30517

Понятие файловой системы. Логическая и физическая организация файловой системы FAT

Доклад

Математика и математический анализ

В широком смысле понятие файловая система включает: совокупность всех файлов на диске наборы структур данных используемых для управления файлами такие например как каталоги файлов дескрипторы файлов таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске комплекс системных программных средств реализующих управление файлами в частности: создание уничтожение чтение запись именование поиск и другие операции над файлами. Двоичные файлы не используют SCIIкоды они часто имеют сложную внутреннюю структуру например...

Русский

2013-08-24

37.17 KB

34 чел.

50.Понятие файловой системы. Логическая и физическая организация файловой системы FAT.

 Ответ:

Файловая система

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие "файловая система" включает:

  1.  совокупность всех файлов на диске,
  2.  наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
  3.  комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.

Имена файлов

В файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов.

Типы файлов

Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.

Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл

Специальные файлы - это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Специальные файлы, так же как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и байт-ориентированные.

Каталог - это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны - это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами).

В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики, например:

  1.  информация о разрешенном доступе,
  2.  пароль для доступа к файлу,
  3.  владелец файла,
  4.  создатель файла,
  5.  признак "только для чтения",
  6.  признак "скрытый файл",
  7.  признак "системный файл",
  8.  признак "архивный файл",
  9.  признак "двоичный/символьный",
  10.  признак "временный" (удалить после завершения процесса),
  11.  признак блокировки,
  12.  длина записи,
  13.  указатель на ключевое поле в записи,
  14.  длина ключа,
  15.  времена создания, последнего доступа и последнего изменения,
  16.  текущий размер файла,
  17.  максимальный размер файла.

Иерархия каталогов может быть деревом или сетью. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть - если файл может входить сразу в несколько каталогов. В MS-DOS каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX'е - сетевую.

Рис. 2.32. Логическая организация файловой системы 
а - одноуровневая; б - иерархическая (дерево); в - иерархическая (сеть)

Логическая организация файла

На рисунке 2.33 показаны несколько схем логической организации файла. Записи могут быть фиксированной длины или переменной длины. Записи могут быть расположены в файле последовательно (последовательная организация) или в более сложном порядке, с использованием, так называемых индексных таблиц, позволяющих обеспечить быстрый доступ к отдельной логической записи (индексно-последовательная организация). Для идентификации записи может быть использовано специальное поле записи, называемое ключом. В файловых системах ОС UNIX и MS-DOS файл имеет простейшую логическую структуру - последовательность однобайтовых записей.

Рис. 2.33. Способы логической организации файлов

Физическая организация и адрес файла

Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью. Непрерывное размещение - простейший вариант физической организации (рисунок 2.34,а), при котором файлу предоставляется последовательность блоков диска, образующих единый сплошной участок дисковой памяти. Для задания адреса файла в этом случае достаточно указать только номер начального блока. Другое достоинство этого метода - простота. Но имеются и два существенных недостатка. Во-первых, во время создания файла заранее не известна его длина, а значит не известно, сколько памяти надо зарезервировать для этого файла, во-вторых, при таком порядке размещения неизбежно возникает фрагментация, и пространство на диске используется не эффективно, так как отдельные участки маленького размера (минимально 1 блок) могут остаться не используемыми.

Следующий способ физической организации - размещение в виде связанного списка блоков дисковой памяти (рисунок 2.34,б ). При таком способе в начале каждого блока содержится указатель на следующий блок. В этом случае адрес файла также может быть задан одним числом - номером первого блока. В отличие от предыдущего способа, каждый блок может быть присоединен в цепочку какого-либо файла, следовательно фрагментация отсутствует. Файл может изменяться во время своего существования, наращивая число блоков.

Рис. 2.34. Физическая организация файла а - непрерывное размещение; б - связанный список блоков; 
в - связанный список индексов; г - перечень номеров блоков

Рис. 2.37. Функции физического уровня файловой системы

Исходные данные: 
V - размер блока 
N - номер первого блока файла 
S - смещение логической записи в файл

Требуется определить на физическом уровне:

n - номер блока, содержащего требуемую логическую запись

s - смещение логической записи в пределах блока

n = N + [S/V], где [S/V] - целая часть числа S/V 
s = R [S/V] - дробная часть числа S/V

Доска: Нарисовать схему логической и физической схемы организации файлов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11708. Аудит ресурсов и событий 25.5 KB
  Лабораторная работа №8. Аудит ресурсов и событий. Цели работы: научиться планировать политику аудита настроить аудит для файлов и папок настроить аудит для принтеров просматривать журнал находить события в журнале заархивировать журнал безопасности конфигуриров
11709. Мониторинг ресурсов 16.19 KB
  Лабораторная работа №9. Мониторинг ресурсов. Цели работы: оптимизировать производительность дисков с помощью утилиты Check Disk оснастки Disk Defragmenter сжатия данных и дисковых квот; определить какие из папок на Вашем компьютере являются общими; контролировать общие папки;...
11710. Архивация и восстановление данных 24.25 KB
  Лабораторная работа № 10. Архивация и восстановление данных Цели :научится архивировать данные на компьютере и по сети; Научится создать расписание архивации; Научится настроить варианты архивации в Backup Wizard Мастер архивации; Научится восстанавливать данные. Ход ра
11711. Установка и настройка сетевых служб 27.5 KB
  Лабораторная работа № 11. Установка и настройка сетевых служб. Цели работы: получение практических навыков по установке и настройке служб DHCP и DNS в сетевой среде Windows. Выполнил: Слепцов И. А. Группа: 103ПО. Дата: 12.12.12. Проверил: Антипенков А. В. Ход работы Устано...
11712. Установка и конфигурирование Terminal Services и Terminal Services Licensing 27 KB
  Лабораторная работа № 12. Установка и конфигурирование Terminal Services и Terminal Services Licensing. Цели работы: установить службы Windows 2000 Terminal Services и выполнить их удаленную настройку установить службы лицензирования и открыть сеанс связи с терминальными службами. Выполнил: Слепцов...
11713. Создание Web и FTP-узлов 27 KB
  Лабораторная работа №13. Создание Web и FTPузлов. Цели работы: получение профессиональных навыков в решении проблем при создании Web и FTPузлов. Выполнил: Слепцов И. А. Группа: 103ПО. Дата: 19.12.12. Проверил: Антипенков А. В. Ход работы Настроили Webузел Administration с пом...
11714. Настройка и запуск Telnet Services 26 KB
  Лабораторная работа №14. Настройка и запуск Telnet Services. Цели работы: научиться настраивать службы Windows 7 Telnet для доступа к ним клиента Telnet; соединяться со службой Telnet при помощи клиента Microsoft Telnet Client. Выполнил: Слепцов И. А. Группа: 103ПО. Дата: 18.12.12. Проверил: Антипенко
11715. Дослідити методи завантаження програм та налаштування інтерфейсу інтегрованного середовища Borland C++ 5.02 451.5 KB
  Програма, що створюється в середовищі ВС++, називається файлом проекту і є структурою, ієрархічно звязаних між собою файлів, використовуваних в програмі (виконуваного, початкового, заголовних і так далі). Файл проекту має розширення..
11716. Основи роботи в інтегрованому середовищі програмування Borland C++ 5.02 265 KB
  Лабораторна робота №2 Тема: Основи роботи в інтегрованому середовищі програмування Borland C 5.02. Мета: Дослідити методи завантаження програм та налаштування інтерфейсу інтегрованного середовища Borland C 5.02. Послідовність виконання роботи. Ввімкнути ПК. З...