Файлова система
Характеристики файлів
Методи доступу
В ОС, як правило, реалізуються декілька методів доступу. Метод доступу(access method) – це сукупність угод та засобів, за допомогою яких реалізується заданий спосіб обміну фізичними записами файла.
Виділяють дві категорії МД:
- метод доступу з чергами (queued access method, QAM);
- базисні методи доступу.(basic access method, BAM).
Перший застосовується в тих випадках, коли послідовність обробки записів можна передбачити. Наприклад, при послідовній та індексно–послідовній організації файлів. У них передбачається випереджуюча буферизація та планування операцій вводу–виводу, т.п. Ці засоби, направлені на те, щоб, по можливості, до кінця обробки одного запису наступний запис був готовий до обробки. В оперативній пам’яті в кожний конкретний момент часу знаходиться більше одного запису. Це дозволяє суміщати обробку записів та виконання операцій вводу–виводу.
Ці методи доступу забезпечують також автоматичне блокування та деблокування записів, так що користувач може про це не думати.
Базисні методи доступу застосовуються звичайно у випадках, коли послідовність обробки записів передбачити не можливо. Кожна процедура обміну даними викликається, відповідним оператором вводу–виводу в програмі, що виконується. ОС не забезпечує автоматичне блокування, деблокування, попередню буферизацію та синхронізацію операцій обміну з обробкою.
Ці методи застосовуються в ситуаціях, коли прикладним програмам користувача треба керувати доступом до записів, але без небажаних накладних витрат, що властиво методам доступу чергами.
Базисними методами читаються та записуються фізичні блоки. Блокування та деблокування (якщо вони необхідні в конкретному випадку) виконує сам користувач.
Для файлів, як правило, вказують такі характеристики:
1. Змінність. Ця характеристика пов’язана з тим, як часто заносяться у файл нові записи, та вилучаються старі. Коли ця частота мала, файл називається статичним, велика – динамічним або змінним файлом.
2. Активність. Визначається процентом записів файлів, що обробляються за час якогось періоду роботи з пам’яттю.
3. Розмір. Визначає кількість інформації, що зберігається у файлі.
Як вже відзначалося, файлова система – це важливий компонент ОС. Вона вміщує, як правило, такі засоби:
1. Методи доступу. Визначають конкретну організацію доступу до даних, що зберігаються у файлах.
2. Засоби керування файлами. Забезпечують зберігання файлів, звертання до них, колективне керування та захист.
3. Засоби керування зовнішньою пам’яттю. Забезпечують розподіл простору зовнішньої пам’яті для розміщення файлів.
4. Засоби забезпечення цілісності файлів. Вони покликані гарантувати збереження інформації файлу.
Гарантована цілісність файлу означає, що у файлі завжди буде зберігатись лише та інформація, яка в ньому повинна бути, тобто та, яку визначає користувач.
Головне завдання файлової системи – це розподіл простору зовнішньої пам’яті та керування її роботою, зокрема, роботою дискової пам’яті.
Розглянемо приклад:
Маємо велику обчислювальну систему, що працює в режимі розподілу часу та обслуговує до 100 терміналів, до яких може мати доступ декілька тисяч користувачів. Кожний із, користувачів може мати в обчислювальній системі декілька рахунків, за допомогою яких виконується облік робіт, що виконується за різними проектами. Із кожною роботою може бути пов’язана велика кількість файлів.
У великих системах розподілу часу на кожну роботу припадає 10..100 файлів. Таким чином в дисковій пам’яті системи може знаходитись до 100 тисяч файлів.
Необхідно мати можливість швидкого доступу до цих файлів, щоб забезпечити малий час відповіді на запит користувачів.
Файлова система в цьому випадку може бути організована таким чином (рис.)
Кореневий вузол показує, в якому місці дискової пам’яті починається кореневий каталог, в якому в свою чергу вміщуються адреси різних каталогів користувачів. Каталог користувача вміщує по одному запису для кожного з файлів користувача. Кожний запис показує в якому місці дискової пам’яті зберігається відповідний файл.
Імена файлів повинні бути унікальними тільки в рамках певного каталогу користувача. В той же час системне ім’я файла повинно бути унікальним в рамках файлової системи. В файлових системах з ієрархічною структурою системне ім’я файлу звичайно формується як ім’я шляху від кореневої директорії до цього файлу.