Tiedostojärjestelmät sisään Operating System: rakenne, attribuutit, tyypit
Nathaniel Brooks
⚡ Älykäs yhteenveto
Käyttöjärjestelmän tiedostojärjestelmä järjestää, tallentaa ja hakee tietoja toissijaisiin tallennusvälineisiin, kuten magneettilevyihin, optisiin levyihin ja nauhoihin, määritellen tiedostorakenteen, ominaisuudet, käyttötavat ja allokoinnin, jotta ohjelmat hallitsevat tietoja luotettavasti.
Mikä on tiedostojärjestelmä?
Tiedosto on kokoelma korreloituja tietoja, jotka on tallennettu toissijaiselle tai haihtumattomalle tallennusvälineelle, kuten magneettilevyille, optisille levyille ja nauhoille. Se on tiedonkeruumenetelmä, jota käytetään välineenä syötteiden antamiseen ja tulosteiden vastaanottamiseen kyseisestä ohjelmasta.
Yleisesti ottaen tiedosto on bittien, tavujen tai tietueiden sarja, jonka merkityksen määrittelevät tiedoston luoja ja käyttäjä. Jokaisella tiedostolla on looginen sijainti, johon se sijoitetaan tallennusta ja hakua varten.
Tiedostonhallintajärjestelmän tavoite
Tässä ovat tiedostonhallintajärjestelmän päätavoitteet:
- Se tarjoaa I/O-tuen useille tallennuslaitetyypeille.
- Se minimoi tietojen katoamisen tai tuhoutumisen riskin.
- Se auttaa käyttöjärjestelmää standardoimaan I/O-rajapintarutiineja käyttäjäprosesseille.
- Se tarjoaa I/O-tuen useille käyttäjille monikäyttäjäjärjestelmäympäristössä.
Tiedostojärjestelmän ominaisuudet
Tässä ovat tiedostojärjestelmän tärkeät ominaisuudet:
- Tiedostot tallennetaan levylle tai muuhun tallennustilaan, eivätkä ne katoa, kun käyttäjä kirjautuu ulos.
- Tiedostoilla on nimet ja niihin liittyvät käyttöoikeudet, jotka mahdollistavat hallitun jakamisen.
- Tiedostot voidaan järjestää monimutkaisemmiksi rakenteiksi, jotka heijastavat niiden välistä suhdetta.
Tiedoston rakenne
Tiedostorakenne tarvitsee ennalta määritellyn muodon siten, että käyttöjärjestelmän ymmärtää sen. Sillä on yksinomaan määritelty rakenne, joka perustuu sen tyyppiin.
Käyttöjärjestelmässä on kolme tiedostorakennetyyppiä:
- Tekstitiedosto: Se on riville järjestetty merkkijono.
- Objektitiedosto: Se on tavusarja, joka on järjestetty lohkoihin.
- Lähdetiedosto: Se on sarja toimintoja ja prosesseja.
Lukuehdotus: - Mikä on Operating System? Selitä käyttöjärjestelmätyypit, ominaisuudet ja esimerkit.
Tiedostomääritteet
Tiedostolla on nimi ja dataa. Lisäksi se tallentaa metatietoja, kuten tiedoston luontipäivämäärän ja -kellonajan, nykyisen koon ja viimeisimmän muokkauspäivämäärän. Kaikkia näitä tietoja kutsutaan tiedostojärjestelmän ominaisuuksiksi.
Tässä on joitakin tärkeitä käyttöjärjestelmässä käytettyjä tiedostomääritteitä:
- Nimi: Se on ainoa tieto, joka on tallennettu ihmisen luettavassa muodossa.
- tunniste: Jokainen tiedosto tunnistetaan tiedostojärjestelmässä yksilöllisellä tunnistenumerolla, jota kutsutaan tunnukseksi.
- Sijainti: Se osoittaa tiedoston sijaintiin laitteella.
- Tyyppi: Tämä määrite vaaditaan järjestelmissä, jotka tukevat erityyppisiä tiedostoja.
- Koko: Tätä ominaisuutta käytetään tiedoston nykyisen koon näyttämiseen.
