Операционная система - файловая система

файл

Файл - это именованный набор связанной информации, записанный на вторичном хранилище, таком как магнитные диски, магнитные ленты и оптические диски. Как правило, файл представляет собой последовательность битов, байтов, строк или записей, значение которых определяется создателем файла и пользователем.

Файловая структура

Файловая структура должна соответствовать необходимому формату, который может понять операционная система.

Файл имеет определенную структуру в соответствии с его типом.
Текстовый файл - это последовательность символов, организованная в строки.
Исходный файл - это последовательность процедур и функций.
Объектный файл - это последовательность байтов, организованная в блоки, понятные машине.
Когда операционная система определяет различные файловые структуры, она также содержит код для поддержки этой файловой структуры. Unix, MS-DOS поддерживают минимальное количество файловой структуры.

Тип файла

Тип файла относится к способности операционной системы различать различные типы файлов, такие как исходные текстовые файлы, двоичные файлы и т. Д. Многие операционные системы поддерживают множество типов файлов. Операционная система, такая как MS-DOS и UNIX, имеет следующие типы файлов:

Обычные файлы

Это файлы, содержащие информацию о пользователе.
Они могут содержать текст, базы данных или исполняемую программу.
Пользователь может применять к таким файлам различные операции, такие как добавление, изменение, удаление или даже удаление всего файла.

Файлы каталога

Эти файлы содержат список имен файлов и другую информацию, относящуюся к этим файлам.

Специальные файлы

Эти файлы также известны как файлы устройств.
Эти файлы представляют собой физические устройства, такие как диски, терминалы, принтеры, сети, ленточный накопитель и т. Д.

Эти файлы бывают двух типов -

Character special files - данные обрабатываются посимвольно, как в случае терминалов или принтеров.
Block special files - данные обрабатываются блоками, как в случае дисков и лент.

Механизмы доступа к файлам

Механизм доступа к файлу относится к способу доступа к записям файла. Есть несколько способов получить доступ к файлам -

Последовательный доступ
Прямой / произвольный доступ
Индексированный последовательный доступ

Последовательный доступ

Последовательный доступ - это тот, при котором доступ к записям осуществляется в некоторой последовательности, т. Е. Информация в файле обрабатывается по порядку, одна запись за другой. Этот способ доступа самый примитивный. Пример: компиляторы обычно обращаются к файлам таким образом.

Прямой / произвольный доступ

Файловая организация произвольного доступа обеспечивает прямой доступ к записям.
Каждая запись имеет свой собственный адрес в файле, с помощью которого к ней можно получить прямой доступ для чтения или записи.
Записи не должны располагаться в какой-либо последовательности внутри файла, и они не обязательно должны находиться в соседних местах на носителе.

Индексированный последовательный доступ

Этот механизм построен на основе последовательного доступа.
Для каждого файла создается индекс, содержащий указатели на различные блоки.
Поиск по индексу выполняется последовательно, и его указатель используется для прямого доступа к файлу.

Распределение пространства

Файлы распределяются на диске операционной системой. Операционные системы развертываются следующими тремя основными способами распределения дискового пространства для файлов.

Непрерывное размещение
Связанное размещение
Индексированное размещение

Непрерывное размещение

Каждый файл занимает непрерывное адресное пространство на диске.
Адрес диска назначен в линейном порядке.
Легко реализовать.
Внешняя фрагментация - основная проблема этого типа техники распределения.

Связанное размещение

Каждый файл содержит список ссылок на блоки диска.
Каталог содержит ссылку / указатель на первый блок файла.
Без внешней фрагментации
Эффективно используется в файлах с последовательным доступом.
Неэффективен в случае прямого доступа к файлу.

Индексированное размещение

Предлагает решения проблем непрерывного и связанного размещения.
Индексный блок создается со всеми указателями на файлы.
Каждый файл имеет собственный индексный блок, в котором хранятся адреса дискового пространства, занимаемого файлом.
Каталог содержит адреса индексных блоков файлов.