Хранение информации. Принципы хранения информации в памяти компьютера
Периферийные устройства . Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры - устройства управления периферийными устройствами.
Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.
Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.
Монитор - устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).
Принтер - печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.
Существуют тысячи наименований принтеров. Но основных видов принтеров три: матричные, лазерные и струйные.
Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остаётся отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати, приемлемое, в основном, для домашних целей.
Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости.
Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов - ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.
Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъёмом в гнездо принтера, а другой - в порт принтера компьютера. Порт - это разъём, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.
Плоттер (графопостроитель) - устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера.
Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Плоттеры рисуют изображения с помощью пера.
Сканер - устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.
Если принтеры выводят информацию из компьютера, то сканеры, наоборот, переносят информацию с бумажных документов в память компьютера. Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины.
Модем - устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.
Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи - непрерывных сигналов звуковой частоты.
Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона - этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем - модулятор/демодулятор.
Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) - это специальные устройства, которые используются для управления курсором.
Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.
Джойстик - обычно это стержень-ручка, отклонение, которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.
Трекбол - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.
Принципы хранения информации . В компьютере используется память нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению и, как следствие, способами хранения информации, а также конструктивно. Память компьютера подразделяется на основную и внешнюю.
В современных компьютерах устройства внешней памяти позволяют сохранять информацию после выключения компьютера, так как в них используется магнитный или оптический способ записи/чтения информации. В качестве носителей информации в этих случаях применяют магнитные и оптические диски. Основная память, называемая иногда внутренней, располагается внутри системного блока. Она является обязательной составной частью любого компьютера, реализуется в виде электронных микросхем и в персональных компьютерах располагается на материнской плате. Основная память состоит из постоянной и оперативной.
Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство - ПЗУ (Read only memory - ROM), - память только для чтения. Она реализована, как уже говорилось, в виде электронных схем и служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов. Мы называем этот тип памяти постоянным, потому что записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера. Она энергонезависима, так как хранимые в ней команды начинают выполняться при первом же импульсе тока, поступившего на контакты электронной микросхемы. (Отметим, что сохранение информации в ПЗУ после выключения компьютера не означает, что содержимое этой памяти невозможно изменить. Существует так называемая перепрограммируемая постоянная память, для которой возможно изменение хранимой информации.)
Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения процессором операций по ее обработке. Информацию в такую память можно записать для хранения, изменять или использовать при необходимости. Вся информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в этой памяти, но только тогда, когда компьютер включен. Структурно оперативную память можно представить себе как совокупность ячеек памяти, разделенных на разряды для хранения в каждом из них бита информации. Следовательно, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц, или машинное слово - фиксированная, упорядоченная последовательность битов, рассматриваемая аппаратной частью компьютера как целое. Машинное слово может быть различной длины в зависимости от типа компьютера (от 8 до 64 бит) и определяет наибольшее число, которое может удерживаться в ячейке памяти. При байтовой архитектуре минимальной единицей измерения информации является байт, а машинное слово может равняться 2, 4 или 8 байтам. Следовательно, можно говорить об объеме памяти компьютера и измерять его в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах соответствии с количеством байтовых ячеек как дискретных структурных единиц памяти.
В оперативной памяти в виде последовательности машинных слов хранятся как данные, так и программы. В любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, поэтому этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой - RAM(Random Access Memory).
Хранение информации и ее носители. Внешняя память компьютера (гибкие и жесткие диски, диски С D -RОМ )
Возросшие к концу XX в. потоки информации необходимость сохранения ее в больших объемах и появление ЭВМ способствовали разработке и применению носителей информации, обеспечивающих возможность ее долговременного хранения в более компактной форме. К таким носителям при использовании современных моделей компьютеров четвертого поколения относятся гибкие и жесткие магнитные диски и так называемые диски С D - R ОМ, составляющие внешнюю память компьютера.
Устройства, которые обеспечивают запись информации на носители, а также ее поиск, считывание и воспроизведение в оперативную память, называют накопителями. В основу записи, хранения и считывания информации положены два принципа - магнитный и оптический, что обеспечивает сохранение информации и после выключения компьютера.
Магнитные диски (МД) бывают гибкие и жесткие. Гибкий МД (ГМД) диаметром 5,25 дюйма (133 мм) в настоящее время может хранить до 1,2 Мбайта информации.
Жесткий магнитный диск (МД), или винчестер, обычно встраивается вместе с дисководом в корпус системного блока (но может иметь и внешнее расположение). Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатрован, т.е. должна быть создана структура диска. Для ГМД - это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора, помеченные магнитными метками, а у жестких МД - еще и цилиндры - совокупность дорожек, расположенных друг над другом всех рабочих поверхностях дисков.
CD - R ОМ (Сотрас t Disc R еа d Оп1у Мето ry ) обладает емкостью до 3 Гбайт, высокой надежностью хранения информации, долговечностью (прогнозируемый срок его службы при качественном исполнении составляет 30-50 лет). Диаметр диска может быть как 5,25, так и 3,5 дюйма. Принцип записи и считывания оптический.
Считывание информации с компакт-диска происходит при помощи лазерного луча, который, попадая на отражающий свет островок, отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий его как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается - фотодетектор фиксирует двоичный ноль.
Магнитооптические диски лишены этих недостатков, так как ^ учтены достижения магнитной и оптической технологий. На магнитооптические диски можно записывать информацию и быстро считывать ее. Они сохраняют все преимущества ГМД (переносимость, возможность отдельного хранения, увеличение памяти компьютера) при огромной информационной емкости.
Конструктивно магнитооптический диск состоит из толстой стеклянной подложки, на которую наносится светоотражающая алюминиевая пленка и ферромагнитный сплав - носитель информации, покрытый сверху защитным слоем прозрачного пластика.
Основная литература: – 1-638 c, 1- 432 c.
Дополнительная литература: – c, – c, – c.
Контрольные вопросы :
Какие периферийные устройства относятся к устройствам ввода?
Какие периферийные устройства относятся к устройствам вывода?
Основные принципы хранения информации?
Формат: doc
Дата создания: 01.10.1998
Размер: 106.37 KB
Скачать рефератТЕМА 7.3 (лекция)
Операционная система MS DOS.
Основные принципы хранения информации на магнитных дисках в MS DOS.
Файловая Система MS DOS(логические диски,каталоги,
файлы,устройства MS DOS).
Дополнительную информацию см. тема 3.2.
Терминология :
Флоппи-диск(дискета) - съемный гибкий магнитный диск.
Винчестер - не съемный жесткий магнитный диск(пакет дисков).
Дорожка - концентрические окружности на магнитной поверхности
диска, где располагается информация.Дорожки нумеруются с 0-ой
(дорожка с самым большим радиусом)
Цилиндр - объединение дорожек с одним и тем же номером, располо-
женных на разных поверхностях диска(для флоппи-диска под цилиндром
подразумевается 2 дорожки)
Сектор - каждая дорожка, размещенная на диске, делится на секторы.
Каждый сектор имеет размер = 512 байт (для MS DOS)
Кластер - это минимальная порция информации, которую MS DOS
считывает/записывает за одно обращение диску.Кластер “содержит”
только последовательно расположенные сектора(цель - увеличить ско
рость обмена с диском).
Размер Кластера = N*(РазмерСектора)= N * 512 байт,
где N = 2,4,8 и т.д.
FAT - Таблица размещения файлов
НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХ
Магнитные диски используются как запоминающие устройства ,позволя-
ющие хранить информацию долговременно, при отключенном питании.
Для работы с Магнитными Дисками используется устройство, называ-
емое накопителем на магнитных дисках(НМД) .
Обычно НМД состоит из следующих частей:
Контроллер дисковода,
Собственно дисковод,
Интерфейсные кабеля,
Магнитный диск
Контроллер дисковода управляет обменом информацией между CPU и ОЗУ ,
с одной стороны, и НМД - с другой.
Контроллер дисковода вставляется в один из свободных разъемов сис-
темной платы IBM PC (MotherBoard).
Дисковод содержит головки чтения/записи,механический привод пере-мещения головок и электронную схему для управления движением головок
и чтением/записью данных.
Магнитный диск представляет собой основу с магнитным покрытием ,
которая вращается внутри дисковода вокруг оси.
Магнитное покрытие используется в качестве запоминающего устройства .
Магнитные Диски : жесткие(Винчестер) и гибкие(Флоппи) .
Накопитель на жестких магнитных дисках - НЖМД(HDD).
Накопитель на гибких магнитных дисках - НГМД(FDD).
Винчестер(HDD) - накопитель на несъемном магнитном диске,созданный
на основе спец.технологии(винчестерская технология - отсюда название).
Магнитный диск Винчестера(на металлической основе) “имеет” большую
плотность записи и большое число дорожек. Винчестер может иметь
несколько Магнитных Дисков.
НЖМД типа Винчестер созданы в 1973 г.
Все магнитные диски Винчестера(объединенные в пакет Дисков ) - гермет-ически “упакованы” в общий кожух. Магнитные диски НЕ могут изыматься
из HDD и заменяться на аналогичные!!!
Магнитные головки объединены в единый блок(блок магнитных головок).
Этот блок по отношению к дискам перемещается радиально.
Во время работы PC Пакет Дисков все время вращается с постоянной
скоростью(3600 об/мин).При считывании/записи информации блок
магнитных головок перемещается(позиционируется) в заданную область,
где производиться посекторное считывание/запись информации.
