أنظمة الملفات في نظام التشغيل: الهيكل والسمات والأنواع

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 يتم تعريف معناها بواسطة منشئ الملف والمستخدم. يحتوي كل ملف على موقع منطقي للتخزين والاسترجاع.

الهدف من نظام إدارة الملفات

فيما يلي الأهداف الرئيسية لنظام إدارة الملفات:

  • يوفر دعم الإدخال/الإخراج لمجموعة متنوعة من أنواع أجهزة التخزين.
  • يقلل من فرص فقدان البيانات أو إتلافها
  • يساعد نظام التشغيل على إجراءات واجهة الإدخال/الإخراج الموحدة لعمليات المستخدم.
  • يوفر دعم الإدخال/الإخراج لعدة مستخدمين في بيئة أنظمة متعددة المستخدمين.

خصائص نظام الملفات

فيما يلي خصائص مهمة لنظام الملفات:

  • يتم تخزين الملفات على القرص أو أي وحدة تخزين أخرى ولا تختفي عندما يقوم المستخدم بتسجيل الخروج.
  • تحتوي الملفات على أسماء وترتبط بإذن الوصول الذي يسمح بالمشاركة الخاضعة للتحكم.
  • يمكن ترتيب الملفات أو أكثر كومplex الهياكل التي تعكس العلاقة بينهما.

هيكل الملف

يجب أن تكون بنية الملف عبارة عن تنسيق محدد مسبقًا بطريقة تجعل ملف نظام التشغيل يفهم. لديها هيكل محدد بشكل حصري، والذي يعتمد على نوعه.

ثلاثة أنواع من بنية الملفات في نظام التشغيل:

  • الملف النصي: هو عبارة عن سلسلة من الأحرف منظمة في سطور.
  • ملف الكائن: عبارة عن سلسلة من البايتات التي يتم تنظيمها في كتل.
  • الملف المصدر: عبارة عن سلسلة من الوظائف والعمليات.

اقتراح القراءة:-ما هو نظام التشغيل؟ شرح أنواع أنظمة التشغيل والميزات والأمثلة.

سمات الملف

الملف له اسم وبيانات. علاوة على ذلك، فإنه يقوم أيضًا بتخزين المعلومات الوصفية مثل تاريخ ووقت إنشاء الملف، والحجم الحالي، وتاريخ آخر تعديل، وما إلى ذلك. وتسمى كل هذه المعلومات سمات نظام الملفات.

فيما يلي بعض سمات الملف المهمة المستخدمة في نظام التشغيل:

  • الاسم: إنها المعلومات الوحيدة المخزنة في شكل يمكن للإنسان قراءته.
  • تحديد: يتم تعريف كل ملف برقم علامة فريد داخل نظام الملفات المعروف باسم المعرف.
  • اﻟﻌﻨﻮان يشير إلى موقع الملف على الجهاز.
  • النوع: هذه السمة مطلوبة للأنظمة التي تدعم أنواعًا مختلفة من الملفات.
  • حجم. السمة المستخدمة لعرض حجم الملف الحالي.
  • حماية. تقوم هذه السمة بتعيين حقوق الوصول لقراءة الملف وكتابته وتنفيذه والتحكم فيه.
  • الوقت والتاريخ والأمن: يتم استخدامه للحماية والأمن ويستخدم أيضًا للمراقبة

نوع الملف

يشير إلى قدرة نظام التشغيل على التمييز بين أنواع مختلفة من الملفات مثل الملفات النصية والملفات الثنائية والملفات المصدر. ومع ذلك، فإن أنظمة التشغيل مثل MS_DOS وUNIX تحتوي على ما يليwing نوع الملفات:

ملف خاص بالشخصيات

وهو عبارة عن ملف جهاز يقرأ البيانات أو يكتبها حرفًا تلو الآخر، مثل الماوس والطابعة والمزيد.

