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

31 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

16426. Использование функции ЕСЛИ в формулах Excel 106 KB
  Лабораторная работа №2 Использование функции ЕСЛИ в формулах Excel Представьте себе что вам необходимо заполнить колонку на рабочем листе разными данными которые зависят от значений другой колонки. Для того чтобы результат формулы выводился в зависимости от выполнени...
16427. Использование логических, статистических и математических функций 113 KB
  Лабораторная работа 2 Использование логических статистических и математических функций Цель работы: Изучить возможности использования встроенных функций табличного процессора Excel; получить навыки работы с Мастером функций. Структура отчета: Титульны
16428. ОБРАБОТКА ДАННЫХ МЕТЕОСТАНЦИИ 133.5 KB
  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ОБРАБОТКА ДАННЫХ МЕТЕОСТАНЦИИ Цели работы: закрепить навыки по использованию функций Excel; научиться решать типовые задачи по обработке массивов с использованием электронных таблиц; познакомиться с логическими функциями Excel. Постановка зад
16429. Основные функции Excel 45 KB
  Основные функции Excel Приводится синтаксис некоторых часто используемых функций Excel. Приняты следующие сокращения: ИН интервал; Ч число ЗН значение. В фигурных скобках указаны имена функций в нерусифицированных версиях Excel. Статистические функции КОРРЕЛ{CORR...
16430. Применение стандартных функций MS Excel для решения задач статистики 72 KB
  Применение стандартных функций MS Excel для решения задач статистики СОДЕРЖАНИЕ Применение стандартных функций MS Excel для решения задач статистики. Ввод исходных данных. Вычисления размаха вариации оценки среднего среднеквадратичного отклонения и дисперсии...
16431. ВСТРОЕННЫЕ ФУНКЦИИ EXCEL. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 60.5 KB
  ТЕМА №3: ВСТРОЕННЫЕ ФУНКЦИИ EXCEL. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Цель работы: научиться работать с Мастером функций проводить анализ данных . Содержание работы: 1. Использование Мастера функций. 2. Анализ статистических данных. 3. Инструменты пакета анализа. Методические рек...
16432. Excel. Исследование мастера функций. Логическая функция Если 71 KB
  Тема Excel. Исследование мастера функций. Логическая функция Если 1. Цель работы: Создание приложения с использованием логической функции Если. 2. Теоретические основы: В предыдущей лабораторной работе мы исследовали работу с мастером ...
16433. Вычисление с помощью функций 56 KB
  Тема Вычисление с помощью функций Лабораторная работа Вопросы к лабораторному занятию Понятие функции Средства Excel для ввода функций Логическая функция ЕСЛИ 1. Методические рекомендации В Excel имеется большое количество встроенных функций. Функц
16434. ФОРМАТИРОВАНИЕ ЯЧЕЕК. РАБОТА С МАСТЕРОМ ФУНКЦИЙ 103 KB
  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА Тема: ФОРМАТИРОВАНИЕ ЯЧЕЕК. РАБОТА С МАСТЕРОМ ФУНКЦИЙ. Вызвать Microsoft Excel. На первом листе создать таблицу Таблицу №1: ФИО История Химия Физика Гео...