Genel bilgi dosya sistemleri hakkında
Windows 8 işletim sistemi, birden çok dosya sistemini destekler: NTFS, FAT ve FAT32... Ama sadece üzerinde çalışabilir NTFS, yani yalnızca bu dosya sisteminde biçimlendirilmiş bir sabit disk bölümüne kurulabilir. Bunun nedeni, içinde sağlanan özellikler ve güvenlik araçlarıdır. NTFS ancak dosya sistemlerinde mevcut değil Windows önceki nesiller: FAT16 ve FAT32... Daha sonra, sistemin işleyişinde hangi rolü oynadıklarını ve Windows'un Windows 8'e dönüşme sürecinde nasıl geliştiklerini anlamak için Windows için tüm dosya sistemleri üzerinde duracağız.
Avantajlar NTFS hemen hemen her şeyi ilgilendirir: diskteki verilerle (dosyalar) çalışmanın performansı, güvenilirliği ve verimliliği. Yani, yaratmanın ana hedeflerinden biri NTFS dosyalar üzerindeki işlemlerin (kopyalama, okuma, silme, yazma) yüksek hızlı performansının yanı sıra ek özelliklerin sağlanmasıydı: veri sıkıştırma, kurtarma hasarlı dosyalar büyük disklerdeki sistemler vb.
yaratmanın bir diğer temel amacı NTFS dosya sistemleri olduğundan, artan güvenlik gereksinimlerinin bir uygulaması vardı YAĞ, FAT32 bu açıdan hiç iyi değillerdi. tam olarak NTFS herhangi bir dosya veya klasöre erişime izin verebilir veya erişimi reddedebilirsiniz (erişim haklarını farklılaştırın).
İlk önce, dosya sistemlerinin karşılaştırmalı özelliklerine bakalım ve ardından her biri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. Daha fazla netlik için karşılaştırmalar tablo şeklinde verilmiştir.
Dosya sistemi YAĞ modern sabit diskler için uygun değildir (sınırlı yetenekleri nedeniyle). İlişkin FAT32, o zaman hala kullanılabilir, ancak bir streç ile. 1000 GB'lık bir sabit sürücü satın alırsanız, onu en az birkaç bölüme ayırmanız gerekir. Ve eğer video düzenleme yapacaksanız çok rahatsız olacaksınız. mümkün olan maksimum dosya boyutu olarak 4 GB sınırlaması.
Dosya sistemi tüm bu eksikliklerden yoksundur. NTFS... Yani dosya sisteminin ayrıntılarına ve erişilebilirliğine bile girmeden NTFS, lehine bir seçim yapabilirsiniz.
| Dosya sistem |
Seçenekler | |
|---|---|---|
| Hacim boyutları | En büyük boy dosya | |
| YAĞ | 1,44 MB - 4 GB | 2 GB |
| FAT32 | Teorik olarak mümkün olan birim boyutu 512 MB ila 2 TB arasındadır. Dosya sistemi düzeyinde sıkıştırma desteklenmiyor | 4 cigabayt |
| NTFS | Önerilen minimum boyut 1,44 MB ve maksimum 2 TB'dir. Dosyalar, dizinler ve birimler için dosya sistemi sıkıştırma desteği. | Maksimum boyut yalnızca birimin boyutuyla sınırlıdır (Teorik olarak - 264 bayt eksi 1 kilobayt. Pratik olarak - 244 bayt eksi 64 kilobayt) |
Genel olarak kullanın FAT32 yalnızca bilgisayarınızda birkaç işletim sisteminin kurulu olduğu ve bazılarının desteklemediği durumlarda haklı gösterilebilir. NTFS... Ancak bugün pratikte böyle insanlar yok. Windows 98 gibi antika yüklemek istemiyorsanız.
FAT dosya sistemi
Dosya sistemi YAĞ(genellikle yağ 16) uzun zaman önce geliştirildi ve basit bir dizin yapısı olan küçük disk ve dosya birimleriyle çalışması amaçlandı. Kısaltma YAĞ anlamına gelir Dosya Ayırma Tablosu(İngilizce dosya tahsis tablosundan). Bu tablo cildin başına yerleştirilmiştir ve iki kopyası saklanmıştır (daha fazla dayanıklılık için).
Bu tablo, işletim sistemi tarafından dosyayı bulmak ve sabit sürücüdeki fiziksel konumunu belirlemek için kullanılır. Tablo (ve kopyası) zarar görmüşse, işletim sistemi dosyaları okuyamaz. Hangi dosyanın nerede olduğunu, nerede başladığını ve nerede bittiğini belirleyemez. Bu gibi durumlarda dosya sisteminin çöktüğü söylenir.
Dosya sistemi YAĞ aslen Microsoft tarafından disketler için geliştirilmiştir. Ancak o zaman onu kullanmaya başladılar. sabit sürücüler... İlk başta öyleydi FAT12(disketler ve 16 MB'a kadar olan sabit sürücüler için) ve sonra büyüdü FAT16 MS-DOS 3.0 işletim sistemi ile devreye alınmıştır.
FAT32 dosya sistemi
Windows 95 OSR2'den beri, Microsoft işletim sistemlerinde aktif olarak kullanmaya başlar FAT32- otuz iki bitlik sürüm YAĞ... Ne yapmalı, teknik ilerleme durmuyor ve fırsatlar yağ 16 açıkça yeterli değildi.
ona kıyasla FAT32 disklere daha optimum erişim, daha hızlı G / Ç işlemleri ve büyük dosya boyutları için destek (2 TB'a kadar disk kapasitesi) sağlamaya başladı.
V FAT32 daha verimli disk alanı kullanımı (daha küçük kümeler kullanarak) uygulandı. Faydalanmak FAT16 yaklaşık %10 ... 15'tir. Yani, kullanırken FAT32 Aynı diske FAT16 kullanımına göre %10 ... %15 daha fazla bilgi kaydedilebilir.
Ayrıca belirtmek gerekir ki FAT32 programların daha yüksek güvenilirlik ve daha hızlı başlatılmasını sağlar.
Bunun nedeni iki önemli yeniliktir:
kök dizini taşıma yeteneği ve destek olmak YAĞ(ana kopya hasarlıysa)
Sistem verilerinin yedek bir kopyasını saklama yeteneği.
