Fájlrendszerek be Operatingrendszer: Struktúra, Tulajdonságok, Típusok
Nathaniel Brooks
⚡ Okos összefoglaló
Az operációs rendszer fájlrendszere másodlagos tárolóeszközökön, például mágneslemezeken, optikai lemezeken és szalagokon rendszerezi, tárolja és kéri le az adatokat, meghatározva a fájlszerkezetet, az attribútumokat, a hozzáférési módszereket és az allokációt, hogy a programok megbízhatóan kezeljék az információkat.
Mi az a fájlrendszer?
A fájl egymással összefüggő információk gyűjteménye, amelyeket másodlagos vagy nem felejtő tárolókra, például mágneslemezekre, optikai lemezekre és szalagokra rögzítenek. Ez egy adatgyűjtési módszer, amelyet médiumként használnak a program bemeneti és kimeneti vételére.
Általánosságban elmondható, hogy a fájl bitek, bájtok vagy rekordok sorozata, amelynek jelentését a fájl létrehozója és a felhasználó határozza meg. Minden fájlnak van egy logikai helye, ahová tárolás és visszakeresés céljából kerül.
A fájlkezelő rendszer célja
Íme a fájlkezelő rendszer fő céljai:
- I/O-támogatást biztosít különféle típusú tárolóeszközökhöz.
- Minimalizálja az adatvesztés vagy adatvesztés esélyét.
- Segít az operációs rendszernek a felhasználói folyamatok I/O interfész rutinjainak szabványosításában.
- I/O támogatást nyújt több felhasználó számára egy többfelhasználós rendszerkörnyezetben.
A fájlrendszer tulajdonságai
Íme a fájlrendszer fontos tulajdonságai:
- A fájlok lemezen vagy más tárhelyen tárolódnak, és nem tűnnek el, amikor a felhasználó kijelentkezik.
- A fájloknak van nevük, és olyan hozzáférési engedélyekkel vannak társítva, amelyek lehetővé teszik a szabályozott megosztást.
- A fájlok összetettebb struktúrákba rendezhetők, hogy tükrözzék a közöttük lévő kapcsolatot.
Fájl felépítése
Egy fájlszerkezetnek előre definiált formátumra van szüksége oly módon, hogy egy operációs rendszer megérti. Kizárólagosan meghatározott struktúrával rendelkezik, amely a típusán alapul.
Az operációs rendszerben háromféle fájlszerkezet létezik:
- Szövegfájl: Sorokba rendezett karakterek sorozata.
- Objektumfájl: Ez egy bájtok sorozata, amely blokkokba van rendezve.
- Forrásfájl: Ez egy sor függvény és folyamat.
Olvasási javaslat: - Mi a Operating rendszer? Ismertesse az operációs rendszer típusait, szolgáltatásait és példáit.
Fájl attribútumok
Egy fájlnak van neve és adatai. Ezenkívül metaadatokat is tárol, például a fájl létrehozásának dátumát és időpontját, az aktuális méretet és az utolsó módosítás dátumát. Ezeket az információkat a fájlrendszer attribútumainak nevezzük.
Íme néhány fontos fájlattribútum, amelyet az operációs rendszer használ:
- Név: Ez az egyetlen ember által olvasható formában tárolt információ.
- Azonosító: Minden fájlt egy egyedi címkeszám azonosít a fájlrendszeren belül, amelyet azonosítónak nevezünk.
- Bérleti díj: A fájl helyére mutat az eszközön.
- Típus: Ez az attribútum szükséges a különféle típusú fájlokat támogató rendszerek számára.
- Méret: Ez az attribútum a fájl aktuális méretének megjelenítésére szolgál.
- Védelem: Ez az attribútum a fájl olvasásának, írásának és végrehajtásának hozzáférési jogait osztja ki és szabályozza.
- Időpont, dátum és biztonság: Védelemre, biztonságra és megfigyelésre használják.
Fájl típus
A fájltípus az operációs rendszer azon képességére utal, hogy megkülönböztesse a különféle fájltípusokat, például szövegfájlokat, bináris fájlokat és forrásfájlokat. OperaAz olyan operációs rendszerek, mint az MS-DOS és a UNIX, a következő fájltípusokkal rendelkeznek:
Karakter speciális fájl
Ez egy hardverfájl, amely karakterenként olvassa vagy írja az adatokat, mint például egy egér, nyomtató és egyebek.
Rendes fájlok
- Az ilyen típusú fájlok felhasználói információkat tárolnak.
- Lehetnek szöveges fájlok, futtatható programok vagy adatbázisok.
- Lehetővé teszik a felhasználó számára olyan műveletek végrehajtását, mint a hozzáadás, törlés és módosítás.
Könyvtár fájlok
- A könyvtár fájlokat és a fájlokkal kapcsolatos egyéb információkat tartalmaz. Alapvetően egy mappa, amely több fájl tárolására és rendszerezésére szolgál.
Speciális fájlok
- Ezeket a fájlokat eszközfájloknak is nevezik. Fizikai eszközöket, például nyomtatókat, lemezeket, hálózatokat és flash meghajtókat jelölnek.
A fájl funkciói
- Hozz létre egy fájlt, keress helyet a lemezen, és hozz létre egy bejegyzést a könyvtárban.
- Fájlba írás, amihez a fájlon belüli pozicionálás szükséges.
- Olvasás egy fájlból, ami magában foglalja a fájlon belüli pozicionálást.
- Töröljön egy könyvtárbejegyzést, és szabadítson fel lemezterületet.
- Áthelyezés: az olvasási/írási pozíció áthelyezése.
Gyakran használt kifejezések a fájlrendszerekben
Mező
Ez az elem egyetlen értéket tárol, amely lehet statikus vagy változó hosszúságú.
adatbázis
Az egymással összefüggő adatok gyűjteményét adatbázisnak nevezzük. Az adatelemek közötti kapcsolatok explicit módon állnak fenn.
Fájlok
A fájl hasonló rekordok gyűjteménye, amelyet egyetlen entitásként kezelünk.
Rekord
A rekordtípus egy összetett adattípus, amely lehetővé teszi a programozó számára, hogy új adattípust hozzon létre a kívánt oszlopstruktúrával. Egy vagy több oszlopot csoportosít egy új adattípus létrehozásához. Ezeknek az oszlopoknak saját nevük és adattípusuk van.
Fájlhozzáférési módok
A fájlhozzáférés egy olyan folyamat, amely meghatározza a fájlok elérésének és a memóriába olvasás módját. Általában az operációs rendszerek egyetlen hozzáférési módszert támogatnak, bár egyes operációs rendszerek több hozzáférési módszert is támogatnak.
Három fájlhozzáférési mód a következő:
- Szekvenciális hozzáférés
- Közvetlen véletlen hozzáférés
- Index szekvenciális hozzáférés
Szekvenciális hozzáférés
Az ilyen típusú fájlelérési módban a rekordokhoz egy bizonyos előre meghatározott sorrendben lehet hozzáférni. A szekvenciális hozzáférési módban a fájlban tárolt információk egyenként is feldolgozásra kerülnek. A legtöbb fordító ezzel a hozzáférési módszerrel éri el a fájlokat.
Véletlen hozzáférés
A véletlen elérésű módszert közvetlen véletlen elérésűnek is nevezik. Ez a módszer lehetővé teszi a rekord közvetlen elérését. Minden rekordnak saját címe van, amelyhez közvetlenül lehet hozzáférni olvasáshoz és íráshoz.
Index szekvenciális hozzáférés
Ez a fajta hozzáférési módszer az egyszerű szekvenciális hozzáférésen alapul. Ebben az hozzáférési módszerben minden fájlhoz indexet hoznak létre, amely közvetlen mutatóval rendelkezik a különböző memóriablokkokra. Ebben a módszerben az indexben szekvenciálisan keresnek, és a mutató közvetlenül elérheti a fájlt. Több indexelési szint használható a nagyobb hozzáférési hatékonyság érdekében. Ez csökkenti az egyetlen rekord eléréséhez szükséges időt is.
Helykiosztás
Az operációs rendszerben a fájlok mindig lemezterületet foglalnak le. Háromféle helykiosztási módszer létezik:
- Kapcsolt kiosztás
- Indexelt kiosztás
- Egybefüggő kiosztás
Egybefüggő kiosztás
Ebben a módszerben:
- Minden fájl egy összefüggő címtartományt használ a memóriában.
- Itt az operációs rendszer lineáris sorrendben osztja ki a lemezcímeket.
- Az összefüggő allokációs módszerben a külső széttagoltság jelenti a legnagyobb problémát.
Kapcsolt kiosztás
Ebben a módszerben:
- Minden fájl tartalmaz egy linklistát.
- A könyvtár egy hivatkozást vagy mutatót tartalmaz egy fájl első blokkjában.
- Ennél a módszernél nincs külső fragmentáció.
- Ezt a fájlelosztási módszert szekvenciális hozzáférésű fájlokhoz használják.
- Ez a módszer nem ideális közvetlen hozzáférésű fájlokhoz.
Indexelt kiosztás
Ebben a módszerben:
- A könyvtár tartalmazza az adott fájlok indexblokkjainak címeit.
- Létrejön egy indexblokk, amely tartalmazza az egyes fájlok összes mutatóját.
- Minden fájlnak egyedi indexblokkokkal kell rendelkeznie a lemezterület címeinek tárolására.
Fájlkönyvtárak
Egyetlen könyvtár tartalmazhat több fájlt, de előfordulhat, hogy nem. A fő könyvtáron belül alkönyvtárak is lehetnek. A fájlokról szóló információkat könyvtárak tárolják. Windows operációs rendszerben mappáknak hívják őket.
Egyszintű könyvtár
A következő információk találhatók egy könyvtárban:
- Név: A felhasználó számára megjelenített név.
- Típus: A könyvtár típusa.
- Pozíció: Aktuális következő olvasási/írási mutatók.
- Bérleti díj: Az eszközön az a hely, ahol a fájl fejléce tárolva van.
- Méret: A fájlban található bájtok, blokkok és szavak száma.
- Védelem: Hozzáférés-vezérlés olvasás/írás/végrehajtás/törlés esetén.
- Használat: A létrehozás, a hozzáférés és a módosítás ideje.
Fájltípusok - név, kiterjesztés
| Fájl típus | Szokásos kiterjesztés | Funkció |
| Végrehajtható | exe, com, bin vagy egyik sem | futásra kész gépi nyelvű program |
| tárgy | obj, o | lefordított, gépi nyelvű, nem linkelt |
| Forráskód | c, p, pas, 177, asm, a | forráskód különböző nyelveken |
| Batch | denevér, sh | végrehajtandó parancsok sorozata |
| szöveg | txt, doc | szöveges adatdokumentumok |
| Szövegszerkesztő | doc, docs, tex, rrf stb. | különféle szövegszerkesztő formátumok |
| könyvtár | lib, h | rutinkönyvtárak |
| Archive | ív, zip, tar | kapcsolódó fájlok egy fájlba csoportosítva, néha tömörítve |
