1.1. Функции ос.

Важнейшей функцией операционной системы является организация рационального использования аппаратных и информационных ресурсов КС.

Ресурсом является любой из компонентов компьютерной системы и предоставляемые им возможности. К основным ресурсам относятся процессоры, память, внешние устройства, данные и программы.

Операционная система отвечает за управление всеми ресурсами компьютерной системы и предоставляет пользователю простой и доступный программный интерфейс для работы с аппаратурой.

Основная функция ОС – посредническая – состоит в обеспечение нескольких видов интерфейса (связи): интерфейс пользователя (связь между пользователем и программно-аппаратными средствами КС); аппаратно-программный интерфейс (связь между программным и аппаратным обеспечением); программный интерфейс (связь между разными видами программного обеспечения).

1.2. Назначение и основная задача ос.

Основное назначение операционной системы – это управление ресурсами компьютерной (вычислительной) системы.

Основной задачей ОС является обеспечение совместной работы устройств, организация доступа прикладного программного обеспечения (ППО) к ресурсам КС и управление выполнением ППО.

2. Организация файловой структуры ос

В качестве единицы хранения данных на носителе, в частности, на диске принят объект переменной длины, который называется файлом.

Файл — поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе, предназначенном для хранения информации; представляет собой последовательность произвольного числа байтов, которая обладает уникальным собственным именем.

В отдельном файле хранятся данные, относящиеся к одному типу, который определяет тип файла.

Совокупность средств, обеспечивающих доступ к информации на внешних носителях, называется файловой системой, которая определяет принцип доступа к данным и способы их организации на диске или другом носителе.

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, называемой файловой структурой, в качестве вершины которой служит имя носителя, на котором сохраняются файлы. Файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги.

Одно из понятий файловой системы – это логический диск, который является отдельным магнитным диском, имеющим свое уникальное имя. В качестве имени логического диска используются буквы латинского алфавита от A до Z; начиная с буквы C, именуются логические диски (разделы) HDD.

2.1. Элементы файловой структуры.

1. Стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор), в котором записана информация, необходимая ОС для работы с диском.

2. Таблица размещения файлов (FAT – File Allocation Table).

Принцип организации файловой системы табличный: данные о том, в каком месте диска записан файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT).

Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора.

Под цилиндром понимается совокупность дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор, размер которого составляет 512 байт. Поскольку размер FAT ограничен, то обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору невозможно, поэтому группы секторов условно объединяются в кластеры, которые являются наименьшей единицей адресации к данным, их размер не фиксирован и зависит от емкости диска. Область данных диска представлена в ОС как последовательность пронумерованных кластеров.

Таким образом, FAT – это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска; каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT; элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных. На диске хранится две копии FAT.

Например, операционная система MS-DOS реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов, ее файловая система называется FAT16. ОС WINDOWS XP обеспечивают более совершенную организацию файловой системы – FAT32 или FAT64.

3. Корневой каталог (Root-Directory) – это определенная область диска, создаваемая в процессе инициализации (форматирования) диска, где содержится информация о файлах и каталогах, хранящихся на диске; на одном диске может быть только один корневой каталог; имеет ограниченный размер, поэтому максимальное количество привязанных к нему файлов и других (дочерних) каталогов (подкаталогов) строго определенное; не может быть удален средствами ОС.

В ОС принята иерархическая структура организации каталогов, т. е. на каждом диске всегда имеется единственный главный (корневой) каталог, который находится на 0-м уровне иерархической структуры. В главный каталог могут входить другие каталоги и файлы, которые создаются командами операционной системы и могут быть удалены соответствующими командами ОС.

4. Область данных – это свободное дисковое пространство.

5. Каталог – это определенное место на диске (в области данных диска), где содержится информация о файлах и подкаталогах, привязанных к данному каталогу.

Различают два состояния каталога – текущее (активное) и пассивное. ОС помнит текущий каталог на каждом логическом диске.

Текущий (активный) каталог – это каталог, в котором работа пользователя производится в текущее машинное время.

Пассивный каталог – это каталог, с которым в данный момент времени не имеется связи.

Родительским каталогом является каталог, имеющий подкаталоги.

Подкаталогом является каталог, который входит в другой каталог.

Таким образом, любой каталог, содержащий каталоги нижнего уровня, может быть, с одной стороны, по отношению к ним родительским, а с другой стороны, подчиненным по отношению к каталогу верхнего уровня.

Файл всегда привязан к какому-либо каталогу (в том числе, и к корневому каталогу). Файловая система не допускает одинаковых названий (идентификаторов) логических дисков, каталогов, файлов.

Каталог расширения не имеет.

2.2. Доступ к файлу – это процедура установления связи с памятью и размещенным в ней файлом для записи и чтения данных.

Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов, через которые проходит. Путь – это цепочка соподчиненных каталогов, которую необходимо пройти по иерархической структуре к каталогу, где находится искомый файл. При задании пути имена каталогов записываются в порядке следования и отделяются друг от друга символом \.

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается имя файла вместе с путем доступа к нему.