File system in OperaSistema di ting: Struttura, Attributi, Tipi

Cos'è il file system?

Un file è una raccolta di informazioni correlate registrate su dispositivi di archiviazione secondari o non volatili come dischi magnetici, dischi ottici e nastri. È un metodo di raccolta dati utilizzato come mezzo per fornire input e ricevere output da quel programma.

In generale, un file è una sequenza di bit, byte o record il cui significato è definito dal creatore del file e dall'utente. Ogni file ha una posizione logica in cui viene archiviato e recuperato.

Obiettivo del sistema di gestione dei file

Ecco gli obiettivi principali del sistema di gestione dei file:

• Fornisce supporto I/O per una varietà di tipi di dispositivi di archiviazione.
• Riduce al minimo le possibilità di perdita o distruzione dei dati.
• Aiuta il sistema operativo a standardizzare le routine dell'interfaccia di I/O per i processi utente.
• Fornisce supporto I/O per più utenti in un ambiente di sistema multiutente.

Proprietà di un file system

Ecco le proprietà più importanti di un file system:

• I file vengono archiviati su disco o altro dispositivo di archiviazione e non scompaiono quando un utente si disconnette.
• I file hanno un nome e sono associati a permessi di accesso che consentono una condivisione controllata.
• I file possono essere organizzati in strutture più complesse per riflettere la relazione tra di essi.

Struttura del file

Una struttura di file necessita di un formato predefinito in modo tale che un sistema operativo lo comprende. Ha una struttura definita in modo esclusivo, basata sul suo tipo.

Nei sistemi operativi esistono tre tipi di struttura di file:

• Un file di testo: è una serie di caratteri organizzati in righe.
• Un file oggetto: è una serie di byte organizzata in blocchi.
• Un file sorgente: è una serie di funzioni e processi.

Suggerimento di lettura: - Cosa è Operasistema? Spiegare tipi di sistema operativo, caratteristiche ed esempi.

Attributi del file

Un file ha un nome e dei dati. Inoltre, memorizza anche metadati come la data e l'ora di creazione, la dimensione attuale e la data dell'ultima modifica. Tutte queste informazioni sono chiamate attributi di un file system.

Ecco alcuni attributi di file importanti utilizzati nel sistema operativo:

• Nome e Cognome: Sono le uniche informazioni archiviate in un formato leggibile dall'uomo.
• Identifier: Ogni file è identificato da un numero di tag univoco all'interno di un file system, noto come identificatore.
• Sede: Indica la posizione del file sul dispositivo.
• Tipo: Questo attributo è obbligatorio per i sistemi che supportano vari tipi di file.
• Dimensioni: Questo attributo viene utilizzato per visualizzare la dimensione corrente del file.
• Protezione: Questo attributo assegna e controlla i diritti di accesso per la lettura, la scrittura e l'esecuzione del file.
• Ora, data e sicurezza: Viene utilizzato per la protezione, la sicurezza e il monitoraggio.

Tipo di file

Il tipo di file si riferisce alla capacità del sistema operativo di distinguere vari tipi di file, come file di testo, file binari e file sorgente. OperaI sistemi operativi come MS-DOS e UNIX hanno i seguenti tipi di file:

File speciale di caratteri

Si tratta di un file hardware che legge o scrive dati carattere per carattere, come un mouse, una stampante e altro ancora.

File ordinari

• Questi tipi di file memorizzano le informazioni dell'utente.
• Possono essere testi, programmi eseguibili o database.
• Consentono all'utente di eseguire operazioni come aggiungere, eliminare e modificare.

File di directory

• Una directory contiene file e altre informazioni correlate a tali file. Si tratta essenzialmente di una cartella utilizzata per contenere e organizzare più file.

File speciali

• Questi file sono anche chiamati file di dispositivo. Rappresentano dispositivi fisici come stampanti, dischi, reti e unità flash.

Funzioni dell'archivio

• Crea un file, trova spazio sul disco e inserisci una voce nella directory.
• Scrivere su un file, operazione che richiede il posizionamento all'interno del file stesso.
• Lettura da un file, operazione che implica il posizionamento all'interno del file stesso.
• Elimina una voce di directory e recupera spazio su disco.
• Riposizionamento: spostare la posizione di lettura/scrittura.

Termini comunemente usati nei file system

Settore

Questo elemento memorizza un singolo valore, che può essere di lunghezza statica o variabile.

Banca Dati

Un insieme di dati correlati è chiamato database. Le relazioni tra gli elementi dei dati sono esplicite.

File

Un file è una raccolta di record simili che viene trattata come un'unica entità.

Record

Un tipo record è un tipo di dati complesso che consente al programmatore di creare un nuovo tipo di dati con la struttura di colonne desiderata. Raggruppa una o più colonne per formare un nuovo tipo di dati. Queste colonne hanno nomi e tipi di dati propri.

Metodi di accesso ai file

L'accesso ai file è un processo che determina le modalità di accesso e di lettura dei file in memoria. Generalmente, i sistemi operativi supportano sempre un singolo metodo di accesso, sebbene alcuni sistemi operativi ne supportino anche diversi.

Tre metodi di accesso ai file sono:

• Accesso sequenziale
• Accesso casuale diretto
• Accesso sequenziale all'indice

Accesso sequenziale

In questo tipo di metodo di accesso ai file, si accede ai record in una determinata sequenza predefinita. Nel metodo di accesso sequenziale, anche le informazioni memorizzate nel file vengono elaborate una per una. La maggior parte dei compilatori accede ai file utilizzando questo metodo di accesso.

Accesso casuale

Il metodo di accesso casuale è anche detto accesso casuale diretto. Questo metodo consente di accedere direttamente al record. Ogni record ha un proprio indirizzo, al quale è possibile accedere direttamente per la lettura e la scrittura.

Indice Accesso sequenziale

Questo tipo di metodo di accesso si basa su un semplice accesso sequenziale. In questo metodo, viene creato un indice per ogni file, con un puntatore diretto a diversi blocchi di memoria. L'indice viene quindi consultato in modo sequenziale e il suo puntatore può accedere direttamente al file. È possibile utilizzare più livelli di indicizzazione per offrire una maggiore efficienza nell'accesso e ridurre il tempo necessario per accedere a un singolo record.

Allocazione dello spazio

Nel sistema operativo, ai file viene sempre allocato spazio su disco. Esistono tre tipi di metodi di allocazione dello spazio:

• Allocazione collegata
• Allocazione indicizzata
• Allocazione contigua

Allocazione contigua

In questo metodo:

• Ogni file utilizza uno spazio di indirizzamento contiguo in memoria.
• In questo caso, il sistema operativo assegna gli indirizzi del disco in ordine lineare.
• Nel metodo di allocazione contigua, la frammentazione esterna è il problema più grande.

Allocazione collegata

In questo metodo:

• Ogni file include un elenco di collegamenti.
• La directory contiene un collegamento o un puntatore nel primo blocco di un file.
• Con questo metodo non si verifica alcuna frammentazione esterna.
• Questo metodo di allocazione dei file viene utilizzato per i file ad accesso sequenziale.
• Questo metodo non è ideale per un file ad accesso diretto.

Allocazione indicizzata

In questo metodo:

• La directory contiene gli indirizzi dei blocchi indice dei file specifici.
• Viene creato un blocco indice contenente tutti i puntatori per file specifici.
• Tutti i file dovrebbero avere blocchi di indice individuali per memorizzare gli indirizzi per lo spazio su disco.

Directory di file

Una singola directory può contenere o meno più file. Può anche avere sottodirectory all'interno della directory principale. Le informazioni sui file sono gestite dalle directory. Windows Nel sistema operativo, vengono chiamate cartelle.

Elenco a livello singolo

Di seguito sono riportate le informazioni che vengono mantenute in una directory:

• Nome e Cognome: Il nome visualizzato all'utente.
• Tipo: Tipo di directory.
• Posizione: Puntatori correnti per la prossima operazione di lettura/scrittura.
• Sede: Posizione sul dispositivo in cui viene memorizzata l'intestazione del file.
• Dimensioni: Numero di byte, blocchi e parole presenti nel file.
• Protezione: Controllo degli accessi in lettura/scrittura/esecuzione/eliminazione.
• Uso: Tempo di creazione, accesso e modifica.

Tipi di file: nome, estensione

Tipo di file	Prolungamento abituale	Funzione
eseguibile	exe, com, bin o nessuno	programma in linguaggio macchina pronto per l'esecuzione
Oggetto	obj, o	compilato, linguaggio macchina, non collegato
Codice sorgente	c, p, pas, 177, asm, a	codice sorgente in varie lingue
Partita	pipistrello, sh	serie di comandi da eseguire
Testo	testo, doc	documenti di dati testuali
Elaboratore di testi	doc, docs, tex, rrf, ecc.	vari formati di elaboratori di testo
Biblioteca	lib, h	librerie di routine
Archivio	arco, zip, catrame	file correlati raggruppati in un unico file, a volte compressi

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