Dosya sistemi NTFS
Genel bilgiFAT sürümlerinin hiçbiri kabul edilebilir bir güvenlik düzeyi sağlamaz. Bu, ek dosya mekanizmalarına (sıkıştırma, şifreleme) duyulan ihtiyacın yanı sıra, temelde yeni bir dosya sistemi oluşturma ihtiyacına yol açtı. Ve dosya sistemi oldu NT (NTFS)
NTFS- İngilizceden. Yeni Teknoloji Dosya Sistemi - dosya sistemi yeni teknoloji
Daha önce de belirtildiği gibi, ana avantajı güvenliktir: dosyalar ve klasörler için NTFS erişim hakları atanabilir (okuma, yazma vb.). Bu sayede veri güvenliği ve sistem kararlılığı önemli ölçüde artırılmıştır. Erişim haklarının atanması, herhangi bir kullanıcının ve programın dosyalar üzerinde herhangi bir işlem gerçekleştirmesini yasaklamanıza / izin vermenize izin verir. Örneğin, yeterli haklar olmadan yetkisiz bir kullanıcı herhangi bir dosyayı değiştiremez. Veya yine yeterli haklara sahip olmayan virüs dosyayı bozamayacaktır.
Dışında, NTFS, yukarıda belirtildiği gibi, daha iyi performans ve büyük miktarda veriyle çalışma yeteneği sağlar.
Windows 2000'den beri, sürüm NTFS 5.0, standart olanlara ek olarak, aşağıdaki özellikleri uygulamanıza izin verir:
Veri şifreleme- bu özellik, adı verilen özel bir NTFS eklentisi tarafından uygulanır. Şifreleme Dosya Sistemi(EFS)- şifreleme dosya sistemi. Bu mekanizma sayesinde şifrelenen veriler sadece şifrelemenin gerçekleştiği bilgisayarda okunabilmektedir.Ve bir yenilik daha NTFS - bağlama noktaları... Bağlama noktaları ile sistemdeki birbiriyle alakasız çeşitli klasörleri ve hatta sürücüleri tek bir sürücü veya klasör olarak tanımlayabilirsiniz. Bu, sistemde bulunan heterojen bilgilerin tek bir yerde toplanması için büyük önem taşımaktadır.
Disk kotaları- Kullanıcılara kullanabilecekleri disk üzerinde belirli (sınırlı) bir boyut atamak mümkün hale geldi.
Seyrek dosyaların verimli depolanması... Çok sayıda ardışık boş bayt içeren dosyalar var. NTFS dosya sistemi, depolamalarını optimize etmenize olanak tanır.Değişiklik günlüğünü kullanma- dosyalara ve birimlere tüm erişim işlemlerini kaydetmenizi sağlar.
■ Son olarak, NTFS altında bir dosya için belirli erişim hakları ayarlanmışsa ve ardından onu bir FAT bölümüne kopyaladıysanız, tüm erişim haklarının ve NTFS'de bulunan diğer benzersiz niteliklerin kaybolacağı akılda tutulmalıdır. Yani dikkatli ol.
NTFS aygıtı. Ana dosya tablosu MFT.Diğer herhangi bir dosya sistemi gibi, NTFS de tüm kullanılabilir alanı ikiye böler. kümeler- dosyaların bölündüğü minimum veri blokları. NTFS, 512 bayttan 64 KB'ye kadar neredeyse tüm küme boyutlarını destekler. Ancak genel olarak kabul edilen standart 4 KB'lık bir kümedir. Varsayılan olarak kullanılan kişidir. Kümelerin varlığı ilkesi aşağıdaki örnekle gösterilebilir.
Küme boyutunuz 4 KB ise (ki bu büyük olasılıkla) ve 5 KB boyutunda bir dosya kaydetmeniz gerekiyorsa, o zaman bir kümeye sığmadığı ve disk alanı boş olduğu için aslında 8 KB bunun için ayrılacaktır. dosya için yalnızca kümeler tarafından tahsis edildi ...
Her NTFS diski için özel bir dosya vardır - MFT (Master Tahsis Tablosu)... Bu dosya, diskteki tüm dosyaların merkezi bir dizinini içerir. Bir dosya oluştururken, NTFS dosya oluşturur ve doldurur. MFT dosya öznitelikleri, dosya içerikleri, dosya adı vb. hakkında bilgi içeren ilgili kayıt.
Ek olarak MFT, mevcut olmayan 15 özel dosya daha var (MFT - 16 ile birlikte) işletim sistemi ve denir meta dosyaları... hepsinin isimleri meta dosyaları karakterle başla $ , ancak standart yollarla işletim sistemi, onları görüntülemek ve genellikle onları görmek mümkün değildir. Aşağıdakiler, örneğin temel meta dosyalarıdır:
SMFT- MFT'nin kendisi.Bir NTFS diskinde veri düzenleme ilkesine gelince, şartlı olarak iki bölüme ayrılmıştır. Diskin ilk %12'si sözde için ayrılmıştır. MFT bölgesi- MFT meta dosyasının büyüdüğü alan.
$ MFTmirr- diskin (ayna) ortasında bulunan ilk 16 MFT kaydının bir kopyası.
$ GünlükDosyası- günlük destek dosyası.
$ Hacim- hizmet bilgileri: birim etiketi, dosya sistemi sürümü vb.
$ AttrDef- birimdeki standart dosya özniteliklerinin bir listesi.
$. - kök dizini.
$ Bit eşlem- birimin boş alanının haritası.
$ Önyükleme - önyükleme sektörü(bölüm önyüklenebilir ise).
$ Kota- disk alanını kullanmak için kullanıcı haklarını içeren bir dosya.
$ Büyük Harf- geçerli ciltteki dosya adlarındaki büyük ve küçük harflerin yazışma tablosu.
Esas olarak NTFS'de dosya adları kodlanmış olduğu için gereklidir. tek kod 65 bin farklı sembol olan , büyük ve küçük eşdeğerlerini aramak çok basit.
Bu alana herhangi bir kullanıcı verisi yazmak mümkün değildir. MFT bölgesi her zaman boş tutulur. Bu, en önemli hizmet dosyasının (MFT) büyüdükçe parçalanmaması için yapılır. Sürücünün kalan %88'i geleneksel dosya depolama alanıdır.
Ancak, yeterli disk alanı yoksa, MFT bölgesinin kendisi küçülebilir (mümkünse), bu nedenle herhangi bir rahatsızlık hissetmezsiniz. Bu durumda, yeni veriler zaten eski MFT bölgesine yazılacaktır.
Daha sonra disk alanının boşaltılması durumunda, MFT bölgesi tekrar büyüyecektir, ancak birleştirilmiş bir biçimde (yani, tek bir blokta değil, diskin birkaç bölümünde). Bunda yanlış bir şey yok, basitçe sistemin daha güvenilir olduğuna inanılıyor. MFT dosyası birleştirilmedi. Ayrıca, MFT dosyası birleştirilmediğinde tüm dosya sistemi daha hızlıdır. Buna göre, MFT dosyası ne kadar çok birleştirilirse, dosya sistemi o kadar yavaş çalışır.
MFT dosyasının boyutuna gelince, kabaca 1000 dosya başına 1 MB üzerinden hesaplanır.