- suojaus: Tämä ominaisuus määrittää ja hallitsee tiedoston lukemiseen, kirjoittamiseen ja suorittamiseen liittyviä käyttöoikeuksia.
- Aika, päivämäärä ja turvallisuus: Sitä käytetään suojaukseen, turvallisuuteen ja valvontaan.
Tiedostotyyppi
Tiedostotyyppi viittaa käyttöjärjestelmän kykyyn erottaa erityyppisiä tiedostoja, kuten tekstitiedostoja, binääritiedostoja ja lähdekooditiedostoja. OperaKäyttöjärjestelmissä, kuten MS-DOS ja UNIX, on seuraavanlaisia tiedostoja:
Merkkien erikoistiedosto
Se on laitteistotiedosto, joka lukee tai kirjoittaa tietoja merkki merkiltä, kuten hiiri, tulostin ja muut.
Tavalliset tiedostot
- Tällaiset tiedostot tallentavat käyttäjätietoja.
- Ne voivat olla tekstiä, suoritettavia ohjelmia tai tietokantoja.
- Ne antavat käyttäjälle mahdollisuuden suorittaa toimintoja, kuten lisätä, poistaa ja muokata.
Hakemistotiedostot
- Hakemisto sisältää tiedostoja ja muita niihin liittyviä tietoja. Se on pohjimmiltaan kansio useiden tiedostojen säilyttämiseen ja järjestämiseen.
Erikoistiedostot
- Näitä tiedostoja kutsutaan myös laitetiedostoiksi. Ne edustavat fyysisiä laitteita, kuten tulostimia, levyjä, verkkoja ja flash-asemia.
Tiedoston toiminnot
- Luo tiedosto, etsi levyltä tilaa ja tee merkintä hakemistoon.
- Kirjoita tiedostoon, mikä vaatii sijoittelun tiedoston sisällä.
- Tiedostosta lukeminen, johon liittyy tiedoston sisällä sijoittelu.
- Poista hakemistomerkintä ja vapauta levytilaa.
- Siirrä: siirrä luku-/kirjoituskohtaa.
Yleisesti käytetyt termit tiedostojärjestelmissä
Kenttä
Tämä elementti tallentaa yhden arvon, joka voi olla staattinen tai muuttuva pituus.
tietokanta
Kokoelmaa toisiinsa liittyviä tietoja kutsutaan tietokannaksi. Tietojen elementtien väliset suhteet ovat eksplisiittisiä.
Asiakirjat
Tiedosto on kokoelma samankaltaisia tietueita, joita käsitellään yhtenä kokonaisuutena.
ennätys
Tietuetyyppi on monimutkainen tietotyyppi, jonka avulla ohjelmoija voi luoda uuden tietotyypin halutulla sarakerakenteella. Se ryhmittelee yhden tai useamman sarakkeen muodostaakseen uuden tietotyypin. Näillä sarakkeilla on omat nimensä ja tietotyyppinsä.
Tiedostojen käyttötavat
Tiedoston käyttö on prosessi, joka määrittää, miten tiedostoja käytetään ja luetaan muistiin. Yleensä käyttöjärjestelmät tukevat aina yhtä käyttötapaa, vaikka jotkin käyttöjärjestelmät tukevat myös useita käyttötapoja.
Kolme tiedostojen käyttötapaa ovat:
- Peräkkäinen pääsy
- Suora satunnaiskäyttö
- Indeksiperäinen pääsy
Peräkkäinen käyttö
Tämän tyyppisessä tiedostojen käyttötavassa tietueita käytetään tietyssä ennalta määritetyssä järjestyksessä. Sekvenssihakumenetelmässä tiedostoon tallennetut tiedot käsitellään myös yksitellen. Useimmat kääntäjät käyttävät tiedostoja tällä pääsymenetelmällä.
Satunnainen käyttö
Satunnaiskäyttömenetelmää kutsutaan myös suoraksi satunnaiskäytöksi. Tämä menetelmä mahdollistaa tietueen suoran käytön. Jokaisella tietueella on oma osoitteensa, johon voidaan suoraan päästä lukemaan ja kirjoittamaan.
