Цели и задачи файловой системы ОС. Многоуровневая организация файловой системы. Логическая и физическая ФС

Файл – массив байтов.

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.Основные функциилюбой файловой системы нацелены на решение следующихзадач:*Создание и именование файлов;

*программный интерфейс работы с файлами для приложений (доступ);*отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных (хранение);*организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;*содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.)*защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами (многопольз.системы).Потребность в ФС появилась с изобретением жестких дисков!Трехуровневая организация ФС:1Логическая файловая система (ЛФС)2Физическая файловая система (ФФС) //FAT32, NTFS и т.д3Драйверы устройств. Программист имеет дело с логической организацией файла, представляя файл в виде определенным образом организованных логических записей. Логическая запись - это наименьший элемент данных, которым может оперировать программист при обмене с внешним устройством. Даже если физический обмен с устройством осуществляется большими единицами, операционная система обеспечивает программисту доступ к отдельной логической записи.Физическая организация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в частности на диске. Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью. Непрерывное размещение - простейший вариант физической организации, 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.

Следующий способ физической организации - размещение в виде связанного списка блоков дисковой памяти. 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.

17.Управление виртуальной памятью в современных ОС. Алгоритмы подкачки и вытеснения.Алгоритм поддержки ВМ в ОС:

Стратегия подкачки (в какой момент происходит подкачка страницы)

- по требованию (страницы (сегменты) подкачиваются при фактическом к ним обращении)

- опережающая стратегия (базируется на предсказании поведения программы (трудно выполнить, используется редко))

Когда программа обращается к виртуальной странице, отсутствующей в основной памяти, т.е. "требует" доступа к данным или программному коду, ОС удовлетворяет это требование путем выделения страницы основной памяти, перемещения в нее копии страницы, находящейся во внешней памяти, и соответствующей модификации элемента таблицы страниц. После этого происходит "возврат из прерывания", и команда, по "требованию" которой выполнялись эти действия, продолжает свое выполнение.

Стратегия вытеснения

-если есть свободная, то исп-ть ее

-если нет, то вытесняется некоторая страница

Алгоритмы определения устаревших страниц:

При выделении места для новой страницы бывает необходимо удалить какую-либо страницу, в данный момент находящуюся в памяти. Правила замещения страниц служат для принятия решения о том, какую именно страницу следует удалить из памяти. Идеальным кандидатом является «мёртвая» страница, которая больше не потребуется кому-либо (например, относится к завершённому процессу). Если же таких страниц нет в памяти (или их количества недостаточно), используется правило локального или глобального замещения страниц:

Правило локального замещениявыделяет каждому процессу или группе взаимосвязанных процессов определённое количество страниц. Если процессу нужна новая страница, он должен заменить одну из собственных.

Правило глобального замещения страниц позволяет брать страницы любого процесса, используя глобальные критерии выбора. Для реализации данного подхода необходимо выбрать критерий, по которому будет приниматься решение о страницах, хранимых в памяти.

18.Логическая файловая система ОС Windows NT. В Windows много всего скрыто, нет жестких ссылок, логические тома (f:\...\).

Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев – DOS/Windows. На самом деле, в DOS/Windows системах также, как и в UNIX-подобных существует один корневой каталог со вложенными директориями, имеющими названия «c:», «d:» и т. д. В эти каталоги монтируются разделы жёсткого диска. То есть, c:\ - это всего лишь ссылка на file:///c:/. Однако, в отличие от UNIX-подобных файловых систем, в Windows запись в корневой каталог запрещена, как и просмотр его содержимого.Файловые системы Windows: FAT16, FAT32, NTFS.

Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.

Требования к NTFS (New Technology File System):

Надежность и самосогласованность;Высокая скорость работы;Поддержка различных ЛФС.

Структура таблиц. Таблицы в NTFS устроены существенно лучше; таких ограничений на размер не имеется, кроме того, они существенно устойчивей к сбоям - если компьютер зависает или "мигает" электричество, велика вероятность, что системе не потребуется восстанавливать целостность таблиц - они смогут корректно восстановиться благодаря дублированию информации.

Кроме того, в NTFS имеются встроенные средства для разграничения прав доступа и предоставления квот. Возможно, для персонального компьютера это и не так важно, но при разделении прав на работе может очень пригодиться. Единственная существенная проблема NTFS - то, что ее спецификации закрыты, поэтому в операционных системах, не принадлежащих Microsoft поддержка NTFS затруднена.