FAT32 bölümlerini veri kaybı olmadan NTFS'ye dönüştürün. Dönüştür yardımcı programı
Mevcut bir FAT32 bölümünü kolayca NTFS'ye dönüştürebilirsiniz. Bunu yapmak için Windows 8, Windows 8.1 bir yardımcı program sağlar Komut satırı dönüştürmek
Çalışmasının parametreleri ekran görüntüsünde gösterilmektedir.
Bu nedenle, D: sürücüsünü NTFS'ye dönüştürmek için komut istemine aşağıdaki komutu girin:
Bundan sonra, varsa, bir birim etiketi girmeniz istenecektir (birim etiketi, pencerede disk adının yanında gösterilir) Benim bilgisayarım... Disklerin daha ayrıntılı tanımlanmasına hizmet eder ve kullanılabilir veya kullanılmayabilir. Örneğin, olabilir Dosya Depolama (NS:).
Bir flash sürücüyü dönüştürmek için komut şöyle görünür:
e: / fs: ntfs / nosecurity / x'i dönüştür
Dosya sistemi, programları ve verileri düzenlemenize ve bu nesnelerin düzenli yönetimini düzenlemenize olanak tanır.
İşletim sistemleri hakkında kişisel bilgisayarlar Unix OS'nin altında yatan dosya sistemi kavramı üzerinde derin bir iz bıraktı. Unix OS'de G/Ç alt sistemi, hem dosyalara hem de dosyalara erişim yolunu birleştirir. çevre birimleri... Bu durumda, bir dosya, bir disk, terminal veya başka bir cihazdaki bir dizi veri olarak anlaşılır.
Dosya sistemi Dosyalar üzerinde işlem sağlayan işletim sisteminin işlevsel bir parçasıdır. Dosya sistemi, içeriği, boyutu, türü vb. ne olursa olsun dosyalar ve dizinler (dizinler) ile çalışmanıza izin verir.
Dosya sistemi Bir veri yönetim sistemidir.
Bir veri yönetim sistemi, kullanıcıların fiziksel dosya manipülasyonunun çoğundan kurtulduğu ve öncelikle verilerin mantıksal özelliklerine odaklanabildiği bir sistemdir.
İşletim sistemi dosya sistemleri, kullanıcılar için harici depolama cihazlarının bazı sanal temsillerini oluşturarak, düşük düzeyde kontrol komutları olmadan onlarla çalışmasına izin verir. fiziksel cihazlar oldukça yüksek seviyeli kümeler ve veri yapıları.
Dosya sistemi (hedef):
- içindeki bilgilerin gerçek konumunun resmini gizler. harici bellek;
- programların belirli bir bilgisayar konfigürasyonunun özelliklerinden bağımsızlığını sağlar (dosyalarla çalışmanın mantıksal düzeyi);
- iletişim hatalarına standart yanıtlar sağlar.
dosya yapısı
Diskteki tüm dosya koleksiyonuna ve aralarındaki ilişkilere dosya yapısı denir. Gelişmiş işletim sistemleri, ağaç şeklinde düzenlenmiş hiyerarşik - çok seviyeli bir dosya yapısına sahiptir.
Ağaç benzeri bir dizin yapısı kullanılır - dizin ağacı. Unix'ten ödünç alınmıştır. Hiyerarşik yapı - parçaları (bileşenleri) dahil etme veya tabi olma ilişkileri ile birbirine bağlanan sistemin yapısı.
Hiyerarşik yapı, köşelerin bileşenlere ve yayların da bağlantılara karşılık geldiği yönlendirilmiş bir ağaçla gösterilir.
G sürücüsünün dizin ağacı
Yönlendirilmiş ağaç, kök ile herhangi bir tepe noktası arasında yalnızca bir yol bulunan, seçilmiş bir tepe noktasına (kök) sahip bir grafiktir. Bu durumda, iki oryantasyon çeşidi mümkündür: ya tüm yollar kökten yapraklara yönlendirilir, ya da tüm yollar yapraklardan köke yönlendirilir.
Ağaçlar, hiyerarşik yapıları tanımlamak ve tasarlamak için kullanılır.
Kök başlangıç konumu, yapraklar son konumdur.
Bölümler
Biçimlendirme işlemi sırasında herhangi bir sabit veya manyeto-optik disk birkaç parçaya bölünebilir ve onlarla ayrı (bağımsız) diskler gibi çalışabilir. Bu parçalara denir bölümler veya mantıksal sürücüler... İşletim sisteminin belirli bir boyuttan daha büyük disklerle çalışamaması nedeniyle bir diski birkaç mantıksal diske bölmek gerekli olabilir. Verileri ve kullanıcı programlarını birbirinden ayrı tutmak çok uygundur. sistem programları(OS), çünkü işletim sistemi "bilgisayardan uçabilir".
Bölüm- disk alanı. Altında mantıksal disk (bölüm) Bir bilgisayarda, işletim sisteminin tek bir bütün nesne olarak çalıştığı herhangi bir bilgi taşıyıcısı kastedilmektedir.
disk adı- mantıksal disk tanımı; kök dizine giriş.
Mantıksal diskler (bölümler) Latin harfleriyle belirtilir A, B, C, D, E, … (A'dan Z'ye 32 harf).
A, B harfleri disketler için ayrılmıştır.
C - genellikle işletim sisteminin önyüklendiği sabit sürücü.
Harflerin geri kalanı mantıksal sürücüler, CD'ler vb. En yüksek miktar Windows için mantıksal sürücüler - sonsuz.
V bölme tablosu bu bölümün başlangıç ve bitiş yerini ve bu bölümdeki sektörlerin sayısını (yer ve boyut) belirtir.
Mantıksal disk dosya yapısı
Bir dosyadaki diskteki bilgilere erişmek için, ilk sektörün fiziksel adresini bilmeniz gerekir (yüzey no. + Parça no. + Sektör no.), Bu dosyanın kapladığı toplam küme sayısı, sonrakinin adresi küme, dosya boyutu bir kümenin boyutundan büyükse
Dosya yapısı öğeleri:
başlangıç sektörü (önyükleme, Önyükleme sektörü);
tablo atamaDosyalar (FAT - Dosya Ayırma Tablosu);
kök dizini (Kök dizini);
veri alanı (kalan boş disk alanı).
Bot-sektör
Bot-sektör - diskin ilk (ilk) sektörü. 0-tarafında, 0-yolda bulunur.
Önyükleme sektörü hizmet bilgilerini içerir:
disk kümesi boyutu (küme, FAT tablosunun boyutunu azaltmak için birkaç sektörü bir grupta birleştiren bir bloktur);
FAT tablosunun konumu (oot sektöründe FAT tablosunun bulunduğu yere bir işaretçi vardır);
FAT tablosunun boyutu;
FAT tablolarının sayısı (Güvenilirliği ve güvenliği sağlamak için her zaman tablonun en az 2 kopyası vardır, çünkü FAT'nin yok edilmesi bilgi kaybına yol açar ve geri alınması zordur);
kök dizinin başlangıcının adresi ve maksimum boyutu.
