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

29 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

10478. Мій перший педагогічний досвід. Роздуми про мій перший урок 39 KB
  Мій перший педагогічний досвід. Роздуми про мій перший урок. 13.02.2009р. 10клас â€Насичені вуглеводні€. Прийшовши до школи я була дуже рада що мені випала можливість проводити уроки. Перед своїм першим уроком я готувалась два дні заздалегідь. Перше що було у моїй ...
10479. Місце елементів-металів у періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва та особливості будови їх атомів 57.5 KB
  Тема: Місце елементівметалів у періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва та особливості будови їх атомів. Металічний хімічний зв’язок. Загальні фізичні властивості металів. Навчальна мета: спираючись на знання періодичного закону та типи хімічних зв’яз...
10480. Насичені вуглеводні. Номенклатура 201 KB
  Дата: Тема: Урок залік з теми Насичені вуглеводні. Номенклатура.€ Тип уроку: урок застосування знань умінь та навичок. Навчальна мета: Конкретизувати та поглибити знання учнів з теми Насичені вуглеводніâ€. Навчити учнів застосовувати загальні зако...
10481. Семінар з теми Ненасичені вуглеводні етиленового ряду 177 KB
  Дата: Тема: Семінар з теми Ненасичені вуглеводні етиленового ряду Навчальна мета: Конкретизувати та поглибити знання учнів з теми Ненасичені вуглеводні етиленового рядуâ€; Навчити учнів застосовувати загальні закономірності для пояснення властивосте
10482. Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули, електронна та структурна формули, sp2-гібридизація електронів, σ- та π-звязки 63 KB
  Тема: Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули електронна та структурна формули sp2гібридизація електронів σ та πзв’язки. Навчальна мета: сформувати поняття про новий гомологічний ряд – алкени; ознайомити з новим видом гі...
10483. Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули, електронні та структурні формули, кратні звязки 64.5 KB
  Тема: Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули електронні та структурні формули кратні зв’язки. Гомологи етилену. Ізомерія карбонового скелету і положення кратного зв’язку. Номенклатура алкенів. Мета: навчальна: сформуват...
10484. Одержання кисню в лабораторії. Реакції розкладу. Поняття про каталізатори 56 KB
  Тема: Одержання кисню в лабораторії. Реакції розкладу. Поняття про каталізатори. Навчальна мета: розглянути основні лабораторні способи добування кисню дати уявлення про реакцію розкладу каталізатор. Виховна мета: виховувати в учнів самостійність вміння виконува
10485. Оксисен. Кисень, склад його молекули, фізичні властивості 53 KB
  Тема: Оксисен. Кисень склад його молекули фізичні властивості. Мета: навчальна: повторити класифікацію речовин за складом. Ознайомити з хімічним елементом Оксигеном. Вивчити склад фізичні властивості способи добування і збирання фізіологічну дію кисню. Сформувати
10486. Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Поняття про періоди і групи. Структура періодичної системи 54.5 KB
  Тема: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Поняття про періоди і групи. Структура періодичної системи. Мета: навчальна: сформувати знання про структуру періодичної системи малі та великі періоди групи елементів та поділ їх на підгрупи: головні та по