
- •Лекция 4. Кэширование данных. Дисковая подсистема ОС
- •Определение
- •Основные положения
- •Схема функционирования кэш-памяти
- •Содержимое записи кэш- памяти
- •Понятия кэш-промаха и кэш- попадания
- •Характеристика процесса: среднее время доступа к данным
- •Вывод
- •Высокое значение вероятности нахождения данных в кэш-памяти объясняется наличием:
- •Проблема согласования данных
- •Два подхода к решению проблемы согласования данных
- •Алгоритм работы кэш- памяти
- •Алгоритм работы кэш-памяти (продолжение – «кэш-промах»)
- •Для лучшего запоминания алгоритма
- •Двухуровневая кэш-память
- •Двухуровневая кэш-память (алгоритм работы) Запрос
- •Дисковая
- •2 принципа, на которых основана работы дисковой подсистемы
- •Дисковая подсистема (дорожки и секторы диска)
- •Определения
- •Расчет объема («сырой емкости») диска
- •Диски – блочные устройства
- •Раздел диска
- •Разделы диска
- •Общая структура диска
- •Разновидности разделов
- •Правила именования дисков в Linux
- •Правила именования дисков в Linux (продолжение)
- •Правила именования разделов в Linux
- •ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ
- •Основные понятия: файл
- •Основные понятия: файловая система
- •Основные задачи ФС
- •Типы файлов
- •Иерархическая структура файловой системы
- •Имена файлов
- •Понятие монтирования файловых систем (2 ФС до монтирования)
- •Понятие монтирования файловых систем (системы после монтирования)
- •Основные атрибуты файлов
- •Структура записи в каталоге
- •Физическая организация и адресация файла
- •Физическая организация и адресация файла (способы размещения данных)
Основные понятия: файл
•Файл – это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные.
•Основные цели использования файла:
–Долговременное и надежное хранение информации.
– Совместное использование информации
31
Основные понятия: файловая система
Файловая система ( ФС ) – это часть операционной системы, включающая:
•совокупность всех файлов на диске;
•наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;
•комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именование и поиск файлов.
32
Основные задачи ФС
В однозадачной и однопользовательской ОС:
• именование файлов;
• программный интерфейс для приложений;
• отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
• Обеспечение устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.
В многопользовательских системах добавляется задача:
•защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.
33
Типы файлов
•Обычные файлы, или просто файлы - формат определяется системной или пользовательской программой, которая работает с данным типом файлов.
•Каталоги –содержат системную справочную информацию, формат определяется ФС.
•Файлы устройств– это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам .
•Символические ссылки (ярлыки) – файлы, перенаправляющие запрос в другое место ФС.
•Др. типы файлов (каналы, именованные каналы, сокеты и др.)
34

Иерархическая структура файловой системы
а |
Корневой каталог |
|
|
Файлы |
б |
|
/ |
|
user |
depart |
|
|
|
|
Anna |
|
в
35
Имена файлов
•Простое, или короткое, символьное («много файлов – одно простое имя»)
–task-entr.exe
–письмо Марье Ивановне.doc
•Полное имя («один файл – одно полное имя», кроме сетевых иерархий)
–/depart/main.ехе
–/user/anna/main.ехе
•Относительное имя файла
–anna/ main.ехе
•уникальное имя
inode – 3567
N строки в MFT
36

Понятие монтирования файловых систем (2 ФС до монтирования)
Файловая система
/ (root)
dev |
|
usr |
tty |
mt0 |
man |
|
||
|
- каталог - обычный файл
home bin
local Файловая система 2
/ (root)
man1 man2
- специальный |
old |
new |
|
|
|
файл-устройство |
|
|
37

Понятие монтирования файловых систем (системы после монтирования)
Файловая система 1 / (root)
dev |
|
usr |
|
home |
|
bin |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
man local
tty mt0
man1 man2
old new
38
Основные атрибуты файлов
Понятие «файл» включает не только хранимые им
данные и имя, но и атрибуты. Атрибуты - это
информация, описывающая свойства файла. Примеры возможных атрибутов файла:
•Тип файла (обычный файл, каталог, специальный файл и т. п.);
•владелец файла;
•создатель файла;
•информация о разрешенных операциях доступа к файлу;
•времена создания, последнего доступа и последнего изменения;
•текущий размер файла;
•максимальный размер файла;
•признак «только для чтения»;
•признак «скрытый файл»;
•признак «системный файл»;
•признак «архивный файл»;
•признак «двоичный/символьный»;
•признак «временный» (удалить после завершения процесса);
•признак блокировки.
39

Структура записи в каталоге
8 |
|
3 |
|
1 |
|
|
4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Имя файла |
Расширение |
R |
|
A |
H |
S |
Резервные |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Резерв |
Вре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
мя |
Дата |
|
№ первого |
Размер |
|||||
|
|
|
|
|
|
кластера |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
14 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
№ индексного дескриптора |
|
|
Имя файла |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б
а – структура записи каталога в файловой системе FAT, б – структура записи каталога ФС ext2fs.
40