ааа. Документ Microsoft Word. Руководство по изучению дисциплины Операционные системы (Информатика бк)

• Название: Руководство по изучению дисциплины Операционные системы (Информатика бк)
• Дата: 08.12.2022
• Размер: 3.27 Mb.
• Имя файла: Документ Microsoft Word.docx
• Тип: Руководство; #834992
• страница: 4 из 24

Вопрос 2. Машинно-независимые свойства операционных систем

 

Теория:

Файловая система.

Сами программы и данные для их работы хранятся на различных носителях. Способ организации данных на носителе называется файловой системой. Файлом называется именованная область данных на носителе, хранящая некоторый массив информации. Каждый файл занимает некоторое пространство на носителе, объем которого называют размером файла. Файлы на носителях различаются по типам хранимых данных. Например, текстовые файлы, программы, аудиофайлы, видеофайлы, программные модули, служебные файлы и многие другие. Характеристики файла в рамках конкретной файловой системы называются атрибутами файла. К атрибутам относят дату и время создания файла, имя и тип файла, права доступа к файлу.

Для удобства хранения данных существует класс служебных файлов, называемых папками или каталогами. Каталог представляет собой некий массив файлов, сгруппированных по какому-либо признаку. Каталог, как и любой другой файл, имеет собственное имя. Именем конечного файла при таком способе организации файловой структуры является полный путь до каталога, в котором хранится файл плюс само имя файла. При таком подходе полное имя файла должно быть уникальным, также имя файла должно быть уникальным в пределах его каталога. Другой категорией служебных файлов является ярлык или ссылка. Ярлык хранит путь к файлу и при вызове открывает сам файл. Ярлыки используются для ускорения доступа к файлам или во избежание ненужного дублирования данных.

В зависимости от типа носителя выделяют различные файловые системы. К примеру, для дисковых и flash накопителей используются файловые системы FAT, NTFS, UFS. А для компакт-дисков принято использовать файловые системы ISO9660 или UDF. Каждый из стандартов на файловую систему соответствует определенным требованиям, предъявляемым к хранению данных на конкретном типе носителя. Очевидно, что требования к хранению данных с точки зрения операционной системы и пользователя различны в зависимости от типа носителя и объема данных, подлежащих хранению. Например, файловые системы дисковых накопителей должны обеспечивать механизмы обеспечения целостности данных в условиях постоянного выполнения операций чтения-записи данных сравнительно большим количеством процессов. В то время, как от файловой системы для компакт-дисков требуется обеспечение простого доступа к данным на большом количестве различного оборудования, в том числе и бытового. Никто не ждет от жесткого диска легкости подключения к бытовому DVD-плееру, в то время как неработоспособность DVD-Video диска воспринимается как из ряда вон выходящее событие.

Операция подготовки носителя к использованию называется разметкой носителя. При разметке носителя определяется количество и размеры областей, которые в дальнейшем будут использованы для хранения файлов. Традиционно, носитель называется физическим диском. Каждая область, сформированная при разметке носителя, называется логическим диском. Каждый логический диск получает имя, уникальное для данной операционной системы. Каждый физический диск имеет, как минимум, один логический диск.

Операция по подготовке логического диска к использованию файловой системы называется форматированием диска. При форматировании, логический диск разбивается на блоки фиксированного размера, именуемые кластерами. Размер кластера зависит от конкретной файловой системы и может варьироваться от 512 байт до нескольких килобайт. Размер кластера влияет, с одной стороны, на быстродействие операций чтения-записи данных, а с другой стороны, на объем потерь дискового пространства. Чем меньше размер кластера, тем больше их количество, и тем больше времени занимает поиск нужного кластера для чтения части или целого файла. Но с другой стороны, в современных файловых системах существует ограничение следующего рода – каждый файл занимает минимум один кластер. Из этого правила неявным образом следует, что при размере файла, меньшем размера кластера, файл, тем не менее, занимает весь кластер. Поэтому необходимо выбирать размер кластера таким образом, чтобы избежать потерь дискового пространства при хранении большого количества мелких файлов. Ситуация осложняется тем, что без повторного форматирования изменение размера кластера невозможно. Поэтому, в зависимости от емкости логического диска, операционная система выбирает размер кластера таким образом, чтобы свести к минимуму потери дискового пространства, сохраняя при этом некоторый уровень быстродействия операций чтения-записи данных.