Filsystemer i Operating System: Struktur, Attributter, Typer

Hvad er filsystem?

En fil er en samling af korreleret information, som er optaget på sekundært eller ikke-flygtigt lager som magnetiske diske, optiske diske og bånd. Det er en metode til dataindsamling, der bruges som et medium til at give input og modtage output fra det pågældende program.

Generelt er en fil en sekvens af bits, bytes eller poster, hvis betydning er defineret af filopretteren og brugeren. Hver fil har en logisk placering, hvor den er placeret til lagring og hentning.

Mål med filhåndteringssystemet

Her er hovedformålene med filhåndteringssystemet:

• Det giver I/O-understøttelse til en række forskellige lagerenhedstyper.
• Det minimerer risikoen for tabte eller ødelagte data.
• Det hjælper operativsystemet med at standardisere I/O-grænsefladerutiner for brugerprocesser.
• Den giver I/O-understøttelse for flere brugere i et flerbrugersystemmiljø.

Egenskaber for et filsystem

Her er de vigtige egenskaber ved et filsystem:

• Filer gemmes på disk eller andet lager og forsvinder ikke, når en bruger logger af.
• Filer har navne og er knyttet til adgangstilladelser, der tillader kontrolleret deling.
• Filer kan arrangeres i mere komplekse strukturer for at afspejle forholdet mellem dem.

Filstruktur

En filstruktur har brug for et foruddefineret format på en sådan måde, at en operativsystem forstår det. Det har en eksklusivt defineret struktur, som er baseret på dets type.

Tre typer filstrukturer i OS er:

• En tekstfil: Det er en række tegn, der er organiseret i linjer.
• En objektfil: Det er en række bytes, der er organiseret i blokke.
• En kildefil: Det er en række funktioner og processer.

Læseforslag:- Hvad er Operating System? Forklar OS-typer, funktioner og eksempler.

Filattributter

En fil har et navn og data. Derudover gemmer den også metaoplysninger som filens oprettelsesdato og -tidspunkt, aktuelle størrelse og dato for sidste ændring. Alle disse oplysninger kaldes attributterne for et filsystem.

Her er nogle vigtige filattributter, der bruges i OS:

• Navn: Det er den eneste information, der er gemt i en menneskelig læsbar form.
• Identifikator: Hver fil er identificeret med et unikt tagnummer i et filsystem kendt som en identifikator.
• Beliggenhed: Den peger på filens placering på enheden.
• Type: Denne egenskab er påkrævet for systemer, der understøtter forskellige typer filer.
• Størrelse: Denne attribut bruges til at vise den aktuelle filstørrelse.
• Beskyttelse: Denne attribut tildeler og kontrollerer adgangsrettighederne til at læse, skrive og køre filen.
• Tid, dato og sikkerhed: Det bruges til beskyttelse, sikkerhed og overvågning.

Filtype

Filtype refererer til operativsystemets evne til at skelne mellem forskellige filtyper som tekstfiler, binære filer og kildefiler. OperaSystemer som MS-DOS og UNIX har følgende filtyper:

Karakter speciel fil

Det er en hardwarefil, der læser eller skriver data tegn for tegn, ligesom en mus, printer og mere.

Almindelige filer

• Disse typer filer gemmer brugeroplysninger.
• De kan være tekst, eksekverbare programmer eller databaser.
• De giver brugeren mulighed for at udføre handlinger som at tilføje, slette og ændre.

Directory filer

• En mappe indeholder filer og andre relaterede oplysninger om disse filer. Det er dybest set en mappe til at indeholde og organisere flere filer.

Særlige filer

• Disse filer kaldes også enhedsfiler. De repræsenterer fysiske enheder som printere, diske, netværk og flashdrev.

Filens funktioner

• Opret en fil, find plads på disken, og lav en post i mappen.
• Skriv til en fil, hvilket kræver placering i filen.
• Læsning fra en fil, hvilket involverer positionering i filen.
• Slet en mappepost og frigør diskplads.
• Omplacering: Flyt læse-/skrivepositionen.

Almindeligt anvendte termer i filsystemer

Felt

Dette element gemmer en enkelt værdi, som kan være statisk eller variabel længde.

Database

En samling af relaterede data kaldes en database. Relationer mellem dataelementer er eksplicitte.

Filer

En fil er en samling af lignende poster, der behandles som én enhed.