Indeksin peräkkäiskäyttö
Tämän tyyppinen käyttötapa perustuu yksinkertaiseen peräkkäiseen käyttöön. Tässä käyttötavassa jokaiselle tiedostolle luodaan indeksi, jossa on suora osoitin eri muistilohkoihin. Tässä menetelmässä indeksiä haetaan peräkkäin, ja sen osoitin voi käyttää tiedostoa suoraan. Useita indeksointitasoja voidaan käyttää käytön tehostamiseksi. Se myös vähentää yhden tietueen käyttämiseen tarvittavaa aikaa.
Tilan jako
Käyttöjärjestelmässä tiedostoille varataan aina levytilaa. Tilanvarausmenetelmiä on kolme:
- Linkitetty allokointi
- Indeksoitu allokointi
- Vierekkäinen allokointi
Vierekkäinen allokointi
Tässä menetelmässä:
- Jokainen tiedosto käyttää yhtenäistä osoiteavaruutta muistissa.
- Tässä käyttöjärjestelmä määrittää levyosoitteet lineaarisessa järjestyksessä.
- Vierekkäisessä allokaatiomenetelmässä ulkoinen pirstoutuminen on suurin ongelma.
Linkitetty allokointi
Tässä menetelmässä:
- Jokainen tiedosto sisältää linkkiluettelon.
- Hakemisto sisältää linkin tai osoittimen tiedoston ensimmäisessä lohkossa.
- Tällä menetelmällä ei tapahdu ulkoista fragmentoitumista.
- Tätä tiedostojen allokointimenetelmää käytetään peräkkäiskäyttötiedostoille.
- Tämä menetelmä ei ole ihanteellinen suorakäyttöiselle tiedostolle.
Indeksoitu allokointi
Tässä menetelmässä:
- Hakemisto sisältää tiettyjen tiedostojen indeksilohkojen osoitteet.
- Luodaan hakemistolohko, jossa on kaikki osoittimet tiettyjä tiedostoja varten.
- Kaikissa tiedostoissa tulee olla yksittäiset hakemistolohkot levytilan osoitteiden tallentamiseksi.
Tiedostohakemistot
Yksi hakemisto voi sisältää useita tiedostoja tai olla sisältämättä niitä. Sillä voi olla myös alihakemistoja päähakemiston sisällä. Tiedostojen tiedot ylläpidetään hakemistojen avulla. Windows Käyttöjärjestelmässä niitä kutsutaan kansioiksi.
Yksitasoinen hakemisto
Seuraavat ovat tiedot, joita ylläpidetään hakemistossa:
- Nimi: Nimi, joka näytetään käyttäjälle.
- Tyyppi: Hakemiston tyyppi.
- Position: Nykyiset seuraavan luku-/kirjoitusosoittimet.
- Sijainti: Laitteen sijainti, johon tiedoston otsikko on tallennettu.
- Koko: Tiedoston tavujen, lohkojen ja sanojen määrä.
- suojaus: Käyttöoikeuksien hallinta lukemisessa/kirjoittamisessa/suorittamisessa/poistossa.
- Käyttö: Luonti-, käyttö- ja muokkausaika.
Tiedostotyypit - nimi, tiedostopääte
| Tiedostotyyppi | Tavallinen laajennus | Toiminto |
| suoritettavan | exe, com, bin tai ei mitään | käyttövalmis konekielinen ohjelma |
| objekti | obj, o | käännetty, konekielinen, ei linkitetty |
| Lähdekoodi | c, p, pas, 177, asm, a | lähdekoodia eri kielillä |
| Erä | lepakko, sh | sarja suoritettavia komentoja |
| teksti | txt, doc | tekstitietoasiakirjat |
| Word-prosessori | doc, docs, tex, rrf jne. | erilaisia tekstinkäsittelyformaatteja |
| Kirjasto | lib, h | rutiinien kirjastot |
| Archive | kaari, vetoketju, terva | toisiinsa liittyvät tiedostot ryhmiteltyinä yhdeksi tiedostoksi, joskus pakattuina |
