Ввод-вывод и файловые системы

Как и в случае с памятью, подсистемы среды обеспечивают такие средства ввода-вывода, которых ожидают от них приложения. Эти специфичные средства обеспе­чивают подсистемы среды при помощи обращений к базовым сервисам NT.

В основе системы ввода-вывода лежит асинхронная модель ввода-вывода, однако подсистемам среды предоставляются системные сервисы, позволяющие им реализовывать как асинхронную, так и синхронную модели. Асинхронный ввод-вывод (asynchronous I/O) позволяет программе запросить выполнение операции ввода-вывода, после чего продолжать выполнение другой работы, пока устройство не закончит пересылку данных. Система ввода-вывода автома­тически уведомляет программу о завершении ввода-вывода, так что программа может выполнять последующую обработку. Так как устройства ввода-вывода обычно работают существенно медленнее процессоров, то программа, выпол­няющая много операций ввода-вывода, в ряде случаев может повысить свою производительность, используя асинхронный ввод-вывод.

Рис. 2-13. Адресное пространство NT.

Windows NT поддерживает несколько файловых систем, включая файло­вую систему FAT (file allocation table), высокопроизводительную файловую сис­тему (high performance file system, HPFS) и новую файловую систему, под назва­нием файловая система NT (NT file system, NTFS). NTFS расширяет возможности как FAT, так и HPFS, добавляя к ним следующие:

• Средство восстановления файловой системы, позволяющее быстро вос­станавливать данные на диске после системного сбоя.

• Способность с легкостью работать с носителями данных большого объема — до 2⁶⁴ байт, или приблизительно 17 миллиардов гигабайт.

• Средства контроля доступа, в том числе файлы "только для исполнения".

• Имена файлов, записанные в стандарте Unicode, что позволяет переме­щать документы между компьютерами, находящимися в разных стра­нах, без искажения имен файлов и каталогов .

• Поддержка среды ОС POSIX, включая жесткие связи (hard links), имена, отличающиеся только регистром букв, и информацию о времени пос­леднего открытия файла.

• Средства для будущего расширения, такие как обработка транзакций для поддержки отказоустойчивых приложений, задаваемые пользовате­лем номера версий файла, несколько потоков данных в одном файле, гибкие возможности задавать имена и атрибуты файлов, а также под­держка популярных файл-серверов.

Диспетчер ввода-вывода позволяет драйверам устройств и файловым си­стемам (которые он также рассматривает как драйверы "устройств") динамичес­ки загружаться и выгружаться из системы, в зависимости от потребностей пользователя. Драйверы являются модульными и могут располагаться слоями один над другим, что позволяет, например, разным файловым системам использовать для доступа к файлам один и тот же драйвер диска, как показано на рис. 2-14.

Рис. 2-14. Слои драйверов.

Послойная модель драйверов позволяет также вставлять в иерархию но­вые драйверы. Например, логические драйверы файловых систем или драйверы отказоустойчивости могут располагаться на средних уровнях иерархии.

Windows NT обеспечивает доступ к файлам в сетях LAN Manager при помо­щи драйвера файловой системы, называемого редиректором Windows NТ. Редиректор принимает запросы для удаленных файлов и направляет их серверу LAN Manager на другой машине.