Ο σκοπός ενός συστήματος αρχείων είναι. Συστήματα αρχείων σε συμπλέγματα. Δομή συστήματος αρχείων

Σύστημα αρχείωνείναι μέρος του λειτουργικού συστήματος, σκοπός του οποίου είναι να οργανώσει αποτελεσματική εργασία με δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε εξωτερική μνήμη και να παρέχει στον χρήστη μια βολική διεπαφή όταν εργάζεται με τέτοια δεδομένα. Η οργάνωση αποθήκευσης πληροφοριών σε μαγνητικό δίσκο δεν είναι εύκολη. Αυτό απαιτεί, για παράδειγμα, καλή γνώση του σχεδιασμού του ελεγκτή δίσκου και των χαρακτηριστικών της εργασίας με τους καταχωρητές του. Η άμεση αλληλεπίδραση με το δίσκο είναι προνόμιο ενός στοιχείου του συστήματος εισόδου/εξόδου του λειτουργικού συστήματος που ονομάζεται πρόγραμμα οδήγησης δίσκου. Προκειμένου να απελευθερωθεί ο χρήστης του υπολογιστή από την πολυπλοκότητα της αλληλεπίδρασης με το υλικό, εφευρέθηκε ένα σαφές, αφηρημένο μοντέλο του συστήματος αρχείων. Οι λειτουργίες εγγραφής ή ανάγνωσης αρχείων είναι εννοιολογικά απλούστερες από τις λειτουργίες συσκευής χαμηλού επιπέδου.

Ας παραθέσουμε κύριες λειτουργίεςσύστημα αρχείων.

1. Αναγνώριση αρχείου. Συσχέτιση ονόματος αρχείου με τον χώρο της εξωτερικής μνήμης που έχει εκχωρηθεί σε αυτό.

2. Κατανομή εξωτερικής μνήμης μεταξύ αρχείων. Για να εργαστεί με ένα συγκεκριμένο αρχείο, ο χρήστης δεν χρειάζεται να έχει πληροφορίες σχετικά με τη θέση αυτού του αρχείου σε εξωτερικό μέσο αποθήκευσης. Για παράδειγμα, για να φορτώσουμε ένα έγγραφο στο πρόγραμμα επεξεργασίας από έναν σκληρό δίσκο, δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε σε ποια πλευρά ποιου μαγνητικού δίσκου, σε ποιον κύλινδρο και σε ποιο τομέα βρίσκεται το έγγραφο.

3. Διασφάλιση αξιοπιστίας και ανοχής σφαλμάτων. Το κόστος των πληροφοριών μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερο από το κόστος ενός υπολογιστή.

4. Εξασφάλιση προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση.

5. Παροχή κοινής πρόσβασης σε αρχεία, έτσι ώστε ο χρήστης να μην χρειάζεται να καταβάλει ιδιαίτερες προσπάθειες για να εξασφαλίσει το συγχρονισμό της πρόσβασης.

6. Εξασφάλιση υψηλής απόδοσης.

Ένα αρχείο λέγεται μερικές φορές ότι είναι μια επώνυμη συλλογή σχετικών πληροφοριών που είναι γραμμένες στη δευτερεύουσα μνήμη. Για τους περισσότερους χρήστες, το σύστημα αρχείων είναι το πιο ορατό μέρος του λειτουργικού συστήματος. Παρέχει έναν μηχανισμό για ηλεκτρονική αποθήκευση και πρόσβαση τόσο σε δεδομένα όσο και σε προγράμματα για όλους τους χρήστες του συστήματος. Από την πλευρά του χρήστη, ένα αρχείο είναι μια μονάδα εξωτερικής μνήμης, δηλαδή τα δεδομένα που είναι γραμμένα στο δίσκο πρέπει να αποτελούν μέρος κάποιου αρχείου.

37. Ο απλούστερος τόμος πίνακας περιεχομένων και τα στοιχεία του

Το σύστημα αρχείων περιλαμβάνει πίνακας περιεχομένωνΚαι περιοχή δεδομένων –μια συλλογή μπλοκ σε έναν δίσκο, που προσδιορίζονται από τους αριθμούς/διευθύνσεις τους. Ένα παράδειγμα του απλούστερου (αφηρημένου) πίνακα περιεχομένων, πίνακα περιεχομένων ενός τόμου (δίσκος, πακέτο δίσκων), ο οποίος έχει διαφορετικά ονόματα σε διαφορετικά λειτουργικά συστήματα - VTOC - Πίνακας περιεχομένων τόμου, FAT - Πίνακας κατανομής αρχείων, FDT - Ο πίνακας ορισμού αρχείου, κ.λπ., φαίνεται στο Σχ. 1.

Ρύζι. 1. Ο απλούστερος πίνακας περιεχομένων τόμου

Αποτελείται από τρεις τομείς:

· περιοχή αρχείου.Αυτός είναι ένας πίνακας που συνήθως έχει περιορισμένο (στο παράδειγμα Ν=6) αριθμός γραμμών Ν(στο MS-DOS, για παράδειγμα, Ν=500, δηλ. αριθμός αρχείων όχι περισσότερο από 500). Αριθμός στηλών Μ(στο παράδειγμα Μ= 5) επιλέγεται συνήθως έτσι ώστε το 85 -95% των αρχείων που δημιουργούνται από τον χρήστη να μην περιέχει περισσότερο από Μμπλοκ, το οποίο εξαρτάται τόσο από το μέγεθος του μπλοκ και τον τύπο του χρήστη, όσο και από το γενικό επίπεδο ανάπτυξης πληροφοριών και λογισμικού. Πρώτη στήλη πίνακα σε κάθε σειρά (Ρεκόρ τίτλου)περιέχει δεδομένα σχετικά με το αρχείο, σε αυτό το παράδειγμα – το όνομα του αρχείου.

· περιοχή υπερχείλισης- έναν πρόσθετο πίνακα παρόμοιας δομής, στον οποίο καταγράφονται οι αριθμοί μπλοκ ιδιαίτερα μεγάλων αρχείων (στο παράδειγμα - File_l). Η οργάνωση του πίνακα εκχώρησης με τη μορφή μιας περιοχής αρχείου και μιας περιοχής υπερχείλισης επιτρέπει προφανώς την εξοικονόμηση του μεγέθους του πίνακα στο σύνολό του, χωρίς ταυτόχρονα να περιορίζει το πιθανό μήκος του αρχείου.

· λίστα με δωρεάν μπλοκ- απαραίτητες πληροφορίες για την τοποθέτηση δημιουργημένων ή διευρυμένων αρχείων. Η λίστα δημιουργείται κατά την προετοιμασία και περιλαμβάνει όλα τα μπλοκ εκτός από τα κατεστραμμένα και στη συνέχεια προσαρμόζεται όταν δημιουργούνται, διαγράφονται ή τροποποιούνται αρχεία.

· λίστα κακών μπλοκ.Αυτός είναι ένας πίνακας που δημιουργήθηκε κατά την προετοιμασία (διαμερισμό) ενός τόμου (δίσκος), που αναπληρώνεται από διαγνωστικά προγράμματα (ένα παράδειγμα του οποίου είναι το NDD - Norton Disk Doctor, γνωστό στους χρήστες) και αποτρέπει την κατανομή κατεστραμμένων περιοχών σε ένα μαγνητικό μέσο σε αρχεία δεδομένων.

Ας απαριθμήσουμε τα χαρακτηριστικά της κατάστασης που καταγράφονται στο Σχ. 1. στο απλούστερο (τεχνητό) σύστημα αρχείων.

Το File_l καταλαμβάνει 6 μπλοκ, αυτός ο αριθμός είναι μεγαλύτερος από τον μέγιστο, επομένως η διεύθυνση του μπλοκ Νο. 6 (23) τοποθετείται στον πίνακα υπερχείλισης.

Το File_2 καταλαμβάνει 2 μπλοκ, το οποίο είναι μικρότερο από το όριο, επομένως όλες οι πληροφορίες συγκεντρώνονται στην περιοχή του αρχείου.

Υπάρχουν οι ακόλουθες καταστάσεις σύγκρουσης:

· Το File_3 δεν περιέχει ούτε ένα μπλοκ (επομένως, το αρχείο διαγράφηκε, αλλά η εγγραφή κεφαλίδας διατηρήθηκε).

· Το File_4 και το File_l αναφέρονται στο μπλοκ #3 Αυτό είναι ένα σφάλμα επειδή κάθε μπλοκ πρέπει να εκχωρηθεί σε ένα μόνο αρχείο.

· η λίστα των δωρεάν μπλοκ περιέχει τους αριθμούς μπλοκ Νο. 12 (επισημασμένο ως κακό) και Νο. 13 (που εκχωρείται στο Αρχείο_1).

38. Λογική δομή των διαμερισμάτων δίσκου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα συστημάτων αρχείων συμβατών με IBM και MS

Λογικές μονάδες δίσκου D και E

Ο μέγιστος αριθμός πρωτευόντων κατατμήσεων είναι 4. Το ενεργό διαμέρισμα είναι το σημείο όπου βρίσκεται ο φορτωτής εκκίνησης του συστήματος.

MBR- κωδικός και δεδομένα που είναι απαραίτητα για την επακόλουθη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος και βρίσκονται στους πρώτους φυσικούς τομείς (συχνότερα στον πρώτο) σε σκληρό δίσκο ή άλλη συσκευή αποθήκευσης πληροφοριών.

Καλείται μια καταχώρηση εκτεταμένης ενότητας SMBR (Δευτερεύον κύριο αρχείο εκκίνησης)). Η διαφορά με αυτήν την καταχώρηση είναι ότι δεν διαθέτει bootloader και ο πίνακας διαμερισμάτων αποτελείται από δύο καταχωρήσεις: ένα πρωτεύον διαμέρισμα και ένα εκτεταμένο διαμέρισμα.

39. Σύστημα αρχείων FAT. Δομή όγκου FAT

40. Σύστημα αρχείων NTFS. Δομή όγκου NTFS

41. Μητρώο λειτουργικού συστήματος Windows

42. Λειτουργικά συστήματα της οικογένειας Windows NT

43. Ορισμένες αρχιτεκτονικές ενότητες των Windows NT

44. Διαχείριση σκληρών δίσκων στα Windows NT

45. Προβολικά λειτουργικά συστήματα, οι αρχές τους, πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα

46. ​​Διαδικαστικά λειτουργικά συστήματα, οι αρχές τους, πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα

47. Ιστορία ανάπτυξης και ιδεολογία κατασκευής του Unix OS

48. Δομή λειτουργικού συστήματος Unix

49. Διεπαφές χρήστη Unix

50. Διεργασίες αποστολής (εργασίες) στο Unix

51. Linux OS και τα κύρια πλεονεκτήματά του

52. Εφαρμογή της λειτουργίας γραφικών σε Linux OS

53. Βασικές αρχές εργασίας σε Linux OS

54. Βασικά αρχεία διαμόρφωσης Linux OS

55. Εργασία με μονάδες δίσκου σε λειτουργικό σύστημα Linux

56. Εφαρμογές για Linux OS

Για τους περισσότερους χρήστες, το σύστημα αρχείων είναι το πιο ορατό μέρος λειτουργικό σύστημα - OS. Παρέχει έναν μηχανισμό αποθήκευσης και πρόσβασης τόσο σε δεδομένα όσο και σε προγράμματα για όλους τους χρήστες του συστήματος.

Σύστημα αρχείων- αυτό είναι μέρος OS, σκοπός της οποίας είναι να οργανώσει αποτελεσματική εργασία με δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε εξωτερική μνήμη και να παρέχει στον χρήστη μια βολική διεπαφή όταν εργάζεται με τέτοια δεδομένα.

Η άμεση αλληλεπίδραση με το δίσκο είναι προνόμιο του στοιχείου συστήματος I/O OSονομάζεται πρόγραμμα οδήγησης δίσκου.

Το σύστημα αρχείων για τον χρήστη παρέχει τις ακόλουθες επιλογές:

§ πρόσβαση σε αρχεία με συμβολικά ονόματα (δηλαδή χωρίς φυσικά ονόματα συσκευών) - π.χ. εξασφάλιση ανεξαρτησίας αρχείων από συσκευές.

§ δημιουργία, τροποποίηση και καταστροφή αρχείων - π.χ. Παροχή εργαλείων χειρισμού αρχείων.

§ ρύθμιση και χρήση βολικών δομών αρχείων για προγράμματα εφαρμογών και οργάνωση της μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ αρχείων.

§ αποθήκευση και επαναφορά πληροφοριών.

§ διαχωρισμός αρχείων μεταξύ τους κατά τη γενική εργασία (με προσεκτικό έλεγχο OS), ενώ ο μηχανισμός διαχωρισμού θα πρέπει να προβλέπει διάφορες επιλογές ελέγχου πρόσβασης (ανάγνωση, εγγραφή, εκτέλεση).

§ προστασία των πληροφοριών από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση (το σύστημα αρχείων μπορεί να προβλέπει ακόμη και κρυπτογράφηση δεδομένων).