Önyükleme sektörü, önyükleme bloğunu (önyükleyici) içerir - önyükleme kaydıÖnyükleme Kaydı.
Yükleyici, yürütülebilir bir programı RAM'e yerleştiren ve onu yürütmeye hazır hale getiren bir hizmet programıdır.
FAT (Dosya Ayırma Tablosu)
FAT (Dosya Tahsis Tablosu) - dosya tahsis tablosu. Diskin hangi bölümlerinin her dosyaya ait olduğunu tanımlar Diskin veri alanı, işletim sisteminde numaralandırılmış kümeler dizisi olarak temsil edilir.
YAĞ Diskin veri alanının kümelerini adresleyen bir dizi öğedir. Veri alanının her kümesi bir FAT öğesine karşılık gelir. FAT öğeleri, veri alanındaki dosya kümelerine bir referans zinciri görevi görür.
Dosya Ayırma Tablosu Yapısı:
FAT, 16/32/64 bit öğelerden oluşur. Toplamda, tablo, her biri (ilk ikisi hariç) bir disk kümesine karşılık gelen 65520'ye kadar bu tür öğe içerebilir. Küme, dosyalar ve dizinler için diskteki veri alanında alanın ayrıldığı birimdir. İlk iki tablo girişi (0 ve 1 numaralı) ayrılmıştır ve diğer tablo girişlerinin her biri aynı numarayla disk kümesinin durumunu açıklar. Öğe, kümenin boş olduğunu, kümenin kusurlu olduğunu, kümenin dosyaya ait olduğunu ve dosyadaki son küme olduğunu belirtebilir. Küme bir dosyaya aitse ve son kümesi değilse, tablo girişi bu dosyadaki bir sonraki kümenin numarasını içerir.
YAĞ Dosya yapısının son derece önemli bir unsurudur. FAT'deki ihlaller, mantıksal diskin tamamında tam veya kısmi bilgi kaybına neden olabilir. Bu nedenle diskte iki FAT kopyası saklanır. var özel programlar FAT durumunu izleyen ve ihlalleri düzelten.
Farklı işletim sistemleri gerektirir farklı versiyonlar YAĞ
Windows 95 FAT16, FAT32
Windows NT (XP) NTFS
Novell Netware TurboFAT
UNIX NFS, ReiserFS
Depolama ortamının mantıksal yapısı
İşletim sisteminin gerçek ekipmanın karmaşıklıklarını "tarama" yeteneği, işletim sisteminin ana alt sistemlerinden birinde çok açık bir şekilde kendini gösterir - dosya sistemi... İşletim sistemi, bir dosya olarak harici bir depolama aygıtında depolanan ayrı bir veri kümesini sanallaştırır - sembolik bir adı olan basit bir yapılandırılmamış bayt dizisi. Verilerle çalışmanın rahatlığı için dosyalar şu şekilde gruplandırılmıştır: kataloglar, sırayla gruplar oluşturan - daha fazla dizin yüksek seviye... Kullanıcı, isme göre arama, silme, içeriği harici bir cihaza (ekran gibi) aktarma, içeriği değiştirme ve kaydetme gibi dosyalar ve dizinler üzerinde eylemler gerçekleştirmek için işletim sistemini kullanabilir.
Dosya ve dizinlerin iyi bilinen ve uygun bir hiyerarşik yapısı biçiminde çeşitli disk türlerinin silindirleri ve yüzeyleri üzerine rastgele dağılmış çok sayıda veri kümesini temsil etmek için işletim sisteminin birçok sorunu çözmesi gerekir. OS dosya sistemi, bir kullanıcının veya uygulama programcısının birlikte çalıştığı dosyaların sembolik adlarını diskteki fiziksel veri adreslerine dönüştürür, dosyalara paylaşılan erişimi düzenler ve onları yetkisiz erişime karşı korur.
Dosya sistemi, işlevlerini yerine getirirken, dosya sisteminin talebi üzerine diskler arasında veri aktaran harici cihaz kontrol alt sistemi ile yakından etkileşime girer. Veri deposu.
G / Ç alt sistemi olarak da adlandırılan harici cihazları kontrol etmeye yönelik alt sistem, bilgisayara bağlı tüm cihazlara arayüz görevi görür. Bu cihazların yelpazesi çok geniştir. Yüzlerce sabit sürücü, disket sürücü, optik sürücü, yazıcı, tarayıcı, monitör, çizici, modem, ağ bağdaştırıcısı ve analogdan dijitale dönüştürücüler gibi daha özel G / Ç cihazları modeli vardır. Bu modeller, işlemci ve bilgisayar belleği ile bilgilerin değiş tokuş edildiği, işlem hızı, iletilen verilerin kodlanması, paylaşım olasılığı ve diğer birçok ayrıntı sayesinde komut kümesi ve dizisinde önemli ölçüde farklılık gösterebilir.
Program kontrolü belirli model harici cihaz ve genellikle adı verilen tüm özelliklerini dikkate alarak sürücü bu cihaz (İngilizce sürücüden - yönetmek, sürmek). Sürücü, ZyXEL U-1496E modem gibi tek bir aygıt modelini veya herhangi bir Hayes uyumlu modem gibi belirli bir türdeki bir aygıt grubunu kontrol edebilir. Bilgisayara çok sayıda harici aygıtın bağlanabilmesini sağladığından, işletim sisteminin mümkün olduğunca çok sayıda farklı sürücü içermesi kullanıcı için çok önemlidir. farklı üreticiler... İşletim sisteminin pazardaki başarısı büyük ölçüde uygun sürücülerin mevcudiyetine bağlıdır (örneğin, pek çok gerekli sürücüler harici cihazlar, OS / 2'nin düşük popülaritesinin nedenlerinden biriydi.
Aygıt sürücüleri, hem işletim sistemi geliştiricileri hem de harici aygıtlar üreten şirketlerin uzmanları tarafından oluşturulur. İşletim sistemi, sürücüler ve işletim sisteminin geri kalanı arasında iyi tanımlanmış bir arabirimi desteklemelidir, böylece G / Ç aygıt geliştiricileri, aygıtlarıyla birlikte o işletim sistemi için sürücüleri gönderebilir.
Uygulama programcıları, programlarını geliştirmek için sürücü arayüzünü kullanabilir, ancak bu çok uygun değildir - bu tür bir arayüz genellikle düşük seviyeli işlemlerdir ve çok fazla ayrıntıyla yüklenir.