В силу инерционности процесса обработки информации и большой ско-
рости вращения пакета дисков возможна ситуация, когда блок магнит-
проблемы используется метод чередования секторов(секторы нумеруются
не по порядку, а с пропусками). Например, вместо того,чтобы нумеро-
вать секторы по порядку: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ... ,
их нумеруют так: 1 7 13 2 8 14 3 9 ...
В последнее время появились более скоростные SCSI-контроллеры,
которые обеспечивают достаточную скорость обработки информации,
и необходимость в чередовании секторов - отпадает.
Флоппи(FDD) (разработка фирмы IBM) - накопитель на съемном гибком
магнитном диске(флоппи). Флоппи-диск имеет пластиковую основу и
находится в спец.пластиковом кожухе.Флоппи-диск вставляется в FDD
вместе с кожухом.Флоппи-диск(в FDD) вращается внутри кожуха со ско-
ростью 300 об/мин.
На данный момент в IBM PC используются 2 типа FDD:
5.25" и 3.5"
Дискета 5.25" заключена в гибкий пластиковый кожух.
Дискета 3.5" заключена в жесткий пластиковый кожух.
HDD являются более скоростными устройствами, чем FDD.
МАГНИТНЫЕ ДИСКИ
Флоппи-диски(дискеты)
В качестве носителя информации используется магнитная поверхность
диска.Магнитная поверхность "разбита" на дорожки(концентрические
окружности, см. рис.1).Дорожки нумеруются начиная с 0-ой(макси-
мальный радиус). Магнитная поверхность "разбита" также на секторы
(см. Рис.1). Секторы нумеруются начиная с 1-го.
Принято, что каждая дорожка "разбита" на секторы. Размер каждого
сектора = 512 байт(для MS DOS).
Таким образом объем дискеты:
V = P * D * S * 512 (байт)
V - объем дискеты(байт),
P - кол-во поверхностей дискеты(1-а или 2-е),
D - кол-во дорожек на одной поверхности,
S - кол-во секторов на одной дорожке.
Если Дискета является системной, то ядро MS DOS размещается на-
чиная с 0-й дорожки,как более надежной(меньшая плотность записи).
Физический Адрес Сектора = Nповерхности + Nдорожки + Nсектора
Рис.1
Кол-во поверхностей "задается" при изготовлении Дискеты(может
быть 1-а или 2-е). Кол-во дорожек и кол-во секторов на дорожке
"задается" при форматировании дискеты. Форматирование дискет произ-
водится Пользователем с помощью спец.программ.
В табл.1 приведен перечень стандартных форматов флоппи-дисков,
применяемых в IBM PC.
| Кол-во поверх-ностей | Кол-во дорожек на поверхности | Кол-во секторов на дорожке | Емкость диска, | |
На рис.2 представлено схематическое изображение дискеты 5.25" .
Рис.2
В зависимости от технологии изготовления дискеты 5.25" могут иметь
различные характеристики магнитной поверхности и,следовательно,
различные допустимые форматы.
Маркировка Дискет:
DS - Double Side (две стороны,поверхности),
DD - Double Density (удвоенная плотность)
HD - High Density (высокая плотность)
ED - Extra High Density (особо высокая плотность)
Если Дискета имеет маркировку DS/DD, то это значит - 360 Кб,
Если Дискета имеет маркировку DS/HD, то это значит - 1200 Кб,
Односторонние дискеты практически не встречаются.
В случае, если по каким-либо причинам маркировки нет на дискете,
то емкость дискеты можно определить косвенно по следующим приз-
1. магнитная поверхность дискет на 1200 Кб более темная, чем
у дискет на 360 Кб,
2. ободок на внутреннем центральном отверстии дискет на 360 Кб
более заметен, чем у дискет на 1200 Кб.
Важнейшими характеристиками дискеты являются:
Тип (5.25" или 3.5")
Формат(и,соответственно,емкость)
Винчестеры
Организация хранения информации на Винчестере, с точки зрения Поль-
зователя, не сильно отличается от Флоппи-дисков.
Разница лишь в том, что количество поверхностей,дорожек и секторов
значительно больше(соответственно больше и емкость).
Физический Адрес Сектора = Nцилиндра + Nдорожки + Nсектора
Важнейшими характеристиками Винчестера являются:
Емкость(от 10 Мб до 1.2 Гб),
Быстродействие(время произвольного доступа к информации,
чем меньше этот показатель, тем "быстрее" Винчестер)
(8-24 милисек)
Когда говорят (о Винчестере) 1 физический диск - имеется
в виду весь пакет дисков данного Винчестера.
С помощью спец.программ 1 физический диск Винчестера можно
"разбить" на несколько разделов (логических дисков ).
ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА MS DOS
Файл(по английски File) - папка,скоросшиватель.
Совокупность средств MS DOS, обеспечивающих доступ к информации
на внешних носителях называется системой управления файлами или
файловой системой .
Одно из понятий файловой системы MS DOS - логический диск.
Логические диски :
MS DOS, каждый логический диск это отдельный магнитный диск.
Каждый логический диск имеет свое уникальное имя .
В качестве имени логического диска используются буквы английского
алфавита от A до Z (включительно).
Кол-во логических дисков, таким образом, не более 26.
Буквы A и B - отведены строго под имеющиеся в IBM PC FDD .
Начиная с буквы C именуются логические диски (разделы) HDD .
Рис.3
В случае, если данный IBM PC имеет только один FDD, буква B
пропускается(см.рис.4).
Рис.4
Только логические диски A и C могут быть системными (см.тему 7.1)
Файловая структура логического диска :
Чтобы обратиться к информации на диске(находящейся в файле),
надо знать физический адрес первого сектора(Nповерхности+Nдо-
рожки+Nсектора), общее кол-во кластеров, занимаемое данным файлом,
адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер
одного кластера и т.д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.
MS DOS избавляет Пользователя от такой работы и ведет ее сама.
Для обеспечения доступа к файлам - файловая система MS DOS организует
и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру .
Элементы файловой структуры:
Стартовый сектор(сектор начальной загрузки,Boot-сектор ),
- таблица размещения файлов (FAT - File Allocation Table),
- корневой каталог (Root-Directory),
Область данных (оставшееся свободным дисковое пространство)
Эти элементы создаются спец.программами(в среде MS DOS) в процессе
инициализации диска.
Рис. 5
Стартовый сектор(сектор начальной загрузки, Boot-сектор ) :
Здесь записана информация, необходимая MS DOS для работы с диском:
- идентификатор OS (если диск системный),
- размер сектора диска,
- кол-во секторов в кластере ,
Кол-во резервных секторов в начале диска,
Кол-во копий FAT на диске(стандарт - две),
Кол-во элементов в каталоге,
Кол-во секторов на диске,
Тип формата диска,
Кол-во секторов в FAT,
Кол-во секторов на дорожку,
Кол-во поверхностей,
Блок начальной загрузки OS,
За стартовым сектором располагается FAT .
FAT(таблица размещения файлов) :
Область данных диска (см.выше) представлена в MS DOS как последо-
вательность пронумерованных кластеров.
FAT - это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска .
Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT.
Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла
в области данных.
FAT - крайне важный элемент Файловой Структуры!!!
Нарушения в FAT могут привести к ПОЛНОЙ или ЧАСТИЧНОЙ потери ин-
формации на ВСЕМ логическом диске!!!
Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT .
Существуют спец.программы, которые контролируют состояние FAT
и исправляют нарушения.
Корневой Каталог :
Это определенная область Диска,создаваемая в процессе инициализации
(форматировании) Диска, где содержится информация о файлах и ката-
логах, хранящихся на Диске. Корневой Каталог ВСЕГДА существует
на отформатированном Диске! На одном Диске ВСЕГДА бывает только
ОДИН Корневой Каталог. Размер Корневого Каталога для данного
Диска - величина фиксированная, поэтому максимальное кол-во
"привязанных" к нему файлов и других (дочерних) каталогов
(ПодКаталогов) - строго определенное.
Каталоги(ПодКаталоги) :
Каталог - это определенное место на диске(в области данных диска),
где содержится информация о файлах и ПодКаталогах, "привязанных"
к данному Каталогу.
MS DOS поддерживает иерархическую структуру каталогов(древообразную),
Рис.6
В отличие от Корневого Каталога, остальные каталоги(ПодКаталоги)
создаются с помощью спец.команд MS DOS(внутренних).
Основная цель такой структуры каталогов - организация эффективного
хранения большого кол-ва файлов на диске.
КАЖДЫЙ Каталог(кроме корневого) "имеет" "родителя", т.е. другой
Каталог, к которому "привязан" данный Каталог.
MS DOS рассматривает каждый Каталог(кроме корневого), как файл.
Термин "привязан" иногда заменяется термином "зарегистрирован".
Файлы :
Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом
носителе, предназначенная для хранения информации.
Файл ВСЕГДА "привязан" к какому-либо Каталогу(в том числе,
может быть "привязан" и к корневому каталогу), см. рис. 7.
Рис.7
Идентификация Логических Дисков,Каталогов и Файлов :
Идентификация Логических дисков, Каталогов, Файлов
осуществляется на базе имен.
ВНИМАНИЕ!!!
Файловая система MS DOS НЕ допускает, чтобы были Логические
Диски,Каталоги,Файлы с одинаковыми ИДЕНТИФИКАТОРАМИ!!!.
В качестве имени логического диска используется одна из букв
латинского алфавита(A..Z ).
Каждый Файл или Каталог (кроме корневого) имеет ПОЛНОЕ имя.
