Bestandssystemen in Operasysteem: structuur, attributen, typen

Wat is bestandssysteem?

Een bestand is een verzameling gecorreleerde informatie die is vastgelegd op secundaire of niet-vluchtige opslagmedia, zoals magnetische schijven, optische schijven en banden. Het is een methode voor gegevensverzameling die wordt gebruikt als medium voor het geven van invoer en het ontvangen van uitvoer van dat programma.

Een bestand is in het algemeen een reeks bits, bytes of records waarvan de betekenis wordt bepaald door de maker en gebruiker van het bestand. Elk bestand heeft een logische locatie waar het wordt opgeslagen en opgevraagd.

Doel van een bestandsbeheersysteem

Dit zijn de belangrijkste doelstellingen van het bestandsbeheersysteem:

• Het biedt I/O-ondersteuning voor een verscheidenheid aan typen opslagapparaten.
• Het minimaliseert de kans op verlies of vernietiging van gegevens.
• Het helpt het besturingssysteem bij het standaardiseren van I/O-interfaceprocedures voor gebruikersprocessen.
• Het biedt I/O-ondersteuning voor meerdere gebruikers in een systeemomgeving met meerdere gebruikers.

Eigenschappen van een bestandssysteem

Hieronder volgen de belangrijkste eigenschappen van een bestandssysteem:

• Bestanden worden opgeslagen op schijf of andere opslag en verdwijnen niet wanneer een gebruiker zich afmeldt.
• Bestanden hebben namen en zijn gekoppeld aan toegangsrechten die gecontroleerd delen mogelijk maken.
• Bestanden kunnen in complexere structuren worden geordend om de relatie tussen hen weer te geven.

Bestandsstructuur

Een bestandsstructuur vereist een vooraf gedefinieerd formaat, op een zodanige manier dat een besturingssysteem begrijpt het. Het heeft een exclusief gedefinieerde structuur, die gebaseerd is op het type.

Er zijn drie soorten bestandsstructuren in besturingssystemen:

• Een tekstbestand: Dit is een reeks tekens die in regels zijn georganiseerd.
• Een objectbestand: het is een reeks bytes die in blokken is georganiseerd.
• Een bronbestand: het is een reeks functies en processen.

Leessuggestie: - Wat is Operating-systeem? Leg soorten besturingssystemen, functies en voorbeelden uit.

Bestandskenmerken

Een bestand heeft een naam en gegevens. Daarnaast slaat het ook meta-informatie op, zoals de aanmaakdatum en -tijd, de huidige grootte en de datum van de laatste wijziging. Al deze informatie wordt de attributen van een bestandssysteem genoemd.

Hieronder volgen enkele belangrijke bestandsattributen die in het besturingssysteem worden gebruikt:

• Naam: Het is de enige informatie die in een voor mensen leesbare vorm is opgeslagen.
• Identifier: Elk bestand wordt binnen een bestandssysteem geïdentificeerd door een uniek tagnummer, ook wel een identifier genoemd.
• Locatie: Het verwijst naar de locatie van het bestand op het apparaat.
• Type: Dit kenmerk is vereist voor systemen die verschillende soorten bestanden ondersteunen.
• Afmetingen: Dit attribuut wordt gebruikt om de huidige bestandsgrootte weer te geven.
• Bescherming: Dit attribuut kent de toegangsrechten voor het lezen, schrijven en uitvoeren van het bestand toe en beheert deze.
• Tijd, datum en beveiliging: Het wordt gebruikt voor bescherming, beveiliging en bewaking.

Bestandstype

Het bestandstype verwijst naar het vermogen van het besturingssysteem om verschillende soorten bestanden te onderscheiden, zoals tekstbestanden, binaire bestanden en bronbestanden. OperaBesturingssystemen zoals MS-DOS en UNIX hebben de volgende bestandstypen:

Speciaal tekenbestand

Het is een hardwarebestand dat gegevens teken voor teken leest of schrijft, zoals een muis, printer en dergelijke.

Gewone dossiers

• Dit soort bestanden bevat gebruikersinformatie.
• Het kunnen tekstbestanden, uitvoerbare programma's of databases zijn.
• Ze stellen de gebruiker in staat om bewerkingen uit te voeren zoals toevoegen, verwijderen en wijzigen.

Directorybestanden

• Een map bevat bestanden en andere informatie over die bestanden. Het is in feite een ordner om meerdere bestanden in op te slaan en te ordenen.

Speciale bestanden

• Deze bestanden worden ook wel apparaatbestanden genoemd. Ze vertegenwoordigen fysieke apparaten zoals printers, schijven, netwerken en USB-sticks.

Functies van bestand

• Maak een bestand aan, zoek schijfruimte en voeg een item toe aan de map.
• Schrijven naar een bestand vereist positionering binnen het bestand.
• Lezen uit een bestand, wat inhoudt dat je je binnen het bestand moet positioneren.
• Verwijder een mapitem en maak schijfruimte vrij.
• Herpositioneren: de lees-/schrijfpositie verplaatsen.

Veelgebruikte termen in bestandssystemen

Veld

Dit element slaat een enkele waarde op, die een statische of variabele lengte kan hebben.

