Билет 15

Управление файлами

При изучении темы необходимо обратить внимание на неоднозначность термина «запись». В одних случаях под записью понимается объект, который представляет собой минимальную логическую единицу информации в файле, например совокупность данных по одному студенту. В других случаях запись – это процесс занесения на ВЗУ некоторой информации.

Файловая система (ФС), или система управления данными, является частью ОС, распределяющей информационные ресурсы ВС, и выполняет следующие операции над файлами: создание, удаление, чтение, запись. ФС осуществляет ведение справочников файлов, обычно организованных в виде иерархической структуры, проводит проверку права доступа пользователя к файлу и обеспечивает синхронизацию доступа к файлу при одновременном доступе к нему нескольких пользователей.

Возможны несколько способов организации файлов:

а) последовательная (чтение записей из файла и их добавление в файл проводится последовательно);

б) индексно-последовательная (в каждую запись добавляется ключевое поле для занесения индексов, создаются таблицы индексов для ускорения доступа к нужной записи);

в) прямая (в каждую запись добавляется ключевое поле, позволяет проводить поиск нужной записи в файле непосредственно по ключу)

г) библиотечная (файл состоит из нескольких разделов и оглавления; информация хранится в разделах библиотеки, организованных последовательно, а доступ к разделам проводится через оглавление).

ФС состоит из нескольких комплексов программ, называемых уровнями. В общем случае имеются 5 уровней:

а) символьный (обеспечивает ведение символьных справочников файлов, содержащих информацию о соответствии между именем файла и его уникальным идентификатором);

б) базовый (предназначен для ведения базового справочника файлов, в котором содержится информация о соответствии между уникальным идентификатором файла и всеми характеристиками файла);

в) проверка права доступа (обеспечивает хранение и изменение информации о праве доступа к файлу и проводит эту проверку);

г) логический (преобразует номер требуемой логической записи в ее логический адрес относительно начала файла)

д) физический (преобразует логический адрес записи в физический адрес блока, в котором находится эта запись,  и непосредственно выполняет операцию обмена между ОЗУ и ВЗУ ).

Программы физического уровня иногда называют системой управления вводом-выводом (СУВВ) или системой управления обменом данных. Наличие двух уровней для работы со справочниками файлов (символьным и базовым) вызвано тем, что в системах коллективного пользования (например, системы класса Unix) необходимо обеспечивать иерархическую схему хранения файлов и возможность присвоения одному файлу различных имен

При выполнении операций обмена необходимо обеспечит временное хранение вводимого или выводимого блока данных. Участок ОЗУ, предназначенный для этого, называется буфером. Буферы могут объединяться в группы, называемые буферным пулом (БП). В зависимости от времени выделения различают три способа создания БП:

а) статический БП (создается до начала выполнения задачи и выделяется ей на все время выполнения);

б) динамический БП (может создаваться и освобождаться во время выполнения задачи);

в) динамический буфер (выделяется файловой системой во время выполнения задачи для проведения каждой операции обмена из всей доступной ОС памяти).

В настоящее время используются два основных метода буферизации: а) по требованию, б) с упреждением. Первый метод использует выделение буфера из БП и его загрузку данными только по запросу программиста, второй метод позволяет выполнить эти функции с помощью программ файловой системы. Буферизация по требованию может использоваться при доступе к файлам любого типа, а буферизация с упреждением позволяет обрабатывать только последовательные и индексно-последовательные файлы. Для реализации буферизации с упреждением используются три способа управления буферами: а) простая буферизация; б) обменная буферизация; в) кольцевая буферизация.

Некоторые ОС имеют несколько файловых подсистем. Например, Windows-95 имеет файловые подсистемы FAT-16 (для преемственности с ранними версиями Windows 3.x и DOS), FAT-32 (основная файловая система) и CDFS (система для поддержки CD-ROM).

Способы передачи информации между компьютерами.