ملفات عادية

  • تقوم هذه الأنواع من الملفات بتخزين معلومات المستخدم.
  • قد يكون نصًا وبرامج قابلة للتنفيذ وقواعد بيانات.
  • يسمح للمستخدم بإجراء عمليات مثل الإضافة والحذف والتعديل.

ملفات الدليل

  • يحتوي الدليل على ملفات ومعلومات أخرى ذات صلة بهذه الملفات. إنه في الأساس مجلد لحفظ وتنظيم ملفات متعددة.

ملفات خاصة

  • وتسمى هذه الملفات أيضًا ملفات الجهاز. يمثل الأجهزة المادية مثل الطابعات والأقراص والشبكات ومحرك الأقراص المحمول وما إلى ذلك.

وظائف الملف

  • قم بإنشاء ملف، والعثور على مساحة على القرص، ثم قم بإدخال إدخال في الدليل.
  • الكتابة إلى ملف، يتطلب تحديد المواقع داخل الملف
  • القراءة من الملف تتضمن تحديد المواقع داخل الملف
  • حذف إدخال الدليل، واستعادة مساحة القرص.
  • إعادة الموضع: تحريك موضع القراءة/الكتابة.

المصطلحات الشائعة الاستخدام في أنظمة الملفات

الحقل

يخزن هذا العنصر قيمة واحدة، والتي يمكن أن تكون ثابتة أو متغيرة الطول.

DATABASE

يسمى جمع البيانات ذات الصلة بقاعدة البيانات. العلاقات بين عناصر البيانات واضحة.

FILES

الملفات هي مجموعة من السجلات المماثلة التي يتم التعامل معها ككيان واحد.

سجل

نوع السجل هو complex نوع البيانات الذي يسمح للمبرمج بإنشاء نوع بيانات جديد ببنية العمود المطلوبة. يقوم بتجميع عمود واحد أو أكثر لتكوين نوع بيانات جديد. سيكون لهذه الأعمدة أسماءها ونوع بياناتها.

طرق الوصول إلى الملفات

الوصول إلى الملفات هو عملية تحدد طريقة الوصول إلى الملفات وقراءتها في الذاكرة. وبشكل عام، يتم دائمًا دعم طريقة الوصول الواحدة بواسطة أنظمة التشغيل. على الرغم من وجود بعض أنظمة التشغيل التي تدعم أيضًا طرق الوصول المتعددة.

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

وتسمى طريقة الوصول العشوائي أيضًا بالوصول العشوائي المباشر. تسمح هذه الطريقة بالوصول إلى السجل مباشرة. كل سجل له عنوانه الخاص الذي يمكن الوصول إليه مباشرة للقراءة والكتابة.

وصول متسلسل

يعتمد هذا النوع من طرق الوصول على الوصول المتسلسل البسيط. في طريقة الوصول هذه، يتم إنشاء فهرس لكل ملف، مع مؤشر مباشر إلى كتل الذاكرة المختلفة. في هذه الطريقة، يتم البحث في الفهرس بشكل تسلسلي، ويمكن لمؤشره الوصول إلى الملف مباشرة. يمكن استخدام مستويات متعددة من الفهرسة لتوفير كفاءة أكبر في الوصول. كما أنه يقلل من الوقت اللازم للوصول إلى سجل واحد.

تخصيص المساحة

في نظام التشغيل، يتم دائمًا تخصيص مساحات على القرص للملفات.

ثلاثة أنواع من طرق تخصيص المساحة هي:

  • التخصيص المرتبط
  • التخصيص المفهرس
  • التخصيص المتجاور

التخصيص المتجاور

بهذه الطريقة ،

  • يستخدم كل ملف مساحة عنوان متجاورة على الذاكرة.
  • هنا، يقوم نظام التشغيل بتعيين عنوان القرص بترتيب خطي.
  • في أسلوب التخصيص المتجاور، التجزئة الخارجية هي المشكلة الأكبر.