Heterojen G / Ç cihazlarına yüksek düzeyde birleşik bir API sağlamak, bir işletim sisteminin en önemli görevlerinden biridir. UNIX'in piyasaya sürülmesinden bu yana, bu birleşik arabirim, çoğu işletim sisteminde dosya erişimi kavramı etrafında oluşturulmuştur. Bu kavram, herhangi bir harici cihazla yapılan alışverişin, adı olan ve yapılandırılmamış bir bayt dizisi olan bir dosyayla yapılan alışverişe benzemesidir. Dosya, diskteki gerçek bir dosya veya alfasayısal bir terminal, bir yazdırma aygıtı veya ağ adaptörü... Burada yine uğraşıyoruz işletim sisteminin gerçek donanımı kullanıcı ve programcı için uygun soyutlamalarla değiştirme özelliği.
Dosyaları ve cihazları yönetmek için işletim sistemi görevleri
Çok programlı bir işletim sisteminin Giriş-Çıkış Alt Sistemi, bir bilgisayarın harici cihazlarıyla veri alışverişinde bulunurken, en önemlileri aşağıdakiler olan bir dizi ortak görevi çözmelidir:
Giriş-çıkış cihazlarının ve bir işlemcinin paralel çalışmasının organizasyonu;
Baud hızı anlaşması ve veri önbelleğe alma;
İşlemler arasında cihaz ve veri paylaşımı;
Cihazlar ve sistemin geri kalanı arasında uygun bir mantıksal arayüz sağlamak;
Sisteme yeni bir sürücüyü kolayca dahil etme yeteneği ile geniş bir sürücü yelpazesi için destek;
Çoklu dosya sistemleri için destek;
Senkron ve asenkron I/O işlemleri için destek.
İşletim sisteminin temel görevlerinden biri, disklerde depolanan verilerle çalışırken kullanıcıya kolaylık sağlamaktır. Bunu yapmak için işletim sistemi, saklanan verilerin fiziksel yapısını bazı kullanıcı dostu mantıksal modellerle değiştirir. Dosya sisteminin mantıksal modeli olarak gerçekleşir dizin ağacı Norton Commander gibi yardımcı programlar tarafından ekranda görüntülenir veya Windows Gezgini, sembolik bileşik dosya adlarında, dosyalarla çalışma komutlarında. Bu modelin temel unsuru dosya, bir bütün olarak dosya sistemi gibi, hem mantıksal hem de fiziksel yapı ile karakterize edilebilir.
Dosya verinin yazılabileceği ve buradan okunabileceği adlandırılmış bir harici bellek alanıdır. Dosyalar güce bağlı bellekte, genellikle manyetik disklerde saklanır. Ancak, istisnasız hiçbir kural yoktur. Bu istisnalardan biri, RAM'de bir dosya sistemini simüle eden bir yapı oluşturulduğunda, sözde ramdisk'tir.
Dosyayı kullanmanın temel amaçları:
Uzun vadeli ve güvenli depolama bilgi. Güç kaynağına bağlı olmayan depolama cihazlarının kullanılmasıyla dayanıklılık elde edilir ve yüksek güvenilirlik, dosyalara erişimin korunması ve donanım arızalarının çoğu zaman bilgileri yok etmediği işletim sistemi program kodunun genel organizasyonu ile belirlenir. dosyalarda saklanır.
Paylaşım bilgi. Dosyalar doğal ve kolay yol insan tarafından okunabilir bir sembolik adın varlığı ve saklanan bilgilerin ve dosya konumunun kalıcılığı nedeniyle uygulamalar ve kullanıcılar arasındaki bilgilerin ayrılması. Kullanıcı, dosyaları gruplar halinde birleştiren dizinler, özniteliklere göre dosya aramak için araçlar, dosyaları oluşturmak, değiştirmek ve silmek için bir dizi komut dahil olmak üzere dosyalarla çalışmak için uygun araçlara sahip olmalıdır. Bir dosya bir kullanıcı tarafından oluşturulabilir ve daha sonra tamamen farklı bir kullanıcı tarafından kullanılabilirken, dosyanın yaratıcısı veya yöneticisi diğer kullanıcıların dosyaya erişim haklarını belirleyebilir. Bu hedefler işletim sisteminde dosya sistemi tarafından uygulanır.
Dosya sistemi(FS), aşağıdakileri içeren işletim sisteminin bir parçasıdır:
Bir diskteki tüm dosyaların toplanması;
Dosya dizinleri, dosya tanımlayıcılar, boş ve kullanılmış disk alanı tahsisi için tablolar gibi dosyaları yönetmek için kullanılan veri yapıları kümeleri;
sistem kompleksi yazılım araçları Dosyaları oluşturma, yok etme, okuma, yazma, adlandırma ve arama gibi dosyalar üzerinde çeşitli işlemler uygulayan.
Dosya sistemi, programların dosyayı temsil eden bazı soyut nesneler üzerinde eylemler gerçekleştirmek için yeterince basit bir dizi işlemle idare etmesine izin verir. Bu, programcıların, verilerin diskteki gerçek konumu, verilerin arabelleğe alınması ve geçici olmayan depolamadan veri aktarımının diğer düşük seviyeli sorunlarının ayrıntılarıyla ilgilenme ihtiyacını ortadan kaldırır. Dosya sistemi tüm bu işlevleri üstlenir. Dosya sistemi disk alanı ayırır, dosya adlandırmayı destekler, dosya adlarını harici bellekteki karşılık gelen adreslerle eşler, verilere erişim sağlar ve dosya bölümleme, koruma ve kurtarmayı destekler.
Böylece, dosya sistemi, uzun vadeli veri depolamanın fiziksel organizasyonunun tüm karmaşıklıklarını koruyan bir ara katman görevi görür ve programlara bu depolamanın daha basit bir mantıksal modelinin yanı sıra, onlara bir dizi kolay erişim sağlar. -dosyaları işlemek için komutları kullanın.
FS tarafından çözülen görevler, hesaplama sürecini bir bütün olarak düzenleme şekline bağlıdır. En basit tür, MS-DOS gibi tek kullanıcılı ve tek programlı işletim sistemlerinde FS'dir. Böyle bir FS'deki ana işlevler, aşağıdaki görevleri çözmeyi amaçlar:
Dosya adlandırma;
Uygulama programlama Arayüzü;
Dosya sisteminin mantıksal modelinin veri ambarının fiziksel organizasyonuyla eşleştirilmesi;
Dosya sisteminin elektrik kesintilerine, donanım ve yazılım hatalarına karşı dayanıklılığı.
FS görevleri, tek kullanıcılı çoklu programlama işletim sistemlerinde daha karmaşık hale gelir; bu, bir kullanıcının çalışması için tasarlanmalarına rağmen, aynı anda birkaç işlemi yürütmesine izin verir. Bu türdeki ilk işletim sistemlerinden biri OS / 2 idi. Yukarıda listelenen görevlere yeni bir çok işlemli dosya paylaşım görevi eklenir. Bu durumda, dosya paylaşılan bir kaynaktır; bu, dosya sisteminin bu tür kaynaklarla ilişkili tüm karmaşık sorunları çözmesi gerektiği anlamına gelir. Özellikle, FS, dosyayı ve parçalarını engellemek, yarışları önlemek, kilitlenmeleri ortadan kaldırmak, kopyaları uzlaştırmak vb. için araçlar sağlamalıdır.
