21. Логическая организация файла

Файл – именованная совокупность данных, способная долговременно храниться во внешней энергонезависимой памяти, доступная пользователям и приложениям в соответствии с их правами. Каждый файл характеризуется своей логической и физической структурой.

Пользователь взаимодействует с файлом на логическом уровне. Файл здесь воспринимается как единое целое. Используются атрибуты и признаки для организации различного доступа к файлу. Поддержка логической структуры либо полностью возлагается на приложение, либо делится между ним и ФС.

Структурированный файл – упорядоченная определённым образом последовательность однородных элементов данных, доступных программисту в виде отдельных логических записей и полей. Поле характеризуется длиной, типом файла; может быть фиксированной или переменной длины.

Запись – набор связанных между собой полей, который может быть обработан в файле как единое целое. Логическая запись – наим. эл-т данных, которым может оперировать программист при обмене с внешн. устройствами. ФС предоставляет доступ к записи. Обработка по полям осуществляется в приложении.

Даже если физический обмен с устройством осуществляется большими единицами, операционная система обеспечивает программисту доступ к отдельной логической записи. На рисунке показаны несколько схем логической организации файла. Записи могут быть фиксированной длины или переменной длины. Записи могут быть расположены в файле последовательно (последовательная организация) или в более сложном порядке, с использованием, так называемых индексных таблиц, позволяющих обеспечить быстрый доступ к отдельной логической записи (индексно-последовательная организация). Для идентификации записи может быть использовано специальное поле записи, называемое ключом. В файловых системах ОС UNIX и MS-DOS файл имеет простейшую логическую структуру - последовательность однобайтовых записей.

22. Физическая организация файла

Описывает правила расположения информации на физическом устройстве. Файл состоит из физических записей или блоков. Длина блоков опредляется системой. Фрагментация блоков – разделение на фрагменты для повыш-я быстродействия; блок - наим. ед. данных при взаимодействии внешн. устр-ва с ОЗУ.

Размещение может быть непрерывным (необходимо знать 1-ый блок) – это неудобно; последовательный доступ, когда один элемент блока используется для ссылки на следующий блок (имеем цепочку). Уходим от фрагментации. Количество данных не кратно степени 2 (неудобно). Чтобы получить доступ к отдельному блоку надо прочитать всю цепочку.

Альтернатива: индексный вариант адресации. Индекс содержит индекс предыдущей записи. Индексы выносятся в индексную область (аналог FAT).

Для UNIX: простое решение номеров блоков, соответствующих данному файлу. Нужно задавать механизм фикс длину адресации.

3 поля адресации блоков файла

1 поле - указывает цепочку блоков, если файл меньше 10 блоков

2 поле – если больше 10 блоков и указывает на блок, где хранятся блоки других последовательностей блоков файлов. Длина 10+128+128^2+128^3 (это величина блоков) более чем достаточно.

Право доступа к файлу – описывает оператор применительно для данного файла. Существ 2 подхода:

- избирательный – для каждого файла и пользователя можно задать допустимый набор операций

- мандатный – права определяются для каждой категорий пользователей

Каждая ФС обязана использовать кеширование (т.е. буферизацию данных). Образуются буферы в ОЗУ. Позволяет переносить множество блоков, т.е. сначала анализ наличия блока в памяти: если нет то прерывание и замена блока, давно не используется