Лабораторная работа №5. "Изучение файловой системы и асинхронных операций с файлами" теоретическое описание Файловая система

Все данные, обрабатываемые ЭВМ, состоят из битов, т.е., двоичных цифр 0 и 1. Объединяя отдельные биты в группы (поля), можно задавать битовые комбинации и с их помощью задавать любые элементы данных, обрабатываемых в вычислительных системах.

Группу из 8 -ми бит принято называть байтом. Группа из взаимосвязанных байтов называется полем. Группа взаимосвязанных полей носит название записи.

Файлом называется поименованная совокупность взаимосвязанных записей на внешнем устройстве - томе.

Файловая система является важной компонентой операционной системы. Файловые системы содержат, как правило, следующие средства:

• Методы доступа. Определяют конкретную организацию доступа к данным, хранящимся в файлах.

• Средства управления файлами. Обеспечивают хранение файлов, обращение к ним, коллективное их использование и защиту.

• Средства обеспечения целостности файлов. Призваны гарантировать сохранность информации в файле.

Главная функция файловой системы - это распределение пространства внешней памяти и управление ее работой. В настоящее время наиболее распространенной является древовидная каталогизированная организация файловой системы. Такая организация показана на рис. 1. Одной из особенностей такой организации является то, что имена файлов и директориев (каталогов) должны быть уникальными только в пределах данного директория.

Вся информация, необходимая операционной системе для выполнения различных операций над файлами, содержится в так называемом дескрипторе файла. Эта структура данных, вообще говоря, зависит от конкретной операционной системы, однако типичный дескриптор должен содержать следующую информацию:

• Символическое имя файла;

• Координаты начала размещения файла на томе;

• Тип организации файла;

• Данные для управления доступом;

• Тип файла (данные, загрузочный модуль, исходный текст программы на С++, Pascal и т. п.);

• Характер файла (постоянный, временный, рабочий);

• Дата и время создания;

• Дата и время последней модификации;

• Дата уничтожения.

Как правило, дескрипторы файлов хранятся во внешней памяти. Они передаются в оперативную память только после открытия соответствующего файла. Дескриптором файла управляет файловая система. Пользователь не может непосредственно обращаться к дескриптору файла. Каждый файл наделяется при создании некоторыми свойствами, называемыми атрибутами файла.

Рис 1. Древовидная каталогизированная файловая система.

Асинхронные операции с файлами

Операционная система Windows является многозадачной операционной системой. Одним из полезных следствий многозадачности является возможность совмещения операций ввода/вывода с обработкой данных. Известно, что операции ввода/вывода выполняются значительно медленнее, чем работает процессор. Операции ввода/вывода могут выполняться в синхронном или асинхронном режимах. В первом случае приложение, инициировавшее операцию обмена, дожидается ее окончания и только после этого продолжает работу. Во втором случае приложение, инициировавшее операцию обмена, не дожидаясь ее завершения, может выполнять некоторые действия, не связанные с текущим обменом. Очевидно, что использование асинхронного режима обеспечивает более рациональное использование процессора и увеличивает скорость работы приложений.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