Определение файловой системы. Функции файловой системы. Иерархическая структура файловой системы.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Файловая система – это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. В широком смысле понятие «файловая система» включает: совокупность всех файлов на диске, наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске, комплекс системных программных средств, которые выполняют различные операции над файлами: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами. Основные функции файловой системы: Идентификация файлов. Связывание имени файла с выделенным ему пространством внешней памяти. Распределение внешней памяти между файлами. Обеспечение надежности и отказоустойчивости. Стоимость информации может во много раз превышать стоимость компьютера. Обеспечение защиты от несанкционированного доступа. Обеспечение совместного доступа к файлам.. Обеспечение высокой производительности

Структура файловой системы

Как правило, файловые системы хранятся на дисках. Большинство дисков можно разбить на разделы, каждый из которых имеет независимую файловую систему. Сектор 0 диска называется главной загрузочной записью и используется для загрузки компьютера. В конце главной загрузочной записи находится таблица разделов, содержащая начальные и конечные адреса всех разделов. Один из разделов таблицы может быть помечен как активный. При загрузке компьютера BIOS считывает и исполняет код, содержащийся в MBR. Первое, что делает программа MBR, — определяет активный раздел, считывает его первый блок, называемый загрузочным, и исполняет его. Программа загрузочного блока загружает операционную систему раздела.

Для единообразия все разделы начинаются с загрузочного блока, в том числе и те, которые не содержат загружаемую операционную систему. Независимо от используемой операционной системы, приведенное описание справедливо для любой аппаратной платформы, система BIOS которой способна загружать более одной операционной системы.

Системы, совместимые с персональными компьютерами, могут иметь не более четырех главных разделов, поскольку между главной загрузочной записью и границей первого 512-байтового сектора есть место под массив, включающий лишь 4 элемента. Некоторые операционные системы позволяют выделять в таблице разделов один расширенный раздел, указывающий на связанный список логических разделов. Такая структура позволяет иметь неограниченное количество дополнительных разделов. BIOS не может запустить операционную систему с логического раздела, поэтому начальную загрузку требуется проводить с главного раздела, чтобы загрузить код, управляющий логическими разделами.

Понятие RAID-массивов. Типы RAID-массивов.

В основе средств обеспечения отказоустойчивости дисковой памяти лежит общий для всех отказоустойчивых систем принцип избыточности, и дисковые подсистемы RAID являются примером реализации этого принципа.

В логическом устройстве RAID-0 общий для дискового массива контроллер при выполнении операции записи расщепляет данные на блоки и передает параллельно на все диски. Первый блок на первый диск, второй — на второй и т.д.

Уровень RAID-0 не обладает избыточностью данных, а значит, не имеет возможности повысить отказоустойчивость. Если при считывании произойдет сбой, то данные будут безвозвратно испорчены.

Уровень RAID-1 реализует подход, называемый зеркальным копированием (ntirmring). Логическое устройство в этом случае образуется на основе одной или нескольких пар дисков, в которых один диск является основным, а другой диск (зеркальный) дублирует информацию, находящуюся на основном диске.

При внесении изменений в данные, расположенные на логическом устройстве RAID-1, контроллер (или драйвер) массива дисков одинаковым образом модифицирует и основной, и зеркальный диски. Удвоение количества операций записи снижает, хотя и не очень значительно, производительность дисковой подсистемы, поэтому во многих случаях наряду с дублированием дисков дублируются и их контроллеры. Такое дублирование (duplexing) помимо повышения скорости операций записи, обеспечивает большую надежность системы — данные на зеркальном диске останутся доступными не только при сбое диска, но и в случае сбоя дискового контроллера.

Уровень RAID-2 расщепляет данные побитно: первый бит записывается на первый диск, второй бит — на второй диск и т. д. Отказоустойчивость реализуется в RAID-2 путем использования для кодирования данных корректирующего кода Хэмминга, который обеспечивает исправление однократных ошибок и обнаружение двукратных ошибок. Избыточность обеспечивается за счет нескольких дополнительных дисков, куда записывается код коррекции ошибок.

В массивах RAID-3 используется расщепление (stripping) данных на массив ков с выделением одного диска на весь набор для контроля четности. То есть, если имеется массив из N дисков, то запись на N-1 из них производится параллельно побайтным расщеплением, а N-й диск используется для записи контроль» информации о четности. Диск четности является резервным. Если какой-либо выходит из строя, то данные остальных дисков плюс данные о четности резервного диска позволяют не только определить, какой из дисководов массива вышел из строя, но и восстановить утраченную информацию..

Уровень RAID-3 позволяет выполнять одновременное чтение или запись данных на несколько дисков для файлов с длинными записями, однако следует подчеркнуть, что в каждый момент выполняется только один запрос на ввод-вывод, то есть RAID-3 позволяет распараллеливать ввод-вывод в рамках только одного процесса. Таким образом, уровень RAID-3 повышает как надежность, так и скорость обмена информацией.

Организация RAID-4 аналогична RAID-3, за тем исключением, что данные распределяются на дисках не побайтно, а блоками. За счет этого может происходить независимый обмен с каждым диском. Для хранения контрольной информации также используется один дополнительный диск.

В уровне RAID-5 используется метод, аналогичный RAID-4, но данные о контроле четности распределяются по всем дискам массива. При выполнении операции записи требуется в три раза больше оперативной памяти. Каждая команда записи инициирует ту же последовательность «считывание—модификация—запись» в нескольких дисках, как и в методе RAID-4. Наибольший выигрыш в производительности достигается при операциях чтения. Поскольку информация о четности может быть считана и записана на несколько дисков одновременно, скорость записи по сравнению с уровнем RAID-4 увеличивается.

Защищенность и отказоустойчивость операционных систем.

Безопасная информационная система — это система, которая защищает данные от несанкционированного доступа, всегда готова предоставить их своим пользователям, надежно хранит информацию и гарантирует неизменность данных. Безопасная система по определению обладает свойствами конфиденциальности, доступности и целостности.

Конфиденциальность— гарантия того, что секретные данные будут доступны только авторизованным пользователям,

Доступность — гарантия того, что авторизованные пользователи всегда получат доступ к данным.

Целостность — гарантия сохранности данными правильных значений, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей редактировать, разрушать или создавать данные.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