозволяє користувачеві дізнатися, якого типу інформація знаходиться в файлі (.txt - текстовий файл, .doc - документ,. Bmp - картинка і т.п.), а операційний система може визначити, за допомогою якого додатки (програми) можна цей файл прочитати.

Розширення ехе, .com, .bat визначають виконувані файли, файли, всередині яких знаходиться інформація, «зрозуміла» ПК на внутрішньому мовою. Це розширення файлів-програм (додатків).

Для угруповання файлів в групи з метою їх пошуку використовуються шаблони імен. У них можуть використовуватися певні символи - символи шаблонів. До них відносяться:

 * - Позначає будь-яку кількість будь-яких символів;

? - Будь-який один символ.

Розглянемо кілька прикладів (шаблонів):

 * .txt - Всі файли з розширенням txt;

А * ехе - виконувані файли, що починаються на А;

? K * .doc - файли з другої буквою К в назві, зроблені в програмі Word.

Невеликий файл (до 1 Кб), що містить рядок адреси файлу, називається ярликом.

Шлях (адреса) файлу- Це його місце розташування в файлової системі. Наприклад, для випадку на рис. 7.4, шлях до файлу file.txt буде таким:

D: \ моя \ завдання \ file.tхt

Мал. 7.4. Фрагмент файлової структури

Всі сучасні дискові операційні системи забезпечують створення файлової системи, призначеної для зберігання даних на дисках і забезпечення доступу до них. Принцип організації файлової системи - табличний. Поверхня жорсткого диска розглядається як тривимірна матриця, вимірами якої є номери поверхні, циліндра и сектора. під циліндром розуміється сукупність всіх доріжок, що належать різним поверхням і знаходяться на рівній відстані від осі обертання. Дані про те, в якому місці диска записаний той чи інший файл, зберігаються в системній області диска. Формат службових даних визначається конкретної файлової системою. Порушення цілісності службових відомостей призводить до неможливості скористатися даними, записаними на диску. Тому до системної області пред'являються особливі вимоги по надійності. Цілісність, несуперечливість і надійність цих даних регулярно контролюється засобами операційної системи.

Найменшою фізичної одиницею зберігання даних є сектор. Розмір сектора дорівнює 512 байт. Теоретично можлива самостійна адресація для кожного сектора. Але для дисків великого обсягу такий підхід неефективний, а для деяких файлових систем - просто неможливий. У зв'язку з цим групи секторів об'єднуються в кластери. кластер є найменшою одиницею адресації при зверненні до даних. Розмір кластера, на відміну від розміру сектора, строго не фіксований. Зазвичай він залежить від ємності диска.

Операційні системи MS-DOS, OS / 2, Windows 95 та інші використовують файлову систему на основі таблиць розміщення файлів (FAT-таблиці), що складаються з 16-розрядних полів. Така файлова система називається FAT16. Вона дозволяє розмістити в FAT-таблиця не більше 65 536 записів (216) Про місцезнаходження одиниць зберігання даних. Для дисків об'ємом від 1 до 2 Гбайт довжина кластера складає 32 Кбайт (64 сектора). Це не цілком раціональний витрата робочого простору, оскільки будь-який файл (навіть дуже маленький) повністю окуповує весь кластер, якому відповідав би тільки одна адресна запис в таблиці розміщення файлів. Навіть якщо файл досить великий і розташовується в декількох кластерах, все одно в його кінці утворюється якийсь залишок, нераціонально витрачає цілий кластер.

Для жорстких дисків, обсяг яких наближається до 2 Гбайт, втрати, пов'язані з неефективністю цієї файлової системи, досить значні і можуть становити від 25% до 40% повної ємності диска, в залежності від середнього розміру зберігаються файлів. З дисками же розміром більше 2 Гбайт файлову систему FAT16 взагалі працювати не може.

Починаючи з Windows 98 операційні системи сімейства Windows (Windows 98, Windows Me, Windows2000, WindowsXP) підтримують більш досконалу версію файлової системи на основі FAТ-таблиця - FAT32з 32-розрядними полями в таблиці розміщення файлів. Для дисків розміром до 8 Гбайт ця система забезпечує розмір кластера 4 Кбайт (8 секторів).

Операційні системи Windows NT і Windows XP здатні підтримувати зовсім іншу файлову систему - NTFS. У ній зберігання файлів організовано інакше - службова інформація зберігається у головній таблиці файлів (MFT). В системі NTFS розмір кластера не залежить від розміру диска, і, потенційно, для дуже великих дисків ця система повинна працювати ефективніше, ніж FAT32. Однак сучетом типових характеристик сучасних комп'ютерів можна говорити про те що в даний час ефективність FAT32 и NTFS приблизно однакова.

