Вопрос 54.1. Файловая система ufs. Монтирование файловых систем в ос Unix (/etc/vfstab). Команды монтирования. Классификация операционных систем

Файловая система обычно размещается на дисках или других устройствах внешней памяти, имеющих блочную структуру. Кроме блоков, сохраняющих каталоги и файлы, во внешней памяти поддерживается еще несколько служебных областей.

Файлы в ОС UNIX бывают следующих типов:

• Обычный файл

• Каталог

• Специальный файл (Файл устройства, файл для межпроцессного общения и др.)

В мире UNIX существует несколько разных видов файловых систем со своей структурой внешней памяти. Наиболее известны традиционная файловая система UNIX System V (s5) и файловая система семейства UNIX BSD (ufs). Файловая система s5 состоит из четырех секций. В файловой системе ufs на логическом диске (разделе реального диска) находится последовательность секций файловой системы.

Файловая система s5:

Boot-блок

Суперблок

Список I-узлов

Блоки данных

Файловая система ufs:

Boot-блок

Суперблок

Список I-узлов

Блок группы цилиндров

Блоки данных

…

Boot-блок

Суперблок

Список I-узлов

Блок группы цилиндров

Блоки данных

Кратко опишем суть и назначение каждой области диска.

• Boot-блок содержит программу раскрутки, которая служит для первоначального запуска ОС UNIX. В файловых системах s5 реально используется boot-блок только корневой файловой системы. В дополнительных файловых системах эта область присутствует, но не используется.

• Суперблок - это наиболее ответственная область файловой системы, содержащая информацию, которая необходима для работы с файловой системой в целом. Суперблок содержит список свободных блоков и свободные i-узлы (information nodes - информационные узлы). В файловых системах ufs для повышения устойчивости поддерживается несколько копий суперблока. Каждая копия суперблока имеет размер 8196 байт, и только одна копия суперблока используется при монтировании файловой системы. Однако, если при монтировании устанавливается, что первичная копия суперблока повреждена или не удовлетворяет критериям целостности информации, используется резервная копия.

• Блок группы цилиндров содержит число i-узлов, специфицированных в списке i-узлов для данной группы цилиндров, и число блоков данных, которые связаны с этими i-узлами. Размер блока группы цилиндров зависит от размера файловой системы. Для повышения эффективности файловая система ufs старается размещать i-узлы и блоки данных в одной и той же группе цилиндров.

• Список i-узлов (ilist или список индексных дескрипторов) содержит список i-узлов, соответствующих файлам данной файловой системы. Максимальное число файлов, которые могут быть созданы в файловой системе, определяется числом доступных i-узлов. В i-узле хранится информация, описывающая файл: режимы доступа к файлу, время создания и последней модификации, идентификатор пользователя и идентификатор группы создателя файла, описание блочной структуры файла и т.д.

• Блоки данных - в этой части файловой системы хранятся реальные данные файлов. В случае файловой системы ufs все блоки данных одного файла пытаются разместить в одной группе цилиндров. Размер блока данных определяется при форматировании файловой системы командой mkfs и может быть установлен в 512, 1024, 2048, 4096 или 8192 байтов.

• Список I-узлов – это аналог FAT в системах DOS/Windows. Он представляет собой линейный список указателей на блоки данных файла или каталога. Максимальный адресуемый индекс равен одному байту (255). В случае, если файл состоит из большего числа блоков, то этот список используется, как список указателей на списки указателей на блоки данных. (Все по 255 т.е. уже 65535) Если опять не хватает, то процедура повторяется еще раз (0FFFFFFh должно хватить).

Каталог обычно представляется на диске следующим образом (содержимое блоков данных каталога):

Дескриптор 1	. (Ссылка на себя)
Дескриптор 2	.. (Ссылка на каталог предка)
Дескриптор 3	File1
Дескриптор 4	File2
…	…

Дерево каталогов имеет иерархическую структуру.

Корень (root /).

Bin – содержит системные утилиты и «команды» системы.

Dev – файл устройств (диски и др.).

Etc – каталог администратора (системные утилиты, скрипты загрузки и др.).

Tmp – для хранения временных файлов.

Home – каталоги пользователей системы.

Usr – сервисная подсистема для всех пользователей.

UNIX поддерживает многочисленные утилиты, позволяющие работать с файловой системой и доступные как команды командного интерпретатора. Вот некоторые из них (наиболее употребительные):

cp имя1 имя2	- копирование файла имя1 в файл имя2
rm имя1	- уничтожение файла имя1
mv имя1 имя2	- переименование файла имя1 в файл имя2
mkdir имя	- создание нового каталога имя
rmdir имя	- уничтожение каталога имя
ls имя	- выдача содержимого каталога имя
cat имя	- выдача на экран содержимого файла имя
chown имя режим	- изменение режима доступа к файлу

Монтирование файловых систем

Использование mount для монтирования файловой системы.

Общая форма команды mount: mount.

Например, команда

mount -F s5/dev/dsk/1s4 /home

просит систему смонтировать /dev/dsk/1s4 как файловую систему типа s5, которая начинается в каталоге /home.

Обычно пользователям удобнее обращаться к файлам с жесткого диска. Для этого часть используемых файлов копируется с лент или с гибких дисков на жесткий диск.

Монтирование файловых систем при загрузке ОС

Файл /etc/vfstab содержит информацию о файловых системах, точках и параметрах монтирования, указания для программы проверки fsck.

%more /etc/vfstab

Администратор должен редактировать /etc/vfstab крайне аккуратно. Некорректные данные в этом файле или изменение его формата приведут к тому, что система не будет загружаться.

Классификация операционных систем.

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.