Логическая организация файловой системы

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 15Следующая ⇒

Логическая модель файловой системы материализуется в виде дерева каталогов, выводимого на экран, например, с помощью Norton Commander или Windows Explorer, в символьных составных именах файлов и командах работы с файлами.

Цели и задачи файловой системы

Файл – это именованная область внешней памяти в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Обычно файлы хранятся на энергонезависимой памяти – диске. Однако есть и исключения. Например, может быть создан

Основные цели использования файла:

· долговременное и надежное хранение информации;

· совместное использование информации.

Файл может быть создан одним пользователем, а использоваться другим. При этом могут быть определены права доступа к информации.

Файловая система – часть ОС, которая включает;

· совокупность всех файлов на диске;

· наборы структур данных для управления файлами. Каталоги файлов. дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

· комплекс системных программных средств, реализующих операции над файлами; создание, уничтожение, запись, чтение именования и поиск файлов.

Файловая система позволяет обходиться набором простых операций над некоторым абстрактным объектом, наз. файлом.

Файловая система экранирует все сложности физической организации долговременного хранения данных и предоставляет набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.

Задачи, которые решает ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип ФС – однопользовательская, однопрограммная. К их числу принадлежит MS-DOS.

следующие:

· именование файлов;

· программный интерфейс для приложений;

· отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· обеспечение устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибка аппаратных и программных средств.

Задачи ФС усложняются в однопользовательских мультипрограммных ОС. Примером такой ОС является OS/2. Здесь добавляется новая задача совместного доступа к файлу из нескольких процессов.

В этом случае файл – разделяемый ресурс со всеми вытекающими отсюда проблемами.

В многопользовательских системах добавляется еще одна задача; защита файлов от несанкционированного доступа.

Типы файлов

Обычные файлы – содержат информацию произвольного характера. Большинство современных ОС (UNIX, Windows, OS/2) никак не ограничивают и не контролируют содержимое и структуру файла.

Все ОС должны распознавать хотя бы один тип файлов – их собственные исполняемые файлы.

Каталоги – особый тип файлов. Они содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователями по какому – либо неформальному признаку (например, один документ и т.п.).

Во многих ОС в каталог могут входить

для поиска.

Специальные файлы - это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода – вывода. Они используются с целью унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам. Специальные файлы позволяют пользователю выполнять операции ввода – вывода посредством обычных команд записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются сначала программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством.

Иерархическая структура файловой системы

Большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня.

Граф описывающий иерархию каталогов может быть деревом или сетью. если файлу разрешено входить только в один каталог, файлы образуют дерево. Сеть – файл может входить сразу в несколько каталогов.

Например, в MS – DOC и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX – сетевую.

В древовидной структуре каждый файл является листом. каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом или корнем.

Имена файлов

В файловых системах используется три типа имен файлов: простые, составные и относительные.

Простое (короткое, символьное) имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. Эти имена присваивают пользователи с учетом ограничений ОС. Мак в файловой системе FAT длина имени ограничивается схемой 8.3 (8 символов имя, 3-расшинение), а в файловых системах NTFS и FAT32, входящих в состав ОС Windows NT, имя файла может содержать до 255 символов.

В иерархических файловых системах разным файлам разрешено иметь одинаковые простые символьные имена при условии, что они принадлежат разным каталогам.

Для однозначной идентификации в таких системах используется так наз. полное имя.

Полное имя представляет собой цепочку через которые проходит путь от корня до данного файла.

В древовидной файловой системе между файлом и его полным именем имеется взаимно однозначное соответствие один файл – одно полное имя.

В случае сетевой структуры имеет место соответствие: один файл – много полных имен.

Файл может быть также идентифицирован относительным именем. Оно образуется через понятие текущий каталог. ОС фиксирует имя текущего каталога и использует его как «добавку» к полному имени, используя относительное имя. Например. текущий каталог USER относительное имя main.exe. Полное имя USER/main.exe.

Монтирование

Вычислительная система может иметь несколько дисковых устройств. Более того, одни физическое устройство может иметь несколько логических дисков.

Возникает проблема хранения файлов в системе, которая имеет несколько устройств внешней памяти.

Первое решение. На каждом из устройств размещается автономная файловая система. Т.е. имеется два независимых дерева каталогов. Здесь в полное имя файла входит идентификатор соответствующего логического

Второе решение. Файловые системы объединяются в единую файловую систему, которая описывается единым деревом каталогов.

Такая операция наз. монтированием.

При этом ОС выделяет одно дисковое устройство, называемое системным. Пусть имеется де файловые системы, расположенные на разных логически дисках, причем одни из них является системным.

Файловая система. расположенная на системном диске, назначается корневой. для связи иерархий файлов в корневой файловой системе выбирается некоторый существующий каталог. После выполнения монтирования выбранный каталог становится корневым каталогом второй файловой системы. Через этот каталог монтируемая файловая система подсоединяется как поддерево к общему дереву.

Атрибуты файлов

Атрибуты –информация, которая описывает свойства файла. Примеры возможных атрибутов:

· тип файла (обычный файл, каталог, спецфайл);

· владелец файла;

· создатель файла;

· пароль для доступа к файлу;

· информация о разрешенных операциях доступа к файлу;

· времена создания, последнего доступа и последнего изменения;

· текущий размер файла;

· максимальный размер файла;

· признак «только для чтения»;

· признак «скрытый файл»;

· признак «системный файл»;

· признак «архивный файл»;

· признак «двоичный/символьный»;

· признак «временный» (удалить по завершении процесса);

· признак блокирования;

· признак записи в файл;

· указатель на ключевое поле в записи;

· длина ключа.

Конкретный перечень атрибутов определяется спецификой файловой системы.

сделано в MS-DOS


Имя файла	Расширение	R	A	H	S	Резервные
Резервные	Время	Дата	Номер первого набора	Размер

Другим вариантом является размещение атрибутов в специальных таблицах, когда в каталогах содержатся только ссылки на эти таблицы. В такой файловой системе (ОС UNIX) структура каталога очень простая


№ индексного дескриптора	Имя файла

Индексный дескриптор файла – таблица, в которой сосредоточены значения атрибутов файла. Такая система более гибкая. Файл может быть включен сразу в несколько каталогов.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 12 131415 Следующая ⇒