Обслуговування файлової структури

Незважаючи на те що дані про місцезнаходження файлів зберігаються в табличній структурі, користувачеві вони представляються у вигляді ієрархічної структури - людям так зручніше, а всі необхідні перетворення бере на себе операційна система. До функції обслуговування файлової структури відносяться такі операції, Що відбуваються під управлінням операційної системи:

- Створення файлів і присвоєння їм імен;

- Створення каталогів (папок) і присвоєння їм імен;

- Перейменування файлів і каталогів (папок);

- Копіювання та переміщення файлів між дисками комп'ютера і між каталогами (папками) одного диска;

- Видалення файлів і каталогів (папок);

- Навігація по файловій структурі з метою доступу до заданого файлу, каталогу (папки);

- Управління атрибутами файлів.

Порівняння файлових систем Microsoft Windows.

Під управлінням MS Win2000 можливе використання файлових систем FAT16, FAT32, NTFS або їх комбінацій. Цифри в назві файлових систем - FAT16 і FAT32 - вказують на число біт, необхідних для зберігання інформації про номери кластерів, використовуваних файлом. Так, в FAT16 застосовується 16-бітова адресація і, відповідно, можливе використання до 216 адрес. У Windows 2000 перші чотири біта таблиці розташування файлів FAT32 необхідні для власних потреб, тому в FAT32 число адрес досягає 228.

серед переваг FAT16 можна відзначити наступні:

- Файлова система підтримується ОС MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, а також деякими ОС UNIX;

- Існує велика кількість програм, що дозволяють виправляти помилки в цій файлової системи і відновлювати дані;

- При виникненні проблем із завантаженням з HDD система може бути завантажена з системної дискети;

- Файлова система досить ефективна для томів обсягом менше 256 Мб.

К недоліків FAT16 можна віднести:

- Не підтримується резервна копія завантажувального сектора;

- В FAT 16 не підтримує вбудований захист файлів і їх стиснення.

серед переваг FAT32 важливо відзначити наступні:

- Виділення дискового простору виконується більш ефективно, особливо для дисків великого обсягу;

- Кореневої каталог в FAT32 являє собою звичайну ланцюжок кластерів і може перебувати в будь-якому місці диска, завдяки цьому FAT32 не накладає ніяких обмежень на кількість елементів в кореневому каталозі;

- За рахунок використання кластерів меншого розміру зайняте дисковий простір на 10-15% менше, ніж під FAT16.

- FAT32 є більш надійною файлової системою, зокрема, вона підтримує можливість переміщення кореневого каталогу і використовувати резервну копію FAT.

Основні недоліки FAT32:

- Розмір томи під Win2000 обмежений 32 Гб;

- Томи недоступні з інших ОС - тільки з Win95 OSR2 і Win98;

- Не підтримується резервна копія завантажувального сектора;

- Не підтримується вбудований захист файлів і їх стиснення. При роботі в Windows 2000 рекомендується відформатувати всі розділи HDD під NTFS, за винятком тих змін, коли використовується кілька ОС (крім Windows 2000 і Windows NT).

Застосування NTFS замість FAT дозволяє використовувати функції, доступні в NTFS. До них, зокрема, відносяться:

- Можливість відновлення. Ця можливість вбудована в файлову систему, NTFS і гарантує збереження даних за рахунок того, що використовуються протокол і деякі алгоритми відновлення інформації;

- Стиснення інформації. Для томів NTFS Windows 2000 підтримує стиснення окремих файлів. Такі стислі файли можуть використовуватися Windows-додатками без попереднього розпаковування, яка відбувається автоматично при читанні з файлу. При закритті і збереженні файл знову упаковується;

- Захист файлів і каталогів. Тільки на томах NTFS можливе завдання атрибутів доступу до файлів і папок;

- Файлова система підтримує резервну копію завантажувального сектора - вона розташовується в кінці тому;

- NTFS підтримує систему шифрування Encrypted File System (EFS), що забезпечує захист від несанкціонованого доступу до вмісту файлів.

До недоліків NTFS відносяться:

- NTFS-томи недоступні в MS-DOS, Win95 і Win98;

- Для томів невеликого обсягу, що містять багато файлів невеликого розміру, можливе зниження продуктивності в порівнянні з FAT.

 




То в результаті значення змінної дорівнюватиме лише перші п'ять символів. | Перетворення типів даних. | Оголосити константу можна безпосередньо в процедурі, при цьому доступ до константи має тільки дана процедура. | Найбільш поширеним мовою логічного програмування є мова Prolog (Пролог). | У ООП базовими одиницями програм і даних є класи. | поліморфізм | Тема 7. Основи операційних систем | Класифікація операційних систем. | модульне ядро | микроядро |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати