Наверх Системное программирование
Предыдущий раздел Оглавление Следующий раздел

5. ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ

К долговременному хранилищу информации предъявляются три основных требования:

1. У хранилища должны быть средства и методы для хранения неограниченного количества информации.

2. Процесс системы, использующий информацию из хранилища, не должен влиять на ее целостность.

3. Несколько процессов должны иметь возможность получить одновременный доступ к информации.

В настоящее время магнитные диски продолжают использоваться в качестве долговременного хранилища данных, хотя в последние годы твердотельные накопители обретают все большую популярность по причине отсутствия у них движущихся частей, которые являются главной причиной выхода из строя магнитных дисков. Кроме того, твердотельные диски позволяют получить более быстрый произвольный доступ к хранящимся на них данным. В качестве резервных хранилищ широко используются оптические диски и магнитные ленты. Однако производительность таких хранителей информации значительно ниже. Абстрагируясь от физической формы носителя информации, представим, что диск — это устройство, которое состоит из линейной последовательности фиксированного размера блоков и поддерживает для этой последовательности, как минимум, операции чтения и записи.

Так же как операционная система использует понятия процесса и адресного пространства, чтобы абстрагироваться от понятий процессора и физической памяти соответственно, она использует новую абстракцию файла для абстрагирования от физического долговременного хранилища информации. Для операционных систем абстракции файлов, адресных пространств и процессов являются наиболее важными понятиями.

Файлы представляют собой логические информационные блоки, которые создаются процессами. Диск обычно содержит огромное количество отдельных самостоятельных файлов, исчисляемое сотнями тысяч единиц. Файл также можно рассматривать как некий вид адресного пространства, учитывая только то, что понятие файла используют для представления диска, а не оперативной памяти системы.

Процессы могут работать с уже существующими файлами, но если потребуются новые фалы, они также могут их создать. Информация, которая хранится в файлах, имеет долговременный характер. На такую информацию создание и завершение процессов не оказывает влияния. Прекращение существование файла в дисковом пространстве осуществляет владелец данного файла. Кроме самых распространенных операций чтения и записи для файлов существует и множество других операций, некоторые из которых будут рассматриваться далее.

Операционная система осуществляет управление файлами. Основными вопросами разработки операционных систем для управления файлами являются имена и структура файлов, использование и доступ к файлам, способы реализации файлов, а также вопросы их защиты.

Для пользователя же самым важным аспектом является представление файловой системы, то есть представление файла, правила именования файлов, разрешенные операции с файлами, вопросы реализации защиты файлов и т.д. Нюансы реализации файлов, например, способы отслеживания незанятого пространства или количество секторов логического дискового блока, пользователю не интересны. Такие вопросы обычно интересуют разработчиков файловых систем.

Предыдущий раздел Оглавление Следующий раздел