Файловая система и ее организация :

Файловая система— порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов. Файловая система с точки зрения пользователя — это «пространство», в котором размещаются файлы, наличие файловой системы позволяет определить не только «как называется файл», но и «где он находится». Различать файлы только по имени было бы слишком неэффективным: про каждый файл приходилось бы помнить, как он называется и при этом заботиться о том, чтобы имена никогда не повторялись. Более того, необходим механизм, позволяющий работать с группами тематически связанных между собой файлов (например, компонентов одной и той же программы или разных главы одной диссертации). Иначе говоря, файлы нужно систематизировать. файловая система-Способ хранения и организации доступа к данным на информационном носителе или его разделе. Классическая файловая система имеет иерархическую структуру, в которой файл однозначно определяется полным путём к нему.

Задачи файловой системы

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:именование файлов;программный интерфейс работы с файлами для приложений;отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Файл, папка и файловая структура:

Файл-именованный участок внешней памяти, на которой хранится любой набор данных. Операции:открыть,удалить,копировать,переименовать.

Папка-файл,который содержит в себе указатели на другие файлы,и получает получить доступ к ним по их именам.Папка позволяет упорядочить хранение отдельных файлов.Операции:Аналогичные.

Файловая система-1)Вся совокупность файлов и папок, хранимых на внешних носителях.2)Часть операционной системы,обеспечивающая запись,чтение и другие операции над файлами на внешних носителях.

Файловая структура:логическая организация всей совокупности папок и файлов для пользователя.

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ФАЛОВАЯ СТРУКТУРА:Представление основано на следующих идеях:1)Каждый файл размещается в папке.2)Папка-файл элементы которого описывают другие файлы или объекты и обеспечивают доступ к ним по их именам.3)Папка может находится в другой папке с другими файлами.При этом образуется иерархическая древовидная система вложенных папок.

Классификация ОС

в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:Однозадачные и многозадачные;Однопользовательские и многопользовательские;Однопроцессорные и многопроцессорные системы;Локальные и сетевые.

Однозадачные ОС

Операционная система MS-DOS

 По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

 Однозадачные (MS DOS)

 Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями.

Одной из самых распространенных операционных систем до середины 90-х годов была дисковая операционная система фирмы Microsoft MS DOS (Microsoft Disk Operating System). Состав MS DOS

В операционную систему MS DOS входят следующие основные модули:Базовая система ввода – вывода (BIOS);Блок начальной загрузки (Boot Record);Модуль расширения BIOS (IO.SIS);Модуль обработки прерываний (MS DOS.SYS);Командный процессор (COMMAND.COM);файлы-драйверы, которые после их загрузки в память обеспечивают работу таких устройств, как мышь, CD-ROM и др.;Утилиты ОС, выполняющие различные сервисные функции (форматирование дисков и др.).

Базовая система BIOS аппаратно зависима и находится в памяти ПЗУ ПК. Эта часть операционной системы является встроенной в ПК.

Она реализует следующие основные функции:Автоматическую проверку аппаратных компонентов при включении ПК;Вызов блока начальной загрузки ОС (загрузка в память программы операционной системы происходит в два этапа: сначала загружается блок начальной загрузки (Boot Record) и на него передается управление, затем с помощью этого блока - остальные модули).

Блок начальной загрузки (Boot Record) – это очень короткая программа (около 512 байт), находящаяся в первом секторе каждого диска с операционной системой DOS. Boot Record загружает в память еще два модуля ОС (системных файлов io.sys, msdos.sys), которые завершают процесс загрузки DOS.

Модуль IO.SIS расширения BIOS представляет собой дополнение к BIOS в ПЗУ. Он настраивает ОС на конкретную конфигурацию ПК и позволяет подключать новые драйвера к нестандартным устройствам ввода/вывода.

Модуль обработки прерываний MS DOS.SYS – реализует услуги связанные с обслуживанием файловой системы и операций ввода – вывода.

Командный процессор COMMAND.COM – обрабатывает у команды, которые вводятся пользователем.

После включения питания компьютера, на котором установлена операционная система MS DOS, автоматически происходят следующие процессы:Тестирование ПК (BIOS выполняет комплекс программ начального тестирования компьютера); Загрузка MS DOS (считывание операционной системы из внешнего запоминающего устройства в оперативную память);Настройка MS DOS (настройка ОС выполняется по командам, записанным в файлах config.sys и autoexec.bat.).

Многозадачные ОС

Многозадачность  — свойство операционной системы или среды программирования обеспечивать возможность параллельной (или псевдопараллельной) обработки нескольких процессов. Истинная многозадачность операционной системы возможна только в распределённых вычислительных системах.

Существует 2 типа многозадачности:Процессная многозадачность (основанная на процессах — одновременно выполняющихся программах). Здесь программа — наименьший элемент кода, которым может управлять планировщик операционной системы. Более известна большинству пользователей (работа в текстовом редакторе и прослушивание музыки).Поточная многозадачность (основанная на потоках). Наименьший элемент управляемого кода — поток (одна программа может выполнять 2 и более задачи одновременно).

Многопоточность — специализированная форма многозадачности. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных,  и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

Системы пакетной обработки (ОС ЕС),Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows),Системы реального времени (RT11)

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.Эти системы  обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.  В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.  Системы реального времени применяются  для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.