Çok kullanıcılı sistemlerde başka bir zorluk ortaya çıkar: bir kullanıcının dosyalarını başka bir kullanıcının yetkisiz erişimine karşı korumak. Bir ağ işletim sisteminin parçası olarak çalışan FS'nin işlevleri daha da karmaşık hale gelir.
Dosya sistemleri, işlevsel olarak farklı birkaç dosya türleri, genellikle normal dosyalar, dizin dosyaları, özel dosyalar, adlandırılmış kanallar, bellek eşlemeli dosyalar ve diğerlerini içerir.
Normal dosyalar veya basitçe dosyalar, kullanıcının bunlara girdiği veya sistem ve kullanıcı programlarının çalışması sonucunda oluşan keyfi nitelikteki bilgileri içerir. Çoğu modern işletim sistemi (örneğin, UNIX, Windows, OS / 2) normal bir dosyanın içeriğini ve yapısını hiçbir şekilde kısıtlamaz veya kontrol etmez. Normal bir dosyanın içeriği, onunla birlikte çalışan uygulama tarafından belirlenir. Örneğin, Metin düzeltici bazı kodlarda temsil edilen karakter dizilerinden oluşan metin dosyaları oluşturur. Bunlar belgeler, programların kaynak kodları vb. olabilir. Metin dosyaları ekranda okunabilir ve bir yazıcıda yazdırılabilir. İkili dosyalar karakter kodlarını kullanmazlar; genellikle yürütülebilir program kodu veya bir arşiv dosyası gibi karmaşık dahili yapılara sahiptirler. Tüm işletim sistemleri, en az bir dosya türünü tanıyabilmelidir - kendi yürütülebilir dosyaları.
Kataloglar bazı resmi olmayan kriterlere göre kullanıcılar tarafından gruplandırılmış bir dizi dosya hakkında sistem referans bilgilerini içeren özel bir dosya türüdür (örneğin, bir sözleşmenin belgelerini içeren dosyalar veya bir yazılım paketini oluşturan dosyalar tek bir grupta birleştirilir). Birçok işletim sisteminde, bir dizin, aranabilir bir ağaç yapısı oluşturarak diğer dizinler de dahil olmak üzere herhangi bir dosya türünü içerebilir. Dizinler, dosya adlarını, dosya sistemi tarafından dosyaları yönetmek için kullanılan özelliklerine eşler. Bu özellikler, özellikle, dosya türü ve diskteki konumu, dosyaya erişim hakları ve oluşturulma ve değiştirilme tarihleri hakkında bilgileri (veya bu verileri içeren başka bir yapıya işaretçi) içerir. Diğer tüm açılardan, dizinler, dosya sistemi tarafından normal dosyalar gibi ele alınır.
Özel dosyalar dosya erişim mekanizmasını birleştirmek için kullanılan G / Ç cihazlarıyla ilişkili sahte dosyalardır ve harici cihazlar... Özel dosyalar, kullanıcının normal dosyaya yazma veya dosyadan okuma komutlarını kullanarak G/Ç işlemlerini gerçekleştirmesine izin verir. Bu komutlar önce dosya sistemi programları tarafından işlenir ve ardından isteğin yürütülmesinin bir aşamasında işletim sistemi tarafından ilgili aygıtı kontrol etmek için komutlara dönüştürülür.
Modern dosya sistemleri, sembolik bağlantılar, adlandırılmış kanallar, bellek eşlemeli dosyalar gibi diğer dosya türlerini de destekler.
Kullanıcılar dosyalara şu şekilde erişir: sembolik isimler... Ancak, insan belleği kapasitesi, bir kullanıcının adıyla başvurabileceği nesne adlarının sayısını sınırlar. Ad alanının hiyerarşik organizasyonu, bu sınırların büyük ölçüde genişletilmesine izin verir. Bu nedenle çoğu dosya sistemi, daha düşük seviyeli bir dizinin daha yüksek seviyeli bir dizine dahil edilebilmesi nedeniyle seviyelerin oluşturulduğu hiyerarşik bir yapıya sahiptir (Şekil 2.16).
Şekil 2.16. Dosya sistemlerinin hiyerarşisi (a - tek seviyeli yapı, b - ağaç yapısı, c - ağ yapısı)
Dizin hiyerarşisini açıklayan grafik bir ağaç veya bir ağ olabilir. Dosyanın yalnızca bir dizine girmesine izin veriliyorsa (Şekil 2.16, b) ve bir ağ - eğer dosya aynı anda birkaç dizine girebiliyorsa (Şekil 2.16, c) dizinler bir ağaç oluşturur. Örneğin, MS-DOS ve Windows'ta dizinler bir ağaç yapısı oluştururken, UNIX'te ağa bağlıdırlar. Bir ağaç yapısında her dosya bir yapraktır. Üst düzey dizin denir kök dizini veya kök (kök).
Böyle bir organizasyonla, kullanıcı tüm dosyaların adlarını ezberlemekten kurtulur; dizinlerin sıralı taranmasıyla bulmak için belirli bir dosyanın hangi gruba atanabileceği hakkında yaklaşık bir fikre sahip olması yeterlidir. . Hiyerarşik yapı, çok kullanıcılı çalışma için uygundur: dosyaları olan her kullanıcı, kendi dizininde veya dizinlerin alt ağacında yerelleştirilir ve aynı zamanda sistemdeki tüm dosyalar mantıksal olarak bağlanır.
Hiyerarşik yapının özel bir durumu, tüm dosyalar tek bir dizine dahil edildiğinde tek seviyeli bir organizasyondur (Şekil 2.16, a).
Tüm dosya türlerinin sembolik adları vardır. Hiyerarşik olarak organize edilmiş dosya sistemlerinde, yaygın olarak üç tür dosya adı kullanılır: basit, bileşik ve göreceli.
Basit veya kısa sembolik isim aynı dizindeki bir dosyayı tanımlar. Dosyalara kullanıcılar ve programcılar tarafından basit adlar atanır, ancak işletim sisteminin hem karakterlerin adlandırılması hem de adın uzunluğu üzerindeki sınırlamalarını hesaba katmaları gerekir. Nispeten yakın zamana kadar, bu sınırlar çok dardı. Bu nedenle, popüler FAT dosya sisteminde, adların uzunluğu 8.3 şemasıyla (8 karakter - adın kendisi, 3 karakter - ad uzantısı) sınırlıydı ve birçok UNIX işletim sistemi sürümü tarafından desteklenen s5 dosya sisteminde, bir basit sembolik ad 14 karakterden fazla olamaz. Bununla birlikte, dosyalara dosyada ne olduğunu açıkça belirten hatırlaması kolay adlar vermenize izin verdiğinden, kullanıcının uzun adlarla çalışması çok daha uygundur. Bu nedenle, modern dosya sistemleri ve önceden var olan dosya sistemlerinde yapılan geliştirmeler genellikle uzun, basit, sembolik dosya adlarını destekler. Örneğin, Windows NT işletim sisteminde bulunan NTFS ve FAT32 dosya sistemlerinde dosya adı en fazla 255 karakter içerebilir.
