Souborové systémy v Operating System: Struktura, Atributy, Typy

Co je souborový systém?

Soubor je soubor korelovaných informací, které jsou zaznamenány na sekundární nebo energeticky nezávislé úložiště, jako jsou magnetické disky, optické disky a pásky. Je to metoda sběru dat, která se používá jako médium pro poskytování vstupu a přijímání výstupu z tohoto programu.

Soubor je obecně posloupnost bitů, bajtů nebo záznamů, jejichž význam je definován tvůrcem souboru a uživatelem. Každý soubor má logické umístění, kam je umístěn pro ukládání a načítání.

Cíl systému správy souborů

Zde jsou hlavní cíle systému správy souborů:

• Poskytuje I/O podporu pro různé typy úložných zařízení.
• Minimalizuje riziko ztráty nebo zničení dat.
• Pomáhá operačnímu systému standardizovat rutiny I/O rozhraní pro uživatelské procesy.
• Poskytuje podporu I/O pro více uživatelů v prostředí víceuživatelského systému.

Vlastnosti systému souborů

Zde jsou důležité vlastnosti souborového systému:

• Soubory jsou uloženy na disku nebo jiném úložišti a nezmizí, když se uživatel odhlásí.
• Soubory mají názvy a jsou přiřazena přístupová oprávnění, která umožňují řízené sdílení.
• Soubory lze uspořádat do složitějších struktur, aby odrážely vztahy mezi nimi.

Struktura souborů

Struktura souboru potřebuje předdefinovaný formát tak, aby operační systém rozumí tomu. Má výhradně definovanou strukturu, která je založena na jeho typu.

V operačním systému existují tři typy struktur souborů:

• Textový soubor: Je to řada znaků uspořádaná do řádků.
• Objektový soubor: Jedná se o sérii bajtů, která je uspořádána do bloků.
• Zdrojový soubor: Jedná se o řadu funkcí a procesů.

Doporučení ke čtení: - Co je to Operating systém? Vysvětlete typy OS, funkce a příklady.

Atributy souboru

Soubor má název a data. Kromě toho ukládá také meta informace, jako je datum a čas vytvoření souboru, aktuální velikost a datum poslední úpravy. Všechny tyto informace se nazývají atributy souborového systému.

Zde jsou některé důležité atributy souborů používané v operačním systému:

• Jméno: Je to jediná informace uložená v lidsky čitelné podobě.
• Identifikátor: Každý soubor je v souborovém systému identifikován jedinečným číslem tagu, které se nazývá identifikátor.
• pronájem: Ukazuje na umístění souboru v zařízení.
• Typ: Tento atribut je vyžadován pro systémy, které podporují různé typy souborů.
• Velikost: Tento atribut se používá k zobrazení aktuální velikosti souboru.
• Ochrana: Tento atribut přiřazuje a řídí přístupová práva pro čtení, zápis a spuštění souboru.
• Čas, datum a zabezpečení: Používá se k ochraně, zabezpečení a monitorování.

Typ souboru

Typ souboru označuje schopnost operačního systému rozlišovat různé typy souborů, jako jsou textové soubory, binární soubory a zdrojové soubory. OperaOperační systémy jako MS-DOS a UNIX mají následující typy souborů:

Zvláštní soubor znaků

Je to hardwarový soubor, který čte nebo zapisuje data znak po znaku, například myš, tiskárna a další.

Běžné soubory

• Tyto typy souborů ukládají uživatelské informace.
• Mohou to být textové soubory, spustitelné programy nebo databáze.
• Umožňují uživateli provádět operace, jako je přidávání, mazání a úpravy.

Adresář Soubory

• Adresář obsahuje soubory a další související informace o těchto souborech. V podstatě se jedná o složku, která uchovává a organizuje více souborů.

Speciální soubory

• Tyto soubory se také nazývají soubory zařízení. Představují fyzická zařízení, jako jsou tiskárny, disky, sítě a flash disky.

Funkce souboru

• Vytvořte soubor, najděte místo na disku a zadejte do adresáře položku.
• Zapis do souboru, což vyžaduje umístění v souboru.
• Čtení ze souboru, což zahrnuje umístění v souboru.
• Smazání položky adresáře a opětovné uvolnění místa na disku.
• Změnit pozici: přesunout pozici pro čtení/zápis.

Běžně používané termíny v souborových systémech

Pole

Tento prvek ukládá jednu hodnotu, která může mít statickou nebo proměnnou délku.

