Структура файловой системы

Файловая структура в операционных системах. Все существующие данные хранятся на на жестком диске персонального компьютера. Какая то занятая область данных на жестком диске называется файл. Для взаимодействия и управления всеми файлами на компьютере существуют системы управления файлами. Благодаря файловой системе, мы пользователи можем взаимодействовать с данными на компьютере. Получается что

файловая система это набор программного обеспечения и спецификаций которые выполняют функции создания, редактирования(модификацию), удаления, запись файловой информации и обеспечения разделение доступа к ним, за доступные ресурсы которые используются файлами.

Система взаимодействия и управления файлами является посути главным механизмом в современных операционных системах. Без этого механизма невозможна работа с компьютером.

Файл — это коллекция коррелированной информации, которая записывается на вторичные или энергонезависимые носители, такие как магнитные диски, оптические диски и ленты. Это метод сбора данных, который используется в качестве носителя для ввода и получения вывода из программы.

В общем, файл — это последовательность битов, байтов или записей, смысл которых определяется создателем и пользователем файла. Каждый файл имеет логическое место, где он располагается для хранения и поиска.

Что такое файловая система?
Цель системы управления файлами
Свойства файловой системы
Структура файла
Атрибуты файла
Тип файла
Функции файла
Часто используемые термины в файловых системах
Методы доступа к файлам
Распределение пространства
Файловые каталоги
Типы файлов - имя, расширение

Цель системы управления файлами

Вот основные цели системы управления файлами:

Обеспечивает поддержку ввода-вывода для различных типов устройств хранения данных.
Минимизирует вероятность потери или уничтожения данных.
Помогает ОС стандартизировать интерфейсные процедуры ввода-вывода для пользовательских процессов.
Обеспечивает поддержку ввода-вывода для нескольких пользователей в среде многопользовательских систем. 

Свойства файловой системы

Вот важные свойства файловой системы:

Файлы хранятся на диске или другом устройстве хранения и не исчезают при выходе пользователя из системы.
Файлы имеют имена и связаны с правами доступа, что позволяет контролировать совместное использование.
Файлы могут быть упорядочены или иметь более сложные структуры, отражающие отношения между ними.

Файловая структура

Файловая структура должна иметь предопределенный формат, понятный операционной системе. Он имеет исключительно определенную структуру, которая зависит от его типа.

В ОС существует три типа файловой структуры:

Текстовый файл: Это серия символов, которая организована в строки.
Объектный файл: Это серия байтов, организованная в блоки.
Исходный файл: Это серия функций и процессов.

Атрибуты файла

Файл имеет имя и данные. Кроме того, в нем хранится метаинформация, например, дата и время создания файла, текущий размер, дата последнего изменения и т.д. Вся эта информация называется атрибутами файловой системы.

Вот некоторые важные атрибуты файлов, используемые в ОС:

Имя: Это единственная информация, хранящаяся в человекочитаемой форме.
Идентификатор: Каждый файл идентифицируется уникальным номером в файловой системе, называемым идентификатором.
Расположение: Указывает на местоположение файла на устройстве.
Тип: Этот атрибут необходим для систем, поддерживающих различные типы файлов.
Размер. Атрибут, используемый для отображения текущего размера файла.
Защита. Этот атрибут назначает и контролирует права доступа на чтение, запись и выполнение файла.
Время, дата и безопасность: Используется для защиты, безопасности, а также для мониторинга.

Тип файла

Он относится к способности операционной системы различать различные типы файлов, такие как текстовые, двоичные и исходные файлы. Однако такие операционные системы, как MS_DOS и UNIX, имеют следующие типы файлов:
Специальный файл символов

Это аппаратный файл, который читает или записывает данные символ за символом, например, мышь, принтер и т.д.


Обычные файлы

Эти типы файлов хранят информацию пользователя.
Это может быть текст, исполняемые программы и базы данных.
Они позволяют пользователю выполнять такие операции, как добавление, удаление и изменение.

Файлы каталога

Каталог содержит файлы и другую информацию об этих файлах. По сути, это папка для хранения и организации нескольких файлов.

Специальные файлы

Эти файлы также называются файлами устройств. Они представляют физические устройства, такие как принтеры, диски, сети, флэш-накопители и т.д.

Функции файла

Создать файл, найти место на диске и сделать запись в каталоге.
Запись в файл требует позиционирования внутри файла.
Чтение из файла требует позиционирования в файле.
Удаление записи в каталоге, восстановление места на диске.
Перепозиционирование: перемещение позиции чтения/записи.

