33. Поддержка и внутренняя организация длинных имен в ос Windows для файловых систем faTxx. Псевдоним длинного имени в пространстве имен dos.

Для представления длинного имени в FAT32 стали использовать элементы каталога, в том числе и корневого, поэтому количество файлов увеличили с 512 до2048. Длинное имя разрезано на несколько стандартных описателей (по 13 букв на один описатель), каждый из которых содержит атрибут метки тома (чтобы их не было видно в DOS), плюс один нормальный описатель с укороченным именем (именно его видно в DOS). Буквы имени записываются в кодировке Unicode (по 2 байта на символ), причем точка и завершающий ноль также пишутся. Если длина имени кратна 13 символам, то нулевой символ не записывается. Остаток описателя дополняется кодами 0FFFFh. Участки записываются от последнего к первому, сразу за ними следует стандартный описатель. Нумеруются они с 1, причём у последнего участка установлен бит 6 в номере участка.

При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.

Длинные имена поддерживаются не только новыми файловыми системами, но и новыми версиями хорошо известных файловых систем. Например, в ОС Windows 95 используется файловая система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации эквивалентных коротких имен, при реализации нового варианта FAT важной задачей была задача хранения длинных имен при условии, что принципиально метод хранения и структура данных на диске не должны были измениться.

Обычно разные файлы могут иметь одинаковые символьные имена. В этом случае файл однозначно идентифицируется так называемым составным именем, представляющем собой последовательность символьных имен каталогов. В некоторых системах одному и тому же файлу не может быть дано несколько разных имен, а в других такое ограничение отсутствует. В последнем случае операционная система присваивает файлу дополнительно уникальное имя, так, чтобы можно было установить взаимно-однозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы. Примером такого уникального имени файла является номер индексного дескриптора в системе UNIX.

33. Система операций над файлами. Типы доступа к данным файла. Защита файлов и данных в ос. Обеспечение целостности fs. Восстанавливаемость после сбоев ос и аппаратуры.

Во многих операционных системах операции над файлами имеют много общего, хотя отличаются по форме выражения требований.

Общие операции над файлами можно разделить на три группы:

1) операции над файлами как над единым целым;

2) операции для обмена данными между файлом и программой, инициирующей обмен;

3) служебные операции.

К первой группе относятся следующие файловые операции: открытие файла, закрытие файла, копирование файла, объединение файлов, перемещение файла, удаление файла.

Ко второй группе относятся следующие операции над файлами: чтение составных элементов файла, запись составных элементов файла.

Состав операций, составляющих третью группу, в разных файловых системах различен. Например, к этой группе относят операции по переименованию файлов, изменению атрибутов файлов, управлению правами доступа к файлам, созданию и удалению каталогов. К этой же группе можно отнести операции, обеспечивающие просмотр и печать содержимого каталогов и файлов, поиска файлов и каталогов по дереву каталогов и т.п.

С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. До этого разработчик каждой прикладной программы, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сам определял расположение каждой порции данных на магнитной ленте или барабане и планировал обмены между оперативной памятью и устройствами внешней памяти.

Историческим шагом явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы, файл — это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно, от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным

В большинстве современных систем управления файлами применяется подход к защите файлов, впервые реализованный в ОС UNIX. В этой ОС каждому зарегистрированному пользователю соответствует пара целочисленных идентификаторов: идентификатор группы, к которой относится этот пользователь, и его собственный идентификатор в группе. При каждом файле хранится полный идентификатор пользователя, который создал этот файл, и фиксируется, какие действия с файлом может производить его создатель, какие действия с файлом доступны для других пользователей той же группы и что могут делать с файлом пользователи других групп. Эта информация очень компактна, требующиеся при проверке действия невелики, а такой способ контроля доступа удовлетворителен в большинстве случаев.

Во многих случаях во встраиваемых системах применяют твердотельную флеш-память типа NAND или NOR. Однако во многих других случаях приходится применять жесткие диски, так как они обеспечивают довольно большие объемы хранения и низкую стоимость хранения на каждый хранимый бит.

Для восстановления испорченных файлов и каталогов обычно применяют специальную утилиту для проверки и восстановления целостности файловой системы (например, chkdsk для Windows или fsck для Unix и Linux). Однако эти утилиты имеют два серьезных недостатка: 1) они проверяют только структуру файловой системы и метаданные; 2) для их выполнения требуется много времени, а также монопольный доступ к файловой системе (как правило, сразу после загрузки системы).

Для решения такого рода проблем компания QNX Software Systems предложила новую, защищенную от сбоев электропитания файловую систему. Используя технологии, изначально разработанные для корпоративных информационных систем, и оптимизировав их для встраиваемых систем с ограниченными ресурсами, компания QNX создала инновационную файловую систему на основе технологии копирования при записи (copy-on-write), которая позволяет обеспечить целостность данных.