Файловая структура операционных систем

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой структуры, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой структуры – табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT -таблицах). К FAT-таблице предъявляются очень высокие требования по ее надежности, поскольку нарушение FAT-таблицы приводит к нарушению доступа к данным, записанным на диске. Поэтому FAT-таблица создается в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами операционной системы.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Емкость сектора составляет 512 Кбайт. Поскольку емкость FAT-таблицы ограничена, то для дисков, емкость которых превышает 32 Мбайта, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору невозможно. С целью устранения этого недостатка секторы условно объединяются в кластеры. Кластер – это наименьшая единица адресации к данным. Емкость кластера не фиксирована и зависит от емкости диска.

Несмотря на то, что сведения о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.

Под управлением операционной системы осуществляются следующие функции обслуживания файловой структуры:

· создание файлов и присвоение им имен;

· создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

· копирование и перемещение файлов между дисками и между каталогами (папками) одного диска;

· удаление файлов и каталогов (папок);

· навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

· управление атрибутами файлов.

Файл – это именованная последовательность байтов произвольной длины. Поскольку файл может иметь нулевую длину, то создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой структуре – это одна из функций операционной системы. По способам именования файлов различают «короткое» (собственно имя) и «длинное» (полное или составное) имя. Полное имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут состоять только из алфавитно-цифровых символов латинского (английского) алфавита. Составное имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. Имя файла может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \, /,:,,, *,?, “, <, >, |. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Расширением имени считаются все символы, идущие после последней точки.
В современных операционных системах семейства MS Windows использование длинных имен файлов имеет ряд особенностей:

· в корневой папке диска (на верхнем уровне иерархической файловой структуры) нежелательно хранить файлы с длинными именами, так как в этой папке ограничено количество единиц хранения, поэтому, чем длиннее имена, тем меньше файлов можно разместить в корневой папке;

· существует жесткое ограничение на длину спецификации файла (она не может быть длиннее 260 символов), которая включает кроме составного имени путь доступа к файлу, начиная от вершины иерархической структуры;

· разрешается использовать символы любых алфавитов, в том числе и русского;

· прописные и строчные буквы не различаются операционной системой;

· во многих случаях выбор расширения имени файла не является частным делом пользователя (приложения операционных систем предлагают выбрать только основную часть имени и указать тип файла, а соответствующее расширение имени создается автоматически).

Кроме имени файла операционная система хранит для каждого файла дату его создания (изменения) и его атрибуты – это дополнительные параметры (характеристики), определяющие свойства файлов. Операционная система позволяет их контролировать и изменять. Состояние атрибутов учитывается при проведении автоматических операций с файлами. К основным атрибутам, которые обозначаются буквами английского алфавита, относятся следующие четыре:

· только для чтения (R ead only), то есть файл не предназначен для внесения изменений;

· скрытый (H idden), то есть информация о файле не отображается на экране при проведении файловых операций (это мера защиты против его случайного повреждения);

· системный (S ystem) – это файлы, обладающие важными функциями в работе самой операционной системы;

· архивный (A rchive) в прошлом использовался для работы программ резервного копирования (в современных операционных системах утратил практическое значение, так как используются другие средства для резервного копирования).

Поиск по сайту: