Filsystemer i Operating System: struktur, attributter, typer

Mål for filhåndteringssystem

Her er hovedmålene for filbehandlingssystemet:

• Den gir I/O-støtte for en rekke lagringsenhetstyper.
• Minimerer sjansene for tapt eller ødelagt data
• Hjelper OS til standardiserte I/O-grensesnittrutiner for brukerprosesser.
• Den gir I/O-støtte for flere brukere i et flerbrukersystemmiljø.

Egenskaper til et filsystem

Her er viktige egenskaper for et filsystem:

• Filer lagres på disk eller annen lagring og forsvinner ikke når en bruker logger av.
• Filer har navn og er knyttet til tilgangstillatelse som tillater kontrollert deling.
• Filer kan være ordnet eller mer komplekse strukturer for å gjenspeile forholdet mellom dem.

Filstruktur

En filstruktur må være forhåndsdefinert format på en slik måte at en operativsystem forstår. Den har en eksklusivt definert struktur, som er basert på dens type.

Tre typer filstruktur i OS:

• En tekstfil: Det er en serie med tegn som er organisert i linjer.
• En objektfil: Det er en serie byte som er organisert i blokker.
• En kildefil: Det er en serie funksjoner og prosesser.

Leseforslag:-Hva er Operating System? Forklar OS-typer, funksjoner og eksempler.

Filattributter

En fil har et navn og data. Dessuten lagrer den også metainformasjon som dato og klokkeslett for filoppretting, gjeldende størrelse, dato for siste endring osv. All denne informasjonen kalles attributtene til et filsystem.

Her er noen viktige filattributter som brukes i OS:

• Navn: Det er den eneste informasjonen som er lagret i en menneskelig lesbar form.
• Identifiser: Hver fil identifiseres med et unikt kodenummer i et filsystem kjent som en identifikator.
• Sted: Peker på filplassering på enheten.
• Type: Dette attributtet kreves for systemer som støtter ulike typer filer.
• Størrelse. Attributt som brukes til å vise gjeldende filstørrelse.
• beskyttelse. Dette attributtet tildeler og kontrollerer tilgangsrettighetene til å lese, skrive og kjøre filen.
• Tid, dato og sikkerhet: Den brukes til beskyttelse, sikkerhet og brukes også til overvåking

Filtype

Det refererer til operativsystemets evne til å skille mellom ulike typer filer som tekstfiler, binære filer og kildefiler. Imidlertid Operatingsystemer som MS_DOS og UNIX har følgende type filer:

Karakter spesialfil

Det er en maskinvarefil som leser eller skriver data tegn for tegn, som mus, skriver og mer.

Vanlige filer

• Disse typer filer lagrer brukerinformasjon.
• Det kan være tekst, kjørbare programmer og databaser.
• Den lar brukeren utføre operasjoner som å legge til, slette og endre.

Katalogfiler

• Katalog inneholder filer og annen relatert informasjon om disse filene. Det er i utgangspunktet en mappe for å holde og organisere flere filer.

Spesialfiler

• Disse filene kalles også enhetsfiler. Den representerer fysiske enheter som skrivere, disker, nettverk, flash-stasjon, etc.

Funksjoner til fil

• Opprett fil, finn plass på disken og skriv inn i katalogen.
• Skriv til fil, krever plassering i filen
• Les fra fil innebærer posisjonering i filen
• Slett katalogoppføring, gjenvinn diskplass.
• Flytt lese-/skriveposisjon.

Vanlige termer i filsystemer

Felt

Dette elementet lagrer en enkelt verdi, som kan være statisk eller variabel lengde.

DATABASE

Innsamling av relaterte data kalles en database. Forholdet mellom elementer av data er eksplisitte.

FILER

Filer er samlingen av lignende poster som behandles som en enkelt enhet.

TA OPP

En posttype er en kompleks datatype som lar programmereren lage en ny datatype med ønsket kolonnestruktur. Den grupperer én eller flere kolonner for å danne en ny datatype. Disse kolonnene vil ha sine egne navn og datatype.

Filtilgangsmetoder

Filtilgang er en prosess som bestemmer måten filer åpnes og leses inn i minnet. Vanligvis støttes alltid en enkelt tilgangsmetode av operativsystemer. Selv om det er noen operativsystemer som også støtter flere tilgangsmetoder.

Tre filtilgangsmetoder er:

• Sekvensiell tilgang
• Direkte tilfeldig tilgang
• Indeks sekvensiell tilgang

Sekvensiell tilgang

I denne typen filtilgangsmetode får man tilgang til poster i en bestemt forhåndsdefinert sekvens. I metoden for sekvensiell tilgang behandles også informasjon som er lagret i filen én etter én. De fleste kompilatorer får tilgang til filer ved å bruke denne tilgangsmetoden.

Tilfeldig tilgang

Tilfeldig tilgangsmetoden kalles også direkte tilfeldig tilgang. Denne metoden gir tilgang til posten direkte. Hver post har sin egen adresse som kan nås direkte for lesing og skriving.

Sekvensiell tilgang

Denne typen tilgangsmetode er basert på enkel sekvensiell tilgang. I denne tilgangsmetoden bygges en indeks for hver fil, med en direkte peker til forskjellige minneblokker. I denne metoden søkes indeksen sekvensielt, og pekeren kan få tilgang til filen direkte. Flere nivåer av indeksering kan brukes for å gi større effektivitet i tilgangen. Det reduserer også tiden som trengs for å få tilgang til en enkelt post.

Plassfordeling

på Operating systemet, blir filer alltid tildelt diskplass.

Tre typer plassallokeringsmetoder er:

• Koblet tildeling
• Indeksert tildeling
• Sammenhengende tildeling

Sammenhengende tildeling

I denne metoden,

• Hver fil bruker et sammenhengende adresseområde i minnet.
• Her er den OS-tilordnede diskadressen i lineær rekkefølge.
• I den sammenhengende tildelingsmetoden er ekstern fragmentering det største problemet.

Koblet tildeling

I denne metoden,

• Hver fil inneholder en liste over lenker.
• Katalogen inneholder en lenke eller peker i den første blokken av en fil.
• Med denne metoden er det ingen ekstern fragmentering
• Denne filallokeringsmetoden brukes for sekvensiell tilgangsfiler.
• Denne metoden er ikke ideell for en fil med direkte tilgang.

Indeksert tildeling

I denne metoden,

• Katalog inneholder adressene til indeksblokkene til de spesifikke filene.
• En indeksblokk opprettes med alle pekere for spesifikke filer.
• Alle filer bør ha individuelle indeksblokker for å lagre adressene for diskplass.

Filkataloger

En enkelt katalog kan inneholde flere filer eller ikke. Den kan også ha underkataloger inne i hovedkatalogen. Informasjon om filer vedlikeholdes av kataloger. I Windows OS, det kalles mapper.

Følgende er informasjonen som oppbevares i en katalog:

• Navn Navnet som vises til brukeren.
• typen: Type katalog.
• Stilling: Gjeldende neste-lese-/skrivepekere.
• Vårt kontor:: Plassering på enheten der filoverskriften er lagret.
• Størrelse: Antall byte, blokk og ord i filen.
• beskyttelse: Tilgangskontroll på les/skriv/utfør/slett.
• bruk: Tidspunkt for opprettelse, tilgang, modifikasjon

Filtyper - navn, utvidelse

Filtype	Vanlig utvidelse	Funksjon
kjørbar	exe, com, bin eller ingen	klar til å kjøre maskinspråkprogram
Objekt	obj, o	overholdt, maskinspråk, ikke koblet
Kildekode	c. p, pas, 177, asm, a	kildekode på forskjellige språk
Batch	flaggermus, sh	En rekke kommandoer som skal utføres
tekst	txt, doc	tekstdatadokumenter
Tekstbehandler	doc, docs, tex, rrf, etc.	ulike tekstbehandlerformater
Bibliotek	lib, h	bibliotek med rutiner
Archive	bue, glidelås, tjære	relaterte filer gruppert i én fil, noen ganger komprimert.

Sammendrag

• En fil er en samling av korrelert informasjon som er registrert på sekundær eller ikke-flyktig lagring som magnetiske disker, optiske disker og bånd.
• Den gir I/O-støtte for en rekke lagringsenhetstyper.
• Filer lagres på disk eller annen lagring og forsvinner ikke når en bruker logger av.
• En filstruktur må være forhåndsdefinert format på en slik måte at et operativsystem forstår den.
• Filtype refererer til operativsystemets evne til å skille mellom ulike typer filer som tekstfiler, binære filer og kildefiler.
• Opprett finnplass på disken og skriv inn i katalogen.
• Metoden for indeksert sekvensiell tilgang er basert på enkel sekvensiell tilgang
• I Sequential Access-metoden får man tilgang til poster i en bestemt forhåndsdefinert sekvens
• Tilfeldig tilgangsmetoden kalles også direkte tilfeldig tilgang
• Tre typer plassallokeringsmetoder er:
• Koblet tildeling
• Indeksert tildeling
• Sammenhengende tildeling
• Informasjon om filer vedlikeholdes av kataloger