Требования к файлам системы со стороны пользователя

1. Требования к файлам системы со стороны пользователя

? соответствие требованиям управления данными и требованиям со стороны пользователей, включающим возможность хранения данных и выполнения операций с ними;

 

 

2. Архитектура файловой системы

 

Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и другими низкоуровневыми проблемами передачи данных с запоминающего устройства. Все эти функции файловая система берет на себя. Файловая система распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обеспечивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление данных.

Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя, экранизирующего все сложности физической организации долговременного хранилища данных и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а затем предоставляет им набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.

Классическая схема организации программного обеспечения файловой системы представлена на рис. 1.

Рис. 1 – Организация программного обеспечения файловой системы

 

3. Организация файлов

Организация дискового пространства для размещения на нем файловой системы выполняется разбиение диска на разделы. Раздел – основа организации больших объемов дискового пространства. Разделы реализуют отображение физического диска. Раздел (partition) – часть физического дискового пространства, которая предназначена для размещения на ней структуры одной файловой системы и с логической точки зрения рассматривается как единое целое.

Раздел – это логическое устройство, которое с точки зрения ОС функционирует как отдельный диск. Каждый раздел может иметь свою файловую систему и использоваться разными ОС. Для разбиения диска на разделы применяется утилита fdisk, а для генерации файловой системы – утилита format c:.

Реализация разделов повышает гибкость использования файловой системы.

Файловые системы поддерживают несколько функционально различных типов файлов, в число которых входят обычные файлы, содержащие информацию произвольного характера (текст, графика, звук и др.), файлы-каталоги, специальные файлы, именованные конвейеры, отображаемые в память файлы и др.

Обычные файлы, или просто файлы, или регулярные файлы, содержат информацию, которую в них заносит пользователь или которая образуется в результате работы системных и пользовательских программ.

Каталоги – это системные файлы, обеспечивающие организацию файлов в рамках файловой системы. Они содержат системную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователем по какому-либо неформальному признаку. Во многих ОС в каталог могут входить другие файлы, в том числе другие каталоги, за счет чего образуется древовидная структура, удобная для поиска требуемого файла. Каталоги устанавливают соответствие между именами файлов и их характеристиками, используемыми файловой системой для управления файлами. В число таких характеристик входят тип файла, права доступа к файлу, его распоряжение на диске, размер, дата и время создания и др.

Специальные файлы – это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые используются для унификации механизма доступа к последовательным устройствам ввода-вывода, таким как мониторы, клавиатуры, принтеры и др. (например, MS-DOS рассматривает монитор и клавиатуру как файлы со стандартным именем con – консоль, а принтер – как файл prn). Блочные специальные файлы используются для моделирования дисков.

менованные конвейеры (каналы) представляют собой циклические буферы, позволяющие выходной файл одной программы соединить со входным файлом другой программы.

Отображаемые файлы – это обычные файлы, отображенные на адресное пространство процесса по указанному виртуальному адресу.

 

4. Типы, именование и атрибуты файлов

Атрибут

Пользователь может получить доступ к атрибутам, используя средства, предоставляемые для этой цели файловой системой. Обычно разрешается читать… Хотя каждая файловая система может иметь конкретные правила при формировании… < > : " / | Перечисленные ниже зарезервированные имена устройств не могут быть использованы как…

Физическая организация и адресация файла

- скорость доступа к данным; - объем адресной информации файла; - степень фрагментированности дискового пространства;

Физическая организация файловой системы FAT

Рисунок 5 - Физическая структура файловой системы FAT  

Физическая организация файловой системы NTFS

Основными отличительными свойствами NTFS являются: − поддержка больших файлов (теоретически до 16 Терабайт) и больших… − восстанавливаемость после сбоев и отказов программ и аппаратуры управления дисками;

Физическая организация файловых систем ext2, ext3, ext4

− блоки и группы блоков; − индексный дескриптор; − суперблок.