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

30 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

39985. Функции шифрования пароля в Unix и Windows 24.56 KB
  Поле пароль x будет содержать либо реальный зашифрованный пароль либо его обозначение как в данном примере. При регистрации в системе UNIX программа getty требует ввести имя пользователя и запускает программу входа в систему а та в свою очередь запрашивает пароль но не декодирует его. Фактически программа bin login шифрует пароль введенный пользователем а затем сравнивает полученное значение с тем которое хранится в etc psswd. Если данные совпадают то пароль был введен правильно.
39986. Социальная инженерия 33.33 KB
  Социальная инженерия Социальная инженерия это метод несанкционированного доступа к информации или системам хранения информации без использования технических средств. Основной целью социальных инженеров как и других хакеров и взломщиков является получение доступа к защищенным системам с целью кражи информации паролей данных о кредитных картах и т. для получения нужной информации. Целью фишинга является незаконное получение конфиденциальной информации.
39987. Межсетевые экраны и их роль в построении защищенных систем 230.34 KB
  Типичные возможности фильтрация доступа к заведомо незащищенным службам; препятствование получению закрытой информации из защищенной подсети а также внедрению в защищенную подсеть ложных данных с помощью уязвимых служб; контроль доступа к узлам сети; может регистрировать все попытки доступа как извне так и из внутренней сети что позволяет вести учёт использования доступа в Интернет отдельными узлами сети; регламентирование порядка доступа к сети; уведомление о подозрительной деятельности попытках зондирования или атаки на узлы сети или сам...
39988. Переполнение буфера 240.81 KB
  Условия для переполнения буфера параметры функций передаются через стек; адрес возврата также помещается в стек; локальные переменные располагаются в стеке; стек растет вниз; данные в стеке могут интерпретироваться как команды; должны существовать процессы или программы имеющие уязвимый код; некоторые процессы или функции должны иметь высокие привилегии. Переполнение буфера Переполнение буфера Buffer Overflow явление возникающее когда компьютерная программа записывает данные за пределами выделенного в памяти буфера....
39989. Безопасность приложений WWW 47.13 KB
  Технические особенности Существенное преимущество построения Web приложений для поддержки стандартных функций браузера заключается в том что функции должны выполняться независимо от операционной системы данного клиента. Классификация угроз безопасности Webприложений Данная классификация представляет собой совместную попытку членов международного консорциума собрать воедино и упорядочить угрозы безопасности Webсайтов. Члены Web ppliction Security Consortiumсоздали данный проект для унификации стандартной терминологии описания угроз...
39990. Автоматизированные информационные системы 959.15 KB
  Автоматизированные информационные системы для студентов специальности Автоматизированные системы обработки информации и управления дневной формы обучения.. Понятие автоматизированной информационной системы. Структура автоматизированной информационной системы. Понятие и виды моделей информационной системы.
39991. Предмет, содержание, методы и задачи информационного менеджмента и маркетинга 99.5 KB
  Широкая информатизация всех сфер жизнедеятельности общества принципиально изменяет роль информации и информационных технологий в социальном и экономическом развитии страны. В таких условиях особое значение приобретают проблемы подготовки квалифицированных специалистов в области менеджмента и маркетинговой деятельности способных работать в условиях развитой информатизации насыщения производства и непроизводственной сферы всевозрастающими потоками информации и управления ими. В бизнесе управлении и маркетинге как ни в какой другой сфере...
39992. Инвестиционный менеджмент 287 KB
  Понятие и содержание инвестиционного проекта. Жизненный цикл инвестиционного проекта и подходы к его структуризации. Основные принципы оценки эффективности инвестиционного проекта. Особенности оценки эффективности на разных стадиях разработки и осуществления проекта.
39993. Логистика 83 KB
  Основная задача и функциональные области логистики. Основная задача логистики. Экономический эффект от использования логистики. Подобный подход к изучению производственнохозяйственной деятельности предприятий возник на Западе в 20е 30е годы ХХго столетия и развиваясь сформировался в самостоятельное направление научнопрактической деятельности получившей название логистики.