Файлови системи в Operating система: структура, атрибути, типове

Какво е файлова система?

Файлът е колекция от корелирана информация, която се записва на вторично или енергонезависимо хранилище като магнитни дискове, оптични дискове и ленти. Това е метод за събиране на данни, който се използва като среда за въвеждане и получаване на изход от тази програма.

Най-общо казано, файлът е поредица от битове, байтове или записи, чието значение се определя от създателя на файла и потребителя. Всеки файл има логическо местоположение, където се поставя за съхранение и извличане.

Цел на системата за управление на файлове

Ето основните цели на системата за управление на файлове:

• Той осигурява I/O поддръжка за различни типове устройства за съхранение.
• Това минимизира вероятността от загуба или унищожаване на данни.
• Това помага на операционната система да стандартизира рутините на входно/изходния интерфейс за потребителските процеси.
• Той осигурява I/O поддръжка за множество потребители в многопотребителска системна среда.

Свойства на файловата система

Ето важните свойства на файловата система:

• Файловете се съхраняват на диск или друго хранилище и не изчезват, когато потребител излезе.
• Файловете имат имена и са свързани с разрешения за достъп, които позволяват контролирано споделяне.
• Файловете могат да бъдат подредени в по-сложни структури, за да отразят връзката между тях.

Файлова структура

Файловата структура се нуждае от предварително дефиниран формат, така че операционната система разбира го. То има изключително дефинирана структура, която се основава на неговия тип.

Три вида файлови структури в операционната система са:

• Текстов файл: Това е поредица от символи, организирана в редове.
• Обектен файл: Това е поредица от байтове, които са организирани в блокове.
• Изходен файл: Това е поредица от функции и процеси.

Предложение за четене: - Какво е Operating система? Обяснете видовете ОС, функции и примери.

Атрибути на файла

Файлът има име и данни. Освен това, той съхранява и мета информация, като дата и час на създаване на файла, текущ размер и дата на последна промяна. Цялата тази информация се нарича атрибути на файловата система.

Ето някои важни файлови атрибути, използвани в операционната система:

• Име: Това е единствената информация, съхранявана в четима от човека форма.
• идентификационен номер: Всеки файл се идентифицира с уникален номер на етикет във файлова система, известен като идентификатор.
• Местоположение: Посочва местоположението на файла на устройството.
• Тип: Този атрибут е необходим за системи, които поддържат различни типове файлове.
• Размер: Този атрибут се използва за показване на текущия размер на файла.
• Ниво на защита: Този атрибут присвоява и контролира правата за достъп за четене, запис и изпълнение на файла.
• Час, дата и сигурност: Използва се за защита, сигурност и наблюдение.

Тип файл

Типът файл се отнася до способността на операционната система да разграничава различни типове файлове, като текстови файлове, двоични файлове и файлове с изходен код. OperaСистеми като MS-DOS и UNIX имат следните типове файлове:

Специален файл със знаци

Това е хардуерен файл, който чете или записва данни символ по символ, като мишка, принтер и други.

Обикновени файлове

• Тези типове файлове съхраняват потребителска информация.
• Те могат да бъдат текст, изпълними програми или бази данни.
• Те позволяват на потребителя да извършва операции като добавяне, изтриване и промяна.

Файлове в директорията

• Директорията съдържа файлове и друга свързана информация за тези файлове. Това е основно папка за съхранение и организиране на множество файлове.

Специални файлове

• Тези файлове се наричат ​​още файлове на устройства. Те представляват физически устройства като принтери, дискове, мрежи и флаш памети.

Функции на файла

• Създайте файл, намерете място на диска и направете запис в директорията.
• Запис във файл, което изисква позициониране във файла.
• Четене от файл, което включва позициониране във файла.
• Изтриване на запис в директория и възстановяване на дисковото пространство.
• Препозициониране: преместване на позицията за четене/запис.

Често използвани термини във файловите системи

Област

Този елемент съхранява една стойност, която може да бъде статична или променлива дължина.

База данни

Колекция от свързани данни се нарича база данни. Връзките между елементите на данните са явни.

Файлове

Файлът е колекция от подобни записи, която се третира като едно цяло.

Рекорд

Типът запис е сложен тип данни, който позволява на програмиста да създаде нов тип данни с желаната структура на колоните. Той групира една или повече колони, за да образува нов тип данни. Тези колони имат свои собствени имена и тип данни.

Методи за достъп до файлове

Достъпът до файлове е процес, който определя начина, по който файловете се достъпват и четат в паметта. Обикновено операционните системи винаги поддържат един метод за достъп, въпреки че някои операционни системи поддържат и множество методи за достъп.

Три метода за достъп до файлове са:

• Пореден достъп
• Директен произволен достъп
• Последователен достъп до индекс

Последователен достъп

При този тип метод за достъп до файлове се осъществява достъп до записите в определена предварително дефинирана последователност. При метода на последователен достъп информацията, съхранена във файла, също се обработва една по една. Повечето компилатори имат достъп до файлове, използвайки този метод за достъп.

Случайна достъп

Методът с произволен достъп се нарича още директен произволен достъп. Този метод позволява директен достъп до записа. Всеки запис има свой собствен адрес, до който може да се осъществи директен достъп за четене и запис.

Индексиране на последователен достъп

Този тип метод за достъп се основава на прост последователен достъп. При този метод за достъп се изгражда индекс за всеки файл с директен указател към различни блокове памет. При този метод индексът се търси последователно и неговият указател може да осъществява директен достъп до файла. Могат да се използват множество нива на индексиране, за да се осигури по-голяма ефективност при достъпа. Това също така намалява времето, необходимо за достъп до един запис.

Разпределение на пространството

В операционната система файловете винаги получават дисково пространство. Три вида методи за разпределение на пространство са:

• Свързано разпределение
• Индексирано разпределение
• Непрекъснато разпределение

Непрекъснато разпределение

В този метод:

• Всеки файл използва непрекъснато адресно пространство в паметта.
• Тук операционната система присвоява дисковите адреси в линеен ред.
• При метода на непрекъснато разпределение външната фрагментация е най-големият проблем.

Свързано разпределение

В този метод:

• Всеки файл включва списък с връзки.
• Директорията съдържа връзка или указател в първия блок на файла.
• При този метод няма външна фрагментация.
• Този метод за разпределение на файлове се използва за файлове с последователен достъп.
• Този метод не е идеален за файл с директен достъп.

Индексирано разпределение

В този метод:

• Директорията съдържа адресите на индексните блокове на специфичните файлове.
• Създава се индексен блок, който съдържа всички указатели за конкретни файлове.
• Всички файлове трябва да имат отделни индексни блокове за съхраняване на адресите за дисково пространство.

Файлови директории

Една директория може да съдържа или да не съдържа множество файлове. Тя може също така да има поддиректории в главната директория. Информацията за файловете се поддържа от директории. В Windows ОС, те се наричат ​​папки.

Директория на едно ниво

Следва информацията, която се поддържа в директория:

• Име: Името, което се показва на потребителя.
• Тип: Тип на директорията.
• Позиция: Текущи указатели за следващо четене/запис.
• Местоположение: Местоположението на устройството, където се съхранява заглавката на файла.
• Размер: Брой байтове, блокове и думи във файла.
• Ниво на защита: Контрол на достъпа при четене/запис/изпълнение/изтриване.
• Начин на употреба: Време на създаване, достъп и промяна.

Типове файлове - име, разширение

Тип файл	Обичайно разширение	функция
Изпълнител	exe, com, bin или никой	готова за изпълнение програма на машинен език
Обект	obj, o	компилиран, машинен език, не е свързан
Изходния код	c, p, pas, 177, asm, a	изходен код на различни езици
Партида	прилеп, ш	поредица от команди, които трябва да бъдат изпълнени
Текст	txt, док	документи с текстови данни
Word процесор	документ, документи, текс, ррф и др.	различни формати за текстообработка
Библиотека	lib, h	библиотеки от рутини
Archive	дъга, цип, катран	свързани файлове, групирани в един файл, понякога компресирани

Въпроси и Отговори