§ μην σκέφτεστε τα ονόματα των φυσικών συσκευών, τις μορφές δεδομένων ή τα φυσικά μέσα ανταλλαγής δεδομένων με αυτές τις συσκευές, π.χ. το σύστημα αρχείων πρέπει να έχει μια «φιλική διεπαφή» για τον χρήστη.

Οτι. το σύστημα αρχείων επιλύει ζητήματα δομής, ονομασίας και προστασίας αρχείων. λειτουργίες που επιτρέπεται να εκτελούνται σε αρχεία, καθώς και προβλήματα κατανομής χώρου στο δίσκο, διασφάλιση αποτελεσματικής λειτουργίας του συστήματος αρχείων κ.λπ.

Ένα αρχείο λέγεται μερικές φορές ότι είναι μια επώνυμη συλλογή σχετικών πληροφοριών που έχουν εγγραφεί στη δευτερεύουσα μνήμη. Οι κανόνες ονομασίας αρχείων εξαρτώνται από OS. Πολλά OSυποστηρίζει ονόματα δύο μερών (όνομα + επέκταση). Ο τύπος επέκτασης αρχείου επιτρέπει OSνα οργανώσει τις εργασίες διαφόρων προγραμμάτων μαζί του σύμφωνα με προσυμφωνημένες συμφωνίες. Συνήθως OSεπιβάλλουν περιορισμούς τόσο στους χαρακτήρες που χρησιμοποιούνται στο όνομα όσο και στο μήκος του ονόματος αρχείου.

Κύριοι τύποι αρχείων: κανονικά (συνηθισμένα) αρχεία και κατάλογοι (κατάλογοι, κατάλογοι). Τα κανονικά αρχεία περιέχουν πληροφορίες χρήστη. Οι κατάλογοι είναι αρχεία συστήματος που υποστηρίζουν τη δομή του συστήματος αρχείων. Ο κατάλογος περιέχει μια λίστα αρχείων που περιλαμβάνονται σε αυτόν και δημιουργεί μια αντιστοιχία μεταξύ των αρχείων και των χαρακτηριστικών τους (ιδιοτήτων).

Όλα τα αρχεία έχουν κάποια εσωτερική δομή. Ο τρόπος οργάνωσης των πληροφοριών σε ένα αρχείο μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο κόστος αποθήκευσης, πρόσβασης και χρήσης του αρχείου. Η οργάνωση αρχείων αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο οι εγγραφές αρχείων είναι διατεταγμένες στην εξωτερική μνήμη ή στη λογική δομή των εγγραφών αρχείων και στις σχέσεις μεταξύ τους. OSυποστηρίζει πολλές επιλογές δόμησης αρχείων:

§ Σειριακό αρχείο

§ Αρχείο άμεσης πρόσβασης

OSδεν εκτελεί καμία ερμηνεία των περιεχομένων του αρχείου. Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει μέγιστη ευελιξία και ευελιξία.

Εκτός από το όνομα OSπου σχετίζονται με κάθε αρχείο είναι χαρακτηριστικά αρχείου - ιδιότητες. Λίστα χαρακτηριστικών σε διαφορετικά OSμπορεί να ποικίλλει, αλλά συνήθως περιέχει: βασικές πληροφορίες (όνομα, τύπος αρχείου), πληροφορίες διεύθυνσης (συσκευή, διεύθυνση έναρξης, μέγεθος), πληροφορίες ελέγχου πρόσβασης (κάτοχος, επιτρεπόμενες λειτουργίες) και πληροφορίες χρήσης (ημερομηνίες δημιουργίας, τελευταίας ανάγνωσης, τροποποίησης κ.λπ. .). Η λίστα των χαρακτηριστικών αποθηκεύεται συνήθως σε μια δομή καταλόγου.

OSπαρέχει ένα σύνολο λειτουργιών για εργασία με αρχεία. Όταν εργάζεστε με ένα αρχείο, συνήθως εκτελούνται όχι μία, αλλά πολλές λειτουργίες: βρείτε τα δεδομένα του αρχείου και τα χαρακτηριστικά του με συμβολικό όνομα, διαβάστε τα απαραίτητα χαρακτηριστικά αρχείου στην εκχωρημένη περιοχή της μνήμης RAM και αναλύστε τα δικαιώματα του χρήστη να εκτελέσει τα απαιτούμενα λειτουργία. Στη συνέχεια, εκτελέστε τη λειτουργία και, στη συνέχεια, ελευθερώστε την περιοχή μνήμης που καταλαμβάνεται από τα δεδομένα του αρχείου.

Βασικές λειτουργίες σε αρχεία:

§ Δημιουργία αρχείου

§ Διαγραφή αρχείου

§ Άνοιγμα αρχείου. Το άνοιγμα ενός αρχείου πριν από τη χρήση του είναι μια διαδικασία για τη δημιουργία μιας λαβής αρχείου ή ενός μπλοκ ελέγχου.

§ Κλείσιμο του αρχείου. Εάν ολοκληρωθεί η εργασία με το αρχείο, τότε το αρχείο πρέπει να κλείσει για να ελευθερωθεί χώρος στους πίνακες του συστήματος αρχείων.

§ Ανάγνωση δεδομένων από αρχείο.

§ Εγγραφή δεδομένων σε αρχείο

Υπάρχουν και άλλες λειτουργίες, όπως η μετονομασία ενός αρχείου, η λήψη χαρακτηριστικών αρχείου κ.λπ.

OSΠαρέχει επίσης ένα σύνολο λειτουργιών για εργασία με καταλόγους, και παρόλο που οι κατάλογοι είναι αρχεία, η λογική για την εργασία με αυτούς είναι διαφορετική:

§ Δημιουργία καταλόγου.

§ Διαγραφή καταλόγου.

§ Άνοιγμα καταλόγου.

§ Κλείσιμο του καταλόγου.

§ Αναζήτηση σε έναν κατάλογο.

§ Λήψη λίστας αρχείων σε έναν κατάλογο.

§ Μετονομασία.

§ Δημιουργία αρχείου. Όταν δημιουργείτε ένα νέο αρχείο, πρέπει να προσθέσετε το αντίστοιχο στοιχείο στον κατάλογο.

§ Διαγραφή αρχείου. Αφαίρεση του αντίστοιχου είδους από τον κατάλογο.

Ρύθμιση της διαδρομής αρχείου σε ορισμένα συστήματα αρχείων OSδιαφέρει στο πού ξεκινά αυτή η αλυσίδα ονομάτων. Στο σύγχρονο OSΕίναι κοινή πρακτική η διαίρεση των δίσκων σε λογικές μονάδες δίσκου που ονομάζονται κατατμήσεις. Ορισμένα συστήματα απαιτούν κάθε αρχείο αρχείων να βρίσκεται εξ ολοκλήρου σε μια λογική μονάδα δίσκου και, στη συνέχεια, το πλήρες όνομα του αρχείου αρχίζει με το γράμμα της μονάδας δίσκου.

Έτσι, ένα σύστημα αρχείων είναι μια συλλογή αρχείων και των σχέσεων μεταξύ τους. Η κύρια λειτουργία του συστήματος αρχείων είναι η κατανομή του χώρου της εξωτερικής μνήμης και επομένως η κατανομή και η απελευθέρωση χώρου στη μνήμη του δίσκου, δηλαδή είναι υπεύθυνο όχι μόνο για τους τρόπους οργάνωσης των αρχείων, αλλά και για τους τρόπους οργάνωσης του αρχείου δομές.

Οι αλγόριθμοι για την κατανομή χώρου στο δίσκο και οι μέθοδοι για την καταγραφή της ελεύθερης και της χρησιμοποιημένης μνήμης δίσκου είναι διαφορετικοί σε διαφορετικά συστήματα αρχείων. Ωστόσο, για κάθε μία από τις μεθόδους, η καταχώριση καταλόγου που αντιστοιχεί στο συμβολικό όνομα αρχείου περιέχει πάντα έναν δείκτη, μετά τον οποίο μπορείτε να βρείτε όλα τα μπλοκ αυτού του αρχείου.

Υπάρχουν δύο κύριες στρατηγικές που χρησιμοποιούνται στα συστήματα αρχείων:

§ Συνεκτική κατανομή εξωτερικής μνήμης.

§ Αποσυνδεδεμένη (μπλοκ) εκχώρηση εξωτερικής μνήμης.

Υπάρχουν διάφοροι συνήθεις τρόποι για την εφαρμογή συστημάτων διανομής μπλοκ:

§ αλυσίδες μπλοκ.

§ αλυσίδες μπλοκ ευρετηρίου.

§ μπλοκ εμφάνισης πινάκων.

Κάθε αλγόριθμος εκχώρησης εξωτερικής μνήμης δημιουργεί την ανάγκη για διαδικασίες που λαμβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά του αλγορίθμου και διασφαλίζουν την επαλήθευση και τη διατήρηση της ακεραιότητας του συστήματος αρχείων, καθώς και τη βελτίωση της απόδοσης.

Επιπλέον, για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία, οι πληροφορίες πρέπει να είναι προστατεύονται από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, επομένως OSΕάν υπάρχουν πολλοί χρήστες στο σύστημα, οργανώνεται ο έλεγχος πρόσβασης στα αρχεία - λειτουργίες: ανάγνωση, εγγραφή και εκτέλεση. Η γενική προσέγγιση για την προστασία των αρχείων βασίζεται στην πρόσβαση βάσει αναγνωριστικού χρήστη. Για να γίνει αυτό, τα συστήματα δημιουργούν ταξινομήσεις χρηστών, για παράδειγμα: Κάτοχος, Ομάδα (χρήστες που χρειάζονται έναν τυπικό τρόπο πρόσβασης σε ένα αρχείο) και Άλλα.

Έτσι, το σύστημα αρχείων είναι ένα σύνολο αρχείων, καταλόγων και λειτουργιών σε αυτά. Τα ονόματα αρχείων, οι δομές, ο τρόπος πρόσβασης σε αυτά και τα χαρακτηριστικά τους είναι σημαντικές πτυχές της οργάνωσης του συστήματος αρχείων. Το κύριο καθήκον του συστήματος αρχείων είναι να συσχετίσει το συμβολικό όνομα αρχείου με δεδομένα στο δίσκο. Το πιο μοντέρνο OSυποστηρίζει ένα ιεραρχικό σύστημα καταλόγων με πιθανή ένθεση. Η ασφάλεια του συστήματος αρχείων βασίζεται στη διατήρηση λιστών δικαιωμάτων πρόσβασης.

Εργασίες δοκιμής

Τα αρχεία σε έναν υπολογιστή δημιουργούνται και τοποθετούνται με βάση τις αρχές του συστήματος. Χάρη στην εφαρμογή τους, ο χρήστης έχει την ευκαιρία να έχει άνετη πρόσβαση στις απαραίτητες πληροφορίες χωρίς να σκέφτεται περίπλοκους αλγόριθμους πρόσβασης σε αυτές. Πώς οργανώνονται τα συστήματα αρχείων; Ποια είναι τα πιο δημοφιλή σήμερα; Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ συστημάτων αρχείων φιλικών προς υπολογιστή; Και αυτά που χρησιμοποιούνται σε φορητές συσκευές - smartphone ή tablet;

Συστήματα Αρχείων: Ορισμός

Σύμφωνα με έναν κοινό ορισμό, ένα σύστημα αρχείων είναι ένα σύνολο αλγορίθμων και προτύπων που χρησιμοποιούνται για την οργάνωση της αποτελεσματικής πρόσβασης ενός χρήστη υπολογιστή σε δεδομένα που βρίσκονται στον υπολογιστή. Ορισμένοι ειδικοί το θεωρούν μέρος του Άλλοι ειδικοί πληροφορικής, αναγνωρίζοντας το γεγονός ότι σχετίζεται άμεσα με το λειτουργικό σύστημα, πιστεύουν ότι το σύστημα αρχείων είναι ένα ανεξάρτητο στοιχείο της διαχείρισης δεδομένων υπολογιστή.

Πώς χρησιμοποιήθηκαν οι υπολογιστές πριν ανακαλυφθεί το σύστημα αρχείων; Η επιστήμη των υπολογιστών - ως επιστημονικός κλάδος - έχει καταγράψει το γεγονός ότι για μεγάλο χρονικό διάστημα η διαχείριση δεδομένων γινόταν μέσω δόμησης στο πλαίσιο αλγορίθμων ενσωματωμένων σε συγκεκριμένα προγράμματα. Έτσι, ένα από τα κριτήρια για ένα σύστημα αρχείων είναι να έχει τα ίδια πρότυπα για τα περισσότερα προγράμματα που έχουν πρόσβαση σε δεδομένα.

Πώς λειτουργούν τα συστήματα αρχείων

Το σύστημα αρχείων είναι, πρώτα απ 'όλα, ένας μηχανισμός που περιλαμβάνει τη χρήση πόρων υλικού υπολογιστή. Κατά κανόνα, μιλάμε εδώ για μαγνητικά μέσα ή μέσα λέιζερ - σκληρούς δίσκους, CD, DVD, μονάδες flash, δισκέτες που δεν έχουν ακόμη ξεπεραστεί. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το αντίστοιχο σύστημα, ας ορίσουμε τι είναι το ίδιο το αρχείο.

Σύμφωνα με τον γενικά αποδεκτό ορισμό μεταξύ των ειδικών πληροφορικής, πρόκειται για μια περιοχή δεδομένων σταθερού μεγέθους, που εκφράζεται σε βασικές μονάδες πληροφοριών - byte. Το αρχείο βρίσκεται σε μέσα δίσκου, συνήθως με τη μορφή πολλών διασυνδεδεμένων μπλοκ που έχουν μια συγκεκριμένη «διεύθυνση» πρόσβασης. Το σύστημα αρχείων καθορίζει αυτές τις ίδιες συντεταγμένες και τις «αναφέρει» με τη σειρά του στο λειτουργικό σύστημα. Το οποίο διαβιβάζει σαφώς τα σχετικά δεδομένα στον χρήστη. Η πρόσβαση στα δεδομένα γίνεται για να τα διαβάσετε, να τα τροποποιήσετε ή να δημιουργήσετε νέα. Ο συγκεκριμένος αλγόριθμος για την εργασία με "συντεταγμένες" αρχείων μπορεί να διαφέρει. Εξαρτάται από τον τύπο του υπολογιστή, το λειτουργικό σύστημα, τις ιδιαιτερότητες των αποθηκευμένων δεδομένων και άλλες συνθήκες. Επομένως, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι συστημάτων αρχείων. Κάθε ένα από αυτά είναι βελτιστοποιημένο για χρήση σε ένα συγκεκριμένο λειτουργικό σύστημα ή για εργασία με συγκεκριμένους τύπους δεδομένων.

Η προσαρμογή μέσων δίσκου για χρήση μέσω αλγορίθμων ενός συγκεκριμένου συστήματος αρχείων ονομάζεται μορφοποίηση. Τα αντίστοιχα στοιχεία υλικού των δίσκων - συμπλέγματα - προετοιμάζονται για την επακόλουθη εγγραφή αρχείων σε αυτά, καθώς και για την ανάγνωσή τους σύμφωνα με τα πρότυπα που ορίζονται σε ένα συγκεκριμένο σύστημα διαχείρισης δεδομένων. Πώς να αλλάξετε το σύστημα αρχείων; Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό μπορεί να γίνει μόνο με επαναδιαμόρφωση του αποθηκευτικού μέσου. Κατά κανόνα, τα αρχεία διαγράφονται. Ωστόσο, υπάρχει μια επιλογή στην οποία, χρησιμοποιώντας ειδικά προγράμματα, είναι ακόμα δυνατό, αν και αυτό απαιτεί συνήθως πολύ χρόνο, να αλλάξετε το σύστημα διαχείρισης δεδομένων, αφήνοντας το τελευταίο ανέγγιχτο.

Τα συστήματα αρχείων δεν λειτουργούν χωρίς σφάλματα. Ενδέχεται να υπάρχουν κάποιες αποτυχίες στην οργάνωση της εργασίας με μπλοκ δεδομένων. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι επικριτικά. Κατά κανόνα, δεν υπάρχουν προβλήματα με τον τρόπο επιδιόρθωσης του συστήματος αρχείων ή εξάλειψης σφαλμάτων. Στο λειτουργικό σύστημα Windows, ειδικότερα, υπάρχουν ενσωματωμένες λύσεις λογισμικού για αυτό, διαθέσιμες σε κάθε χρήστη. Όπως, για παράδειγμα, το πρόγραμμα Check Disk.

ποικιλίες

Ποιοι τύποι συστημάτων αρχείων είναι οι πιο συνηθισμένοι; Πιθανώς, πρώτα απ 'όλα, αυτά που χρησιμοποιούνται από το πιο δημοφιλές λειτουργικό σύστημα υπολογιστή στον κόσμο - τα Windows. Τα κύρια συστήματα αρχείων των Windows είναι τα FAT, FAT32, NTFS και οι διάφορες τροποποιήσεις τους. Μαζί με τους υπολογιστές, τα smartphones και τα tablet έχουν κερδίσει δημοτικότητα. Τα περισσότερα από αυτά, αν μιλάμε για την παγκόσμια αγορά και δεν λάβουμε υπόψη τις διαφορές στις τεχνολογικές πλατφόρμες, ελέγχονται από Android και iOS OS. Αυτά τα λειτουργικά συστήματα χρησιμοποιούν τους δικούς τους αλγόριθμους για την εργασία με δεδομένα που είναι διαφορετικά από αυτά που χαρακτηρίζουν τα συστήματα αρχείων των Windows.

Πρότυπα ανοιχτά σε όλους

Σημειώστε ότι πρόσφατα υπήρξε κάποια ενοποίηση των προτύπων στην παγκόσμια αγορά ηλεκτρονικών ειδών όσον αφορά τα λειτουργικά συστήματα που λειτουργούν με διάφορους τύπους δεδομένων. Αυτό μπορεί να φανεί από δύο όψεις. Πρώτον, διαφορετικές συσκευές που εκτελούν δύο διαφορετικούς τύπους λειτουργικού συστήματος χρησιμοποιούν συχνά το ίδιο σύστημα αρχείων, το οποίο είναι εξίσου συμβατό με κάθε λειτουργικό σύστημα. Δεύτερον, οι σύγχρονες εκδόσεις του λειτουργικού συστήματος, κατά κανόνα, είναι σε θέση να αναγνωρίζουν όχι μόνο τα τυπικά συστήματα αρχείων τους, αλλά και αυτά που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά σε άλλα λειτουργικά συστήματα - τόσο μέσω ενσωματωμένων αλγορίθμων όσο και χρησιμοποιώντας λογισμικό τρίτων. Για παράδειγμα, οι σύγχρονες εκδόσεις του Linux αναγνωρίζουν γενικά επισημασμένα συστήματα αρχείων για Windows χωρίς προβλήματα.

Δομή συστήματος αρχείων

Παρά το γεγονός ότι οι τύποι συστημάτων αρχείων παρουσιάζονται σε αρκετά μεγάλο αριθμό, γενικά λειτουργούν σύμφωνα με πολύ παρόμοιες αρχές (περιγράψαμε το γενικό σχήμα παραπάνω) και στο πλαίσιο παρόμοιων δομικών στοιχείων ή αντικειμένων. Ας τους δούμε. Ποια είναι τα κύρια αντικείμενα ενός συστήματος αρχείων;

Ένα από τα βασικά είναι - Είναι μια απομονωμένη περιοχή δεδομένων στην οποία μπορούν να τοποθετηθούν αρχεία. Η δομή του καταλόγου είναι ιεραρχική. Τι σημαίνει? Ένας ή περισσότεροι κατάλογοι ενδέχεται να βρίσκονται σε έναν άλλο. Το οποίο, με τη σειρά του, είναι μέρος του «ανώτερου». Το πιο σημαντικό πράγμα είναι ο ριζικός κατάλογος. Αν μιλάμε για τις αρχές στις οποίες λειτουργεί το σύστημα αρχείων των Windows - 7, 8, XP ή άλλη έκδοση - ο ριζικός κατάλογος είναι μια λογική μονάδα δίσκου, που ορίζεται με ένα γράμμα - συνήθως C, D, E (αλλά μπορείτε να διαμορφώσετε οποιοδήποτε στο αγγλικό αλφάβητο). Όσον αφορά, για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα Linux, ο ριζικός κατάλογος εκεί είναι το μαγνητικό μέσο στο σύνολό του. Σε αυτό και σε άλλα λειτουργικά συστήματα με βάση τις αρχές του - όπως το Android - δεν χρησιμοποιούνται λογικοί δίσκοι. Είναι δυνατή η αποθήκευση αρχείων χωρίς καταλόγους; Ναί. Αλλά αυτό δεν είναι πολύ βολικό. Στην πραγματικότητα, η άνεση στη χρήση υπολογιστή είναι ένας από τους λόγους για την εισαγωγή της αρχής της διανομής δεδομένων σε καταλόγους σε συστήματα αρχείων. Παρεμπιπτόντως, μπορούν να ονομαστούν διαφορετικά. Στα Windows, οι κατάλογοι ονομάζονται φάκελοι, στο Linux είναι βασικά ίδιοι. Αλλά το παραδοσιακό όνομα για τους καταλόγους σε αυτό το λειτουργικό σύστημα, που χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια, είναι "κατάλογοι". Όπως και στα προηγούμενα λειτουργικά συστήματα Windows και Linux - DOS, Unix.

Μεταξύ των ειδικών πληροφορικής, δεν υπάρχει σαφής άποψη για το εάν ένα αρχείο πρέπει να θεωρείται δομικό στοιχείο του αντίστοιχου συστήματος. Όσοι πιστεύουν ότι αυτό δεν είναι απολύτως σωστό υποστηρίζουν την άποψή τους λέγοντας ότι το σύστημα μπορεί εύκολα να υπάρξει χωρίς αρχεία. Ακόμα κι αν αυτό είναι ένα άχρηστο φαινόμενο από πρακτικής απόψεως. Ακόμα κι αν δεν έχουν εγγραφεί αρχεία στο δίσκο, το αντίστοιχο σύστημα ενδέχεται να εξακολουθεί να υπάρχει. Συνήθως, τα μαγνητικά μέσα που πωλούνται στα καταστήματα δεν περιέχουν αρχεία. Αλλά έχουν ήδη ένα αντίστοιχο σύστημα. Μια άλλη άποψη είναι ότι τα αρχεία πρέπει να θεωρούνται αναπόσπαστο μέρος των συστημάτων από τα οποία διαχειρίζονται. Γιατί; Αλλά επειδή, σύμφωνα με τους ειδικούς, οι αλγόριθμοι για τη χρήση τους είναι προσαρμοσμένοι κυρίως για να εργάζονται με αρχεία στο πλαίσιο ορισμένων προτύπων. Τα εν λόγω συστήματα δεν προορίζονται για κάτι άλλο.

Ένα άλλο στοιχείο που υπάρχει στα περισσότερα συστήματα αρχείων είναι μια περιοχή δεδομένων που περιέχει πληροφορίες σχετικά με την τοποθέτηση ενός συγκεκριμένου αρχείου σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Δηλαδή, μπορείτε να τοποθετήσετε μια συντόμευση σε ένα σημείο του δίσκου, αλλά είναι επίσης δυνατό να παρέχετε πρόσβαση στην επιθυμητή περιοχή δεδομένων, η οποία βρίσκεται σε άλλο μέρος του μέσου. Μπορείτε να θεωρήσετε ότι οι συντομεύσεις είναι πλήρη αντικείμενα του συστήματος αρχείων, εάν συμφωνείτε ότι τα αρχεία είναι επίσης τέτοια.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, δεν θα είναι λάθος να πούμε ότι και οι τρεις τύποι δεδομένων - αρχεία, συντομεύσεις και κατάλογοι - είναι στοιχεία των αντίστοιχων συστημάτων τους. Τουλάχιστον αυτή η διατριβή θα ανταποκρίνεται σε μία από τις κοινές απόψεις. Η πιο σημαντική πτυχή που χαρακτηρίζει τον τρόπο λειτουργίας ενός συστήματος αρχείων είναι οι αρχές της ονομασίας αρχείων και καταλόγων.

Ονόματα αρχείων και καταλόγων σε διαφορετικά συστήματα

Εάν συμφωνούμε ότι τα αρχεία εξακολουθούν να αποτελούν στοιχεία των συστημάτων που αντιστοιχούν σε αυτά, τότε αξίζει να εξετάσουμε τη βασική δομή τους. Ποιο είναι το πρώτο πράγμα που πρέπει να σημειώσετε; Για να διευκολυνθεί η πρόσβαση σε αυτά, τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα διαχείρισης δεδομένων παρέχουν μια δομή ονομασίας αρχείων δύο επιπέδων. Το πρώτο επίπεδο είναι το όνομα. Το δεύτερο είναι η επέκταση. Ας πάρουμε ως παράδειγμα το μουσικό αρχείο Dance.mp3. Χορός είναι το όνομα. Mp3 - επέκταση. Το πρώτο έχει σκοπό να αποκαλύψει στον χρήστη την ουσία των περιεχομένων του αρχείου (και το πρόγραμμα να είναι ένας οδηγός για γρήγορη πρόσβαση). Το δεύτερο υποδεικνύει τον τύπο αρχείου. Αν είναι Mp3, τότε είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι μιλάμε για μουσική. Τα αρχεία με την επέκταση Doc είναι, κατά κανόνα, έγγραφα, τα Jpg είναι εικόνες, το Html είναι ιστοσελίδες.

Οι κατάλογοι, με τη σειρά τους, έχουν μια δομή ενός επιπέδου. Έχουν μόνο όνομα, χωρίς επέκταση. Εάν μιλάμε για τις διαφορές μεταξύ διαφορετικών τύπων συστημάτων διαχείρισης δεδομένων, τότε το πρώτο πράγμα που πρέπει να προσέξετε είναι οι αρχές ονομασίας αρχείων και καταλόγων που εφαρμόζονται σε αυτά. Όσον αφορά το λειτουργικό σύστημα Windows, οι λεπτομέρειες είναι οι εξής. Στο πιο δημοφιλές λειτουργικό σύστημα στον κόσμο, τα αρχεία μπορούν να ονομαστούν σε οποιαδήποτε γλώσσα. Το μέγιστο μήκος, ωστόσο, είναι περιορισμένο. Το ακριβές διάστημα εξαρτάται από το σύστημα διαχείρισης δεδομένων που χρησιμοποιείται. Συνήθως αυτές οι τιμές κυμαίνονται από 200-260 χαρακτήρες.

Ένας γενικός κανόνας για όλα τα λειτουργικά συστήματα και τα αντίστοιχα συστήματα διαχείρισης δεδομένων τους είναι ότι τα αρχεία με τα ίδια ονόματα δεν μπορούν να βρίσκονται στον ίδιο κατάλογο. Στο Linux, υπάρχει μια ορισμένη «απελευθέρωση» αυτού του κανόνα. Μπορεί να υπάρχουν αρχεία στον ίδιο κατάλογο με τα ίδια γράμματα, αλλά σε διαφορετική περίπτωση. Για παράδειγμα, Dance.mp3 και DANCE.mp3. Αυτό δεν είναι δυνατό σε λειτουργικό σύστημα Windows. Οι ίδιοι κανόνες θεσπίζονται επίσης όσον αφορά την τοποθέτηση καταλόγων σε άλλους.

Διεύθυνση αρχείων και καταλόγων

Η διεύθυνση αρχείων και καταλόγων είναι το πιο σημαντικό στοιχείο του αντίστοιχου συστήματος. Στα Windows, η προσαρμοσμένη μορφή του μπορεί να μοιάζει με αυτό: C:/Documents/Music/ - πρόκειται για πρόσβαση στον κατάλογο μουσικής. Αν μας ενδιαφέρει ένα συγκεκριμένο αρχείο, τότε η διεύθυνση μπορεί να μοιάζει με αυτό: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Γιατί «έθιμο»; Το γεγονός είναι ότι στο επίπεδο της αλληλεπίδρασης υλικού και λογισμικού μεταξύ των στοιχείων του υπολογιστή, η δομή της πρόσβασης στα αρχεία είναι πολύ πιο περίπλοκη. Το σύστημα αρχείων καθορίζει τη θέση των μπλοκ αρχείων και αλληλεπιδρά με το λειτουργικό σύστημα σε σε μεγάλο βαθμό κρυφές λειτουργίες. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά σπάνιο ένας χρήστης υπολογιστή να χρειαστεί να χρησιμοποιήσει άλλες μορφές «διεύθυνσης». Σχεδόν πάντα, η πρόσβαση στα αρχεία γίνεται στο καθορισμένο πρότυπο.

Σύγκριση συστημάτων αρχείων για Windows

Έχουμε μελετήσει τις γενικές αρχές της λειτουργίας των συστημάτων αρχείων. Ας εξετάσουμε τώρα τα χαρακτηριστικά των πιο κοινών τύπων τους. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα συστήματα αρχείων στα Windows είναι τα FAT, FAT32, NTFS και exFAT. Το πρώτο σε αυτή τη σειρά θεωρείται ξεπερασμένο. Ταυτόχρονα, για μεγάλο χρονικό διάστημα ήταν ένα είδος ναυαρχίδας της βιομηχανίας, αλλά καθώς η τεχνολογία των υπολογιστών μεγάλωνε, οι δυνατότητές της δεν ανταποκρίνονταν πλέον στις ανάγκες των χρηστών και στις ανάγκες σε πόρους του λογισμικού.

Το σύστημα αρχείων που έχει σχεδιαστεί για να αντικαταστήσει το FAT είναι το FAT32. Σύμφωνα με πολλούς ειδικούς πληροφορικής, είναι πλέον το πιο δημοφιλές όταν πρόκειται για την αγορά υπολογιστών με Windows. Χρησιμοποιείται συχνότερα κατά την αποθήκευση αρχείων σε σκληρούς δίσκους και μονάδες flash. Μπορεί επίσης να σημειωθεί ότι αυτό το σύστημα διαχείρισης δεδομένων χρησιμοποιείται αρκετά τακτικά σε μονάδες μνήμης διαφόρων ψηφιακών συσκευών - τηλέφωνα, κάμερες. Το κύριο πλεονέκτημα του FAT32, το οποίο τονίζεται από ειδικούς πληροφορικής, είναι επομένως, παρά το γεγονός ότι αυτό το σύστημα αρχείων δημιουργήθηκε από τη Microsoft, τα περισσότερα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που είναι εγκατεστημένα σε συγκεκριμένους τύπους ψηφιακού εξοπλισμού, μπορούν να λειτουργούν με δεδομένα εντός του πλαίσιο των αλγορίθμων που είναι ενσωματωμένοι σε αυτό.

Το σύστημα FAT32 έχει επίσης μια σειρά από μειονεκτήματα. Πρώτα απ 'όλα, μπορούμε να σημειώσουμε τον περιορισμό στο μέγεθος ενός αρχείου που λαμβάνεται - δεν μπορεί να είναι περισσότερο από 4 GB. Επίσης, σε ένα σύστημα FAT32, δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα ενσωματωμένα εργαλεία των Windows για να καθορίσετε μια λογική μονάδα δίσκου του οποίου το μέγεθος θα ήταν μεγαλύτερο από 32 GB. Αλλά αυτό μπορεί να γίνει με την εγκατάσταση πρόσθετου εξειδικευμένου λογισμικού.

Ένα άλλο δημοφιλές σύστημα διαχείρισης αρχείων που αναπτύχθηκε από τη Microsoft είναι το NTFS. Σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς πληροφορικής, είναι ανώτερο από το FAT32 στις περισσότερες παραμέτρους. Αλλά αυτή η διατριβή ισχύει όταν μιλάμε για έναν υπολογιστή με Windows. Το NTFS δεν είναι τόσο ευέλικτο όσο το FAT32. Οι ιδιαιτερότητες της λειτουργίας του κάνουν τη χρήση αυτού του συστήματος αρχείων να μην είναι πάντα άνετη, ιδιαίτερα σε κινητές συσκευές. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα του NFTS είναι η αξιοπιστία. Για παράδειγμα, σε περιπτώσεις όπου ο σκληρός δίσκος χάνει ξαφνικά την ισχύ του, η πιθανότητα να καταστραφούν τα αρχεία ελαχιστοποιείται λόγω των αλγορίθμων αντιγραφής δεδομένων που παρέχονται στο NTFS.

Ένα από τα νεότερα συστήματα αρχείων της Microsoft είναι το exFAT. Είναι καλύτερα προσαρμοσμένο για μονάδες flash. Οι βασικές αρχές λειτουργίας είναι οι ίδιες όπως στο FAT32, αλλά υπάρχουν επίσης σημαντικοί εκσυγχρονισμοί σε ορισμένες πτυχές: για παράδειγμα, δεν υπάρχουν περιορισμοί στο μέγεθος ενός μεμονωμένου αρχείου. Ταυτόχρονα, το σύστημα exFAT, όπως σημειώνουν πολλοί ειδικοί της πληροφορικής, συγκαταλέγεται σε αυτά που έχουν χαμηλή ευελιξία. Σε υπολογιστές που δεν διαθέτουν Windows, ο χειρισμός αρχείων μπορεί να είναι δύσκολος όταν χρησιμοποιείται exFAT. Επιπλέον, ακόμη και σε ορισμένες εκδόσεις των ίδιων των Windows, όπως το XP, τα δεδομένα σε δίσκους που έχουν διαμορφωθεί με χρήση αλγορίθμων exFAT ενδέχεται να μην είναι αναγνώσιμα. Θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε ένα επιπλέον πρόγραμμα οδήγησης.

Σημειώστε ότι λόγω της χρήσης ενός αρκετά μεγάλου εύρους συστημάτων αρχείων στο λειτουργικό σύστημα Windows, ο χρήστης ενδέχεται να αντιμετωπίζει περιοδικές δυσκολίες όσον αφορά τη συμβατότητα διαφόρων συσκευών με τον υπολογιστή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε το πρόγραμμα οδήγησης συστήματος αρχείων WPD (Windows Portable Devices - τεχνολογία που χρησιμοποιείται κατά την εργασία με φορητές συσκευές). Μερικές φορές ο χρήστης μπορεί να μην το έχει στη διάθεσή του, με αποτέλεσμα τα εξωτερικά μέσα του λειτουργικού συστήματος να μην το αναγνωρίζουν. Το σύστημα αρχείων WPD ενδέχεται να απαιτεί πρόσθετη προσαρμογή λογισμικού στο λειτουργικό περιβάλλον ενός συγκεκριμένου υπολογιστή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο χρήστης θα αναγκαστεί να επικοινωνήσει με ειδικούς πληροφορικής για να λύσει το πρόβλημα.

Πώς να προσδιορίσετε ποιο σύστημα αρχείων - exFAT ή NTFS, ή ίσως το FAT32 - είναι το βέλτιστο για χρήση σε συγκεκριμένες περιπτώσεις; Οι συστάσεις των ειδικών πληροφορικής γενικά είναι οι εξής. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο κύριες προσεγγίσεις. Σύμφωνα με το πρώτο, θα πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ των τυπικών συστημάτων αρχείων σκληρού δίσκου, καθώς και εκείνων που είναι καλύτερα προσαρμοσμένα σε μονάδες flash. Το FAT και το FAT32, σύμφωνα με πολλούς ειδικούς, ταιριάζουν καλύτερα για μονάδες flash, NTFS - για σκληρούς δίσκους (λόγω των τεχνολογικών χαρακτηριστικών της εργασίας με δεδομένα).

Στη δεύτερη προσέγγιση, το μέγεθος του φορέα έχει σημασία. Εάν μιλάμε για χρήση σχετικά μικρού όγκου δίσκου ή μονάδας flash, μπορείτε να το διαμορφώσετε στο σύστημα FAT32. Εάν ο δίσκος είναι μεγαλύτερος, μπορείτε να δοκιμάσετε το exFAT. Αλλά μόνο εάν τα μέσα δεν προορίζονται για χρήση σε άλλους υπολογιστές, ειδικά σε αυτούς που δεν διαθέτουν τις πιο πρόσφατες εκδόσεις των Windows. Εάν μιλάμε για μεγάλους σκληρούς δίσκους, συμπεριλαμβανομένων εξωτερικών, τότε συνιστάται να τους διαμορφώσετε σε NTFS. Αυτά είναι περίπου τα κριτήρια με τα οποία μπορεί να επιλεγεί το βέλτιστο σύστημα αρχείων - exFAT ή NTFS, FAT32. Δηλαδή, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από αυτά, λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος του μέσου, τον τύπο του, καθώς και την έκδοση του λειτουργικού συστήματος στο οποίο χρησιμοποιείται κυρίως η μονάδα.

Συστήματα αρχείων για Mac

Μια άλλη δημοφιλής πλατφόρμα λογισμικού και υλικού στην παγκόσμια αγορά υπολογιστών είναι το Macintosh της Apple. Οι υπολογιστές αυτής της γραμμής εκτελούν το λειτουργικό σύστημα Mac OS. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της οργάνωσης εργασίας με αρχεία σε υπολογιστές Mac; Οι περισσότεροι σύγχρονοι υπολογιστές Apple χρησιμοποιούν το εκτεταμένο σύστημα αρχείων Mac OS. Παλαιότερα, οι υπολογιστές Mac διαχειρίζονταν δεδομένα χρησιμοποιώντας πρότυπα HFS.

Το κύριο πράγμα που μπορεί να σημειωθεί όσον αφορά τα χαρακτηριστικά του είναι ότι ένας δίσκος που διαχειρίζεται το σύστημα αρχείων Mac OS Extended μπορεί να φιλοξενήσει πολύ μεγάλα αρχεία - μπορούμε να μιλήσουμε για αρκετά εκατομμύρια terabyte.

