Файлові системи в Operaсистема: структура, атрибути, типи

Що таке файлова система?

Файл — це сукупність корельованої інформації, яка записана на вторинному або енергонезалежному сховищі, наприклад на магнітних дисках, оптичних дисках і стрічках. Це метод збору даних, який використовується як засіб для введення та отримання вихідних даних від цієї програми.

Загалом, файл — це послідовність бітів, байтів або записів, значення яких визначається творцем файлу та користувачем. Кожен файл має логічне місце, де він розміщується для зберігання та пошуку.

Мета системи управління файлами

Ось основні цілі системи керування файлами:

• Він забезпечує підтримку вводу/виводу для різних типів запам'ятовуючих пристроїв.
• Це мінімізує ймовірність втрати або знищення даних.
• Це допомагає ОС стандартизувати процедури інтерфейсу вводу/виводу для користувацьких процесів.
• Він забезпечує підтримку вводу/виводу для кількох користувачів у багатокористувацькому системному середовищі.

Властивості файлової системи

Ось важливі властивості файлової системи:

• Файли зберігаються на диску або іншому сховищі та не зникають, коли користувач виходить із системи.
• Файли мають імена та пов’язані з правами доступу, що дозволяють контрольований спільний доступ.
• Файли можна упорядковувати у складніші структури, щоб відобразити зв'язок між ними.

Структура файлу

Структура файлу потребує попередньо визначеного формату таким чином, щоб операційна система розуміє це. Воно має виключно визначену структуру, яка базується на його типі.

Три типи файлової структури в ОС:

• Текстовий файл: це набір символів, організованих у рядки.
• Об’єктний файл: це серія байтів, організованих у блоки.
• Вихідний файл: це ряд функцій і процесів.

Пропозиція щодо читання: - Що таке Operating System? Поясніть типи ОС, функції та приклади.

Атрибути файлів

Файл має ім'я та дані. Крім того, він також зберігає метадану, таку як дата та час створення файлу, поточний розмір та дата останньої зміни. Вся ця інформація називається атрибутами файлової системи.

Ось деякі важливі атрибути файлів, що використовуються в ОС:

• ім'я: Це єдина інформація, яка зберігається в зрозумілій людині формі.
• Ідентифікатор: Кожен файл ідентифікується унікальним номером тега у файловій системі, відомим як ідентифікатор.
• Місцезнаходження: Він вказує на розташування файлу на пристрої.
• Тип: Цей атрибут необхідний для систем, які підтримують різні типи файлів.
• Розмір: Цей атрибут використовується для відображення поточного розміру файлу.
• Захист: Цей атрибут призначає та контролює права доступу на читання, запис та виконання файлу.
• Час, дата та безпека: Він використовується для захисту, безпеки та моніторингу.

Тип файлу

Тип файлу стосується здатності операційної системи розрізняти різні типи файлів, такі як текстові файли, бінарні файли та файли вихідного коду. OperaОпераційні системи, такі як MS-DOS та UNIX, мають такі типи файлів:

Спеціальний файл символів

Це апаратний файл, який зчитує або записує дані посимвольно, як-от миша, принтер тощо.

Звичайні файли

• Ці типи файлів зберігають інформацію про користувача.
• Це можуть бути тексти, виконувані програми або бази даних.
• Вони дозволяють користувачеві виконувати такі операції, як додавання, видалення та змінення.

Файли каталогу

• Каталог містить файли та іншу пов'язану з ними інформацію. Це, по суті, папка для зберігання та впорядкування кількох файлів.

Спеціальні файли

• Ці файли також називаються файлами пристроїв. Вони представляють фізичні пристрої, такі як принтери, диски, мережі та флеш-накопичувачі.

Функції файлу

• Створіть файл, знайдіть місце на диску та зробіть запис у каталозі.
• Запис у файл, що вимагає позиціонування у файлі.
• Читання з файлу, що включає позиціонування у файлі.
• Видалити запис каталогу та звільнити місце на диску.
• Змінити положення: перемістити позицію читання/запису.

Часто використовувані терміни у файлових системах

Поле

Цей елемент зберігає одне значення, яке може мати статичну або змінну довжину.

Database

Колекція пов'язаних даних називається базою даних. Зв'язки між елементами даних є явними.

Файли

Файл — це сукупність подібних записів, які розглядаються як єдине ціле.

Запис

Тип запису – це складний тип даних, який дозволяє програмісту створювати новий тип даних із потрібною структурою стовпців. Він групує один або кілька стовпців для формування нового типу даних. Ці стовпці мають власні назви та типи даних.

Методи доступу до файлів

Доступ до файлів – це процес, який визначає спосіб доступу до файлів та їх зчитування в пам'ять. Зазвичай операційні системи завжди підтримують один метод доступу, хоча деякі операційні системи також підтримують кілька методів доступу.

Три способи доступу до файлів:

• Послідовний доступ
• Прямий довільний доступ
• Послідовний доступ до індексу

Послідовний доступ

У цьому типі методу доступу до файлів доступ до записів здійснюється в певній заздалегідь визначеній послідовності. У методі послідовного доступу інформація, що зберігається у файлі, також обробляється почергово. Більшість компіляторів звертаються до файлів за допомогою цього методу доступу.

Випадковий доступ

Метод довільного доступу також називається прямим довільним доступом. Цей метод дозволяє отримати доступ до запису безпосередньо. Кожен запис має свою власну адресу, до якої можна отримати безпосередній доступ для читання та запису.

Послідовний доступ до індексів

Цей тип методу доступу базується на простому послідовному доступі. У цьому методі доступу для кожного файлу створюється індекс із прямим вказівником на різні блоки пам'яті. У цьому методі пошук в індексі здійснюється послідовно, і його вказівник може безпосередньо звертатися до файлу. Для підвищення ефективності доступу можна використовувати кілька рівнів індексації. Це також зменшує час, необхідний для доступу до одного запису.

Розподіл простору

В операційній системі файлам завжди виділяється дисковий простір. Є три типи методів розподілу простору:

• Пов'язаний розподіл
• Індексований розподіл
• Безперервний розподіл

Безперервний розподіл

У цьому методі:

• Кожен файл використовує безперервний адресний простір у пам'яті.
• Тут ОС призначає адреси дисків у лінійному порядку.
• У методі безперервного розподілу найбільшою проблемою є зовнішня фрагментація.

Пов'язаний розподіл

У цьому методі:

• Кожен файл містить список посилань.
• Каталог містить посилання або покажчик у першому блоці файлу.
• За допомогою цього методу немає зовнішньої фрагментації.
• Цей метод розподілу файлів використовується для файлів із послідовним доступом.
• Цей метод не ідеальний для файлу прямого доступу.

Індексований розподіл

У цьому методі:

• Каталог містить адреси індексних блоків певних файлів.
• Створюється індексний блок, який містить усі покажчики на певні файли.
• Усі файли повинні мати окремі блоки індексів для зберігання адрес дискового простору.

Каталоги файлів

Один каталог може містити кілька файлів, а може й не містити. Він також може мати підкаталоги всередині головного каталогу. Інформація про файли зберігається в каталогах. У Windows ОС, вони називаються папками.

Однорівневий каталог

У каталозі зберігається така інформація:

• ім'я: Ім'я, яке відображається користувачеві.
• Тип: Тип каталогу.
• Посада: Поточні вказівники на наступне читання/запис.
• Місцезнаходження: Розташування на пристрої, де зберігається заголовок файлу.
• Розмір: Кількість байтів, блоків та слів у файлі.
• Захист: Контроль доступу на читання/запис/виконання/видалення.
• Використання: Час створення, доступу та модифікації.

Типи файлів – ім'я, розширення

Тип файлу	Звичайне розширення	функція
Виконуваний	exe, com, bin або жодного	готова до запуску програма на машинній мові
Об'єкт	obj, o	компільований, машинна мова, не зв'язаний
Вихідний код	c, p, pas, 177, asm, a	вихідний код різними мовами
Партія	кажан, ш	послідовність команд, що мають бути виконані
текст	txt, doc	документи текстових даних
Текстовий процесор	doc, docs, tex, rrf тощо.	різні формати текстових процесорів
Library	lib, h	бібліотеки підпрограм
Archive	дуга, блискавка, катран	пов'язані файли, згруповані в один файл, іноді стиснуті

Поширені запитання