ПОЛНОЕ Имя Файла(Каталога),кроме корневого,
состоит из следующих частей(рис.8) :
Имя логического диска(A..Z),
Символ-разделитель(двоеточие) “: ”,
Символ,идентифицирующий корневой каталог - "\ " (Слэш),
Перечень “родительских” каталогов(разделенных
символом "\ "),
Собственно имя файла(каталога),
Собственно имя файла(каталога) состоит из:
Символ-разделитель(точка) “. ”,
Расширение имени файла
“Имя логического диска”+ ”двоеточие”+ ”идентиф.корневого каталога”
+ ”весь перечень имен родительских каталогов” = маршрут доступа
к файлу (каталогу).
Максимальное кол-во символов в ПОЛНОМ имени файла = 78,
Максимальное кол-во символов в имени файла = 8,
Максимальное кол-во символов в расширении имени файла = 3,
Расширение НЕ обязательно т.е. может и НЕ присутствовать
(в этом случае точка тоже отсутствует).
Рис.8
Таким образом размер собственно имени файла НЕ превышает 12 символов!
В ПОЛНОМ имени файла разрешается использовать только следующие
A-Z 0-9 $ & # `~ () - % ! _ ^
В ПОЛНОМ имени файла запрещается использовать все остальные
символы!!!
ЗАПРЕЩАЕТСЯ В ПОЛНОМ имени файла использовать ПРОБЕЛ !!!
Примеры допустимых имен файлов:
Format.com Read.me MyFyle.txt 28-03-96.doc 123.45
Примеры НЕ допустимых имен файлов:
123456789.txt aa?.doc 35*.? It.F.doc .txt
Использование расширений:
Файлы,хранящиеся на диске, с точки зрения файловой системы
MS DOS,которая выступает в роли зав.складом(который ничего не
понимает в устройстве и назначении различных вещей,хранящихся
на складе),вообще говоря,представляют собой “некоторое сборище информации”.На самом деле файлы, в зависимости от информации
которая там хранится, могут иметь различное назначение:
данные, программы, драйверы, настроечные файлы и т.д.
Расширения имени файла - не обязательный, но очень важный
компонент. Он используется для разделения файлов по отдельным
В MS DOS есть перечень предопределенных(и наиболее часто встреча-
ющихся) расширений файлов.В Табл.2 приведен их НЕ полный перечень.
Табл. 2
| Расширение | Назначение файла |
| Программы, созданные программистами, с по-мощью спец.языков программирования |
|
| Программы, созданные Пользователями, с по-мощью редакторов текстов |
|
| Драйверы устройств |
|
| Оверлейные файлы |
|
| Предыдущая копия файла |
|
| ASCII-файл (текстовый) |
|
| Файл-документ(чаще всего ASCII-файл, но мо-жет быть и другого формата) |
|
| Тексты программ на Pascal |
|
| Тексты программ на С |
|
| Тексты программ на Ассемблере |
|
| Графические образы |
|
| ASCII-файл описания чего-то |
|
| Файлы настроек и конфигураций |
Устройства MS DOS :
В MS DOS имеется ряд имен файлов, которые зарезервированы
для внутреннего использования.Каждое такое имя отражает
какое-либо устройство.ЗАПРЕЩАЕТСЯ использование этих имен
НЕ по назначению! В Табл.3 приведен перечень этих имен.
С точки зрения Пользователя - эти устройства(табл.3) ничем
не отличаются от обычных файлов(с ними можно производить все
те же операции, что и с обычными файлами).
Символы подстановки в именах файлов :
Когда необходимо произвести какие-либо действия над файлами -
Пользователь вызывает определенные внутренние или внешние
команды MS DOS и “передает” им,в качестве параметров, имена
файлов. Очень часто приходится производить одни и те же действия
над многими файлами. Например, необходимо скопировать ВСЕ файлы
какого-либо каталога в другой каталог.Если файлов больше 200, то
ровно 200 раз необходимо произвести эту операцию для каждого файла
в отдельности.Это, как минимум, слегка огорчает Пользователя.
Для решения такого рода проблем существуют спец.средства, которые
помогают производить однотипные операции над целой группой файлов
за один “заход”.
Так называемые символы подстановки позволяют “фильтровать” файлы,
используя их имена. К ним относятся символы: ? и * .
Эти символы можно использовать в любом месте собственно имени
файла(имени и расширении).
Символ ? означает, что команда(при фильтрации файлов) “признает”
любой символ в имени или расширении файла, в позиции которого
находится символ ? .
Символ * означает, что команда(при фильтрации файлов) “признает”
все символы,в имени или расширении файла, начиная с позиции, где
находится символ * .
Символы ? и * действуют не зависимо друг от друга применительно
к имени или расширению.
ВЫПОЛНИТЬ ОПЕРАЦИЮ НАД СЛЕДУЮЩИМИ ГРУППАМИ ФАЙЛОВ:
*.* - все файлы, без исключения,
*.txt - файлы с любыми именами, но с расширением.txt,
II*.* - файлы,имена которых начинаются с цепочки символов
II и имеющие любое расширение,
YE??0198.* - файлы,имена которых начинаются с цепочки символов
YE, два следующих символа НЕ имеют значение,
следующие четыре символа должны быть 0198, расши-
рение НЕ имеет значение(применительно к расчетному
отделу: все результаты расчетов по работнику
с табельным номером 0198),
Атрибуты файлов :
Каждый Файл(Каталог) имеет атрибут, который указывает на то,
что этот файл является именно файлом;или на то, что он является
Каталогом.
Файлы, в зависимости от атрибута, могут быть скрытыми,архивными
системными, только для чтения.(Скрытые файлы MS DOS “не видит”).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Справочное Руководство по IBM PC. Методические
материалы.Часть 2. ТПП “СФЕРА”. М. 1991 г.
2. Савельев А.Я., Сазонов Б.А., Лукьянов С.Э. "Персо-
нальный компьютер для всех". Книга 1.
М., ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1991 г.
3. Брябрин В.М. “Программное обеспечение персональных
ЭВМ”. М. “НАУКА”, 1990 г.
4. Фигурнов В.Э. “IBM PC для Пользователя”
г.Уфа, НПО “Информатика и Компьютеры”, 1993 г.
· Энергонезависимое хранение информации может осуществляться на различных физических принципах. Раньше всех начали применять магнитный способ хранения, где запись нуля или единицы изменяет направление намагниченности элементарной хранящей ячейки. Устройства хранения на магнитных сердечниках состояли из матрицы ферритовых колец (по кольцу на каждый хранящийся бит), пронизанных обмотками (адреса, записи и считывания).
Считывание выполнялось импульсом тока, пытающимся намагнитить ячейку в определенном направлении. Если ячейка была в противоположном состоянии, то эта попытки наводила импульс в обмотке считывания. Устройства ферритовой памяти были громоздкими, но сугубо статическими - в них не было движущихся частей. В устройствах с подвижным носителем хранящие ячейки движутся относительно головок записи-считывания и в зависимости от направления намагниченности вызывают в головке считывания импульс определенной полярности. На таком принципе строились и магнитные барабаны первых ЭВМ, и магнитные диски, и накопители на магнитной ленте.
матрица ферритовых колец.
· Оптические устройства хранения основаны на изменении отражающей или пропускающей способности участков носителей. Носителями для первых оптических устройств были фотопленка, перфолента, перфокарты. Теперь оптические устройства хранят информацию на дисках с ячейками микроскопических размеров, считываемых лазерным лучом.
Оптические устройства памяти
· Из электронных устройств распространение получила флэш-память, сочетающая довольно высокую плотность хранения с теперь уже приемлемой ценой. Флэш-память является статической и имеет очень высокое быстродействие считывания, но не очень быструю процедуру записи, причем для перезаписи должен предварительно стираться целый блок ячеек (современные микросхемы состоят из набора блоков). В режиме хранения на флэш-память питание можно не подавать - энергопотребление нулевое. В режиме чтения потребление достаточно малое, но стирание и запись требуют энергозатрат.
Каждая ячейка флэш-памяти состоит всего из одного униполярного (полевого) транзистора. Чистые (стертые) ячейки содержат единицу во всех битах; при записи (программировании) нужные ячейки обнуляются. Возможно последующее программирование и уже записанных ячеек, но при этом можно обнулять единичные биты, а не наоборот. В единичное состояние ячейки переводятся только при стирании . Стирание производится для всей матрицы ячеек; стирание одиночной ячейки невозможно.
УЗ – управление затвором. ПЗ – плавающий затвор
Принцип полевого транзистора: если приложить напряжение управления(исток – затвор(Иу)), тогда протекает ток исток-сток, если нет напряжения управления 0. Для записи на 1 менее, для записи подать напряжение на управляющий затвор и вытянуть электрон и ПЗ. Информация остается на ПЗ.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тверской государственный технический университет
Кафедра электронных вычислительных машин
Контрольная работа.
Персональный компьютер: принципы хранения информации, основные характеристики носителей информации
Выполнил: студент группы:
Воронков Р. В.
Приняла: Карельская К.А.
Оперативная память - память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти (плоских пластин с электрическими контактами, по бокам которых размещаются большие интегральные схемы памяти). У модулей оперативной памяти большое количество показателей (тип, вид, тайминги, частота), которые существенно влияют на работу памяти.
При работе память компьютера обращается к одному из двух типов так называемых «хранилищ» информации. Энергозависимая память компьютера - ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) - это такое хранилище информации, которое должно быть постоянно обновлено, чтобы в нем хранилась разная информация, необходимая в данный момент для работы компьютера. Она автоматически очищается при отключении компьютера от электропитания.
Статическая память компьютера - ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) - это хранилище информации, рассчитанное на неизменное и долговременное хранение файлов, которые должны находиться в памяти компьютера, после того как компьютер будет отключен от электропитания.
Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода - устройства, обеспечивающего запись и считывание информации) и устройства хранения - носителя. Устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками.