Σύστημα αρχείων σε συσκευές Android

Το πιο δημοφιλές λειτουργικό σύστημα για φορητές συσκευές - μια μορφή ηλεκτρονικής τεχνολογίας που δεν είναι κατώτερη σε δημοτικότητα από τους υπολογιστές - είναι το Android. Πώς γίνεται η διαχείριση των αρχείων σε συσκευές του αντίστοιχου τύπου; Ας σημειώσουμε καταρχάς ότι αυτό το λειτουργικό σύστημα είναι στην πραγματικότητα μια «κινητή» προσαρμογή του Linux OS, το οποίο, χάρη στον ανοιχτό κώδικα, μπορεί να τροποποιηθεί με την προοπτική χρήσης σε ένα ευρύ φάσμα συσκευών. Επομένως, η διαχείριση αρχείων σε φορητές συσκευές με Android πραγματοποιείται γενικά σύμφωνα με τις ίδιες αρχές όπως στο Linux. Σημειώσαμε μερικά από αυτά παραπάνω. Συγκεκριμένα, η διαχείριση αρχείων στο Linux πραγματοποιείται χωρίς τη διαίρεση των μέσων σε λογικούς δίσκους, όπως συμβαίνει στα Windows. Τι άλλο είναι ενδιαφέρον για το σύστημα αρχείων Android;

Ο ριζικός κατάλογος στο Android είναι συνήθως μια περιοχή δεδομένων που ονομάζεται /mnt. Αντίστοιχα, η διεύθυνση του απαιτούμενου αρχείου μπορεί να μοιάζει κάπως έτσι: /mnt/sd/photo.jpg. Επιπλέον, υπάρχει ένα άλλο χαρακτηριστικό του συστήματος διαχείρισης δεδομένων που εφαρμόζεται σε αυτό το λειτουργικό σύστημα κινητής τηλεφωνίας. Το γεγονός είναι ότι η μνήμη flash μιας συσκευής ταξινομείται συνήθως σε πολλές ενότητες, όπως, για παράδειγμα, Σύστημα ή Δεδομένα. Ωστόσο, το αρχικά καθορισμένο μέγεθος καθενός από αυτά δεν μπορεί να αλλάξει. Μια κατά προσέγγιση αναλογία σχετικά με αυτήν την τεχνολογική πτυχή μπορεί να βρεθεί αν θυμάστε ότι δεν μπορείτε (εκτός εάν χρησιμοποιείτε ειδικό λογισμικό) να αλλάξετε το μέγεθος των λογικών μονάδων δίσκου στα Windows. Πρέπει να διορθωθεί.

Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της οργάνωσης της εργασίας με αρχεία στο Android είναι ότι το αντίστοιχο λειτουργικό σύστημα, κατά κανόνα, γράφει νέα δεδομένα σε μια συγκεκριμένη περιοχή του δίσκου - Δεδομένα. Η εργασία, για παράδειγμα, με την ενότητα Σύστημα δεν πραγματοποιείται. Επομένως, όταν ο χρήστης χρησιμοποιεί τη λειτουργία επαναφοράς των ρυθμίσεων λογισμικού ενός smartphone ή tablet στο «εργοστασιακό» επίπεδο, στην πράξη αυτό σημαίνει ότι τα αρχεία που είναι γραμμένα στην περιοχή Δεδομένα απλώς διαγράφονται. Η ενότητα Σύστημα, κατά κανόνα, παραμένει αμετάβλητη. Επιπλέον, ο χρήστης, χωρίς να διαθέτει εξειδικευμένο λογισμικό, δεν μπορεί να κάνει προσαρμογές στα περιεχόμενα του Συστήματος. Η διαδικασία που σχετίζεται με την ενημέρωση της περιοχής αποθήκευσης του συστήματος σε μια συσκευή Android ονομάζεται αναβοσβήνει. Αυτό δεν είναι μορφοποίηση, αν και και οι δύο λειτουργίες εκτελούνται συχνά ταυτόχρονα. Κατά κανόνα, το φλας χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση μιας νεότερης έκδοσης του λειτουργικού συστήματος Android σε μια κινητή συσκευή.

Έτσι, οι βασικές αρχές στις οποίες λειτουργεί το σύστημα αρχείων Android είναι η απουσία λογικών μονάδων δίσκου, καθώς και η αυστηρή διαφοροποίηση της πρόσβασης σε δεδομένα συστήματος και χρήστη. Δεν μπορούμε να πούμε ότι αυτή η προσέγγιση είναι θεμελιωδώς διαφορετική από αυτή που εφαρμόζεται στα Windows, ωστόσο, σύμφωνα με πολλούς ειδικούς πληροφορικής, στο λειτουργικό σύστημα της Microsoft οι χρήστες έχουν κάπως μεγαλύτερη ελευθερία στην εργασία με αρχεία. Ωστόσο, όπως πιστεύουν ορισμένοι ειδικοί, αυτό δεν μπορεί να θεωρηθεί ξεκάθαρο πλεονέκτημα των Windows. Η «φιλελεύθερη» λειτουργία όσον αφορά τη διαχείριση αρχείων χρησιμοποιείται, φυσικά, όχι μόνο από χρήστες, αλλά και από ιούς υπολογιστών, στους οποίους τα Windows είναι πολύ ευαίσθητα (σε αντίθεση με το Linux και την «κινητή» του εφαρμογή με τη μορφή Android). Αυτό, σύμφωνα με τους ειδικούς, είναι ένας από τους λόγους που υπάρχουν τόσο λίγοι ιοί για συσκευές Android - από καθαρά τεχνολογική άποψη, δεν μπορούν να λειτουργήσουν πλήρως σε ένα λειτουργικό περιβάλλον που λειτουργεί με τις αρχές του αυστηρού ελέγχου πρόσβασης στα αρχεία.

Σύστημα αρχείων είναι ένα σύνολο εργαλείων και κανόνων για την τοποθέτηση και μετακίνηση αρχείων σε εξωτερικά μέσα.

Δεδομένου ότι ένα αρχείο είναι μια συλλογή δεδομένων, τότε σύστημα αρχείων είναι ένα σύστημα διαχείρισης δεδομένων.

Θέση αρχείων στον σκληρό δίσκο

Ο σκληρός δίσκος χωρίζεται σε τομείς. Η χωρητικότητα ενός κομματιού μέσα σε έναν τομέα είναι συνήθως 512 byte.

Η ελάχιστη λογιστική μονάδα για τον όγκο των δεδομένων σε ένα σύστημα αρχείων είναι σύμπλεγμα , που αποτελείται από έναν ή περισσότερους παρακείμενους τομείς. Ένα αρχείο στο δίσκο καταλαμβάνει απαραίτητα έναν ακέραιο αριθμό συμπλεγμάτων. Εάν ένα αρχείο περιέχει έστω και 1 byte δεδομένων, θα εξακολουθεί να καταλαμβάνει ένα πλήρες σύμπλεγμα.

Υπάρχουν συστήματα αρχείων με κατακερματισμένη Και όχι κατακερματισμένη θέση αρχείου.

Μη κατακερματισμένη θέση αρχείου

Το αρχείο βρίσκεται σε παρακείμενα συμπλέγματα

Τοποθεσία κατακερματισμένου αρχείου

Το αρχείο μπορεί να βρίσκεται σε μη συνεχόμενα συμπλέγματα.

Σε ένα σύστημα αρχείων με μη κατακερματισμένη θέση αρχείων, η ανάγνωση/εγγραφή δεδομένων είναι ταχύτερη, αφού η μαγνητική κεφαλή του δίσκου τοποθετείται μόνο μία φορά - στο πρώτο σύμπλεγμα του αρχείου.

Ένα σύστημα με θέση κατακερματισμένου αρχείου χρησιμοποιεί πιο αποτελεσματικά χώρο στο δίσκο, καθώς δεν μπορεί πάντα να βρεθεί μια συνεχόμενη περιοχή του απαιτούμενου μεγέθους, αλλά αυτό βαρύνει την ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής δεδομένων, καθώς και, πιο δυσάρεστα, την ταχύτερη φθορά του μηχανισμού κίνησης του βραχίονα σκληρού δίσκου.

Τα βοηθητικά προγράμματα περιλαμβάνουν ένα πρόγραμμα Ανασυγκρότησης Δίσκων που αναδημιουργεί κατακερματισμένα αρχεία έτσι ώστε να καταλαμβάνουν συνεχόμενα συμπλέγματα.

Τα συστήματα αρχείων του λειτουργικού συστήματος Windows είναι συστήματα με κατακερματισμένες τοποθεσίες αρχείων.

Δίσκοι, φάκελοι, αρχεία. Λογική δομή συστήματος αρχείων

Τα συστήματα λογιστικής αρχείων στα σύγχρονα συστήματα αρχείων βασίζονται συνήθως σε μια ιεραρχική αρχή: δίσκος (συσκευή μνήμης) – φάκελος – αρχείο. Στους δίσκους (συσκευές) στο σύστημα δίνονται λογικά ονόματα. Για παράδειγμα, κατά τη μορφοποίηση, ένας φυσικός σκληρός δίσκος συνήθως χωρίζεται σε πολλούς λογικούς με ονόματα C, D, E..., μια συσκευή μονάδας οπτικού δίσκου λαμβάνει το λογικό όνομα F, κ.λπ.

Ένας φάκελος μπορεί να περιέχει φακέλους και αρχεία. Τα δεδομένα αποθηκεύονται μόνο σε αρχεία.

Ένας φάκελος δεν μπορεί να περιέχει δύο ή περισσότερους φακέλους (αρχεία) με τα ίδια ονόματα, αλλά οι φάκελοι (αρχεία) με τα ίδια ονόματα μπορούν να βρίσκονται σε διαφορετικούς φακέλους.

Η διαδρομή προς το αρχείο είναι η ακολουθία φακέλων στους οποίους βρίσκεται το αρχείο. Τα ονόματα των φακέλων στη διαδρομή του αρχείου διαχωρίζονται με τον χαρακτήρα "\" - "κάθετο".

Πλήρες όνομα αρχείου αποτελείται από τη διαδρομή προς το αρχείο και το πραγματικό όνομα αρχείου. Για παράδειγμα:

D:\Faculty\Group\Ivanov\abstract.doc;

C:\WINDOWS\MEDIA\ringin.wav.

Έτσι, στο πρώτο παράδειγμα, η διαδρομή προς το αρχείο είναι: D:\Faculty\Group\Ivanov, όνομα αρχείου: abstract.doc.

23. Επιλογές αρχείου

Οι επιλογές αρχείων περιλαμβάνουν:

όνομα αρχείου;

Τύπος αρχείου;

• ημερομηνία δημιουργίας·

  ημερομηνία τελευταίας τροποποίησης·

  γνωρίσματα.

Ονομα αρχείου χρησιμεύει για την αναγνώριση του αρχείου. Στο λειτουργικό σύστημα Windows, το όνομα μπορεί να περιέχει έως και 255 χαρακτήρες, συμπεριλαμβανομένων χαρακτήρων του ρωσικού αλφαβήτου, αριθμών και ειδικών χαρακτήρων (με εξαίρεση ορισμένους). Για παράδειγμα:

Το αρχείο μου 25

Οι χαρακτήρες μετά την τελευταία τελεία σχηματίζουν το λεγόμενο επέκταση ονόματος και καθορίστε τον τύπο αρχείου. Η επέκταση συνήθως εκχωρείται από το πρόγραμμα που δημιουργεί το αρχείο. Για παράδειγμα: .doc – εκχωρεί στο MS Word.

Xls – εκχωρεί στο Excel.

Bmp – εκχωρήθηκε από το πρόγραμμα επεξεργασίας γραφικών Paint.

Τύπος αρχείου υποδεικνύει τη φύση των αποθηκευμένων δεδομένων. Για παράδειγμα:

Έγγραφο MS Word.

Βιβλίο εργασίας του Excel;

bitmap bmp?

εγγραφή ήχου σε μορφή mp3.

Λειτουργίες σε φακέλους και αρχεία

Εδώ εννοούμε μόνο εκείνες τις λειτουργίες που εκτελούνται από το σύστημα αρχείων. Και τα εργαλεία συστήματος αρχείων λειτουργούν με τα αρχεία στο σύνολό τους, χωρίς να προσπαθούν να επηρεάσουν το περιεχόμενό τους. Αυτό λοιπόν είναι:

δημιουργία νέου φακέλου.

διαγραφή φακέλου (αρχείου).

αντιγραφή φακέλου (αρχείου).

μετακίνηση φακέλου (αρχείου).

μετονομασία φακέλου (αρχείου).

Όλες οι λειτουργίες, εκτός από τη λειτουργία δημιουργίας, εκτελούνται χρησιμοποιώντας τα ίδια εργαλεία (εργαλεία συστήματος αρχείων). Δημιουργούνται επίσης νέοι φάκελοι χρησιμοποιώντας το σύστημα αρχείων. Τα αρχεία, κατά κανόνα, δημιουργούνται από προγράμματα εφαρμογών.

24. Ιός υπολογιστήείναι ένα πρόγραμμα σχεδιασμένο για να εκτελεί καταστροφικές ενέργειες. Μπορεί να πολλαπλασιαστεί διεισδύοντας σε άλλα προγράμματα. όταν ένα μολυσμένο πρόγραμμα ξεκινά για εκτέλεση. Τα αποτελέσματα των ιών εκδηλώνονται στα εξής: η λειτουργία του υπολογιστικού συστήματος επιβραδύνεται πολύ, το μέγεθος του περιεχομένου αλλάζει χωρίς προφανή λόγο. και τον αριθμό των αρχείων, η ποσότητα της διαθέσιμης λειτουργικής μνήμης μειώνεται

μνήμη, το πληκτρολόγιο λειτουργεί ασυνήθιστα, ο δίσκος διαμορφώνεται χωρίς εντολή χρήστη κ.λπ.