Database

Een verzameling van gerelateerde gegevens wordt een database genoemd. De relaties tussen de gegevenselementen zijn expliciet.

Bestanden

Een bestand is een verzameling van vergelijkbare records die als één geheel wordt beschouwd.

Record

Een recordtype is een complex gegevenstype waarmee de programmeur een nieuw gegevenstype kan creëren met de gewenste kolomstructuur. Het groepeert een of meer kolommen om een ​​nieuw gegevenstype te vormen. Deze kolommen hebben hun eigen namen en gegevenstypen.

Methoden voor bestandstoegang

Bestandstoegang is een proces dat bepaalt hoe bestanden worden benaderd en in het geheugen worden geladen. Over het algemeen ondersteunen besturingssystemen altijd één toegangsmethode, hoewel sommige besturingssystemen ook meerdere toegangsmethoden ondersteunen.

Drie methoden voor bestandstoegang zijn:

• Sequentiële toegang
• Directe willekeurige toegang
• Index sequentiële toegang

Opeenvolgende toegang

Bij dit type bestandstoegangsmethode worden records benaderd in een bepaalde, vooraf gedefinieerde volgorde. Bij de sequentiële toegangsmethode wordt de in het bestand opgeslagen informatie ook één voor één verwerkt. De meeste compilers hebben via deze toegangsmethode toegang tot bestanden.

Willekeurige toegang

De methode van willekeurige toegang wordt ook wel directe willekeurige toegang genoemd. Met deze methode is het mogelijk om rechtstreeks toegang te krijgen tot een record. Elk record heeft een eigen adres, dat direct kan worden gebruikt voor lezen en schrijven.

Sequentiële toegang tot indexering

Deze toegangsmethode is gebaseerd op eenvoudige sequentiële toegang. Bij deze methode wordt voor elk bestand een index aangemaakt met een directe verwijzing naar verschillende geheugenblokken. De index wordt sequentieel doorzocht en de verwijzing geeft direct toegang tot het bestand. Meerdere indexeringsniveaus kunnen worden gebruikt voor een efficiëntere toegang. Dit verkort ook de tijd die nodig is om een ​​enkel record te benaderen.

Ruimtetoewijzing

In het besturingssysteem wordt aan bestanden altijd schijfruimte toegewezen. Er zijn drie soorten methoden voor ruimteallocatie:

• Gekoppelde toewijzing
• Geïndexeerde toewijzing
• Aaneengesloten toewijzing

Aaneengesloten toewijzing

Bij deze methode:

• Elk bestand gebruikt een aaneengesloten adresruimte in het geheugen.
• Hier wijst het besturingssysteem schijfadressen toe in lineaire volgorde.
• Bij de aaneengesloten allocatiemethode is externe fragmentatie het grootste probleem.

Gekoppelde toewijzing

Bij deze methode:

• Elk bestand bevat een lijst met links.
• De directory bevat een link of pointer in het eerste blok van een bestand.
• Bij deze methode is er geen externe fragmentatie.
• Deze methode voor bestandstoewijzing wordt gebruikt voor bestanden met sequentiële toegang.
• Deze methode is niet ideaal voor een bestand met directe toegang.

Geïndexeerde toewijzing

Bij deze methode:

• De map bevat de adressen van de indexblokken van de betreffende bestanden.
• Er wordt een indexblok gemaakt met alle verwijzingen naar specifieke bestanden.
• Alle bestanden moeten individuele indexblokken hebben om de adressen voor schijfruimte op te slaan.

Bestandsmappen

Een enkele map kan meerdere bestanden bevatten, maar dat hoeft niet. Ook kunnen er submappen in de hoofdmap aanwezig zijn. Informatie over bestanden wordt bijgehouden door mappen. Windows In het besturingssysteem worden ze mappen genoemd.

Directory op één niveau

Hieronder vindt u de informatie die in een directory wordt bijgehouden:

• Naam: De naam die aan de gebruiker wordt getoond.
• Type: Type map.
• Positie: Huidige pointers voor volgende lees-/schrijfbewerkingen.
• Locatie: De locatie op het apparaat waar de bestandsheader is opgeslagen.
• Afmetingen: Aantal bytes, blokken en woorden in het bestand.
• Bescherming: Toegangscontrole op lezen/schrijven/uitvoeren/verwijderen.
• Gebruik: Tijdstip van aanmaken, toegang en wijzigen.

Bestandstypen - naam, extensie

Bestandstype	Gebruikelijke extensie	Functie
Uitvoerbaar	exe, com, bin of geen	kant-en-klaar machineprogramma
Object	obj, o	gecompileerd, machinetaal, niet gekoppeld
Broncode	c, p, pas, 177, asm, a	broncode in verschillende talen
Partij	bat, sch	reeks opdrachten die moeten worden uitgevoerd
Tekst	txt, doc	tekstuele gegevensdocumenten
Tekstverwerker	doc, docs, tex, rrf, enz.	verschillende tekstverwerkingsformaten
Bibliotheek	lib, h	bibliotheken met routines
Archive	boog, zip, teer	Gerelateerde bestanden gegroepeerd in één bestand, soms gecomprimeerd.

Veelgestelde vragen