4. Назначение и функции файловой системы. Организация данных на носите­ле.

Под файлом понимается набор данных, организованных в виде совокупности записей одина­ковой структуры. Для управления этими данными создаются соответствующие системы управ­ления файлами. Файловая система - набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, моди­фикацию, и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами.

Существует два уровня представления файлов:

1. Физический - занимается размещением данных на носителях.

2. Логический - занимается обеспечением сервиса, связанного с доступом к данным по

именам файлов.

Дескриптор файла (метаданные).

1. имя файла

2. информация о размещении файла

3. тип организации фалов

4. тип устройства

5. атрибут доступа

6. тип файла

7. дата и время создания

8. дата и время последней модификации

Операции над файлами: открыть, закрыть, создать, удалить, переименовать. Операции над элементами данных: прочитать, записать, вставить, исключить, заменить. Операционная система имеет в своем составе систему управления файлами, предоставляю­щую пользователю следующие возможности:

1. создание, модификация, уничтожение файлов;

2. обеспечение разделения файлов для работы с разными процессами;

3. защита с точки зрения авторизации доступа:

4. защита от разрушения и обеспечение средств восстановления;

5. обеспечение интерфейса пользователя на логическом уровне.

Модели файла.

Физическая запись - минимальный объем информации, на уровне которого производится обмен данными с периферийными устройствами.

Логическая запись - некая совокупность данных рассматриваемая пользователем как единое целое:

1. Не сблокированные записи - логическая запись содержит только одну физическую за­пись.

2. Сблокированные записи - в одну логическую запись входит несколько физических, ко­торые организуют блок.

2.1. Записи фиксированной длины - одинаковая длина всех записей.

2.2. Записи переменной длины - указывается фактическая длина каждой записи и факти­ческая длина каждого блока.

2.3. Записи неопределенной длины -длина меняется, но явно длина не указывается, а

определяется по количеству специальных маркеров.

Способы организации файлов:

1. Последовательный - самый простои и самый неэффективный, поскольку необходимо

просматривать все записи до необходимой.

2. Индексный

4.2 основой явл списочная структура, элементами которой являются индексные блоки.

5 Дисковое пространство делится на кластеры. ОС создает таблицу поблочных отображений, в которой каждому кластеру диска соответствует своя запись. Каталог содержит имя файла и указатель на запись в таблице отображений, которая относится к кластеру, который содержит первый блок этого файла.

5. Основные функции подсистемы управления вводом-выводом. Способы организации обмена данными. Управление обменом. Буферизация.

Подсистема ввода/вывода выполняет запросы файловой подсистемы и подсистемы управления процессами для доступа к периферийным устройствам. Она обеспечивает необходимую буферизацию и взаимодействует с драйверами устройств – специальными модулями, обслуживающими внешние устройства. Особенности подсистемы ввода/вывода можно рассмотреть на примере ОС UNIX.

Существует 3 типа драйверов:

1. символьные драйверы – этот тип драйверов обеспечивает работу с устройствами с побайтовым доступом и обменом данными (модемы, терминалы, принтеры, мышь). Доступ к таким драйверам не включает использование буферного КЭШа, таким образом ввод и вывод как правило не буферизуются.

2. Блочные драйверы – этот тип драйверов позволяет производить обмен данными с устройством фиксированными порциями(блоками) (работа с жестким диском). Для блочных драйверов обычно используется буферный кэш, который является интерфейсом м-ду файловой системой и устройством.

3. Драйверы низкого уровня – этот тип интерфейса блочных драйверов позволяет производить обмен данными с блочным устройством, минуя буферный кэш.(избегаем дополнительного копирования).

Структура драйвера и механизм работы с ним.

Драйвер – это набор соответствующих функций. Обращение к драйверу осуществляется ч-з системные вызовы. Для вызова используют префикс ХХ. Структура драйвера зависит от типа устройства. Для организации доступа используется коммутатор (таблица, каждый элемент которой содержит указатели на соответствующие функции драйвера – точки входа) для символьных и блочных устройств. Драйвер устройства адресуется 2-мя байтами, обычно старшим байтом, младший может не использоваться. Если есть группа устройств, то старший указывает на группу, а младший на конкретное устройство