Αυτοδιάδοση– ο ιός δημιουργεί αντίγραφα του εαυτού του, εισάγοντάς τα σε άλλα προγράμματα ή αρχεία.

Προστασία SP:

σάρωση μέσων με χρήση προγραμμάτων προστασίας από ιούς

άρνηση συνεργασίας με μέσα αμφίβολης προέλευσης

Άμεση αφαίρεση αμφίβολων περιττών προγραμμάτων που λαμβάνονται μέσω Διαδικτύου.

Τύποι προγραμμάτων προστασίας από ιούς: σαρωτές και ελεγκτές.

Ο σαρωτής περιέχει μια βάση δεδομένων με κωδικούς ιών και ανιχνεύει την παρουσία κωδικών από τη βάση δεδομένων στα αρχεία που εξετάζονται. Ο ελεγκτής αποθηκεύει πληροφορίες από τα αρχεία στο δίσκο και αντιδρά σε αλλαγές στις πληροφορίες.

Μέτρα προστασίας:

1) πρόληψη

2) διαγνωστικά

3) θεραπεία.

Τύποι antivirus προγράμματα:

1) Ανιχνευτές – παρέχουν αναζήτηση και ανίχνευση ιών στη μνήμη RAM και σε εξωτερικά μέσα. μειονεκτήματα: βρίσκουν μόνο ιούς που είναι γνωστοί στους προγραμματιστές τέτοιων προγραμμάτων.

2) Γιατροί ή φάγοι, προγράμματα εμβολίων - ανιχνεύουν και εξουδετερώνουν ιούς, π.χ. αφαιρέστε το σώμα του προγράμματος ιών από το αρχείο, επιστρέφοντας τα αρχεία στην αρχική τους κατάσταση. κατάσταση. Απαιτούνται τακτικές ενημερώσεις.

3) Επιθεωρητής - θυμούνται την αρχική κατάσταση των προγραμμάτων, των καταλόγων και των περιοχών συστήματος του δίσκου όταν ο υπολογιστής έχει μολυνθεί από ιό και, στη συνέχεια, περιοδικά ή κατόπιν αιτήματος του χρήστη συγκρίνουν την τρέχουσα κατάσταση με την αρχική.

4) Φίλτρα ή φύλακες - ελέγξτε επικίνδυνες ενέργειες χαρακτηριστικές των προγραμμάτων ιών και ζητήστε επιβεβαίωση για την εκτέλεσή τους.

5) Εμβόλια ή ανοσοποιητικά - αποτρέψτε τη μόλυνση από έναν αριθμό γνωστών ιών εμβολιάζοντάς τους.

Συστήματα αρχείων. Τύποι συστημάτων αρχείων. Λειτουργίες αρχείων. Κατάλογοι. Λειτουργίες με καταλόγους.

Αρχείο είναι μια ονομασμένη περιοχή της εξωτερικής μνήμης που μπορεί να εγγραφεί και να διαβάσει από.

Κύριοι σκοποί της χρήσης του αρχείου.

Μακροπρόθεσμη και αξιόπιστη αποθήκευση πληροφοριών . Η ανθεκτικότητα επιτυγχάνεται με τη χρήση συσκευών αποθήκευσης που δεν εξαρτώνται από την ισχύ και η υψηλή αξιοπιστία καθορίζεται μέσω της προστασίας της πρόσβασης στα αρχεία και της γενικής οργάνωσης του κώδικα προγράμματος του λειτουργικού συστήματος, στον οποίο οι αστοχίες υλικού τις περισσότερες φορές δεν καταστρέφουν τις αποθηκευμένες πληροφορίες σε αρχεία.

Κοινή χρήση πληροφοριών . Τα αρχεία παρέχουν έναν φυσικό και εύκολο τρόπο κοινής χρήσης πληροφοριών μεταξύ εφαρμογών και χρηστών, έχοντας ένα αναγνώσιμο από τον άνθρωπο συμβολικό όνομα και συνέπεια στις αποθηκευμένες πληροφορίες και τη θέση του αρχείου. Ο χρήστης πρέπει να έχει βολικά εργαλεία για την εργασία με αρχεία, συμπεριλαμβανομένων καταλόγων που συνδυάζουν αρχεία σε ομάδες, εργαλεία αναζήτησης αρχείων κατά χαρακτηριστικά, ένα σύνολο εντολών για τη δημιουργία, την τροποποίηση και τη διαγραφή αρχείων. Ένα αρχείο μπορεί να δημιουργηθεί από έναν χρήστη και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από έναν εντελώς διαφορετικό χρήστη και ο δημιουργός ή ο διαχειριστής του αρχείου μπορεί να καθορίσει τα δικαιώματα πρόσβασης άλλων χρηστών. Αυτοί οι στόχοι υλοποιούνται στο λειτουργικό σύστημα από το σύστημα αρχείων.

Σύστημα αρχείων (FS) είναι μέρος του λειτουργικού συστήματος που περιλαμβάνει:

τη συλλογή όλων των αρχείων στο δίσκο.

σύνολα δομών δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση αρχείων, όπως καταλόγους αρχείων, περιγραφείς αρχείων, πίνακες κατανομής ελεύθερου και χρησιμοποιημένου χώρου στο δίσκο.

ένα σύνολο εργαλείων λογισμικού συστήματος που υλοποιούν διάφορες λειτουργίες σε αρχεία, όπως δημιουργία, καταστροφή, ανάγνωση, εγγραφή, ονομασία και αναζήτηση αρχείων.

Έτσι, το σύστημα αρχείων παίζει το ρόλο ενός ενδιάμεσου επιπέδου που ελέγχει όλες τις πολυπλοκότητες της φυσικής οργάνωσης της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης δεδομένων και δημιουργεί ένα απλούστερο λογικό μοντέλο για αυτήν την αποθήκευση για προγράμματα, καθώς και τους παρέχει ένα σύνολο εύχρηστες εντολές για χειρισμό αρχείων.

Τα ακόλουθα συστήματα αρχείων είναι ευρέως γνωστά:

σύστημα αρχείων λειτουργικό σύστημα Κυρία - DOS , η οποία βασίζεται σε πίνακα κατανομής αρχείων - ΛΙΠΟΣ ( Αρχείο Κατανομή Τραπέζι ).

Ο πίνακας περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη θέση όλων των αρχείων (κάθε αρχείο χωρίζεται σε συστάδεςΤα συμπλέγματα του ίδιου αρχείου δεν βρίσκονται απαραίτητα το ένα δίπλα στο άλλο, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα χώρου στο δίσκο). Το σύστημα αρχείων MS-DOS έχει σημαντικούς περιορισμούς και μειονεκτήματα, για παράδειγμα, κάτω από ΟνομαΤο αρχείο έχει εκχωρηθεί 12 byte, η εργασία με έναν μεγάλο σκληρό δίσκο οδηγεί σε σημαντικό κατακερματισμό του αρχείου.

Οι κύριες λειτουργίες σε ένα τέτοιο FS στοχεύουν στην επίλυση των ακόλουθων εργασιών:

Ονομασία αρχείου?

διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών?

αντιστοίχιση του λογικού μοντέλου του συστήματος αρχείων στη φυσική οργάνωση της αποθήκευσης δεδομένων.

Ανθεκτικότητα συστήματος αρχείων σε βλάβες ρεύματος, σφάλματα υλικού και λογισμικού.

OS /2 , που ονομάζεται HPFS ( Υψηλός - Εκτέλεση Αρχείο Σύστημα - γρήγορο σύστημα αρχείων).

Παρέχει τη δυνατότητα να έχετε ένα όνομα αρχείου έως και 254 χαρακτήρων. Τα αρχεία που είναι γραμμένα στο δίσκο έχουν ελάχιστο κατακερματισμό. Μπορεί να εργαστεί με αρχεία γραμμένα σε MS DOS.

Μια νέα εργασία προστίθεται στις εργασίες που αναφέρονται παραπάνωκοινή χρήση ενός αρχείου από πολλές διεργασίες. Το αρχείο σε αυτήν την περίπτωση είναι ένας κοινόχρηστος πόρος, πράγμα που σημαίνει ότι το σύστημα αρχείων πρέπει να λύσει όλο το φάσμα των προβλημάτων που σχετίζονται με τέτοιους πόρους. Ειδικότερα, το FS πρέπει να παρέχει μέσα για τον αποκλεισμό ενός αρχείου και των τμημάτων του, την αποτροπή αγώνων, την εξάλειψη των αδιεξόδων, τη συμφωνία αντιγράφων κ.λπ.

Σε συστήματα πολλών χρηστών, εμφανίζεται μια άλλη εργασία: η προστασία των αρχείων ενός χρήστη από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση άλλου χρήστη.

σύστημα αρχείων λειτουργικού συστήματος Windows 95

Έχει δομή επιπέδου, η οποία σας επιτρέπει να υποστηρίζετε πολλά συστήματα αρχείων ταυτόχρονα. Το παλιό σύστημα αρχείων MS-DOS υποστηρίζεται άμεσα και τα συστήματα αρχείων δεν έχουν αναπτυχθεί από την εταιρεία Microsoft, υποστηρίζονται με χρήση ειδικών ενότητες. Είναι δυνατή η χρήση μεγάλων ονομάτων αρχείων (έως 254 χαρακτήρες).

συστήματα αρχείων λειτουργικού συστήματος Unix

Παρέχουν έναν ενιαίο τρόπο πρόσβασης σε συστήματα αρχείων I/O.

Τα δικαιώματα αρχείου πρακτικά καθορίζουν τα δικαιώματα πρόσβασης στο σύστημα (κάτοχος του αρχείου είναι ο χρήστης που το δημιούργησε).

Τύποι αρχείων

Τα συστήματα αρχείων υποστηρίζουν πολλούς λειτουργικά διαφορετικούς τύπους αρχείων, οι οποίοι συνήθως περιλαμβάνουν κανονικά αρχεία, αρχεία καταλόγου, ειδικά αρχεία, επώνυμες σωλήνες, αρχεία αντιστοιχισμένα με μνήμη και άλλα.

Τακτικά αρχεία , ή απλά αρχεία, περιέχουν αυθαίρετες πληροφορίες που εισάγονται σε αυτά από τον χρήστη ή που δημιουργούνται ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του συστήματος και των προγραμμάτων χρήστη. Τα περισσότερα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα (για παράδειγμα, UNIX, Windows, OS/2) δεν περιορίζουν ούτε ελέγχουν τα περιεχόμενα και τη δομή ενός κανονικού αρχείου με κανέναν τρόπο. Τα περιεχόμενα ενός κανονικού αρχείου καθορίζονται από την εφαρμογή που λειτουργεί με αυτό. Για παράδειγμα, ένας επεξεργαστής κειμένου δημιουργεί αρχεία κειμένου που αποτελούνται από συμβολοσειρές χαρακτήρων που αντιπροσωπεύονται σε κάποιο κώδικα. Αυτά μπορεί να είναι έγγραφα, πηγαίοι κώδικες προγραμμάτων κ.λπ. Τα αρχεία κειμένου μπορούν να διαβαστούν στην οθόνη και να εκτυπωθούν σε έναν εκτυπωτή. Τα δυαδικά αρχεία δεν χρησιμοποιούν κωδικούς χαρακτήρων και συχνά έχουν πολύπλοκες εσωτερικές δομές, όπως εκτελέσιμο κώδικα προγράμματος ή αρχείο αρχειοθέτησης. Όλα τα λειτουργικά συστήματα πρέπει να μπορούν να αναγνωρίζουν τουλάχιστον έναν τύπο αρχείου - τα δικά τους εκτελέσιμα αρχεία.

Κατάλογοι - αυτός είναι ένας ειδικός τύπος αρχείων που περιέχει πληροφορίες αναφοράς συστήματος για ένα σύνολο αρχείων που ομαδοποιούνται από χρήστες σύμφωνα με κάποιο άτυπο κριτήριο (για παράδειγμα, αρχεία που περιέχουν έγγραφα της ίδιας σύμβασης ή αρχεία που αποτελούν ένα πακέτο λογισμικού συνδυάζονται σε ένα ομάδα). Σε πολλά λειτουργικά συστήματα, ένας κατάλογος μπορεί να περιέχει οποιονδήποτε τύπο αρχείου, συμπεριλαμβανομένων άλλων καταλόγων, δημιουργώντας μια δομή δέντρου που είναι εύκολη στην αναζήτηση. Οι κατάλογοι δημιουργούν μια αντιστοίχιση μεταξύ ονομάτων αρχείων και χαρακτηριστικών αρχείων που χρησιμοποιούνται από το σύστημα αρχείων για τη διαχείριση αρχείων. Τέτοια χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν, ειδικότερα, πληροφορίες (ή δείκτη σε άλλη δομή που περιέχει αυτά τα δεδομένα) σχετικά με τον τύπο του αρχείου και τη θέση του στο δίσκο, τα δικαιώματα πρόσβασης στο αρχείο και τις ημερομηνίες δημιουργίας και τροποποίησής του. Από όλες τις άλλες απόψεις, οι κατάλογοι αντιμετωπίζονται από το σύστημα αρχείων ως κανονικά αρχεία.

Ειδικά αρχεία - Πρόκειται για εικονικά αρχεία που σχετίζονται με συσκευές I/O, τα οποία χρησιμοποιούνται για την ενοποίηση του μηχανισμού πρόσβασης σε αρχεία και εξωτερικές συσκευές. Τα ειδικά αρχεία επιτρέπουν στο χρήστη να εκτελεί λειτουργίες I/O χρησιμοποιώντας κανονικές εντολές για εγγραφή σε ένα αρχείο ή ανάγνωση από ένα αρχείο. Αυτές οι εντολές επεξεργάζονται πρώτα από τα προγράμματα του συστήματος αρχείων και στη συνέχεια σε κάποιο στάδιο της εκτέλεσης του αιτήματος μετατρέπονται από το λειτουργικό σύστημα σε εντολές ελέγχου για την αντίστοιχη συσκευή.

Τα σύγχρονα συστήματα αρχείων υποστηρίζουν άλλους τύπους αρχείων, όπως συμβολικούς συνδέσμους, επώνυμες σωλήνες και αρχεία με χαρτογράφηση μνήμης.

Ιεραρχική δομή συστήματος αρχείων

Οι χρήστες έχουν πρόσβαση στα αρχεία με συμβολικά ονόματα. Ωστόσο, η ανθρώπινη μνήμη περιορίζει τον αριθμό των ονομάτων αντικειμένων στα οποία μπορεί να αναφερθεί ένας χρήστης ονομαστικά. Η ιεραρχική οργάνωση του χώρου ονομάτων μας επιτρέπει να επεκτείνουμε σημαντικά αυτά τα όρια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα περισσότερα συστήματα αρχείων έχουν μια ιεραρχική δομή, στην οποία τα επίπεδα δημιουργούνται επιτρέποντας σε έναν κατάλογο χαμηλότερου επιπέδου να περιέχεται σε έναν κατάλογο υψηλότερου επιπέδου (Εικόνα 7.3).

Το γράφημα που περιγράφει την ιεραρχία του καταλόγου μπορεί να είναι ένα δέντρο ή ένα δίκτυο. Οι κατάλογοι σχηματίζουν ένα δέντρο εάν ένα αρχείο επιτρέπεται να συμπεριληφθεί σε έναν μόνο κατάλογο (Εικ. 7.3, β) και ένα δίκτυο - εάν το αρχείο μπορεί να συμπεριληφθεί σε πολλούς καταλόγους ταυτόχρονα (Εικ. 7.3, γ). Για παράδειγμα, στο MS-DOS και στα Windows, οι κατάλογοι σχηματίζουν μια δομή δέντρου, ενώ στο UNIX σχηματίζουν μια δομή δικτύου. Σε μια δομή δέντρου, κάθε αρχείο είναι ένα φύλλο. Ο κατάλογος ανώτατου επιπέδου καλείται ριζικός κατάλογος ή root ( ρίζα ).

Με αυτήν την οργάνωση, ο χρήστης απαλλάσσεται από το να θυμάται τα ονόματα όλων των αρχείων, χρειάζεται μόνο να έχει μια πρόχειρη ιδέα για το σε ποια ομάδα μπορεί να εκχωρηθεί ένα συγκεκριμένο αρχείο προκειμένου να το βρει με διαδοχική περιήγηση σε καταλόγους. Η ιεραρχική δομή είναι βολική για εργασία πολλών χρηστών: κάθε χρήστης με τα αρχεία του εντοπίζεται στον δικό του κατάλογο ή υποδέντρο καταλόγων και ταυτόχρονα όλα τα αρχεία του συστήματος συνδέονται λογικά.

Μια ειδική περίπτωση μιας ιεραρχικής δομής είναι μια οργάνωση ενός επιπέδου, όταν όλα τα αρχεία περιλαμβάνονται σε έναν κατάλογο (Εικ. 7.3, α).

Ονόματα αρχείων

Όλοι οι τύποι αρχείων έχουν συμβολικά ονόματα. Τα ιεραρχικά οργανωμένα συστήματα αρχείων χρησιμοποιούν συνήθως τρεις τύπους ονομάτων αρχείων: απλά, σύνθετα και σχετικά.

Ένα απλό ή σύντομο συμβολικό όνομα προσδιορίζει ένα αρχείο σε έναν μόνο κατάλογο. Τα απλά ονόματα εκχωρούνται σε αρχεία από χρήστες και προγραμματιστές και πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους περιορισμούς του λειτουργικού συστήματος τόσο στο εύρος των χαρακτήρων όσο και στο μήκος του ονόματος. Μέχρι σχετικά πρόσφατα, αυτά τα όρια ήταν πολύ στενά. Έτσι, στο δημοφιλές σύστημα αρχείων FAT, το μήκος των ονομάτων περιορίστηκε στο σχήμα 8.3 (8 χαρακτήρες - το ίδιο το όνομα, 3 χαρακτήρες - η επέκταση ονόματος) και στο σύστημα αρχείων s5, που υποστηρίζεται από πολλές εκδόσεις του λειτουργικού συστήματος UNIX, ένα απλό συμβολικό όνομα δεν μπορούσε να περιέχει περισσότερους από 14 χαρακτήρες. Ωστόσο, είναι πολύ πιο βολικό για τον χρήστη να εργάζεται με μεγάλα ονόματα, επειδή σας επιτρέπουν να δίνετε στα αρχεία εύκολα στη μνήμη ονόματα που υποδεικνύουν ξεκάθαρα τι περιέχεται στο αρχείο. Επομένως, τα σύγχρονα συστήματα αρχείων, καθώς και οι βελτιωμένες εκδόσεις προϋπαρχόντων συστημάτων αρχείων, τείνουν να υποστηρίζουν μεγάλα, απλά συμβολικά ονόματα αρχείων. Για παράδειγμα, στα συστήματα αρχείων NTFS και FAT32 που περιλαμβάνονται στο λειτουργικό σύστημα Windows NT, ένα όνομα αρχείου μπορεί να περιέχει έως και 255 χαρακτήρες.

Στα ιεραρχικά συστήματα αρχείων, επιτρέπεται σε διαφορετικά αρχεία να έχουν τα ίδια απλά συμβολικά ονόματα, υπό την προϋπόθεση ότι ανήκουν σε διαφορετικούς καταλόγους. Δηλαδή, το σχήμα "πολλά αρχεία - ένα απλό όνομα" λειτουργεί εδώ. Για τον μοναδικό προσδιορισμό ενός αρχείου σε τέτοια συστήματα, χρησιμοποιείται το λεγόμενο πλήρες όνομα.

Το πλήρες όνομα είναι μια αλυσίδα απλών συμβολικών ονομάτων όλων των καταλόγων μέσω των οποίων διέρχεται η διαδρομή από τη ρίζα προς το δεδομένο αρχείο. Έτσι, το πλήρες όνομα είναι ένα σύνθετο όνομα, στο οποίο τα απλά ονόματα διαχωρίζονται μεταξύ τους με το διαχωριστικό που υιοθετείται στο ΛΣ. Συχνά ως οριοθέτης χρησιμοποιείται μια μπροστινή ή ανάστροφη κάθετο και είναι σύνηθες να μην προσδιορίζεται το όνομα του ριζικού καταλόγου. Στο Σχ. 7.3, b δύο αρχεία έχουν το απλό όνομα main.exe, αλλά τα σύνθετα ονόματα τους /depart/main.exe και /user/anna/main.exe είναι διαφορετικά.

Σε ένα σύστημα αρχείων δέντρου, υπάρχει μια αντιστοιχία ένα προς ένα μεταξύ ενός αρχείου και του πλήρους ονόματός του, "ένα αρχείο - ένα πλήρες όνομα". Σε συστήματα αρχείων που έχουν δομή δικτύου, ένα αρχείο μπορεί να συμπεριληφθεί σε πολλούς καταλόγους και επομένως να έχει πολλά πλήρη ονόματα. Εδώ ισχύει η αντιστοιχία "ένα αρχείο - πολλά πλήρη ονόματα". Και στις δύο περιπτώσεις, το αρχείο προσδιορίζεται μοναδικά με το πλήρες όνομά του.

Ένα αρχείο μπορεί επίσης να αναγνωριστεί με ένα σχετικό όνομα. Το σχετικό όνομα αρχείου καθορίζεται μέσω της έννοιας του "τρέχοντος καταλόγου". Για κάθε χρήστη, ανά πάσα στιγμή, ένας από τους καταλόγους του συστήματος αρχείων είναι ο τρέχων κατάλογος και αυτός ο κατάλογος επιλέγεται από τον ίδιο τον χρήστη με εντολή του λειτουργικού συστήματος. Το σύστημα αρχείων καταγράφει το όνομα του τρέχοντος καταλόγου, ώστε να μπορεί στη συνέχεια να το χρησιμοποιήσει ως συμπλήρωμα σε σχετικά ονόματα για να σχηματίσει το πλήρως αναγνωρισμένο όνομα αρχείου. Όταν χρησιμοποιεί σχετικά ονόματα, ο χρήστης προσδιορίζει ένα αρχείο από την αλυσίδα ονομάτων καταλόγου μέσω της οποίας διέρχεται η διαδρομή από τον τρέχοντα κατάλογο στο συγκεκριμένο αρχείο. Για παράδειγμα, εάν ο τρέχων κατάλογος είναι /user, τότε το σχετικό όνομα αρχείου /user/anna/main.exe είναι anna/main.exe.

Ορισμένα λειτουργικά συστήματα σάς επιτρέπουν να αντιστοιχίσετε πολλά απλά ονόματα στο ίδιο αρχείο, τα οποία μπορούν να ερμηνευθούν ως ψευδώνυμα. Σε αυτήν την περίπτωση, όπως και σε ένα σύστημα με δομή δικτύου, καθιερώνεται η αντιστοιχία «ένα αρχείο - πολλά πλήρη ονόματα», αφού κάθε απλό όνομα αρχείου αντιστοιχεί σε τουλάχιστον ένα πλήρες όνομα.

Και παρόλο που το πλήρες όνομα προσδιορίζει μοναδικά το αρχείο, είναι ευκολότερο για το λειτουργικό σύστημα να συνεργαστεί με το αρχείο εάν υπάρχει αντιστοιχία ένα προς ένα μεταξύ των αρχείων και των ονομάτων τους. Για το σκοπό αυτό, εκχωρεί ένα μοναδικό όνομα στο αρχείο, ώστε να ισχύει η σχέση «ένα αρχείο - ένα μοναδικό όνομα». Το μοναδικό όνομα υπάρχει μαζί με ένα ή περισσότερα συμβολικά ονόματα που έχουν εκχωρηθεί στο αρχείο από χρήστες ή εφαρμογές. Το μοναδικό όνομα είναι ένα αριθμητικό αναγνωριστικό και προορίζεται μόνο για το λειτουργικό σύστημα. Ένα παράδειγμα τέτοιου μοναδικού ονόματος αρχείου είναι ένας αριθμός inode σε ένα σύστημα UNIX.

Ιδιότητες αρχείου

Η έννοια του «αρχείου» περιλαμβάνει όχι μόνο τα δεδομένα και το όνομα που αποθηκεύει, αλλά και τα χαρακτηριστικά του. Γνωρίσματα - Πρόκειται για πληροφορίες που περιγράφουν τις ιδιότητες του αρχείου. Παραδείγματα πιθανών χαρακτηριστικών αρχείου:

τύπος αρχείου (κανονικό αρχείο, κατάλογος, ειδικό αρχείο κ.λπ.)

κάτοχος αρχείου?

δημιουργός αρχείου?

κωδικό πρόσβασης για πρόσβαση στο αρχείο.

πληροφορίες σχετικά με τις επιτρεπόμενες λειτουργίες πρόσβασης σε αρχεία·

χρόνους δημιουργίας, τελευταίας πρόσβασης και τελευταίας τροποποίησης.

τρέχον μέγεθος αρχείου.

μέγιστο μέγεθος αρχείου.

σημάδι μόνο για ανάγνωση.

σύμβολο "κρυφό αρχείο".

υπογράψτε "αρχείο συστήματος"?

υπογράψτε "αρχείο αρχείου"?

χαρακτηριστικό "δυαδικό/χαρακτήρας".

χαρακτηριστικό "προσωρινό" (αφαίρεση μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας).

σημάδι αποκλεισμού?

μήκος εγγραφής αρχείου.

δείκτη στο πεδίο κλειδιού στην εγγραφή.

μήκος κλειδιού.

Το σύνολο των χαρακτηριστικών αρχείων καθορίζεται από τις ιδιαιτερότητες του συστήματος αρχείων: διαφορετικοί τύποι συστημάτων αρχείων μπορούν να χρησιμοποιούν διαφορετικά σύνολα χαρακτηριστικών για να χαρακτηρίσουν αρχεία. Για παράδειγμα, σε συστήματα αρχείων που υποστηρίζουν επίπεδα αρχεία, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν τα τρία τελευταία χαρακτηριστικά της λίστας που σχετίζονται με τη δομή αρχείων. Σε ένα λειτουργικό σύστημα ενός χρήστη, το σύνολο των χαρακτηριστικών θα στερείται χαρακτηριστικών που σχετίζονται με τους χρήστες και την ασφάλεια, όπως ο κάτοχος του αρχείου, ο δημιουργός του αρχείου, ο κωδικός πρόσβασης για την πρόσβαση στο αρχείο, πληροφορίες σχετικά με την εξουσιοδοτημένη πρόσβαση στο αρχείο.

Ο χρήστης μπορεί να έχει πρόσβαση σε χαρακτηριστικά χρησιμοποιώντας τις διευκολύνσεις που παρέχονται για το σκοπό αυτό από το σύστημα αρχείων. Συνήθως, μπορείτε να διαβάσετε τις τιμές οποιουδήποτε χαρακτηριστικού, αλλά μόνο να αλλάξετε μερικές. Για παράδειγμα, ένας χρήστης μπορεί να αλλάξει τα δικαιώματα ενός αρχείου (υπό την προϋπόθεση ότι έχει τα απαραίτητα δικαιώματα για να το κάνει), αλλά δεν μπορεί να αλλάξει την ημερομηνία δημιουργίας ή το τρέχον μέγεθος του αρχείου.

Οι τιμές των χαρακτηριστικών αρχείου μπορούν να περιέχονται απευθείας στους καταλόγους, όπως γίνεται στο σύστημα αρχείων MS-DOS (Εικ. 7.6a). Το σχήμα δείχνει τη δομή μιας καταχώρησης καταλόγου που περιέχει ένα απλό συμβολικό όνομα και χαρακτηριστικά αρχείου. Εδώ τα γράμματα υποδεικνύουν τα χαρακτηριστικά του αρχείου: R - μόνο για ανάγνωση, A - αρχειοθετημένο, H - κρυφό, S - σύστημα.

Ρύζι. 7.6.Δομή καταλόγου: a - Δομή καταχώρισης καταλόγου MS-DOS (32 byte), b - Δομή καταχώρισης καταλόγου UNIX OS

Μια άλλη επιλογή είναι να τοποθετήσετε χαρακτηριστικά σε ειδικούς πίνακες, όταν οι κατάλογοι περιέχουν μόνο συνδέσμους προς αυτούς τους πίνακες. Αυτή η προσέγγιση εφαρμόζεται, για παράδειγμα, στο σύστημα αρχείων ufs του λειτουργικού συστήματος UNIX. Σε αυτό το σύστημα αρχείων, η δομή του καταλόγου είναι πολύ απλή. Η εγγραφή για κάθε αρχείο περιέχει ένα σύντομο συμβολικό όνομα αρχείου και έναν δείκτη στον περιγραφικό δείκτη του αρχείου, αυτό είναι το όνομα σε ufs για τον πίνακα στον οποίο συγκεντρώνονται οι τιμές των χαρακτηριστικών του αρχείου (Εικ. 7.6, β).

Και στις δύο εκδόσεις, οι κατάλογοι παρέχουν μια σύνδεση μεταξύ των ονομάτων αρχείων και των ίδιων των αρχείων. Ωστόσο, η προσέγγιση του διαχωρισμού του ονόματος αρχείου από τα χαρακτηριστικά του κάνει το σύστημα πιο ευέλικτο. Για παράδειγμα, ένα αρχείο μπορεί εύκολα να συμπεριληφθεί σε πολλούς καταλόγους ταυτόχρονα. Οι καταχωρήσεις για αυτό το αρχείο σε διαφορετικούς καταλόγους μπορεί να έχουν διαφορετικά απλά ονόματα, αλλά το πεδίο σύνδεσης θα έχει τον ίδιο αριθμό εισόδου.

Λειτουργίες αρχείων

Τα περισσότερα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα αντιμετωπίζουν ένα αρχείο ως μια αδόμητη ακολουθία byte μεταβλητού μήκους. Πρότυπο POSIX Οι ακόλουθες λειτουργίες ορίζονται στο αρχείο:

ενθ Άνοιξε ( απανθρακώνω * fname , ενθ σημαίες , τρόπος _ t τρόπος )

Αυτή η λειτουργία "ανοίγει" ένα αρχείο, δημιουργώντας μια σύνδεση μεταξύ του προγράμματος και του αρχείου. Σε αυτή την περίπτωση το πρόγραμμα λαμβάνει περιγραφέας αρχείου- έναν ακέραιο που προσδιορίζει αυτή τη σύνδεση. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα ευρετήριο στον πίνακα συστήματος των ανοιχτών αρχείων για μια δεδομένη εργασία. Όλες οι άλλες λειτουργίες χρησιμοποιούν αυτό το ευρετήριο για να αναφέρουν το αρχείο.

Η παράμετρος char * fname καθορίζει το όνομα του αρχείου int flags είναι μια μάσκα bit που καθορίζει τη λειτουργία ανοίγματος του αρχείου. Επιπλέον, μπορείτε να ανοίξετε ένα υπάρχον αρχείο ή μπορείτε να προσπαθήσετε να δημιουργήσετε ένα νέο αρχείο μηδενικού μήκους Η προαιρετική λειτουργία τρίτης παραμέτρου χρησιμοποιείται μόνο κατά τη δημιουργία ενός αρχείου και καθορίζει τα χαρακτηριστικά αυτού του αρχείου.

μακριά από _ t lseek ( ενθ λαβή , μακριά από _ t αντισταθμίζεται , ενθ από πού )

Αυτή η λειτουργία μετακινεί το δείκτη ανάγνωσης/εγγραφής στο αρχείο αρχή του αρχείου (SEEK_SET), από το τέλος του (SEEK_END) και από την τρέχουσα θέση δείκτη (SEEK_CUR). Η λειτουργία επιστρέφει τη θέση του δείκτη που μετρήθηκε από την αρχή του αρχείου. Έτσι, η κλήση του lseek(handle, 0, SEEK_CUR) θα επιστρέψει την τρέχουσα θέση του δείκτη χωρίς να τον μετακινήσετε.

int read (int handle, char * where, size_t how_much)

Λειτουργία ανάγνωσης από αρχείο. Ο δείκτης Where καθορίζει την προσωρινή μνήμη όπου πρέπει να τοποθετηθούν τα δεδομένα ανάγνωσης. Η τρίτη παράμετρος καθορίζει πόσα δεδομένα θα διαβάσει Το σύστημα διαβάζει τον απαιτούμενο αριθμό byte από το αρχείο, ξεκινώντας από τον δείκτη ανάγνωσης/εγγραφής σε αυτό το αρχείο και μετακινεί το δείκτη στο τέλος της ακολουθίας ανάγνωσης. Εάν το αρχείο τελειώσει νωρίς, διαβάζονται όσα δεδομένα έχουν απομείνει μέχρι το τέλος του. Η λειτουργία επιστρέφει τον αριθμό των byte που διαβάστηκαν. Εάν το αρχείο ανοίχτηκε μόνο για εγγραφή, η κλήση ανάγνωσης θα εμφανίσει σφάλμα.

int write(int handle, char * what, size_t how_much)

Μια λειτουργία εγγραφής σε ένα αρχείο. Ο δείκτης τι καθορίζει την αρχή της προσωρινής μνήμης δεδομένων, η τρίτη παράμετρος καθορίζει πόσα δεδομένα θα γράψει το σύστημα, ξεκινώντας από τον δείκτη ανάγνωσης/εγγραφής σε αυτό το αρχείο. θέση και μετακίνηση του δείκτη στο τέλος του γραπτού μπλοκ. Εάν το αρχείο τελειώσει νωρίτερα, το μήκος του αυξάνεται. Η λειτουργία επιστρέφει τον αριθμό των byte που γράφτηκαν.

Εάν το αρχείο άνοιξε μόνο για ανάγνωση, η κλήση εγγραφής θα εμφανίσει σφάλμα.

int ioctl(int handle, int cmd, ...) ; ενθ fcntl ( ενθ λαβή , ενθ cmd , ...)

Πρόσθετες λειτουργίες στο αρχείο. Αρχικά, φαίνεται ότι το ioctl προοριζόταν να είναι μια λειτουργία στο ίδιο το αρχείο και το fcntl ήταν μια λειτουργία σε μια ανοιχτή λαβή αρχείου, αλλά στη συνέχεια οι ιστορικές εξελίξεις μπέρδεψαν κάπως τις λειτουργίες αυτών των κλήσεων συστήματος. Πρότυπο POSIXορίζει ορισμένες λειτουργίες τόσο στη λαβή, για παράδειγμα αντιγραφή (ως αποτέλεσμα αυτής της λειτουργίας έχουμε δύο λαβές που σχετίζονται με το ίδιο αρχείο), όσο και στο ίδιο το αρχείο, για παράδειγμα, τη λειτουργία περικοπής - περικοπή του αρχείου σε δεδομένο μήκος. Στις περισσότερες εκδόσεις UnixΗ λειτουργία περικοπής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αποκοπή δεδομένων από τη μέση ενός αρχείου. Κατά την ανάγνωση δεδομένων από μια τέτοια περιοχή κοπής, διαβάζονται μηδενικά και αυτή η ίδια η περιοχή δεν καταλαμβάνει φυσικό χώρο στο δίσκο.

Μια σημαντική λειτουργία είναι ο αποκλεισμός τμημάτων του αρχείου.Standard POSIXπροσφέρει μια λειτουργία βιβλιοθήκης για το σκοπό αυτό, αλλά σε συστήματα της οικογένειας UnixΑυτή η λειτουργία υλοποιείται μέσω της κλήσης fcntl.

Οι περισσότερες υλοποιήσεις του προτύπου POSIXπροσφέρει τις δικές της πρόσθετες λειτουργίες. Έτσι, μέσα Unix SVR4 Με αυτές τις λειτουργίες μπορείτε να ορίσετε σύγχρονη ή καθυστερημένη εγγραφή κ.λπ.

caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot, int flags, int handle, off_t offset)

Αντιστοίχιση ενός τμήματος ενός αρχείου στον εικονικό χώρο διευθύνσεων της διεργασίας Η παράμετρος prot καθορίζει δικαιώματα πρόσβασης στην αντιστοιχισμένη ενότητα: ανάγνωση, εγγραφή και εκτέλεση. Η αντιστοίχιση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε μια καθορισμένη εικονική διεύθυνση ή το σύστημα μπορεί να επιλέξει τη διεύθυνση που θα αντιστοιχίσει μόνο του.

Δύο ακόμη λειτουργίες εκτελούνται όχι στο αρχείο, αλλά στο όνομά του: αυτές είναι οι λειτουργίες μετονομασίας και διαγραφής του αρχείου. Σε ορισμένα συστήματα, για παράδειγμα σε συστήματα της οικογένειας Unix, ένα αρχείο μπορεί να έχει πολλά ονόματα και υπάρχει μόνο μια κλήση συστήματος για τη διαγραφή ενός ονόματος Το αρχείο διαγράφεται όταν διαγραφεί το επίθετο.

Μπορεί να φανεί ότι το σύνολο λειτουργιών σε ένα αρχείο σε αυτό το πρότυπο είναι πολύ παρόμοιο με το σύνολο λειτουργιών σε μια εξωτερική συσκευή. Και τα δύο θεωρούνται ως μη δομημένη ροή byte. Για να ολοκληρωθεί η εικόνα, θα πρέπει να πούμε ότι το κύριο μέσο επικοινωνίας διαδικασιών σε συστήματα της οικογένειας Unix (σωλήνας) είναι επίσης μια μη δομημένη ροή δεδομένων. Η ιδέα ότι οι περισσότερες μεταφορές δεδομένων μπορούν να μειωθούν σε ροή byte είναι αρκετά παλιά, αλλά Unixήταν ένα από τα πρώτα συστήματα όπου αυτή η ιδέα έφτασε στη λογική της κατάληξη.

Περίπου το ίδιο μοντέλο εργασίας με αρχεία υιοθετείται και στο C.P./ Μκαι ένα σύνολο κλήσεων συστήματος αρχείων MS DOSπράγματι αντιγράφηκε από κλήσεις Unix v7 . Με τη σειρά του, OS/2 Και Windows NTκληρονόμησε τις αρχές της εργασίας με αρχεία απευθείας από MS DOS.

Αντίθετα, σε συστήματα χωρίς UnixΣε μια γενεαλογία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ελαφρώς διαφορετική ερμηνεία της έννοιας ενός αρχείου Τις περισσότερες φορές, ένα αρχείο αντιμετωπίζεται ως ένα σύνολο εγγραφών. Συνήθως, το σύστημα υποστηρίζει εγγραφές σταθερού και μεταβλητού μήκους. Για παράδειγμα, ένα αρχείο κειμένου ερμηνεύεται ως αρχείο με εγγραφές μεταβλητού μήκους και κάθε γραμμή κειμένου αντιστοιχεί σε μία εγγραφή. Αυτό είναι το μοντέλο για εργασία με αρχεία VMSκαι στη γραμμή OS OS/360 -MVSαπό την IBM.