учебная логика. учебник СПО. Практикум по программному обеспечению содержит большое количество примеров и заданий

• Название: Практикум по программному обеспечению содержит большое количество примеров и заданий
• Анкор: учебная логика
• Дата: 12.09.2022
• Размер: 5.66 Mb.
• Имя файла: учебник СПО.docx
• Тип: Практикум; #672419
• страница: 7 из 50

Физическая организация файловой системы

Каким образом логическая организация файловой структуры будет воплощена на физическом носителе (жестком или оптическом диске, флешке и др.), зависит от конкретной файловой системы. В каждой операционной системе этот вопрос решается по-своему. Поэтому существует большое количество файловых систем. Некоторые из них поддерживаются различными ОС, например, FAT (сейчас, в основном, используется для хранения данных на флешках небольшой емкости), UDF

(для оптических дисков), поэтому данные с этих носителей могут быть прочитаны любой ОС. Как правило, для организации хранения данных на жестком диске каждая ОС использует свою файловую систему, которая не обязательно поддерживается другими ОС. Например, в Linux поддерживаются такие файловые системы, как XFS, RaiserFS, JFS, EXT3, но эти файловые системы не поддерживаются в Windows, поэтому данные (файлы) перечисленных файловых систем не могут быть прочитаны в Windows.

Выбор того, какая файловая система будет использоваться, осуществляется при форматировании диска. Перед форматированием операционная система перечисляет поддерживаемые файловые системы и предлагает пользователю выбрать одну из них. После этого диск форматируется, то есть размечается на блоки (кластеры) в соответствии с правилами выбранной файловой системы и на нем размещаются служебные данные файловой системы.

Блок, или кластер – единица хранения информации, минимальный размер которого равен размеру сектора диска (512 байт). Чем больше размер диска, тем больше размер кластера. Диск разделяется на небольшие блоки (кластеры), они нумеруются и таким образом создается адресное пространство диска. Для того чтобы записать информацию на диск, надо «позиционировать головку», то есть указать контроллеру, в какой сектор эту информацию записать. Адрес сектора состоит из номера цилиндра (или дорожки), номера считывающей головки и порядкового номера сектора на дорожке.

При записи файла на диск файловая система определяет, какие блоки свободны и начинает запись данных в эти блоки (они не обязательно расположены последовательно на диске). То есть файл, записанный на диск, представляет совокупность блоков, а файловая система хранит служебную информацию о том, в какие блоки записан файл (адреса блоков). В служебных областях файловой системы хранятся сведения о самой файловой системе, о том, какой кластер к какому файлу относится, какие кластеры свободны, какие испорчены, размеры, названия и другие атрибуты элементов файловой системы.

Разделы диска и таблица разбиения диска

Первые версии MS-DOS не могли обеспечить доступ к большим дискам (а объемы дисков росли быстрее, чем возможности DOS). Поэтому физические диски в Intel-системах стали разбивать на разделы. Каждый раздел жесткого диска воспринимается ОС как отдельный физический диск. Это дает возможность установить на компьютер разные опе рационные системы, нужно только каждую систему устано вить в отдельный раздел.

Чтобы ОС знала адрес начала каждого раздела, в начало жесткого диска размещается таблица разбиения диска на разделы (partition table). Эта таблица находится в MBR (Master Boot Record – главная загрузочная запись), расположенной в самом первом секторе жесткого диска.

Таблица разделов содержит 4 записи по 16 байт для 4 разделов, которые называют первичными. Именно поэтому диск можно разделить не более чем на четыре первичных раздела.

Когда выяснилось, что четырех разделов для больших дисков мало, были изобретены логические разделы. Для организации логических разделов один из первичных разделов объявляется «расширенным», и в нем создаются логические разделы. Расширенные разделы сами по себе не используются, они могут лишь хранить логические разделы. Каждый расширенный раздел имеет свою таблицу разбиения на разделы. Число логических разделов в принципе не ограничено. Однако реально ограничения все же существуют и зависят от операционной системы и типа жесткого диска.

Процедура разбиения диска на разделы осуществляется специальной программой fdisk или ее усовершенствованными аналогами. При установке ОС обычно пользователю дается возможность определить, на какие разделы необходимо разделить диск, а после этого выбрать, какие файловые системы устанавливать в каждый раздел. Разделы форматируются, и только после этого производится установка операционной системы.

2.1.4. Управление работой приложений

Прикладную компьютерную программу часто называют приложением. Приложения не взаимодействуют напрямую с устройствами компьютера, а только через операционную систему. ОС позволяет программистам абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя необходимый для работы приложений набор функций. Этот набор функций (несколько тысяч функций) называется интерфейс прикладного программирования API (application programming interface). Программисты, разрабатывая приложения, в программах используют необходимые функции API, тем самым дают команды операционной системе сделать ту или иную операцию. Поэтому без ОС работа приложения не возможна. Нельзя запустить на компьютере текстовый редактор, игру или какое-либо другое приложение, если на нем не установлена ОС.

Операционная системаосуществляет запуск, выполнение и завершение приложений. Прежде, чем запустить приложение, ОС считывает соответствующий файл из внешней памяти, как правило, с жесткого диска и загружает его в оперативную память компьютера. При выполнении приложения ОС обеспечивает выделение ресурсов компьютера, необходимых для работы данного приложения. Если запущено несколько приложений, то ОС управляет правильным распределением ресурсов компьютера между этими приложениями.

Для правильной работы приложение должно пройти операцию установки (инсталляции). Необходимость установки связана с тем, что разработчики ПО не могут заранее предвидеть аппаратную и программную конфигурацию конкретного компьютера. Таким образом, дистрибутивный пакет (установочный комплект) – это полуфабрикат ПО, из которого в процессе установки формируется полноценное рабочее приложение, осуществляется привязка к существующей аппаратнопрограммной среде.

Современные ОС берут на себя управление процессом установки приложений. Они управляют распределением ресурсов компьютера между приложениями, обеспечивают доступ устанавливаемого приложения к драйверам устройств, формируют общие ресурсы, регистрируют приложение.

Если приложение не будет больше использоваться, его необходимо деинсталлировать. В ОС, реализующей принцип совместного использования ресурсов, процесс удаления имеет свои особенности и происходит под контролем ОС (нельзя допустить удаления ресурсов, используемых другими приложениями).