ЛЕКЦИЯ 14

Современные архитектуры файловых систем

Современные ОС предоставляют пользователю возможность работать сразу с несколькими файловыми системами. Файловая система в традиционном понимании становится частью более общей многоуровневой структуры

 


Рис. 6. Архитектура современной файловой системы

 

На верхнем уровне располагается так называемый диспетчер файловых систем. Он связывает запросы прикладной программы с конкретной файловой системой.

Каждая файловая система (иногда говорят - драйвер файловой системы) на этапе инициализации регистрируется у диспетчера, сообщая ему точки входа, для последующих обращений к данной файловой системе.

Та же идея поддержки нескольких файловых систем в рамках одной ОС может быть реализована по-другому, например исходя из концепции виртуальной файловой системы. Виртуальная файловая система (vfs) представляет собой независимый от реализации уровень и опирается на реальные файловые системы (s5fs, ufs, FAT, NFS, FFS. Ext2fs ѕ). При этом возникают структуры данных виртуальной файловой системы типа виртуальных индексных узлов vnode, которые обобщают индексные узлы конкретных систем.

Заключение

Реализация файловой системы связана с такими вопросами, как поддержка понятия логического блока диска, связывания имени файла и блоков его данных, проблемами разделения файлов и проблемами управления дискового пространства.

Наиболее распространенные способы выделения дискового пространства: непрерывное выделение, организация связного списка и система с индексными узлами.

Файловая система часто реализуется в виде слоеной модульной структуры. Нижние слои имеют дело с оборудованием, а верхние - с символическими именами и логическими свойствами файлов.

Директории могут быть организованы различными способами и могут хранить атрибуты файла и адреса блоков файлов, а иногда для этого предназначается специальная структура (индексные узлы).

Проблемы надежности и производительности файловой системы - важнейшие аспекты ее дизайна.

 

Технология RUP. Технология ARIS .

Технология Rational Unified Process (IBM Rational Software)

Одна из наиболее совершенных технологий, претендующих на роль мирового корпоративного стандарта по создания ПО - Rational Unified Process (RUP) . RUP представляет собой программный продукт, разработанный компанией Rational Software, которая в настоящее время входит в состав IBM.

Ее основными принципами являются:

  1. Итерационный и инкрементный (наращиваемый) подход к созданию ПО.
  2. Планирование и управление проектом на основе функциональных требований к системе - вариантов использования.
  3. Построение системы на базе архитектуры ПО.

Первый принцип является определяющим. В соответствии с ним разработка системы выполняется в виде нескольких краткосрочных мини-проектов фиксированной длительности (от 2 до 6 недель), называемых итерациями. Каждая итерация включает свои собственные этапы анализа требований, проектирования, реализации, тестирования, интеграции и завершается созданием работающей системы.

Итерационный цикл основывается на постоянном расширении и дополнении системы в процессе нескольких итераций с периодической обратной связью и адаптацией добавляемых модулей к существующему ядру системы. Система постоянно разрастается шаг за шагом, поэтому такой подход называют итерационным и инкрементным.

На Рис. 1 показано общее представление RUP в двух измерениях. Горизонтальное измерение представляет время, отражает динамические аспекты процессов и оперирует такими понятиями, как стадии, итерации и контрольные точки. Вертикальное измерение отражает статические аспекты процессов и оперирует такими понятиями, как виды деятельности (технологические операции), рабочие продукты, исполнители и дисциплины (технологические процессы).

Согласно RUP, ЖЦ ПО разбивается на отдельные циклы, в каждом из которых создается новое поколение продукта. Каждый цикл, в свою очередь, разбивается на четыре последовательные стадии:

  • начальная стадия (inception);
  • стадия разработки (elaboration);
  • стадия конструирования (construction);
  • стадия ввода в действие (transition).

Каждая стадия завершается в четко определенной контрольной точке (milestone). В этот момент времени должны достигаться важные результаты и приниматься критически важные решения о дальнейшей разработке.