Часто используемые термины в файловых системах
Поле:

Этот элемент хранит одно значение, которое может быть статическим или переменной длины.
БАЗА ДАННЫХ:

Коллекция связанных данных называется базой данных. Отношения между элементами данных являются явными.
ФАЙЛЫ:

Файлы — это коллекция похожих записей, которые рассматриваются как единое целое.
ЗАПИСЬ:

Тип Record — это сложный тип данных, который позволяет программисту создать новый тип данных с желаемой структурой столбцов. Он группирует один или несколько столбцов для формирования нового типа данных. Эти столбцы будут иметь свои собственные имена и тип данных.
Методы доступа к файлам

Доступ к файлам — это процесс, определяющий способ доступа к файлам и их чтения в памяти. Как правило, операционные системы всегда поддерживают один метод доступа. Однако некоторые операционные системы поддерживают и несколько методов доступа.

Существует три метода доступа к файлам:

Последовательный доступ
Прямой случайный доступ
Индексный последовательный доступ

Последовательный доступ

Этот метод доступа основан на простом последовательном доступе. При этом методе доступа для каждого файла строится индекс, содержащий прямой указатель на различные блоки памяти. В этом методе поиск по индексу осуществляется последовательно, а его указатель может обращаться непосредственно к файлу. Для обеспечения большей эффективности доступа можно использовать несколько уровней индексации. Это также сокращает время, необходимое для доступа к одной записи.
Распределение пространства

В операционной системе файлам всегда выделяется дисковое пространство.

Существует три типа методов распределения пространства:

Связанное распределение
Индексированное распределение
Прилежащее распределение

Непрерывное распределение

В этом методе,

Каждый файл использует непрерывное адресное пространство в памяти.
Здесь ОС назначает дисковые адреса в линейном порядке.
При использовании метода непрерывного распределения наибольшую проблему представляет внешняя фрагментация. 

Связное распределение

В этом методе,

Каждый файл содержит список ссылок.
Каталог содержит ссылку или указатель в первом блоке файла.
При использовании этого метода отсутствует внешняя фрагментация.
Этот метод распределения файлов используется для файлов с последовательным доступом.
Этот метод не подходит для файлов прямого доступа.

Индексированное распределение

В этом методе

Каталог включает в себя адреса индексных блоков конкретных файлов.
Создается индексный блок, содержащий все указатели на конкретные файлы.
Все файлы должны иметь отдельные индексные блоки для хранения адресов для дискового пространства.

Файловые каталоги

Один каталог может содержать или не содержать несколько файлов. Он также может иметь подкаталоги внутри основного каталога. Информация о файлах хранится в каталогах. В ОС Windows они называются папками.
Одноуровневый каталог

Ниже перечислена информация, которая хранится в каталоге:

Имя Имя, которое отображается пользователю.
Тип: Тип каталога.
Позиция: Текущие указатели следующего чтения/записи.
Расположение: Место на устройстве, где хранится заголовок файла.
Размер: Количество байтов, блоков и слов в файле.
Защита: Контроль доступа на чтение/запись/исполнение/удаление.
Использование: Время создания, доступа, модификации.

Типы файлов — имя, расширение
Тип файла Обычное расширение Функция
Исполняемый exe, com, bin или не готовая к запуску программа на машинном языке
Объект obj, o компилированный, машинный язык, не связанный
Исходный код c. p, pas, 177, asm, исходный код на различных языках
Пакетный bat, sh Серия команд для выполнения
Текст txt, doc документы с текстовыми данными
Текстовый процессор doc,docs, tex, rrf и т.д. различные форматы текстовых процессоров
Библиотека lib, h библиотеки процедур
Архив arc, zip, tar связанные файлы, сгруппированные в один файл, иногда сжатые.
Резюме:

Файл - это коллекция коррелированной информации, которая записывается на вторичные или энергонезависимые носители, такие как магнитные диски, оптические диски и ленты.
Он обеспечивает поддержку ввода-вывода для различных типов устройств хранения.
Файлы хранятся на диске или другом устройстве хранения и не исчезают при выходе пользователя из системы.
Файловая структура должна иметь предопределенный формат таким образом, чтобы операционная система понимала ее.
Тип файла относится к способности операционной системы различать различные типы файлов, такие как текстовые, двоичные и исходные файлы.
Создание находит место на диске и делает запись в каталоге.
Метод индексированного последовательного доступа основан на простом последовательном доступе.
В методе последовательного доступа доступ к записям осуществляется в определенной заранее заданной последовательности.
Метод случайного доступа также называется прямым случайным доступом
Существует три типа методов распределения пространства:
    Связанное распределение
    Индексированное распределение
    Смежное распределение
Информация о файлах хранится в каталогах 

Спасибо что пользуетесь сайтом best-exam. Поделитесь сайтом с друзьями!
Подписаться
Уведомить о
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии