Вопрос № 12. Файловые системы. Размещение информации

Взаимодействие драйвера с основной программой

Терминология «стратегия доступа» и «обработчик прерываний» используется в расчете на многозадачную ОС.

Драйверы – это наиболее привилегированные программы и взаимодействие с ними возможно только по прерываниям.

Если к драйверу есть несколько обращений от разных процессов, то драйвер должен организовать эти обращения в очередь и управлять этой очередью, реализуя стратегию доступа.

Если в вычислительной системе используется модуль прямого доступа в память, канал ввода-вывода или процессор ввода вывода, то программа обработчика прерываний передает работу им и сразу же через диспетчера программ процессор переходит на обработку другого задания. По окончании работы драйвера модуль прямого доступа в память (или специальный процессор) выставляет прерывание операционной системе и ждет, когда его обслужит центральный процессор. Каждый тип устройства имеет свой драйвер, который разработан именно для этого устройства. Наличие драйвера позволяет информацию, представленную программой в виде файла пересылать на самые разные устройства, не заботясь о переформатировании их в зависимости от конкретного строения устройства. В драйвере учитываются все нюансы физического строения устройства, в соответствии с которыми драйвер вкл./выкл. устройство, передает информацию в виде, ему понятном. Драйвер разрабатывается для конкретного типа устройств.

Назначение систем управления файлами – организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Благодаря системам управления файлами (они могут быть разными) вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной записи появилась возможность использовать логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.

Любая система управления файлами (СУФ) не существует сама по себе – она разработана для работы в конкретной операционной системе и может работать с конкретной файловой системой.

СУФ выделяется в отдельную категорию программного продукта, т.к. некоторые ОС могут работать с несколькими файловыми системами, причем либо с одной из них, либо сразу с несколькими одновременно. Любая файловая система разработана для работы в конкретной ОС. Например, файловая система FAT имеет различные реализации: FAT-16 для MS DOS; super-FAT для OS-2; FAT-32 для Windows-98 и т.п.

Файл – набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для их управления создаются соответствующие системы управления файлами. Файл рассматривается пользователями и приложениями как единое целое. Обращение к нему осуществляется по имени, которое должно быть уникальным. Ограничение доступа осуществляется на уровне файла. Пользователь может быть допущен к работе с файлом или лишен такой возможности. В сложных системах (не рассматриваемых нами) управление доступом осуществляется на уровне записи, а иногда на уровне поля записи.

Не следует путать понятия файловая система и база данных. База данных представляет собой набор связанных между собой данных. База данных спроектирована специально для использования большим количеством различных приложений. Обычно база данных служит для какого-то конкретного проекта, например, содержит совокупность данных научного исследования. Обычно разрабатывается отдельная система управления базой данных (СУБД). Изучение СУБД составят отдельный курс программы.

Файловая система – это набор спецификаций и программное обеспечение для их реализаций.

Они отвечают за: -создание; -уничтожение; -организацию; -чтение; -запись; -модификацию; -перемещение; -управление доступом к файлам; управление ресурсами, которыми пользуются файлы.

Файловая система определяет способ организации данных на диске или ином носителе (CD). Для каждой ОС разрабатывается своя файловая система, например, FAT, которая реализована на абсолютном большинстве ОС, работающих на ПК.

FAT (file allocation table)

Сначала была просто FAT (расшифровывается как “таблица размещения файлов”) и разработана была для дискет (это FAT-12), ее модернизировали для жесткого диска (это FAT-16, реализация MS-DOS). Есть версии этой системы для Windows 95/98, NT и других. И реализация в каждой ОС своя, но если одна не подходит для другой ОС, то файлы, созданные одной ОС могут без труда быть обработаны другой ОС.

Элемент FAT определяет фактическую область диска, в которой хранится начало физического файла. В файловой системе FAT логическое дисковое пространство делится на 2 части: системную область и область данных (Рис. 11).

Системная область логического диска создается и инициализируется при форматировании (может быть создана и при манипулировании файловой структурой).

Область данных логического диска содержит файлы и каталоги, подчиненные корневому каталогу. Эта область (в отличие от системной области) доступна через пользовательский интерфейс.

Системная область состоит из расположенных друг за другом частей:

• загрузочной записи (boot record);
• зарезервированных секторов (reserved sector);
• таблицы размещения файлов (file allocation table);
• корневого каталога (root directory).

Дата добавления: 2015-05-29