Экзаменационный билет № 21




Файловая система.

Файловая система – часть ОС, назначение которой организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с ними.

Хранение информации на магнитном диске требует хорошего знания устройства контроллера диска, особенности работы с его архитектурой. Непосредственное взаимодействие с диском – прерогатива компонента системы вв/выв ОС – драйвера диска. Чтобы избавить пользователя от взаимодействия с аппаратурой, была применена ясная абстрактная модель файловой системы, т.к. операции запись/чтение проще, чем низкоуровневые операции по работе с устройством.

Основная идея использования внешней памяти: ОС делит память на блоки фиксированного размера. Файл, обычно представляющий собой неструктурированную последовательность однобайтовых записей, хранится в виде последовательности блоков, необязательно смежных, каждый блок хранит целое число записей. В некоторых ОС, например, MS DOS, адреса блоков, организованы в связный список и вынесены в отдельную таблицу памяти. В других ОС (Unix) адреса блоков данных файла хранятся в отдельном блоке внешней памяти – индексе (индексный узел, файловый дескриптор). Этот приём – индексация, наиболее распространен для приложений, требующих произвольный доступ к записям файла. Индекс файла состоит из элементов, каждый из которых содержит номер блока и сведение о местоположении данного блока. Зная размер блока, можно вычислить номер блока, содержащего текущую позицию.

Базовой операцией по отношению к файлу является чтение блока с диска и перенос в буфер, находящийся в основной памяти. Файловая система позволяет при помощи системы справочников (каталоги, папки, директории) связать уникальное имя файла с блоками внешней памяти, содержащими данные файла. Иерархическая структура каталогов, используемая для управления файлами, является другим примером индексной структуры. В этом случае каталоги или папки играют роль индекса, каждый из которых содержит ссылки на свои подкаталоги, с этой точки зрения, вся файловая система компьютера представляет собой большой индексированный файл. Помимо собственно файлов и структур данных, используемых для управления (файлы, каталоги, файловые дескрипторы), понятие “файловая система” включает программные средства, реализующие различные операции над файлами.

Основные функции файловой системы:

1) идентификация файла, связывание имени файла с выделенным ему пространством внешней памяти;

2) распределение внешней памяти между файлами, чтобы для работы с конкретным файлом не требовалась информация о местоположении этого файла на внешнем носителе информации;

3) обеспечение надежности, отказоустойчивости, поскольку стоимость информации может во много раз превышать стоимость компьютера;

4) обеспечение защиты от несанкционированного доступа;

5) обеспечение совместного доступа к файлам;

6) обеспечение высокой производительности.

Говорят, что файл – именованный набор связанной информации, записанный во вторичную память. С точки зрения пользователя, файл – единица внешней памяти, т.е. данные, записанные на диск должны быть в составе какого-либо файла.

Операционная система Unix.

Операционная система UNIX. История развития, архитектура, элементы управления. Достоинства и недостатки ОС.

UNIX - операционная система, которая позволяет осуществить выполнение работ в многопользовательском и многозадачном режиме. Поначалу она предназначалась для больших ЭВМ, чтобы заменить MULTICS. UNIX является очень мощным средством в руках программиста, но требует очень большого объёма ОЗУ и пространства диска. Несмотря на попытки стандартизировать эту операционную систему, существует большое количество различных его версий, главным образом потому, что она была распространена в виде программы на языке Си, которую пользователи стали модифицировать для своих собственных нужд.
Главной отличительной чертой этой системы является ее модульность и обширный набор системных программ, которые позволяли создать благоприятную обстановку для пользователей-программистов. Система UNIX органически сочетается с языком Си, на котором написано более 90% ее собственных модулей. Командный язык системы практически совпадает с языком Си, что позволяло очень легко комбинировать различные программы при создании больших прикладных систем.
UNIX имеет "оболочку", с которой пользователь непосредственно взаимодействует, и "ядро", которое, собственно, и управляет действиями компьютера. Компьютер выводит в качестве приглашения для ввода команд долларовый знак. Из-за продолжительности пользования этой операционной системы количество команд весьма велико. В добавление к командам по управлению файлами, которые присутствуют в любой операционной системе, UNIX имеет, по крайней мере, один текстовый редактор, а также форматер текста и компилятор языка Си, что позволяет, по мере надобности, модифицировать "оболочку".
От UNIX многие другие операционные системы переняли такие функции, как переназначение, канал и фильтр; однако UNIX имеет несомненно преимущество в том, что она с самого начала разрабатывалась как многопользовательская и многозадачная операционная система. Имена файлов могут иметь 14 знаков, причём в именах файлов различаются заглавные и строчные буквы. Первоначальный набор команд операционной системы расширился до 143 в версии 7.0; в версии System III добавилась ещё 71 команда, ещё 25 - в Berkeley 4.1 и следующие 114 в Berkeley 4.2. Из-за такого обилия команд UNIX не относится к самым удобным для пользователя языкам. Работа облегчается, если применять графический пользовательский интерфейс, но поскольку такое количество команд и без того занимает значительный объём памяти, этот интерфейс требует ещё большего объёма памяти и пространства диска.

Особенности:

Поддержка иерархической файловой структуры с монтируемыми дисковыми томами.

Наличие конвейеров и средств перенаправления ввода-вывода.

Наличие средств коммуникации в локальных и других вычислительных сетях.

Поддержка широкого разнообразия периферийных устройств с трактовкой как файлы.

Наличие встроенных инструментальных систем (компиляторы С++).

Применение средств парольной защиты.

Открытость для модификации и расширений.

Эффективные средства электронной почты и передачи данных.

 

FreeBSD – чисто сетевая, консольная система;

Ядро UNIX, очень низкие системные требования.

Достоинства:

- простота

- мощность базового набора средств

- развитость интерфейсов

- демократичность

- открытость

- переносимость

Недостатки:

- можно найти недостатки в организации механизма общесистемной буферизации, управлении файлами и т.д.

- Лично для меня соответствующим основанием является внедрение в ОС UNIX механизма "легковесных процессов" (в просторечии "threads"), т.е. процессов, которые совместно выполняются в общей виртуальной памяти. Не люблю я LWP (LightWeightProcesses). Программирование с использованием LWP порождает многочисленные трудности, хотя и является на сегодняшний день единственным способом использования возможностей симметричных мультипроцессорных архитектур (SMP - SymmetricMultiProcessors).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: