أنظمة الملفات في Operaنظام التينغ: البنية، السمات، الأنواع
ناثانيال بروكس
⚡ ملخص ذكي
يقوم نظام الملفات في نظام التشغيل بتنظيم وتخزين واسترجاع البيانات على وحدات التخزين الثانوية مثل الأقراص المغناطيسية والأقراص الضوئية والأشرطة، ويحدد بنية الملفات وخصائصها وطرق الوصول إليها وتخصيصها بحيث تدير البرامج المعلومات بشكل موثوق.
ما هو نظام الملفات؟
الملف عبارة عن مجموعة من المعلومات المترابطة التي يتم تسجيلها على وحدات تخزين ثانوية أو غير متطايرة مثل الأقراص المغناطيسية والأقراص الضوئية والأشرطة. إنها طريقة لجمع البيانات تُستخدم كوسيلة لإعطاء المدخلات وتلقي المخرجات من هذا البرنامج.
بشكل عام، الملف عبارة عن سلسلة من البتات أو البايتات أو السجلات التي يحدد معناها منشئ الملف ومستخدمه. لكل ملف موقع منطقي يُوضع فيه للتخزين والاسترجاع.
هدف نظام إدارة الملفات
فيما يلي الأهداف الرئيسية لنظام إدارة الملفات:
- يوفر دعم الإدخال/الإخراج لمجموعة متنوعة من أنواع أجهزة التخزين.
- فهو يقلل من فرص فقدان البيانات أو تلفها.
- يساعد ذلك نظام التشغيل على توحيد إجراءات واجهة الإدخال/الإخراج لعمليات المستخدم.
- يوفر دعم الإدخال/الإخراج لعدة مستخدمين في بيئة نظام متعددة المستخدمين.
خصائص نظام الملفات
فيما يلي أهم خصائص نظام الملفات:
- يتم تخزين الملفات على القرص أو أي وحدة تخزين أخرى ولا تختفي عندما يقوم المستخدم بتسجيل الخروج.
- للملفات أسماء وترتبط بأذونات الوصول التي تسمح بالمشاركة الخاضعة للتحكم.
- يمكن ترتيب الملفات في هياكل أكثر تعقيدًا لتعكس العلاقة بينها.
هيكل الملف
يحتاج هيكل الملف إلى تنسيق محدد مسبقًا بطريقة تجعل نظام التشغيل يفهم ذلك. لديه بنية محددة بشكل حصري، تستند إلى نوعه.
ثلاثة أنواع من بنية الملفات في نظام التشغيل هي:
- ملف نصي: هو عبارة عن سلسلة من الأحرف المنظمة في أسطر.
- ملف الكائن: عبارة عن سلسلة من البايتات التي يتم تنظيمها في كتل.
- الملف المصدر: عبارة عن سلسلة من الوظائف والعمليات.
اقتراح القراءة:- ما هي تفاصيل Operaنظام تينغ؟ شرح أنواع أنظمة التشغيل والميزات والأمثلة.
سمات الملف
يحتوي الملف على اسم وبيانات. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يخزن معلومات وصفية مثل تاريخ ووقت إنشاء الملف، وحجمه الحالي، وتاريخ آخر تعديل له. تُسمى جميع هذه المعلومات بخصائص نظام الملفات.
فيما يلي بعض سمات الملفات المهمة المستخدمة في نظام التشغيل:
- الاسم: إنها المعلومة الوحيدة المخزنة في شكل يمكن للإنسان قراءته.
- معرف: يتم تحديد كل ملف بواسطة رقم تعريف فريد داخل نظام الملفات يُعرف باسم المعرف.
- المكان يشير إلى موقع الملف على الجهاز.
- النوع: هذه السمة مطلوبة للأنظمة التي تدعم أنواعًا مختلفة من الملفات.
- المقاس : تُستخدم هذه الخاصية لعرض حجم الملف الحالي.
- حماية: تحدد هذه السمة وتتحكم في حقوق الوصول لقراءة الملف وكتابته وتنفيذه.