التخصيص المرتبط

بهذه الطريقة ،

  • يتضمن كل ملف قائمة من الروابط.
  • يحتوي الدليل على رابط أو مؤشر في الكتلة الأولى من الملف.
  • مع هذه الطريقة، لا يوجد تجزئة خارجية
  • يتم استخدام طريقة تخصيص الملفات هذه لملفات الوصول التسلسلي.
  • هذه الطريقة ليست مثالية لملف الوصول المباشر.

التخصيص المفهرس

بهذه الطريقة ،

  • يشتمل الدليل على عناوين كتل الفهرس للملفات 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 أو لا يحتوي دليل واحد على ملفات متعددة. يمكن أن يحتوي أيضًا على أدلة فرعية داخل الدليل الرئيسي. يتم الاحتفاظ بالمعلومات حول الملفات بواسطة الدلائل. في Windows نظام التشغيل، ويسمى المجلدات.

دلائل الملفات
دليل المستوى الواحد

فولوwing هي المعلومات التي يتم الاحتفاظ بها في الدليل:

  • الاسم الاسم الذي يتم عرضه للمستخدم.
  • النوع: نوع الدليل.
  • الموقع الحالي: مؤشرات القراءة/الكتابة التالية الحالية.
  • الموقع الجغرافي: الموقع على الجهاز حيث يتم تخزين رأس الملف.
  • حجم: عدد البايتات والكتلة والكلمات في الملف.
  • حماية: التحكم في الوصول على القراءة / الكتابة / التنفيذ / الحذف.
  • الأستعمال: وقت الإنشاء والوصول والتعديل

أنواع الملفات - الاسم والامتداد

نوع الملف التمديد المعتاد المسمى الوظيفي
تنفيذ إكس، كوم، بن أو لا شيء برنامج لغة الآلة جاهز للتشغيل
هدف أوبج، أو امتثلت، لغة الآلة، غير مرتبطة
شفرة المصدر ج. ص، باس، 177، أسم، أ كود المصدر بلغات مختلفة
دفعة الخفافيش، ش سلسلة من الأوامر التي سيتم تنفيذها
نص النص، الوثيقة وثائق البيانات النصية
معالج الكلمات وثيقة، مستندات، تكس، RRF، الخ. تنسيقات معالج النصوص المختلفة
المكتبة ليب، ح مكتبات الروتين
Archive قوس، الرمز البريدي، القطران الملفات ذات الصلة مجمعة في ملف واحد، مضغوطة في بعض الأحيان.

نبذة عامة

  • الملف عبارة عن مجموعة من المعلومات المترابطة التي يتم تسجيلها على وحدات تخزين ثانوية أو غير متطايرة مثل الأقراص المغناطيسية والأقراص الضوئية والأشرطة.
  • يوفر دعم الإدخال/الإخراج لمجموعة متنوعة من أنواع أجهزة التخزين.
  • يتم تخزين الملفات على القرص أو أي وحدة تخزين أخرى ولا تختفي عندما يقوم المستخدم بتسجيل الخروج.
  • يجب أن تكون بنية الملف عبارة عن تنسيق محدد مسبقًا بطريقة يفهمها نظام التشغيل.
  • يشير نوع الملف إلى قدرة نظام التشغيل على التمييز بين أنواع مختلفة من الملفات مثل الملفات النصية والملفات الثنائية والملفات المصدر.
  • قم بإنشاء مساحة بحث على القرص وقم بإدخالها في الدليل.
  • تعتمد طريقة الوصول المتسلسل المفهرس على الوصول المتسلسل البسيط
  • في طريقة الوصول المتسلسل، يتم الوصول إلى السجلات بتسلسل معين محدد مسبقًا
  • وتسمى طريقة الوصول العشوائي أيضًا بالوصول العشوائي المباشر
  • ثلاثة أنواع من طرق تخصيص المساحة هي:
  • التخصيص المرتبط
  • التخصيص المفهرس
  • التخصيص المتجاور
  • يتم الاحتفاظ بالمعلومات حول الملفات بواسطة الدلائل