Гибкие магнитные диски. Съемные магнитные диски (дискеты) вставляют в компьютер через специальную щель системного блока - дисковод. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.
Жёсткие магнитные диски или НЖМД, винчестер, - основное хранилище информации больших объёмов, основанное на принципе магнитной записи, скрыт внутри корпуса системного блока. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Носитель информации совмещён с накопителем, приводами блоком электроники и обычно установлен внутри системного блока компьютера.
Внешние жесткие диски - динамичные системы хранения данных. Они удобны при ведении бизнеса, предоставляют свободу творчества, взаимодействия в любое время, в любом месте.
Внешний жесткий диск прост в использовании благодаря своей портативности, поддерживают высокоскоростной интерфейс для быстрой передачи данных.
Оптические дисководы и диски. Собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диски обычно плоские, их основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.
Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD - CompactDisk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (ReadOnlyMemory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW - ReWntable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана многократно.
Первое поколение оптических дисков: лазерный диск, компакт-диск, магнитооптический диск.
Второе поколение оптических дисков: DVD, MiniDisc, Digital Multilayer Disk, DataPlay, Fluorescent Multilayer Disc, GD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), Universal Media Disc.
Третье поколение оптических дисков: Blu-rayDisc, HDDVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA, Versatile Multilayer Disc.
Четвертое поколение оптических дисков: HolographicVersatileDisc, SuperRensDisc.
Flash-память. Flash-память - это энергонезависимый тип памяти. Она представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.). Их существует огромное множество: SD, MMC, CompactFlashType I и II, MemoryStick, MemoryStickDuo, TransFlash, miniSD, microSD, RS-MMC, SmartMedia, MiniDisk и др.
CompactFlash - пожалуй, самая древняя флеш-память: первый экземпляр был выпущен еще в далеком 1994 году компанией SanDisk. Всего существует два типа карт CompactFlash: CF Type I, CF Type II, причем отличаются они лишь толщиной корпуса.
SD (SecureDigital) - также был создан усилиями компаний SanDisk, Panasonic и Toshiba. В этих картах используются криптограммы (шифрование данных), что обеспечивает защиту данных от несанкционированного копирования или перезаписи.
MMC (MultiMediaCard) - является плодом работы компаний SanDisk и Siemens. В каждой MMC есть собственный контроллер памяти. При этом толщина мультимедийных карт почти на треть меньше, чем у «шпионского» брата, что позволяет использовать MMC-накопители в различных миниатюрных устройствах.
RS-MMС (ReducedSize MMC) - также известны как MMCmobile. Они отличаются от MMC лишь уменьшенными размерами и используются в основном в мобильных телефонах.
Memory Stick Duo - является эволюцией самих Memory Stick. Уменьшились размеры и энергопотребление карт, но вместе с тем уменьшилась и максимальная емкость. В остальном полностью аналогична обычной MS.
SmartMedia - стандарт, который был разработан Toshiba в далеком 1995 году. Особенностями данного стандарта можно считать очень низкое энергопотребление и отсутствие собственного контроллера, скорость работы крайне низка и максимальный объем памяти составляет всего-навсего 256 Мб, что ничтожно мало по сегодняшним меркам, особенно учитывая размеры карты
ХDPicture (ExtremeDigital) - были созданы компаниями FujiFilm и Olympus для замены порядком устаревшего формата SmartMedia. Применяются данные карты преимущественно в цифровых фотоаппаратах этих компаний.
Также в последнее время широкое распространение получили USB флеш-накопители («флешка», USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD.
Хранение информации в Интернете
Интернет - это объединение компьютеров по всему миру в единую информационную сеть. По-другому Интернет называют мировой компьютерной сетью.
Для соединения компьютеров используют обычные телефонные линии и прибор модем. Модем преобразует информацию к виду, пригодному для передачи по телефону. компьютер диск интернет хранение
Таким образом, информация, хранящаяся по всему миру, становится доступна каждому, кто имеет компьютер, телефон и модем.
Телефонная связь не является единственным способом соединения компьютеров. Гораздо быстрее информация передается по оптическим кабелям и с помощью радиосвязи. Эти каналы постепенно вытесняют в Интернет телефонные соединения.
В Интернете можно найти ответ практически на любой вопрос. Прочитать свежую газету, заглянуть в библиотеку, заказать билеты на самолет, купить товары, завести друзей по переписке.
Мы знаем, что программы и данные в компьютере хранятся на жестком диске в виде файлов.
Файл - это определенное количество информации, имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.
Имя файла - последовательность символов, позволяющая пользователю ориентироваться в файловой системе. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственное имя файла и расширение, определяющее его тип. Собственное имя файла может содержать от 1 до 255 символов. Кроме латинского допускается применение русского алфавита.
Расширение - это сочетание букв и чисел длиной от одного до трёх символов, который дополняет само имя, но чаще указывает на формат и тип хранящихся в файле данных. От собственно имени файла оно отделяется точкой и является его необязательной частью. Расширения служат для идентификации типа (формата) файла. С их помощью пользователь и программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.
Расширение принято указывать в виде *.rar, т.е. перед символами расширения добавляют звездочку и точку, где звездочка символизирует любое имя файла.
Расширение может указывать не только на тип информации, которая хранится в файле (изображение, медиа файл, текстовый файл), но и на способ кодирования этой информации. Например, *.gif, *.jpg, *.bmp, *.raw, *.png и др. - это расширения файлов изображений, но способы кодирования изображения в таких файлах разный, и не каждая программа, открывающая один тип, сможет открыть другой.
Существуют файлы, не имеющие расширения, обычно это системные файлы.
Файл открывается той программой, в которой был создан, или универсальной программой.
Примеры расширений файлов разных типов:
*doc, *, xdoc, *.rtf, *.txt, *.pdf - текстовые документы (содержимое таких файлов текст и открываются они в программе для работы с текстом - Письмо.doc, Каталог.xls, текст.txt).
*.jpg, *.gif, *.jpeg, *.bmp, *.raw, *.png, *.emf, *.ico, *tif, *.tiff, *.jp2, *.pcx, *.tga, *.wbmp - графическое изображение (фотографии и картинки - Рисунок.gif, Природа.tif, Фото.jpg, Рисунок.bmp).
*.html, *.htm, *.xhtm - интернет-страница (Книга.htm, Windows.hlp, Книга.html).
*.exe, * - исполняемый файл (содержат программы, готовые к выполнению - ACDSee9.exe, Command).
*.rar, *.zip, *.7z - заархивированный файл (Реферат.zip, Реферат.rar).
*.avi, *.mpeg, *.mpg, *.mkv, *.3gp, *.mp4, *.wmf - расширения видеофайлов (содержимое таких файлов видео и открываются они в проигрывателях - Клип.avi, Фильм.mpeg).
*.mp3, *.mp2, *.wave, *.wav, *.amr, *.wma, *.aac, *.ogg, *.midi, *.mid, *.kar - расширения аудиофайлов (музыкальный файл и открывать его необходимо в программе-проигрывателе - Песня.mp3).
Файлы со схожим содержимым или одинаковым назначением можно складывать в папки (каталоги). Каталоги (папки), в свою очередь также можно объединять в каталоги. Таким образом, на диске формируется упорядоченная структура файлов и каталогов, которая позволяет быстро находить нужную информацию. Такая структура называется файловой системой.
Файловая система - часть операционной системы для хранения файлов и организации каталогов, которая необходима для упорядоченного размещения данных и программ во внешней памяти.
Файловая структура может быть многоуровневой и одноуровневой.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Современные достижения в разработке накопителей информации. Принципы работы запоминающих устройств ЭВМ и голографической памяти. Возможности персональных компьютеров и мультимедийных систем. Перспективы развития оптических накопителей и жестких дисков.
презентация , добавлен 27.02.2012
Первая перфорированная лента. "Мамонты" среди носителей информации. Дискета, гибкий магнитный диск, используемый для многократной записи и хранения данных. Облачное хранилище данных. Основное назначение, достоинства жёстких дисков и сменных накопителей.
презентация , добавлен 17.05.2014
Электронные устройства памяти для хранения информации. Постоянные магнитные запоминающие устройства компьютера. Гибкие и жесткие диски, стримеры, лазерные компакт-диски. Файловая система хранения информации в компьютерах. Виды компьютерных преступлений.
контрольная работа , добавлен 12.02.2010
Виды, основные характеристики и тенденции развития накопителей информации. Виды и основные характеристики устройств для хранения данных. Описание расчета инвариантной сметы расходов с помощью электронных таблиц Excel. Построение диаграммы структуры.
курсовая работа , добавлен 09.11.2008
Структурная схема компьютера. Основные характеристики процессора - устройства, предназначенного для обработки информации и управления процессом обработки. Способы хранения информации. Описание, назначение и принципы работы устройств ввода и вывода данных.
презентация , добавлен 20.07.2011
История развития носителей информации. Эпоха магнитных лент, оптические носители. Виды и характеристики современных сменных носителей данных, их сравнительный анализ и перспективы развития. Компакт-диск, флеш-память. Голографический многоцелевой диск.
контрольная работа , добавлен 13.05.2014
Человек и компьютер, особенности взаимодействия. Свобода массовой информации в Российской Федерации. Объективность и субъективность, полнота, достоверность информации. Общее понятие про информационные технологии. Основные примеры носителей информации.
презентация , добавлен 02.06.2012
Программные и аппаратные продукты для защиты информации в персональных компьютерах. TrueCrypt - программа для шифрования, ее возможности и преимущества. Создание виртуального шифрованного диска, хранение его содержимого в файле на физическом диске.