Начальная стадия может принимать множество разных форм. Для крупных проектов начальная стадия может вылиться во всестороннее изучение всех возможностей реализации проекта, которое займет месяцы. Во время начальной стадии вырабатывается бизнес-план проекта - определяется, сколько приблизительно он будет стоить и какой доход принесет. Определяются также границы проекта, и выполняется некоторый начальный анализ для оценки размеров проекта.

Результатами начальной стадии являются:

  • общее описание системы: основные требования к проекту, его характеристики и ограничения;
  • начальная модель вариантов использования (степень готовности - 10-20%);
  • начальный проектный глоссарий (словарь терминов);
  • начальный бизнес-план;
  • план проекта, отражающий стадии и итерации;
  • один или несколько прототипов.

На стадии разработки выявляются более детальные требования к системе, выполняется высокоуровневый анализ предметной области и проектирование для построения базовой архитектуры системы, создается план конструирования и устраняются наиболее рискованные элементы проекта.

Результатами стадии разработки являются:

  • модель вариантов использования (завершенная по крайней мере на 80%), определяющая функциональные требования к системе;
  • перечень дополнительных требований, включая требования нефункционального характера и требования, не связанные с конкретными вариантами использования;
  • описание базовой архитектуры будущей системы;
  • работающий прототип;
  • уточненный бизнес-план;
  • план разработки всего проекта, отражающий итерации и критерии оценки для каждой итерации.

Самым важным результатом стадии разработки является описание базовой архитектуры будущей системы. Эта архитектура включает:

  • модель предметной области, которая отражает понимание бизнеса и служит отправным пунктом для формирования основных классов предметной области;
  • технологическую платформу, определяющую основные элементы технологии реализации системы и их взаимодействие.

Эта архитектура является основой всей дальнейшей разработки, она служит своего рода проектом для последующих стадий. В дальнейшем неизбежны незначительные изменения в деталях архитектуры, однако, серьезные изменения маловероятны.

Стадия разработки занимает около пятой части общей продолжительности проекта. Основными признаками завершения стадии разработки являются два события:

  • разработчики в состоянии оценить с достаточно высокой точностью, сколько времени потребуется на реализацию каждого варианта использования;
  • идентифицированы все наиболее серьезные риски, и степень понимания наиболее важных из них такова, что известно, как справиться с ними.

Сущность планирования заключается в определении последовательности итераций конструирования и вариантов использования, реализуемых на каждой итерации. Итерации на стадии конструирования являются одновременно инкрементными и повторяющимися:

  • итерации являются инкрементными в соответствии с той функцией, которую они выполняют. Каждая итерация добавляет очередные конструкции к вариантам использования, реализованным во время предыдущих итераций;
  • итерации являются повторяющимися по отношению к разрабатываемому коду. На каждой итерации некоторая часть существующего кода переписывается с целью сделать его более гибким.

Результатом стадии конструирования является продукт, готовый к передаче конечным пользователям. Как минимум, он содержит следующее:

  • ПО, интегрированное на требуемых платформах;
  • руководства пользователя;
  • описание текущей реализации.

Назначением стадии ввода в действие является передача готового продукта в распоряжение пользователей. Данная стадия включает:

  • бета-тестирование, позволяющее убедиться, что новая система соответствует ожиданиям пользователей;
  • параллельное функционирование с существующей (legacy) системой, которая подлежит постепенной замене;
  • конвертирование баз данных;
  • оптимизацию производительности;
  • обучение пользователей и специалистов службы сопровождения.

Адаптация RUP к потребностям конкретной организации или проекта обеспечивается с помощью Rational Process Workbench (RPW) - специального набора инструментов и шаблонов для настройки и публикации Web-сайтов на основе RUP. RPW поддерживает три основные функции моделирования технологических процессов:

  • определение процесса;
  • описание процесса;
  • представление процесса.

Библиотека элементов процесса содержит текстовую информацию о каждом элементе в модели процесса, все текстовые страницы RUP, а RPW - необходимые шаблоны для создания новых страниц описания. RPW генерирует описание процессов, включающее текст и графику, в виде Web-сайта, соединяя модели процессов и библиотеку описаний в единое целое.