Databáze

Soubor souvisejících dat se nazývá databáze. Vztahy mezi prvky dat jsou explicitní.

soubory

Soubor je kolekce podobných záznamů, která je považována za jeden celek.

Záznam

Typ záznamu je komplexní datový typ, který umožňuje programátorovi vytvořit nový datový typ s požadovanou strukturou sloupců. Seskupuje jeden nebo více sloupců a vytváří tak nový datový typ. Tyto sloupce mají své vlastní názvy a datové typy.

Metody přístupu k souborům

Přístup k souborům je proces, který určuje způsob, jakým se k souborům přistupuje a načítají se do paměti. Operační systémy obecně vždy podporují jednu metodu přístupu, i když některé operační systémy podporují i ​​více metod přístupu.

Tři způsoby přístupu k souborům jsou:

• Sekvenční přístup
• Přímý náhodný přístup
• Index sekvenčního přístupu

Sekvenční přístup

V tomto typu metody přístupu k souborům se k záznamům přistupuje v určitém předem definovaném pořadí. V metodě sekvenčního přístupu jsou informace uložené v souboru také zpracovávány jeden po druhém. Většina kompilátorů přistupuje k souborům pomocí této přístupové metody.

Náhodný přístup

Metoda náhodného přístupu se také nazývá přímý náhodný přístup. Tato metoda umožňuje přímý přístup k záznamu. Každý záznam má svou vlastní adresu, ke které lze přímo přistupovat pro čtení a zápis.

Sekvenční přístup k indexu

Tento typ metody přístupu je založen na jednoduchém sekvenčním přístupu. V této metodě přístupu se pro každý soubor vytváří index s přímým ukazatelem na různé paměťové bloky. V této metodě se index prohledává sekvenčně a jeho ukazatel umožňuje přímý přístup k souboru. Pro větší efektivitu přístupu lze použít více úrovní indexování. Zkracuje se také čas potřebný k přístupu k jednomu záznamu.

Alokace prostoru

V operačním systému jsou souborům vždy přidělovány diskové prostory. Existují tři typy metod alokace prostoru:

• Propojená alokace
• Indexovaná alokace
• Souvislá alokace

Souvislá alokace

V této metodě:

• Každý soubor používá souvislý adresní prostor v paměti.
• Zde operační systém přiřazuje adresy disků v lineárním pořadí.
• V metodě souvislé alokace je největším problémem externí fragmentace.

Propojená alokace

V této metodě:

• Každý soubor obsahuje seznam odkazů.
• Adresář obsahuje odkaz nebo ukazatel v prvním bloku souboru.
• U této metody nedochází k žádné vnější fragmentaci.
• Tato metoda alokace souborů se používá pro soubory se sekvenčním přístupem.
• Tato metoda není ideální pro soubor s přímým přístupem.

Indexovaná alokace

V této metodě:

• Adresář obsahuje adresy indexových bloků specifických souborů.
• Vytvoří se blok indexu se všemi ukazateli pro konkrétní soubory.
• Všechny soubory by měly mít jednotlivé indexové bloky pro uložení adres místa na disku.

Adresáře souborů

Jeden adresář může, ale nemusí obsahovat více souborů. Může mít také podadresáře uvnitř hlavního adresáře. Informace o souborech jsou uchovávány v adresářích. V Windows V operačním systému se jim říká složky.

Jednoúrovňový adresář

Níže jsou uvedeny informace, které jsou udržovány v adresáři:

• Jméno: Jméno, které se zobrazí uživateli.
• Typ: Typ adresáře.
• Pozice: Aktuální ukazatele pro další čtení/zápis.
• pronájem: Umístění v zařízení, kde je uložena záhlaví souboru.
• Velikost: Počet bajtů, bloků a slov v souboru.
• Ochrana: Řízení přístupu pro čtení/zápis/spuštění/mazání.
• Použití: Čas vytvoření, přístupu a úpravy.

Typy souborů - název, přípona

Typ souboru	Obvyklé prodloužení	funkce
Spouštěcí	exe, com, bin nebo none	připravený program ve strojovém jazyce
Objekt	obj, o	kompilovaný, strojový jazyk, nelinkovaný
Zdrojový kód	c, p, pas, 177, asm, a	zdrojový kód v různých jazycích
Dávka	netopýr, sh	série příkazů, které mají být provedeny
Text	txt, doc	textové datové dokumenty
Textový procesor	doc, dokumenty, tex, rrf atd.	různé formáty textových procesorů
Knihovna	lib, h	knihovny rutin
Archive	oblouk, zip, dehet	související soubory seskupené do jednoho souboru, někdy komprimované

Nejčastější dotazy