курсовая работа , добавлен 13.01.2013
Изучение основных структурных элементов компьютера - электронного устройства, которое выполняет операции ввода информации, хранения и ее обработки по определенной программе. Функции центрального процессора, запоминающего устройства, носителей информации.
реферат , добавлен 18.01.2012
Компьютер как электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных. Общая характеристика основных составных частей персонального компьютера: процессор, память. Анализ схемы обработки информации.
3. Система хранения данных
Ключевой задачей файлового сервера является хранение больших объемов информации. Эффективность и возможности системы хранения данных сервера определяются совокупностью и согласованностью аппаратных средств хранения данных и возможностями операционной системы.
3.1 Аппаратные средства хранения данных
К аппаратным средствам системы хранения данных относятся собственно накопители с носителями информации и контроллеры их интерфейсов. Устройства хранения классифицируются по различным признакам:
Метод доступа:
- Устройства произвольного доступа (Random-Access Devices) — накопители на гибких, жестких, магнитных, оптических, магнитооптических дисках.
- Устройства последовательного доступа, обычно ленточные (Tape Devices) — стримеры, кассетные или бобинные. Для них характерна большая емкость относительно недорогих сменных носителей и большое время доступа.
Тип доступа:
- Чтение/запись (Read/Write) — дисковые устройства оперативного доступа, для которых характерно небольшое время выполнения операций как считывания, так и записи.
- Только чтение (Read Only) — CD-ROM или магнитные диски с защитой от записи.
- Устройства с быстрым чтением и относительно долгим процессом записи — например, магнитооптические устройства, требующие предварительного стирания информации.
- Устройства с последовательной записью — многие типы стримеров позволяют дописывать информацию только в конец занятой области носителя (ранее записанная информация, расположенная за текущей областью записи, становится недоступной).
Сменяемость носителя:
- Фиксированный диск — винчестер, не предполагающий оперативной смены.
- Накопители со сменными носителями — CD-ROM, стримеры, магнитооптические устройства и тому подобные. Смена носителя может быть как ручной, так и автоматизированной (устройства Jukebox).
Данные на сервере хранятся в виде файлов, для которых характерен большой разброс частоты использования, размеров и требований по ограничениям на время ожидания доступа. По совокупности этих признаков можно выделить три основные категории устройств хранения файлов:
- On-line — "всегда готов", устройства хранения часто используемых файлов на фиксированных дисках. Объем хранимых данных ограничен возможностями подключения дисков (внутренних и внешних) к серверу.
- Off-line — устройства хранения файлов на магнитных лентах или сменных дисках, которые могут быть установлены и смонтированы оператором по требованию клиента. Объем хранимых данных практически неограничен, но главный недостаток — необходимость присутствия оператора и большое время ожидания доступа.
- Near-line — "всегда поблизости", устройства хранения на автоматически сменяемых и монтируемых носителях (ленточные карусели, Jukebox и прочие), занимающие среднее положение по времени доступа и объему (довольно дорогое решение).
Хорошая сетевая операционная система должна иметь возможности для обеспечения автоматической миграции данных (Data Migration) с устройств On-line на Off-line или Near-line и обратно с учетом их объема и частоты использования.
Novell публикует следующие стандарты на хранение и миграцию файлов:
Real Time Data Migration (RTDM): — автоматическая миграция данных с жестких дисков On-line на системы Near-line.
High-Capacity Storage System (HCSS): — поддержка оптических Jukeboxes.
Mass Storage Services (MSS): — координация распределенных иерархических систем хранения.
Противоречащие друг другу требования к объему хранимой информации, скорости доступа, надежности и цене могут удовлетворяться сочетанием различных классов устройств.
Интерфейсы
Из существующих интерфейсов внешних устройств ST506/412, ESDI, SCSI и IDE, в настоящее время интерес представляют только два последних.SCSI
SCSI (Small Computer System Interface, произносится "скази") — стандартный интерфейс шины системного уровня. Он используется для подключения различных периферийных устройств — винчестеров, CD-ROM, стримеров, магнитооптических и других, внутреннего и внешнего исполнения — к компьютерам с различной архитектурой. Первоначальная 8-битная версия SCSI сменилась более эффективным интерфейсом SCSI-2, включающем 16/32-битные расширения (WIDE SCSI-2), скоростные (в FAST SCSI-2 пропускная способность шины поднята с 4 до 10 Мбайт/с, менее популярный ULTRA — 20 Мбайт/с) и их комбинации (FAST-WIDE SCSI-2 с максимальной пропускной способностью 20/40 Мбайт/с и ULTRA-WIDE — 40/80 Мбайт/с). Внедряется и SCSI-3 с параллельным, последовательным и оптоволоконным интерфейсами, обеспечивающий высокие скорости обмена и широкие функциональные возможности. В настоящее время наиболее популярны контроллеры и устройства 8- и 16-битного SCSI-2, и в дальнейшем речь пойдет именно о них. В принципе, эти устройства совместимы и со старым SCSI-1, но их совместное использование на одной шине неэффективно.
Дисковая подсистема с интерфейсом SCSI состоит из хост-адаптера, связывающего шину SCSI с системной или локальной шиной компьютера, и SCSI-устройств, соединенных с хост-адаптером кабельным шлейфом. В сервере может быть установлено до четырех хост-адаптеров. На каждой шине SCSI может присутствовать до 8 устройств, считая и хост-адаптер. Каждое устройство имеет уникальный идентификатор (SCSI ID 0-7): хост-адаптер обычно имеет ID7, первый (загрузочный) жесткий диск — ID0. Сложные устройства могут иметь до восьми подустройств со своими номерами LUN (Logical Unit Number).
SCSI-устройства выпускаются как внутреннего, так и внешнего исполнения. Внутренние устройства соединяются с хост-адаптером 50-проводным (Wide SCSI — 68-проводным) плоским кабелем, внешние — экранированным кабелем с 50-контактным разъемом "CENTRONICS" для 8-битного или 68-контактным миниатюрным разъемом для 8/16-битного SCSI-2. Существует две версии SCSI, различающиеся по типу электрических сигналов: линейные (Single ended) — обычные для PC-техники — и дифференциальные (Differential) — малораспространенные, допускающие большую суммарную длину шлейфа. Их кабели и разъемы внешне одинаковы, но взаимной совместимости устройств нет.
Обычно внутренний и внешний шлейфы адаптера являются двумя частями одной SCSI-шины.На крайних устройствах шины (и только на них) должны быть установлены и включены терминаторы (внутренние или внешние), в противном случае работа устройств будет неустойчивой. На хост-адаптере терминаторы должны включаться при использовании только одного (внутреннего или внешнего) шлейфа, современные адаптеры обычно имеют автоматическое управление терминаторами.
SCSI-2 предусматривает возможность самостоятельной работы устройств: полученные цепочки команд они могу выполнять в предварительно оптимизированном порядке, отключившись от шины, используя собственные внутренние буферы. Два устройства на одной SCSI-шине могут обмениваться массивами данных без загрузки системной шины и процессора.
Все SCSI-устройства должны предварительно конфигурироваться. Параметры конфигурирования включают:
- SCSI ID — адрес 0-7, уникальный для каждого устройства на шине.
- SCSI Parity — контроль паритета: если хоть одно устройство на шине его не поддерживает, следует отключить на всех устройствах.
- Termination — включение терминаторов (только на крайних устройствах шлейфа).
- Terminator Power — питание активных терминаторов, должно быть включено хотя бы на одном устройстве.
- SCSI Synchronous Negotiation — согласование скорости синхронного обмена, обеспечивающего более высокую производительность. Если хоть одно устройство на шине не поддерживает синхронный обмен, на хост-адаптере согласование необходимо запретить. При этом, если обмен будет инициирован синхронным устройством, хост-адаптер поддержит этот режим.
- Start on Command (Delayed Start) — разрешение запуска двигателя только по команде от хост-адаптера. Позволяет снизить пик нагрузки блока питания, поскольку устройства будут запускаться последовательно.
- Enable Disconnection — позволяет устройствам отключаться от шины при неготовности данных, освобождая ее для других операций (используется при нескольких периферийных устройствах на шине).
Плата дискового сопроцессора Disk Coprocessor Board (DCB) разработки Novell является одним из первых интеллектуальных хост-адаптеров. Для разгрузки центрального процессора в DCB использовался собственный процессор 80188. Современные адаптеры превосходят его по производительности, но в дань уважения Novell продолжает программно поддерживать этот раритет.
IDE (Integrated Device Electronics) — интерфейс устройств со встроенным контроллером, используется для подключения устройств внутреннего исполнения: дисковых накопителей и CD-ROM. Наибольшее распространение получила 16-битная версия, называемая также ATA (AT Attachment) или AT-Bus. Новые версии — EIDE (Enhanced IDE), Fast ATA , Fast ATA-2 допускают более высокие скорости обмена (свыше 10 Мбайт.с) и отодвигают ограничение на максимальный объем диска с 504 Мбайт до 7.88 Гбайт.
Малораспространные варианты: XT-IDE — 8-битный интерфейс с 40-проводным шлейфом, с ATA несовместим; MCA IDE — 72-проводной интерфейс для 16-битной шины MCA.
К одной шине IDE может подключаться не более двух устройств, одно из которых с помощью переключателей (джамперов) назначается ведущим (Master), другое — ведомым (Slave). В отличие от SCSI, устройства на одной шине могут работать только поочередно. В системе может быть до двух шин IDE, доступных для подключения жестких дисков. Дополнительный IDE-интерфейс, имеющийся на звуковых картах, обычно может использоваться только для подключения CD-ROM (жесткие диски BIOS на нем искать не будет, хотя возможно настроить драйвер NetWare и на его использование; целесообразность установки звуковой карты на выделенном сервере весьма сомнительна).