Hiyerarşik dosya sistemlerinde, farklı dizinlere ait olmaları koşuluyla, farklı dosyaların aynı basit sembolik adlara sahip olmalarına izin verilir. Yani, "birçok dosya - bir basit isim" şeması burada çalışır. Bu sistemler, bir dosyayı benzersiz bir şekilde tanımlamak için tam ad denilen bir ad kullanır.
Ad Soyad yolun kökten köke geçtiği tüm dizinlerin basit sembolik adlarından oluşan bir zincirdir. bu dosyanın... Bu nedenle, tam ad, içinde bulunduğu bileşik bir addır. basit isimler OS'de kabul edilen ayırıcı ile birbirinden ayrılır. Ayırıcı olarak genellikle bir ileri veya ters eğik çizgi kullanılır ve kök dizinin adının belirtilmemesi adettendir. Şekil 2.16b'de, iki dosyanın basit adı main.exe'dir, ancak bileşik adları /depart/main.exe ve /user/anna/main.exe farklıdır.
Ağaç yapılı bir dosya sisteminde, bir dosya ile tam adı arasında bire bir yazışma vardır: “bir dosya - bir tam ad”. Ağ yapısına sahip dosya sistemlerinde, bir dosya birkaç dizine dahil edilebilir, bu da birkaç tam nitelikli isme sahip olabileceği anlamına gelir; burada "bir dosya - birçok tam ad" yazışması geçerlidir. Her iki durumda da dosya tam adıyla benzersiz bir şekilde tanımlanır.
Dosya ayrıca göreceli bir adla da tanımlanabilir. ... akraba adı dosya, "geçerli dizin" kavramıyla tanımlanır. Her kullanıcı için, her an, dosya sistemi dizinlerinden biri geçerli dizindir ve bu dizin, işletim sisteminin komutuyla kullanıcının kendisi tarafından seçilir. Dosya sistemi, tam nitelikli bir dosya adı oluşturmak için göreli adların tamamlayıcısı olarak kullanılabilmesi için geçerli dizinin adını yakalar. Göreli adları kullanırken, kullanıcı dosyayı geçerli dizinden verilen dosyaya geçen bir dizin adları zinciriyle tanımlar. Örneğin, geçerli dizin / user ise, /user/anna/main.exe ilgili dosya adı anna / main.exe'dir.
Bazı işletim sistemleri, aynı dosyaya takma ad olarak yorumlanabilecek birden çok basit ad atamanıza izin verir. Bu durumda, ağ yapısına sahip bir sistemde olduğu gibi, her basit dosya adı en az bir tam ada karşılık geldiğinden "bir dosya - birçok tam ad" yazışması kurulur.
Tam ad, dosyayı benzersiz olarak tanımlasa da, dosyalar ve adları arasında bire bir yazışma varsa, işletim sisteminin dosyayla çalışması daha kolaydır. Bu amaçla, dosyaya benzersiz bir ad atar, böylece "bir dosya - bir benzersiz ad" ilişkisi doğru olur. Dosyaya kullanıcılar veya uygulamalar tarafından atanan bir veya daha fazla sembolik adla birlikte benzersiz bir ad vardır. Benzersiz ad, sayısal bir tanımlayıcıdır ve yalnızca işletim sistemi için tasarlanmıştır. Böyle benzersiz bir dosya adına bir örnek, UNIX düğüm numarasıdır.
Bir dosya yalnızca depoladığı verileri ve adı değil, aynı zamanda öznitelikleri de içerir. Öznitellikler bir dosyanın özelliklerini açıklayan bilgidir. Olası dosya özniteliklerine örnekler:
Dosya türü (normal dosya, dizin, özel dosya vb.);
Dosyanın sahibi;
Dosya yaratıcısı;
Dosya erişim şifresi;
İzin verilen dosya erişim işlemleri hakkında bilgi;
Oluşturma, son erişim ve son değişiklik süreleri;
Geçerli dosya boyutu;
Maksimum dosya boyutu;
Salt okunur bayrak;
İşaret " gizli dosya»;
İşaret " sistem dosyası»;
"Arşiv dosyasını" imzalayın;
"İkili / karakter" imzalayın;
"Geçici" olarak imzalayın (işlemin tamamlanmasından sonra kaldırın);
Engelleme işareti;
Dosyadaki kaydın uzunluğu;
Kayıttaki bir anahtar alanın işaretçisi;
Anahtar uzunluğu.
Dosya öznitelikleri kümesi, dosya sisteminin özelliklerine göre belirlenir: dosya sistemlerinde farklı şekiller dosyaları karakterize etmek için farklı nitelik kümeleri kullanılabilir. Örneğin, düz dosyaları destekleyen dosya sistemlerinde, dosya yapılandırmasıyla ilgili olarak aşağıdaki listede yer alan son üç özelliği kullanmanıza gerek yoktur. Tek kullanıcılı bir işletim sisteminde, öznitelik kümesi, dosya sahibi, dosya oluşturucu, dosya erişim parolası ve izin verilen dosya erişimine ilişkin bilgiler gibi kullanıcı ve güvenlikle ilgili özelliklerden yoksun olacaktır.
Kullanıcı, dosya sistemi tarafından bu amaç için sağlanan araçları kullanarak özniteliklere erişebilir. Genellikle herhangi bir özelliğin değerlerini okumasına izin verilir, ancak yalnızca birkaçını değiştirmesine izin verilir. Örneğin, bir kullanıcı bir dosyadaki izinleri değiştirebilir (gerekli izinlere sahip olması koşuluyla), ancak oluşturma tarihini veya mevcut dosya boyutunu değiştirmesine izin verilmez.
Dosya özniteliklerinin değerleri, MS-DOS dosya sisteminde olduğu gibi doğrudan dizinlerde bulunabilir (Şekil 2.17, a). Şekil, basit bir sembolik ad ve dosya öznitelikleri içeren bir dizin girişinin yapısını göstermektedir. Burada harfler dosyanın özelliklerini gösterir: R - salt okunur, A - arşivlenmiş, H - gizli, S - sistem.
