ОПЕР СИСТЕМ / ЛР_3_ДиагностикаОС

5

Лабораторная работа № 3

«Диагностика и оптимизация компьютерной системы».

Всякая операционная система создает на каждом томе (дискете, диске, пакете дисков, СD-RОМ и пр.) совокупность системных данных, которая называется файловой системой (файловой структурой).

Файловая система (пустая) создается при инициализации (разметке) тома, затем корректируется ОС (подсистемой управления данными) при текущей работе, в процессе создания, уда­ления, модификации (увеличения или уменьшения объема) файлов пользователя, содержащих программы или данные.

Файловая система включает в себя таблицу содержания и область данных — совокупность блоков на диске, идентифицируемых своими номерами/адресами. Обычно адрес блока состоит из трех чисел — № цилиндра (совокупность дорожек, доступных при фиксированном положении блока головок считывающего устройства), № поверхности (дорожки в цилиндре), № блока на дорожке.

Таблица содержания. Пример простейшей (абстрактной) таблицы содержания, оглавления тома (диска, пакета дисков), которая в разных ОС имеет различные наименования — FAT — (Таблица Размещения Файлов), РОТ — (Таблица Определения Файлов) и т. п., приведен на рис. 1.6.

Таблица состоит из трех областей:

• область файлов. Это таблица, имеющая обычно ограничен­ное (в приведенном примере N=6) число строк N (в М5-ОО8, например, N= 500, т. е. число файлов не бо­лее 500). Количество столбцов М (в примере М= 5) обычно выбирается из тех соображений, чтобы 85—95 % файлов, создаваемых пользователями, содержало бы не более М блоков, что зависит как от размера блока и типа пользователя, так и от общего уровня развития информационного и программного обеспечения. Первый столбец таблицы в каждой строке (заглавная запись)) содержит данные о файле, в данном примере — имя файла;

• область переполнения — дополнительная таблица аналогичной структуры, в которую записываются номера блоков особо длинных файлов (в примере — П1е_1). Организация таблицы размещения в форме области файлов и области переполнения, очевидно, позволяет сэкономить на объеме таблицы в целом, не ограничивая в то же время вероятной длины файла;

• список свободных блоков — необходимая информация для размещения создаваемых или расширяемых файлов. Список создается при инициализации и включает все блоки, кроме поврежденных, а затем корректируется при создании, удалении, модификации файлов;

• список сбойных блоков. Это таблица, создаваемая при инициализации (разметке) тома (диска), пополняемая программами диагностики и предотвращающая распределение испорченных областей на магнитном носителе под файлы данных.

Здесь не указаны такие известные атрибуты файлов, как дли­на (в байтах), время создания, тип (архивный, скрытый, только для чтения, не для исполнения и пр.), которые могут содержаться в заглавной записи таблицы (колонка 1 на рис. 1.6).

В развитых системах коллективного пользования такие дан­ные содержатся в специальных таблицах разделения полномочий, поскольку перечисленные да и другие атрибуты должны быть соотнесены с конкретными пользователями.

Кроме того, где-то должны быть размещены метка тома (имя и тип/объем), количество занятого и свободного пространства и прочая совокупная информация по тому данных.

Перечислим особенности ситуации, зафиксированной на рис. 1.6 в простейшей (искусственной) файловой системе.

File_1 занимает 6 блоков, это число больше максимального, поэтому адрес блока № 6 (23) размещен в таблице перепол­нения;

File _2 занимает 2 блока, что меньше ограничения, поэтому вся информация сосредоточена в области файлов.

Имеются следующие конфликтные ситуации:

File_3 не содержит ни одного блока (следовательно, файл был удален, но заглавная запись сохранилась);

File_4 и File _1 ссылаются на блок № 3. Это ошибка, поскольку каждый блок должен быть закреплен за единственным файлом;

File _1 содержит ссылку на блок № 7, помеченный как сбойный (нечитаемый). Это приведет к невозможности корректно полностью прочитать данный файл — ситуация, знакомая каждому, работавшему с НГМД; в списке свободных блоков содержатся номера блоков № 12 (помеченный как сбойный) и № 13 (распределенный под File _1).

Это очевидные свидетельства начавшегося разрушения файловой системы. Перечисленные конфликты могут иметь своими источниками сбои, программные ошибки (разработчиков ОС), некорректное завершение ОС или целенаправленную деятельность вирусных или иных злонамеренных программ.

Все операционные системы, как правило, поддерживают следующие элементы иерархических файловых систем: обычные файлы, каталоги, специальные байт-ориентированные и блок-ориентированные файлы. Файл является массивом байтов (блоков фиксированной длины). Каталоги обеспечивают связь между именами файлов и собственно файлами. Каждый элемент каталога содержит имя файла и ссылку на конкретный файл. Для именования файлов используются корневой и текущий каталоги.

Внешние устройства (такие, как терминал, принтер) также часто представляются как файлы для упрощения работы с ними.

Цель работы: изучить основные служебные приложения ОС Windows, предназначенные для нахождения и устранения дефектов файловой системы, оптимизации настроек программного и аппаратного обеспечения

Упражнение № 3.1.

Проверка жесткого диска.

Цель упражнения: научиться настраивать и выполнять частичную и полную проверку жесткого диска.

1. Запустите программу проверки диска (Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Проверка диска).

2. Выберите диск С: в списке дисков.

3. Щелкните на кнопке Дополнительно и ознакомьтесь с настройками, используемыми программой при проверке логической структуры файловой системы. Закройте диалоговое окно Дополнительные параметры настройки диска щелчком на кнопке Отмена.

4. Установите переключатель Полная и щелкните на кнопке Настройка.

5. Ознакомьтесь с настройками, используемыми программой при проверке магнитной поверхности диска. Закройте диалоговое окно Режим проверки поверхности диска щелчком на кнопке Отмена.

6. Установите переключатель Стандартная. Сбросьте флажок Исправлять ошибки автоматически.

7. Щелкните на кнопке Запуск и наблюдайте за ходом проверки.

8. При обнаружении ошибок на диске ознакомьтесь с сообщением об ошибке и выберите среди предлагаемых вариантов исправления тот, при котором ошибка игнорируется и работа продолжается дальше.

9. Закройте отчет о результатах проверки. Закройте программу Проверка диска щелчком на кнопке Закрыть.

Упражнение № 3.2.

Оптимизация файловой структуры.

Цель упражнения: повысить эффективность работы жесткого диска путем устранения фрагментированности файловой структуры.

1. Проверьте быстродействие своего компьютера известными Вам способами. Результат запишите.

2. Запустите программу проверки диска (Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Дефрагментация диска).

3. Внимательно изучите справочную информацию по работе программы.

4. Программа предложит выбрать диск для проведения дефрагментации.

5. Выберите диск и запустите программу, нажав на кнопку Запуск.

6. После окончания работы программы вновь проведите проверку быстродействия компьютера.

7. Сравните полученный результат с результатом предварительной диагностики быстродействия. Сделайте выводы.

Список рекомендованной литературы:

1. Информатика. Базовый курс: учебное пособие/ С. В. Симонович [и др.] ; ред. С. В. Симонович. - 2-е изд.. - СПб.: ПИТЕР, 2009. 100 экз.

2. Сетевые операционные системы: учебное пособие/ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - СПб.: ПИТЕР, 2006. -50экз.

3. Операционные системы: учебник/ А. В. Гордеев. - 2-е изд.. - СПб.: ПИТЕР, 2006. 50 экз.

4. Компьютерные сети : принципы, технологии, протоколы: учебное пособие/ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - 3-е изд.. - СПб.: ПИТЕР, 2006. - 957 с. - (Учебник для вузов). 15 экз.