Файловые системы в операционной системе: структура, атрибуты, типы

Что такое файловая система?

Файл — это совокупность коррелированной информации, записанной на вторичном или энергонезависимом носителе, таком как магнитные диски, оптические диски и ленты. Это метод сбора данных, который используется в качестве средства для ввода и получения вывода из этой программы.

В общем, файл представляет собой последовательность битов, байтов или записей, значение которых определяется создателем файла и пользователем. Каждый файл имеет логическое местоположение для хранения и извлечения.

Цель системы управления файлами

Вот основные цели системы управления файлами:

  • Он обеспечивает поддержку ввода-вывода для различных типов устройств хранения данных.
  • Минимизирует вероятность потери или уничтожения данных
  • Помогает ОС стандартизировать процедуры интерфейса ввода-вывода для пользовательских процессов.
  • Он обеспечивает поддержку ввода-вывода для нескольких пользователей в среде многопользовательских систем.

Свойства файловой системы

Вот важные свойства файловой системы:

  • Файлы хранятся на диске или в другом хранилище и не исчезают при выходе пользователя из системы.
  • Файлы имеют имена и связаны с правами доступа, которые позволяют контролировать совместное использование.
  • Файлы могут быть упорядочены или более complex структуры, отражающие взаимоотношения между ними.

Файловая структура

Структура файла должна иметь заранее определенный формат таким образом, чтобы операционная система понимает. Он имеет исключительно определенную структуру, основанную на его типе.

Три типа структуры файлов в ОС:

  • Текстовый файл: это последовательность символов, организованная в строки.
  • Объектный файл: это последовательность байтов, организованная в блоки.
  • Исходный файл: это серия функций и процессов.

Предложение для чтения: -Что такое операционная система? Объясните типы ОС, функции и примеры.

Атрибуты файлов

Файл имеет имя и данные. Более того, он также хранит метаинформацию, такую ​​как дата и время создания файла, текущий размер, дата последнего изменения и т. д. Вся эта информация называется атрибутами файловой системы.

Вот некоторые важные атрибуты файлов, используемые в ОС:

  • Имя: Это единственная информация, хранящаяся в удобочитаемой форме.
  • идентификатор: каждый файл идентифицируется уникальным номером тега в файловой системе, называемым идентификатором.
  • Местонахождение: Указывает на расположение файла на устройстве.
  • Тип: Этот атрибут необходим для систем, поддерживающих различные типы файлов.
  • Размер. Атрибут, используемый для отображения текущего размера файла.
  • Protection. Этот атрибут назначает и контролирует права доступа на чтение, запись и выполнение файла.
  • Время, дата и безопасность: Он используется для защиты, безопасности, а также используется для мониторинга.

Тип файла

Это относится к способности операционной системы различать различные типы файлов, такие как текстовые файлы, двоичные и исходные файлы. Однако операционные системы, такие как MS_DOS и UNIX, имеют следующие особенности:wing тип файлов:

Специальный файл персонажей

Это аппаратный файл, который считывает или записывает данные посимвольно, например мышь, принтер и т. д.

Обычные файлы

  • В файлах этого типа хранится информация о пользователе.
  • Это может быть текст, исполняемые программы и базы данных.
  • Он позволяет пользователю выполнять такие операции, как добавление, удаление и изменение.

Файлы каталогов

  • Каталог содержит файлы и другую информацию об этих файлах. По сути, это папка для хранения и организации нескольких файлов.

Специальные файлы

  • Эти файлы также называются файлами устройств. Он представляет собой физические устройства, такие как принтеры, диски, сети, флэш-накопители и т. д.

Функции файла

  • Создайте файл, найдите место на диске и сделайте запись в каталоге.
  • Запись в файл, требует позиционирования внутри файла
  • Чтение из файла предполагает позиционирование внутри файла.
  • Удалите запись каталога, восстановите место на диске.
  • Изменение положения: перемещение позиции чтения/записи.

Часто используемые термины в файловых системах

Поиск

Этот элемент хранит одно значение, которое может быть статическим или переменной длины.

DATABASE

Сбор связанных данных называется базой данных. Отношения между элементами данных являются явными.

FILES

Файлы — это набор похожих записей, которые рассматриваются как единый объект.

ЗАПИСЬ

Тип записи — com.plex тип данных, который позволяет программисту создавать новый тип данных с желаемой структурой столбцов. Он группирует один или несколько столбцов для формирования нового типа данных. Эти столбцы будут иметь свои собственные имена и типы данных.

Методы доступа к файлам

Доступ к файлам — это процесс, определяющий способ доступа к файлам и их чтения в память. Как правило, операционные системы всегда поддерживают один метод доступа. Хотя есть некоторые операционные системы, которые также поддерживают несколько методов доступа.