Optage

En posttype er en kompleks datatype, der giver programmøren mulighed for at oprette en ny datatype med den ønskede kolonnestruktur. Den grupperer en eller flere kolonner for at danne en ny datatype. Disse kolonner har deres egne navne og datatyper.

Filadgangsmetoder

Filadgang er en proces, der bestemmer, hvordan filer tilgås og læses ind i hukommelsen. Generelt understøttes en enkelt adgangsmetode altid af operativsystemer, selvom nogle operativsystemer også understøtter flere adgangsmetoder.

Tre filadgangsmetoder er:

• Sekventiel adgang
• Direkte tilfældig adgang
• Indeks sekventiel adgang

Sekventiel adgang

I denne type filadgangsmetode tilgås poster i en bestemt foruddefineret rækkefølge. I den sekventielle adgangsmetode behandles oplysninger, der er lagret i filen, også én efter én. De fleste compilere får adgang til filer ved hjælp af denne adgangsmetode.

Tilfældig adgang

Random access-metoden kaldes også direkte random access. Denne metode giver direkte adgang til posten. Hver post har sin egen adresse, som kan læses og skrives direkte.

Indeks sekventiel adgang

Denne type adgangsmetode er baseret på simpel sekventiel adgang. I denne adgangsmetode opbygges et indeks for hver fil med en direkte pointer til forskellige hukommelsesblokke. I denne metode søges indekset sekventielt, og dets pointer kan tilgå filen direkte. Flere niveauer af indeksering kan bruges til at give større effektivitet i adgangen. Det reducerer også den tid, det tager at tilgå en enkelt post.

Pladsfordeling

I operativsystemet tildeles filer altid diskplads. Der er tre typer pladsallokeringsmetoder:

• Sammenkædet tildeling
• Indekseret tildeling
• Sammenhængende tildeling

Sammenhængende tildeling

I denne metode:

• Hver fil bruger et sammenhængende adresseområde i hukommelsen.
• Her tildeler operativsystemet diskadresser i lineær rækkefølge.
• I den sammenhængende allokeringsmetode er ekstern fragmentering det største problem.

Sammenkædet tildeling

I denne metode:

• Hver fil indeholder en liste over links.
• Mappen indeholder et link eller en pointer i den første blok af en fil.
• Med denne metode er der ingen ekstern fragmentering.
• Denne filallokeringsmetode bruges til filer med sekventiel adgang.
• Denne metode er ikke ideel til en fil med direkte adgang.

Indekseret tildeling

I denne metode:

• Mappen indeholder adresserne på indeksblokke for de specifikke filer.
• Der oprettes en indeksblok, som har alle pegepindene til specifikke filer.
• Alle filer skal have individuelle indeksblokke for at gemme adresserne til diskplads.

Filmapper

En enkelt mappe kan indeholde flere filer, men kan også indeholde dem. Den kan også have undermapper i hovedmappen. Oplysninger om filer vedligeholdes af mapper. I Windows OS, de kaldes mapper.

Katalog på enkelt niveau

Følgende er de oplysninger, der opbevares i en mappe:

• Navn: Det navn, der vises for brugeren.
• Type: Type af mappe.
• Position: Nuværende næste læse-/skrivepointere.
• Beliggenhed: Placering på enheden, hvor filheaderen er gemt.
• Størrelse: Antal bytes, blokke og ord i filen.
• Beskyttelse: Adgangskontrol ved læsning/skrivning/udførelse/sletning.
• Anvendelse: Tidspunkt for oprettelse, adgang og ændring.

Filtyper - navn, filtypenavn

Filtype	Sædvanlig forlængelse	Funktion
eksekverbar	exe, com, bin eller ingen	et køreklart maskinsprogsprogram
Object	obj, o	kompileret, maskinsprog, ikke linket
Kildekode	c, p, pas, 177, asm, a	kildekode på forskellige sprog
Batch	flagermus, sh	en række kommandoer, der skal udføres
tekst	txt, doc	tekstdatadokumenter
Tekstbehandlingsprogram	doc, docs, tex, rrf osv.	forskellige tekstbehandlingsformater
Bibliotek	lib, h	biblioteker af rutiner
Archive	bue, lynlås, tjære	relaterede filer grupperet i én fil, nogle gange komprimeret

Ofte Stillede Spørgsmål