- الوقت والتاريخ والأمان: يُستخدم للحماية والأمن والمراقبة.
نوع الملف
يشير نوع الملف إلى قدرة نظام التشغيل على التمييز بين أنواع الملفات المختلفة مثل الملفات النصية والملفات الثنائية وملفات المصدر. Operaتحتوي أنظمة التشغيل مثل MS-DOS و UNIX على الأنواع التالية من الملفات:
ملف خاص بالشخصيات
هو ملف خاص بالأجهزة يقوم بقراءة أو كتابة البيانات حرفًا حرفًا، مثل الفأرة والطابعة وغيرها.
الملفات العادية
- تخزن هذه الأنواع من الملفات معلومات المستخدم.
- قد تكون هذه الملفات نصوصاً أو برامج قابلة للتنفيذ أو قواعد بيانات.
- فهي تسمح للمستخدم بإجراء عمليات مثل الإضافة والحذف والتعديل.
ملفات الدليل
- يحتوي المجلد على الملفات والمعلومات الأخرى المتعلقة بها. وهو في الأساس عبارة عن مجلد لحفظ وتنظيم ملفات متعددة.
ملفات خاصة
- تُسمى هذه الملفات أيضاً بملفات الأجهزة. وهي تمثل أجهزة مادية مثل الطابعات والأقراص والشبكات ووحدات التخزين المحمولة.
وظائف الملف
- أنشئ ملفًا، وابحث عن مساحة على القرص، وأضف مدخلًا في الدليل.
- الكتابة إلى ملف، الأمر الذي يتطلب تحديد الموقع داخل الملف.
- القراءة من ملف، وهو ما يتضمن تحديد الموقع داخل الملف.
- احذف مدخل الدليل واستعد مساحة القرص.
- إعادة التموضع: تحريك موضع القراءة/الكتابة.
المصطلحات الشائعة الاستخدام في أنظمة الملفات
الحقل
يخزن هذا العنصر قيمة واحدة، والتي يمكن أن تكون ثابتة أو متغيرة الطول.
قاعدة البيانات
تُسمى مجموعة البيانات المترابطة قاعدة بيانات. وتكون العلاقات بين عناصر البيانات واضحة.
ملفات
الملف عبارة عن مجموعة من السجلات المتشابهة التي يتم التعامل معها ككيان واحد.
القيد
نوع السجل هو نوع بيانات معقد يسمح للمبرمج بإنشاء نوع بيانات جديد ببنية الأعمدة المطلوبة. يقوم بتجميع عمود واحد أو أكثر لتشكيل نوع بيانات جديد. ولكل عمود من هذه الأعمدة اسمه ونوع بياناته الخاص.
طرق الوصول إلى الملفات
تُعدّ عملية الوصول إلى الملفات عمليةً تُحدّد كيفية الوصول إلى الملفات وقراءتها في الذاكرة. وبشكل عام، تدعم أنظمة التشغيل طريقة وصول واحدة فقط، مع أن بعض أنظمة التشغيل تدعم أيضاً طرق وصول متعددة.
ثلاث طرق للوصول إلى الملفات هي:
- وصول متسلسل
- الوصول العشوائي المباشر
- الوصول التسلسلي للفهرس
وصول متسلسل
في هذا النوع من طريقة الوصول إلى الملفات، يتم الوصول إلى السجلات بتسلسل معين محدد مسبقًا. في طريقة الوصول التسلسلي، تتم أيضًا معالجة المعلومات المخزنة في الملف واحدًا تلو الآخر. يصل معظم المترجمين إلى الملفات باستخدام طريقة الوصول هذه.
دخول عشوائي
تُسمى طريقة الوصول العشوائي أيضاً بالوصول العشوائي المباشر. تتيح هذه الطريقة الوصول المباشر إلى السجل. لكل سجل عنوانه الخاص، والذي يمكن الوصول إليه مباشرةً للقراءة والكتابة.