Три метода доступа к файлам:

  • Последовательный доступ
  • Прямой произвольный доступ
  • Индексный последовательный доступ

Последовательный доступ

В этом типе метода доступа к файлам доступ к записям осуществляется в определенной заранее определенной последовательности. При последовательном методе доступа информация, хранящаяся в файле, также обрабатывается поочередно. Большинство компиляторов получают доступ к файлам, используя этот метод доступа.

Случайный доступ

Метод произвольного доступа также называют прямым произвольным доступом. Этот метод позволяет получить прямой доступ к записи. Каждая запись имеет свой адрес, по которому можно напрямую обращаться для чтения и записи.

Последовательный доступ

Этот тип метода доступа основан на простом последовательном доступе. В этом методе доступа для каждого файла создается индекс с прямым указателем на различные блоки памяти. В этом методе индекс ищется последовательно, и его указатель может напрямую обращаться к файлу. Для повышения эффективности доступа можно использовать несколько уровней индексации. Это также сокращает время, необходимое для доступа к одной записи.

Распределение пространства

В операционной системе файлам всегда выделяется дисковое пространство.

Три типа методов распределения пространства:

  • Связанное распределение
  • Индексированное распределение
  • Непрерывное распределение

Непрерывное распределение

В этом методе

  • Каждый файл использует непрерывное адресное пространство в памяти.
  • Здесь ОС назначает адрес диска в линейном порядке.
  • В методе непрерывного распределения самая большая проблема — внешняя фрагментация.

Связанное распределение

В этом методе

  • Каждый файл содержит список ссылок.
  • Каталог содержит ссылку или указатель в первом блоке файла.
  • При этом методе отсутствует внешняя фрагментация.
  • Этот метод размещения файлов используется для файлов последовательного доступа.
  • Этот метод не идеален для файла прямого доступа.

Индексированное распределение

В этом методе

  • Каталог содержит адреса индексных блоков конкретных файлов.
  • Создается индексный блок, содержащий все указатели на определенные файлы.
  • Все файлы должны иметь отдельные индексные блоки для хранения адресов дискового пространства.

Файловые каталоги

Один каталог может содержать или не содержать несколько файлов. Внутри основного каталога также могут быть подкаталоги. Информация о файлах хранится в каталогах. В Windows ОС, это называется папки.

Файловые каталоги
Одноуровневый каталог

Фоллоwing это информация, которая хранится в каталоге:

  • Фамилия Имя, которое отображается пользователю.
  • Тип: Тип каталога.
  • Позиция: Текущие указатели следующего чтения/записи.
  • Район: Местоположение на устройстве, где хранится заголовок файла.
  • Размер: количество байтов, блоков и слов в файле.
  • Protection: Контроль доступа при чтении/записи/выполнении/удалении.
  • Применение: Время создания, доступа, изменения.

Типы файлов — имя, расширение

Тип файла Обычное расширение Функция
исполнимый exe, com, bin или нет готовая к запуску программа на машинном языке
объект объект, о соблюдается, машинный язык, не связан
Исходный код в. п,па,177,асм,а исходный код на разных языках
Партия летучая мышь, ш Серия команд, которые необходимо выполнить
Текст текст, документ документы с текстовыми данными
Текстовый редактор док, документы, текс, ррф и т. д. различные форматы текстовых процессоров
Библиотека либ, ч библиотеки процедур
Archive дуга, молния, смола связанные файлы сгруппированы в один файл, иногда сжатый.

Выводы

  • Файл — это набор коррелированной информации, которая записывается на вторичном или энергонезависимом носителе, таком как магнитные диски, оптические диски и ленты.
  • Он обеспечивает поддержку ввода-вывода для различных типов устройств хранения данных.
  • Файлы хранятся на диске или в другом хранилище и не исчезают при выходе пользователя из системы.
  • Структура файла должна иметь заранее определенный формат, чтобы ее понимала операционная система.
  • Тип файла относится к способности операционной системы различать различные типы файлов, такие как текстовые файлы, двоичные и исходные файлы.
  • Создайте место на диске и сделайте запись в каталоге.
  • Метод индексированного последовательного доступа основан на простом последовательном доступе.
  • В методе последовательного доступа доступ к записям осуществляется в определенной заранее определенной последовательности.
  • Метод произвольного доступа также называют прямым произвольным доступом.
  • Три типа методов распределения пространства:
  • Связанное распределение
  • Индексированное распределение
  • Непрерывное распределение
  • Информация о файлах хранится в каталогах.