Скорость передачи данных по шине может ограничиваться как накопителем, так и контроллером. Для обмена обычно используется PIO (Programming Input/Output). PIO Mode 3 допускает скорость до 11.1 Мбайт/с, PIO Mode 4 — 16.6 Мбайт/с. Для сервера желательна поддержка высокоскоростных режимов.
Контроллер IDE в современных платформах обычно встраивается в системную плату и подключается к высокопроизводительной локальной шине. Существуют также и контроллеры для шин ISA, EISA, VLB, PCI, некоторые модели имеют аппаратный кэш и средства дублирования (отражения) дисков. Применение ISA-адаптеров для сервера нежелательно по причине их низкой пропускной способности.
Делая выбор между интерфейсами дисковой системы SCSI и IDE, следует принимать во внимание следующие факторы:
- цена SCSI-диска теперь несущественно превышает цену аналогичного IDE-устройства, однако надо учитывать внушительную цену SCSI-контроллера (хост-адаптера);
- производительность одиночных устройств IDE и SCSI практически одинакова, но при одновременном использовании нескольких устройств суммарная производительность SCSI-системы существенно выше;
- высокая эффективность дисковой системы в сервере (как в многозадачной системе) обеспечивается использованием DMA (и Bus Mastering) и интеллектуальностью адаптера, что типично для SCSI и редко встречается в IDE-системах;
- ассортимент устройств IDE ограничен жесткими дисками и накопителями CD-ROM, только внутреннего исполнения и только для IBM PC-совместимых компьютеров. Интерфейс SCSI имеют винчестеры, стримеры, магнитооптические устройства, CD-ROM, дисковые массивы и другие устройства как внутреннего, так и внешнего исполнения, производимые для компьютеров любых архитектур;
- наращиваемость системы с IDE ограничена четырьмя жесткими дисками, вместе с CD-ROM число устройств не может превышать шести. Для SCSI возможно подключение до 4x7=28 устройств, в число которых могут входить и сложные устройства с подустройствами;
- теоретически возможно сосуществование SCSI и IDE в одном сервере, но при этом вероятны и некоторые сюрпризы несовместимости (конфликты) конкретных моделей контроллеров.
Устройства хранения информации
Накопители на жестких магнитных дискахНакопители на жестких магнитных дисках (Hard Disk Drive, HDD) являются основными устройствами оперативного хранения информации. Для современных одиночных накопителей характерны объемы от сотен мегабайт до нескольких гигабайт при времени доступа 5-15 мс и скорости передачи данных 1-10 Мбайт/с.
Относительно корпуса сервера различают внутренние и внешние накопители.
Внутренние накопители существенно дешевле, но их максимальное количество ограничивается числом свободных отсеков корпуса, мощностью и количеством соответствующих разъемов блока питания сервера. Установка и замена обычных внутренних накопителей требует выключения сервера, что в некоторых случаях недопустимо.
Внутренние накопители с возможностью "горячей" замены (Hot Swap) представляют собой обычные винчестеры, установленные в специальные кассеты с разъемами. Кассеты обычно вставляются в специальные отсеки со стороны лицевой панели корпуса, конструкция позволяет вынимать и вставлять дисководы при включенном питании сервера. Для стандартных корпусов существуют недорогие приспособления (Mobile Rack), обеспечивающие оперативную съемность стандартных винчестеров.
Внешние накопители имеют собственные корпуса и блоки питания, их максимальное количество определяется возможностями интерфейса. Обслуживание внешних накопителей может производиться и при работающем сервере, хотя может требовать прекращения доступа к части дисков сервера.
Для больших объемов хранимых данных применяются блоки внешних накопителей — дисковые массивы и стойки, представляющие собой сложные устройства с собственными интеллектуальными контроллерами, обеспечивающими, кроме обычных режимов работы, диагностику и тестирование своих накопителей.
Более сложными и надежными устройствами хранения являются RAID-массивы (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточный массив недорогих дисков). Для пользователя RAID представляет собой один (обычно SCSI) диск, в котором производится одновременная распределенная избыточная запись (считывание) данных на несколько физических накопителей (типично 4-5) по правилам, определяемым уровнем реализации (0-10). Например, RAID Level 5 позволяет при считывании исправлять ошибки и осуществлять замену любого диска без остановки обращения к данным.
CD-ROM
Устройства считывания компакт-дисков CD-ROM расширяют возможности системы хранения данных NetWare. Существующие накопители обеспечивают скорость считывания от 150 кбайт/с до 300/600/900/1500 Кбайт/c для 2-,4-,6- и 10-скоростных моделей при времени доступа 200-500 мс. NetWare позволяет монтировать компакт-диск как сетевой том, доступный пользователям для чтения. Объем тома может достигать 682 Мбайт (780 Мбайт для Mode 2).
Устройства CD-ROM выпускаются с различными интерфейсами, как специфическими (Sony, Panasonic, Mitsumi), так и общего применения: IDE и SCSI. Сервер NetWare обслуживает только CD-ROM с интерфейсами SCSI, новые драйверы существуют и для IDE; устройства со специфическими интерфейсами могут использоваться только в DOS для инсталляции системы. С точки зрения повышения производительности предпочтительнее использование CD-ROM SCSI, однако они существенно дороже аналогичных IDE-устройств. В сервере с дисками SCSI применение CD-ROM с интерфейсом IDE может оказаться невозможным из-за конфликтов адаптеров.
Во избежание зависания процесса инсталляции сервера с CD, его привод нежелательно подключать к тому же контроллеру, который будет обслуживать диск с системным томом SYS:. CD-ROM внутреннего исполнения не рекомендуется устанавливать непосредственно над жестким диском из-за сильного магнитного поля, способного разрушить данные на винчестере, которое возникает при считывании CD.
Стримеры
Устройства хранения данных на магнитной ленте (Tape Drive) — стримеры — являются распространенными средствами архивации данных. Они относятся к категории устройств хранения Off-Line, для них характерно очень большое время доступа, обусловленное последовательным методом доступа, средняя скорость обмена и большая емкость носителя — от сотен мегабайт до нескольких гигабайт. Носителем информации обычно являются картриджи с лентой шириной 1/4 дюйма (6.25 мм) — Quarter-Inch Cartridge, QIC. Широко распространены стандарты QIC 40 и QIC 80, имеющие продольную плотность записи 10000 бит/дюйм на 20 дорожках и 14700 бит/дюм на 28 дорожках соответственно, позволяющие хранить сотни Мбайт на одной ленте. Большие объемы обеспечивают стандарты QIC 1350 и QIC 2100 — 1.35 и 2.1 Гбайт соответственно. Девятидорожечные ленты шириной 1/2 дюйма (12,7 мм) типичны для накопителей мини- и больших (Mainframe) компьютеров.
Стримеры могут иметь специфические интерфейсы, требующие специальных адаптеров; некоторые дешевые модели подключаются к стандартному контроллеру накопителей на гибких дисках вместе с дисководами; существуют устройства, подключаемые к паралельному порту. NetWare поддерживает только стримеры с интерфейсом SCSI, что объясняется его преимуществом в производительности системы в целом. Использование стримеров с другими интерфейсами может оказаться невозможным из-за отсутствия соответствующих драйверов.
NetWare поддерживает ленточные устройства как средства архивирования и востановления данных, на их использование ориентирована серверная утилита SBACKUP.
Ленточные устройства имеют существенный недостаток — большие затраты времени на обслуживание:
- подготовка картриджа к использованию — тестирование поверхности и форматирование ленточных томов — весьма длительная процедура, занимающая время, исчисляемое часами. Приобретение предварительно отформатированных картриджей (Preformatted) позволяет экономить время (конечно, при условии совпадения форматов);
- процесс записи и считывания длителен из-за последовательного доступа и невысоких скоростей движения носителя;
- при длительном хранении ленты требуют периодической перемотки для снятия внутренних напряжений. Кроме того, при хранении необходимо выдерживать нормальные условия по температуре и влажности;
- основное преимущество стримеров — низкая удельная стоимость хранения больших массивов информации.
Магнитооптические устройства
Магнитооптические устройства — Magneto-Optical Drives, MOD, — используют лазерный луч для записи информации на сменный магнитный носитель, весьма устойчивый к воздействию внешних магнитных полей и некритичный к температуре и влажности. Емкость одного носителя составляет от сотен мегабайт до нескольких гигабайт. Устройства обеспечивают скорость считывания и время доступа, приближающиеся к параметрам винчестера, но существенно более длительный процесс записи. Магнитооптические устройства могут монтироваться как сменяемый том или использоваться в качестве устройств архивации (альтернатива стримерам) или миграции данных (HCSS). Приводы с автоматической сменой носителя (Jukebox) являются примером устройств хранения класса Near-Line и могут с успехом использоваться для создания массивов данных с объемом, достигающим терабайта, а также для автоматизированного резервного архивирования сетевых дисков. Общепринятым интерфейсом MOD для серверов является SCSI, применение устройств, подключаемых к параллельным портам для сервера нежелательно из-за большой загрузки процессора при обмене с ними и может оказаться невозможным из-за отсутствия драйверов NetWare.
3.2 Дисковая подсистема сервера NetWare
NetWare использует собственные методы организации дисков, создавая на них разделы, отличающиеся от разделов DOS. ОС имеет специальные средства для повышения надежности хранения и суммарной эффективности параллельного обслуживания множества запросов клиентов, приложений и внутренних процессов системы.
Средства повышения надежности хранения.