الوصول التسلسلي للفهرس
يعتمد هذا النوع من أساليب الوصول على الوصول التسلسلي البسيط. في هذه الطريقة، يُنشأ فهرس لكل ملف، مع مؤشر مباشر إلى كتل الذاكرة المختلفة. يتم البحث في الفهرس بشكل تسلسلي، ويمكن للمؤشر الوصول إلى الملف مباشرةً. يمكن استخدام مستويات متعددة من الفهرسة لتحسين كفاءة الوصول، كما يقلل ذلك من الوقت اللازم للوصول إلى سجل واحد.
تخصيص المساحة
في نظام التشغيل، تُخصص مساحات على القرص للملفات دائمًا. وهناك ثلاثة أنواع من طرق تخصيص المساحة:
- التخصيص المرتبط
- التخصيص المفهرس
- التخصيص المتجاور
التخصيص المتجاور
في هذه الطريقة:
- يستخدم كل ملف مساحة عناوين متجاورة في الذاكرة.
- هنا، يقوم نظام التشغيل بتعيين عناوين القرص بترتيب خطي.
- في أسلوب التخصيص المتجاور، التجزئة الخارجية هي المشكلة الأكبر.
التخصيص المرتبط
في هذه الطريقة:
- يتضمن كل ملف قائمة من الروابط.
- يحتوي الدليل على رابط أو مؤشر في الكتلة الأولى من الملف.
- بهذه الطريقة، لا يوجد تجزئة خارجية.
- تُستخدم طريقة تخصيص الملفات هذه للملفات ذات الوصول التسلسلي.
- هذه الطريقة ليست مثالية لملف الوصول المباشر.
التخصيص المفهرس
في هذه الطريقة:
- يحتوي الدليل على عناوين كتل الفهرس الخاصة بالملفات المحددة.
- يتم إنشاء كتلة فهرس تحتوي على كافة المؤشرات الخاصة بملفات معينة.
- يجب أن تحتوي كافة الملفات على كتل فهرس فردية لتخزين العناوين لمساحة القرص.
دلائل الملفات
قد يحتوي المجلد الواحد على ملفات متعددة أو لا يحتوي على أي منها. كما يمكن أن يحتوي على مجلدات فرعية داخل المجلد الرئيسي. ويتم الاحتفاظ بمعلومات حول الملفات بواسطة المجلدات. Windows في نظام التشغيل، تُسمى هذه المجلدات بالمجلدات.
دليل المستوى الواحد
فيما يلي المعلومات المحفوظة في الدليل:
- الاسم: الاسم الذي يتم عرضه للمستخدم.
- النوع: نوع الدليل.
- موضع: مؤشرات القراءة/الكتابة التالية الحالية.
- المكان الموقع على الجهاز حيث يتم تخزين رأس الملف.
- المقاس : عدد البايتات والكتل والكلمات في الملف.
- حماية: التحكم في الوصول للقراءة/الكتابة/التنفيذ/الحذف.
- الاستخدام: وقت الإنشاء والوصول والتعديل.
أنواع الملفات - الاسم، الامتداد
| نوع الملف | التمديد المعتاد | الوظيفة |
| تنفيذ | إكس، كوم، بن أو لا شيء | برنامج لغة الآلة جاهز للتشغيل |
| هدف | أوبج، أو | لغة الآلة المُجمّعة، غير مرتبطة |
| شفرة المصدر | ج، ب، باس، 177، أسم، أ | كود المصدر بلغات مختلفة |
| دفعة | الخفافيش، ش | سلسلة من الأوامر المراد تنفيذها |
| نص | النص، الوثيقة | وثائق البيانات النصية |
| معالج الكلمات | doc, docs, tex, rrf, إلخ. | تنسيقات معالج النصوص المختلفة |
| المكتبة | ليب، ح | مكتبات الروتين |
| الأرشيف | قوس، الرمز البريدي، القطران | يتم تجميع الملفات ذات الصلة في ملف واحد، وأحيانًا يتم ضغطها. |