Надежность хранения информации на физическом уровне обеспечивается контрольным считыванием после записи (Read after Write Verify) в сочетании с "горячим резервированием" (Hot Fix) и дублирование дисков.- Контрольное считывание может быть реализовано аппаратно (средствами дискового контроллера) или программно. Аппаратный контроль с точки зрения производительности предпочтительнее, однако при этом остается уязвимым тракт память — контроллер. Для специальных дисков, реализующих верификацию аппаратно на уровне устройства, включение системной верификации обычно излишне.
- Горячее резервирование использует область Hot Fix Area, определяемую при создании раздела NetWare. Дефектные участки поверхности носителя, выявленные по возникновении ошибки при считывании или верификации после записи, переназначаются в резервную область и в дальнейшем до переформатирования диска не используются.
- Дублирование дисков, точнее — разделов одинакового размера, подразделяется на отражение (Disk Mirroring) и дуплексирование (Disk Duplexing). При использовании дублирования запись производится одновременно на два и более (максимум — 8) физических накопителя, подключенных в случае отражения к одному контроллеру, в случае дуплексирования — к различным контроллерам. При чтении запросы распределяются между отраженными дисками, что попутно сокращает время доступа к данным. Согласованность данных (синхронность) на дублированных носителях проверяется при монтировании их томов. B NetWare 4.x синхронность дисков проверяется еще и периодически во время обычной работы сервера. Отражение спасает данные только в случае отказа самого накопителя, дуплексирование резервирует весь дисковый тракт. Дуплексированные диски работают производительнее отраженных за счет параллельной работы каналов при записи. Для оператора консоли оба вида дублирования дисков называются отражением.
- Применение накопителей RAID разгружает процессор сервера от задач повышения надежности хранения информации, во многих случаях снимая актуальность применения отражения дисков (RAID Level 1 эквивалентен отражению двух дисков).
Средства повышения эффективности доступа.
Высокая эффективность файл-сервера NetWare обеспечивается системой кэширования файлов и каталогов, автоматического индексирования больших файлов, хэширования каталогов и лифтового поиска при обслуживании групп запросов к дискам. Система ориентирована на повышение суммарной эффективности удовлетворения множества запросов множества клиентов с оптимизацией операций с физическими устройствами.- Для ускорения доступа к файлам и каталогам в оперативной памяти сервера отводится пул кэш-буферов, в которые помещаются данные, считанные с диска или предназначенные для записи на диск. Большой объем пула обеспечивает достаточно высокую вероятность нахождения требуемых данных в кэш-буфере при весьма вероятном повторном обращении. При последовательном чтении соседних блоков файлов система может выполнять упреждающее считывание (Read Ahead), помещая в кэш данные "про запас". Менеджер кэша следит за использованием буферов, освобождая блоки, к которым давно не было обращений, управляет записью данных из модифицированных кэш-буферов (Dirty Cache Buffers) на диск, передает запросы на обращения к дискам в лифтовую систему поиска.
- Для ускорения доступа к большим файлам ОС автоматически индексирует любой файл прямого доступа, имеющий более 64 элементов в таблице размещения, строя индекс турбо-FAT. Поскольку это построение занимает определенное время, а турбо-FAT может впоследствии пригодиться для нового доступа к тому же файлу, существует время жизни индекса после закрытия индексированного файла, по исчерпании которого занимаемая им память может быть выделена для другого файла.
- Для ускорения поиска файла в каталоге применяется хеширование каталогов (Directory Hashing) — метод индексирования каталога, позволяющий находить требуемое вхождение с первой попытки с вероятностью 0.95 (в отличие от обычного последовательного перебора таблицы вхождений каталога).
- Лифтовый поиск (Elevator Seeking) минимизирует затраты времени на перемещение головок дисковода, вносящие наибольшую задержку в суммарное время доступа к данным. Запросы к диску от множества процессов, обслуживаемых сервером, выстраиваются в очередь и обслуживаются по мере приближения головок к требуемым участкам, подобно лифту, подбирающему и выпускающему пассажиров по пути на разных этажах.
Организация дисковой системы
ОС NetWare взаимодействует с устройствами внешней памяти через собственные драйверы, специальные для каждого типа устройств и интерфейса. Традиционные драйверы (.DSK-файлы) в NetWare 4.1x постепенно заменяются на драйверы архитектуры NPA, NWPA (NetWare Peripherial Architecture). В них функции обеспечения интерфейсов связи NetWare с хост-адаптером и собственно драйверы конкретных подключенных к ним устройств разделены на модули HAM (Host Adapter Module) и CDM (Custom Device Module) соответственно. Такое разбиение позволяет экономить ресурсы памяти и процессора, поскольку загружаются только фактически необходимые модули. Модульность архитектуры облегчает изменение конфигурации аппаратуры сервера, требуя перезагрузки только одного (HAM или CDM) драйвера. Novell планирует в следующих версиях произвести полный переход на NPA, но пока обеспечивается ее сосуществование с распространенными традиционными.DSK-драйверами.Для всех установленных и используемых дисковых контроллеров должны загружаться соответствующие им драйверы. В комплект поставки NetWare включены несколько типов дисковых драйверов.
Драйвер DCB.DSK предназначен для платы дискового сопроцессора — SCSI хост-адаптера фирмы NOVELL.
Драйвер IDE.DSK работает с IDE-дисками минуя BIOS через собственные процедуры.
Драйвер ISADISK.DSK работает с дисками IDE (и ST-506/ST-412) через BIOS компьютера, его использование позволяет обойти трудности, связанные с неоднозначностью обслуживания IDE-дисков емкостью свыше 504 Мбайт различными версиями BIOS.
Драйверы SCSI-дисков специфичны для каждого варианта хост-адаптера и должны включаться в комплект поставки SCSI-адаптера.
ОС работает со своими разделами (NetWare Partition), создаваемыми на дисках утилитой INSTALL. На одном физическом диске может присутствовать только один раздел NetWare, сосуществуя с разделами других операционных систем. Каждый раздел NetWare имеет резервную область (Hot Fix Area), на которую переназначаются данные с дефектных блоков по мере их обнаружения. Разделы (и логические диски) DOS используются для начальной загрузки компьютера, при работе NetWare они могут быть доступными только для загрузки модулей ОС. С рабочих станций весьма урезанный доступ к дискам DOS сервера имеет только оператор удаленной консоли.
Файловая система сервера в качестве самого крупного элемента организации использует категорию том (VOLume). Том может состоять из одного или нескольких (до 32) сегментов, расположенных в одном или нескольких логических разделах NetWare; каждый раздел может содержать до 8 сегментов, принадлежащих любым томам. Размещение одного тома на нескольких дисках дает возможность физически одновременного обслуживания нескольких обращений к его данным. Размер тома (минимальный — 1 Мбайт) можно увеличивать в процессе эксплуатации без разрушения уже записанных данных, добавляя к нему дополнительные сегменты. Удаление сегмента приводит к потере данных всего тома.
Том становится доступным для использования после его монтирования командой MOUNT, том SYS, необходимый для работы системы, монтируется автоматически по загрузке драйвера (драйверов), обеспечивающего доступ к дискам, несущим все его сегменты. Смонтированный том занимает в оперативной памяти объем, зависящий от его размера. Неиспользуемые тома можно размонтировать командой DISMOUNT.
Каждый том NetWare имеет древовидную структуру каталогов (аналогично логическому диску DOS). Полная спецификация файла имеет следующую структуру:
fname[.ext]
где server_name и vol_name — имена сервера и тома, dir_n — имена каталогов и подкаталогов, fname и ext — имя и расширение файла. В качестве разделителя элементов имени обычно допускается равноправное использование символов / и \ (в файлах процедур регистрации символ \ используется как управляющий).
По умолчанию том поддерживает только имена файлов, удовлетворяющие соглашениям DOS. Для поддержки пространства имен других систем (Macintosh, OS/2, UNIX и FTAM) предусмотрена загрузка дополнительных модулей MAC.NAM, OS2.NAM, NFS.NAM и FTAM.NAM соответственно.
Информация о размещении данных на томе хранится в таблицах каталогов (DET) и размещения файлов (FAT), которые всегда дублируются на разных участках диска. В случае разрушения основной копии таблицы восстанавливаются с резервной. Проверка обеих копий производится каждый раз во время монтирования тома при загрузке, "легкие" ошибки исправляются автоматически.
Для устранения более серьезных проблем монтирования используется утилита VREPAIR.NLM, позволяющая проверять и восстанавливать предварительно размонтированные тома, а также удалять дополнительное пространство имен. Копию VREPAIR.NLM полезно иметь в загрузочном каталоге диска DOS (если возникнут проблемы с томом SYS:).
В корневом каталоге каждого тома система создает ASCII-файл VOL$LOG.ERR, в который записывается диагностическая информация о работе тома. При нормальной работе системы в нем присутствуют только сообщения о монтировании и размонтировании.
Дисковое пространство выделяется под файлы и каталоги блоками. Размер блока может принимать значения 4, 8, 16, 32 или 64 кбайт, он определяется при создании тома и одинаков для всех его сегментов. Бо"льшие размеры блока экономят память сервера, используемую для кэширования таблиц каталогов и размещения файлов, но при большом количестве маленьких файлов увеличивают расход дисковой памяти, поскольку под каждый файл выделяется хотя бы один блок.
В NetWare 4.x эффективность использования дискового пространства повышается при использовании подразделения блоков (Block Suballocations) на субблоки с размером, кратным 512 байт. При этом файл всегда начинается с границы целого блока, а неиспользуемые остаточные субблоки могут использоваться в качестве "довесков" в других файлах. Выигрыш в использовании дискового пространства, естественно, оплачивается некоторым снижением производительности. Подразделение блоков (по умолчанию предлагается разрешить) может быть установлено для тома в любое время, однако отменить его уже нельзя до переформатирования тома. Подразделение может быть запрещено для конкретных файлов установкой атрибута Ds (Don"t Suballocate), что особенно полезно для часто изменяемых файлов, например, баз данных.
Для повышения эффективности использования дисковой памяти в случае разрозненных (sparce) файлов большого размера (у которых был заявлен большой размер, но реальная запись в средние блоки не производилась) под незаписанную часть файла блоки не выделяются, при чтении этой области система генерирует поток нулей. Cвойство разрозненности может сохраняться и при копировании файлов сетевыми утилитами.
ОС следит за наличием свободного пространства томов и при уменьшении его до критического размера выдает сообщения на консоль и станции сети.
В NetWare 4.x дополнительную экономию дискового пространства обеспечивает применение компрессии файлов (File Compression): ОС выявляет файл, к которому не было обращений в течении нескольких дней, и пытается выполнить его сжатие во временный файл. Если компрессия успешно завершилась и сжатый файл стал существенно меньше оригинала, исходный файл замещается сжатым. При обращении к этому файлу он автоматически распаковывается в свободное пространство диска. Компрессия, как и подразделение, для всего тома может только включаться, но может запрещаться атрибутами для файлов и каталогов. Параметры компрессии задаются командами SET и атрибутами файлов и каталогов. "Расплатой" за экономию дискового пространства являются следующие негативные явления:
- скорость доступа: декомпрессия файла, в зависимости от его размера и производительности процессора, может занимать от десятков секунд до десятков минут;
- архивация: системные архивы (Backup) томов с разрешенной компрессией могут восстанавливаться только на тома с разрешенной компрессией. Вдобавок, файлы восстанавливаются в декомпрессированном виде и будут автоматически сжаты только через несколько дней. Следовательно, размер тома для восстановления архива может потребоваться существенно большим, чем размер архивированного тома;
- производительность сервера: компрессия и декомпрессия требуют ресурсов процессора, однако поиск файлов-кандидатов и их компрессию можно запретить на время большой активности пользователей в сети.
Управление доступом к файлам и каталогам
Конечной задачей файл-сервера является предоставление пользователям доступа к файлам и каталогам, расположенным в системе хранения данных сервера. NetWare предоставляет возможность доступа клиентов сети к конкретным файлам и каталогам, а также возможность отображения любого каталога на логический диск рабочей станции — так называемое планирование драйвов (Drive Mapping), осуществляемое сервером по командам MAP или через протокольные вызовы NCP.NetWare как многопользовательская и многозадачная ОС обеспечивает управление доступом к файлам и каталогам в следующих аспектах:
- предоставление определенных прав доступа конкретным пользователям и группам;
- задание свойств файлов и каталогов их атрибутами;
- реализация разделяемого доступа к файлам, механизма захвата (блокировки) файлов и записей при множественном доступе;
- восстановление и очистка удаленных файлов;
- контроль завершенности транзакций.
| Право | Обозначение | Действие для каталогов и файлов |
| Read | R | Право открытия и чтения файла (запуск программ). |
| Write | W | Право открытия и изменения содержимого существующего файла. |
| Create | C | Для каталога — право создания (но не чтения) файлов и подкаталогов. Для файла — право восстановления удаленного (неочищенного). |
| Erase | E | Право удаления файла или каталога и очистки удаленного файла. |
| Modify | M | Право модификации атрибутов и имени (но не содержимого) |
| File Scan | F | Право сканирования (обеспечивает видимость имен файлов и подкаталогов) |
| Access Control | A | Право управления доступом — позволяет изменять маску и предоставлять (модифицировать) все права (кроме прав супервизора) любым пользователям. |
| Supervisory | S | Право супервизора — автоматически включает все вышеперечисленные права, а также позволяет предоставлять право супервизора в этом каталоге или файле другим пользователям. Применительно к каталогу распространяется на все файлы и нижестоящие подкаталоги и не может отменяться на нижестоящих уровнях каталогов или файлов (игнорирует фильтры и опекунские назначения). |
Эффективные права пользователя складываются из всех прав, доверенных ему лично и как члену групп, а также из прав пользователей и групп, которым он имеет эквивалентность по защите. Если права доверены только в вышестоящем каталоге, то по пути к данному каталогу они проходят через фильтры наследуемых прав доверенного и промежуточных каталогов, а для файла — еще и через его IRF. При наследовании, естественно, права могут только ограничиваться (за исключением права супервизора). Непосредственное опекунское назначение отменяет наследование прав.
При просмотре каталогов пользователь увидит дерево каталогов от самого корня тома, но только те ветви, которые ведут в доверенные ему каталоги и только те файлы, в которых он имеет эффективное право сканирования (F).
Установкой опекунских назначений можно предоставить любой набор прав (или, наоборот, ограничить доступ) в любом фрагменте дерева каталогов и файлов.
Атрибуты каталогов и файлов предназначены для ограничения действий пользователей, разрешенных их эффективными правами, а также задания некоторых свойств, учитываемых системой при обслуживании. Изменение атрибутов разрешается пользователям, обладающим правом модификации.
| Атрибут файла (F) каталога (D) | Net Ware 2.x-3.x | Net Ware 4.x | Назначение атрибута |
| Archive needed (F) | A | A | Необходимость архивации файла (модифицирован со времени последней архивации) |
| Copy inhibit (F) | C | Ci | Запрет копирования файлов для Macintosh |
| Delete inhibit (F,D) | D | Di | Запрет удаления файла или каталога |
| Hidden (F,D) | H | H | Невидимый командой DOS DIR (NDIR этот атрибут игнорирует) |
| Indexed (F) | I | I | Индексируемый файл (активизирует построение Turbo-FAT для ускорения доступа) |
| Purge (F,D) | P | P | Немедленно очищаемый при удалении (невосстанавливаемый утилитой SALVAGE) |
| Read Only (F) | Ro | Ro | Только чтение: запрет записи, переименования и удаления (автоматически устанавливает атрибуты Ri и Di и снимает Rw) |
| Read Write (F) | Rw | Rw | Чтение и запись (при установке снимает Ro) |
| Rename inhibit (F,D) | R | Ri | Запрет переименования |
| Shareable (F) | S | S | Разделяемый файл (допускает одновременное обращение от нескольких пользователей) |
| System (F,D) | Sy | Sy | Системный: скрытый с запретом удаления (комбинация H и Ro) |
| Transactional (F) | T | T | Транзактируемый файл, защищаемый TTS (также запрещает удаление и переименование) |
| eXecute only (F) | X | X | Файл только для исполнения (.COM или.EXE). Запрет модификации, удаления, переименования и копирования. Однажды установленный атрибут невозможно снять; не все программы могут с ним работать |
| (Normal) | N | N | Фиктивный "атрибут" для установки атрибутов по умолчанию (Rw) |
| Can"t Compress (F) | - | Cc | Невозможна существенная компрессия (устанавливается системой после неэффективной попытки сжатия) |
| Don"t Compress (F,D) | - | Dc | Запрет компрессии |
| Immediate Compress (F,D) | - | Ic | Немедленная компрессия (сразу после записи) |
| Don"t Migrate (F,D) | - | Dm | Запрет миграции на HCSS |
| Migrated (F) | - | M | Файл мигрировал на HCSS |
| Don"t Suballocate (F) | - | Ds | Запрет подразделения блоков |
Атрибуты I, Cc, M устанавливаются операционной системой.
При копирование файлов сетевыми утилитами (NCOPY) между сетевыми каталогами файл сохраняет все атрибуты, кроме P (немедленно очищаемый). Копирование файла на локальный диск, а также любое копирование средствами DOS, сохраняет только атрибуты S и Ro.
При разделяемом доступе к файлам целостность данных при одновременном доступе с нескольких станций обеспечивается механизмом захвата файлов и физических записей. Множественный доступ разрешается только к файлам, имеющим атрибут разделяемости (S). Прикладная программа может потребовать захвата файла или физической записи — области файла. При попытке другого клиента обратиться к захваченному файлу или записи система блокирует эту операцию.
ОС имеет средства восстановления удаленных файлов: при удалении файла сначала делается только пометка в его описателе, содержимое файла и занимаемое пространство на томе сохраняется до его необратимой очистки (Purge), выполняемой системой автоматически через некоторое время, или пользователем, имеющем в удаленных файлах право удаления D, с помощью утилиты PURGE. Файлы с атрибутом P очищаются немедленно.
Система позволяет сохранять удаленные файлы даже с совпадающими именами. Неочищенный (восстановимый) файл из удаленного каталога переносится в скрытый каталог DELETED.SAV, автоматически создающийся в корневом каталоге каждого тома. Для обслуживания восстановимых файлов служит утилита SALVAGE.EXE, которая имеет средства для поиска и выбора восстановимых файлов, в том числе и из удаленных каталогов.
Система отслеживания транзакций TTS защищает файлы баз данных с установленным атрибутом транзакционности (T). Система следит за тем, чтобы каждая транзакция — цепочка захвата, модификации и освобождения записи — выполнялась до конца.
Если по внешним причинам, связанным с сервером, сетью или станцией, транзакция прервалась, то TTS произведет откат транзакции — вернет файл в состояние, в котором он был до ее начала. В корневом каталоге тома SYS: система создает текстовый файл TTS$LOG.ERR, в котором накапливается отчет о работе TTS. Подключение сервера к системе бесперебойного питания позволяет повысить надежность TTS.