Şekil 2.17. Dizin yapısı: a - MS-DOS dizin giriş yapısı (32 bayt), b - UNIX OS dizin giriş yapısı
Diğer bir seçenek de, kataloglar yalnızca bu tablolara referanslar içerdiğinde nitelikleri özel tablolara yerleştirmektir. Bu yaklaşım, örneğin UNIX OS'nin ufs dosya sisteminde uygulanmaktadır. Bu dosya sisteminde dizin yapısı çok basittir. Her dosyayla ilgili kayıt, kısa bir sembolik dosya adı ve dosya özniteliklerinin değerlerinin yoğunlaştığı ufs tablosu olarak adlandırılan dosya düğümüne bir işaretçi içerir (Şekil 2.17, b).
Her iki durumda da dizinler, dosya adları ile gerçek dosyalar arasında bir bağlantı sağlar. Ancak, dosya adını niteliklerinden ayırma yaklaşımı, sistemi daha esnek hale getirir. Örneğin, bir dosya aynı anda birkaç dizine kolayca dahil edilebilir. Bu dosyanın farklı dizinlerdeki girdileri farklı basit adlar içerebilir, ancak bağlantı alanı aynı düğüm numarasını içerecektir.
Kullanıcının dosya sistemini hiyerarşik olarak organize edilmiş bir bilgi nesneleri seti olarak algılamasının, dosyaların diskte depolanma sırası ile çok az ilgisi vardır. Tek, kesintisiz bir bayt kümesi görüntüsüne sahip bir dosya aslında çok sık olarak diskin her yerine "parçalar" halinde dağılır ve bu bölümün dosyanın mantıksal yapısıyla, örneğin ayrı mantıksal kaydıyla hiçbir ilgisi yoktur. bitişik olmayan disk sektörlerinde bulunabilir. Bir dizindeki mantıksal olarak birleştirilmiş dosyaların diskte bir arada bulunması gerekmez. Dosyaları, dizinleri yerleştirme ilkeleri ve sistem bilgisi gerçek bir cihazda, dosya sisteminin fiziksel organizasyonu ile tanımlanır. Açıkçası, farklı dosya sistemleri farklı fiziksel organizasyonlara sahiptir.
Modern olarak kullanılan ana cihaz türü bilgi işlem sistemleri dosyaları depolamak için disk sürücüleridir. Bu cihazlar, sabit ve disket manyetik disklere veri okumak ve yazmak için tasarlanmıştır. HDD Her biri bir veya her iki tarafı manyetik bir malzeme ile kaplanmış bir veya daha fazla cam veya metal plakadan oluşur. Bu nedenle, genel durumda, disk bir plaka paketinden oluşur (Şekil 2.18).
Her plakanın her iki tarafında ince eşmerkezli halkalar işaretlenmiştir - izlemek(traklar) verilerin depolandığı yer. Parça sayısı diskin tipine bağlıdır. Parça numaralandırma, diskin dış kenarından merkezine 0'dan başlar. Disk dönerken, kafa adı verilen bir eleman manyetik izden ikili verileri okur veya manyetik yola yazar.
Şekil 2.18. Cihaz şeması hard disk
Kafa önceden belirlenmiş bir iz üzerine yerleştirilebilir. Başlıklar diskin yüzeyi üzerinde ayrı adımlarla hareket eder, her adım bir parçanın kaymasına karşılık gelir. Bir diske yazma, kafanın izin manyetik özelliklerini değiştirme yeteneği nedeniyle gerçekleştirilir. Bazı diskler her yüzey boyunca bir kafa hareket ettirirken, diğerlerinde iz başına bir kafa bulunur. İlk durumda, bilgi aramak için kafa diskin yarıçapı boyunca hareket etmelidir. Genellikle tüm başlıklar tek bir hareketli mekanizma üzerine monte edilir ve senkronize hareket eder. Bu nedenle, kafa bir yüzeyin belirli bir izine sabitlendiğinde, diğer tüm kafalar aynı numaralarla rayların üzerinde durur. Aynı durumlarda, her iz ayrı bir kafaya sahip olduğunda, kafaların bir izden diğerine hareket etmesine gerek kalmaz, böylece veri alımı için harcanan zamandan tasarruf edilir.
Paketin tüm plakalarının tüm yüzeylerinde aynı yarıçapa sahip izler kümesine denir. silindir(silindir). Her parça adı verilen parçalara bölünür. sektörler(sektörler) veya bloklar (bloklar), böylece tüm parçalar, maksimum bayt sayısının yazılabileceği aynı sayıda sektöre sahip olur. Bir sektör, ikinin gücü olarak ifade edilen sisteme özgü bir boyuta sahiptir. En yaygın sektör boyutu 512 bayttır. Farklı yarıçaplardaki izlerin aynı sayıda sektöre sahip olduğu düşünüldüğünde, iz merkeze yaklaştıkça kayıt yoğunluğu artar.
sektör bir disk aygıtı ile RAM arasındaki adreslenebilir en küçük veri alışverişi birimidir. Denetleyicinin diskte gerekli sektörü bulması için sektör adresinin tüm bileşenlerini ona ayarlamanız gerekir: silindir numarası, yüzey numarası ve sektör numarası. Genel durumda bir uygulama programı bir sektöre ihtiyaç duymadığından, ancak sektör boyutunun bir katı olması gerekmeyen belirli sayıda bayta ihtiyaç duyduğundan, tipik bir istek, gerekli bilgileri içeren birkaç sektörü ve aşağıdakileri içeren bir veya iki sektörü okumayı içerir. gerekli yedek veriler (Şekil 2.19) ...
Şekil 2.19. Bir diskle alışveriş yaparken gereksiz verileri okuma
Bir diskle çalışırken, işletim sistemi genellikle kendi disk alanı birimini kullanır. küme(küme). Bir dosya oluşturulduğunda, ona kümeler halinde disk alanı tahsis edilir. Örneğin, dosyanın boyutu 2560 baytsa ve dosya sistemindeki küme boyutu 1024 bayt olarak ayarlanmışsa, dosyaya diskte 3 küme tahsis edilecektir.
Parçalar ve sektörler, diski kullanmadan önce fiziksel veya düşük seviyeli bir disk biçimlendirme prosedürü gerçekleştirilerek oluşturulur. Blok sınırlarını belirlemek için kimlik bilgileri diske yazılır. Düşük seviyeli disk biçimi, diskin kullanacağı işletim sisteminin türüne bağlı değildir.
Belirli bir dosya sistemi türü için diskin bölümlenmesi, üst düzey veya mantıksal biçimlendirme prosedürleriyle gerçekleştirilir.
Üst düzey biçimlendirme ile kümenin boyutu belirlenir ve dosya sisteminin çalışması için gerekli bilgiler diske yazılır, bunlar arasında kullanılabilir ve kullanılmayan alan, dosyalar ve dizinler için ayrılan alanların sınırları, hakkında bilgiler de bulunur. hasarlı alanlar. Ek olarak, işletim sistemi yükleyicisi diske yazılır - gücü açtıktan veya bilgisayarı yeniden başlattıktan sonra işletim sistemini başlatma işlemini başlatan küçük bir program.
Belirli bir dosya sistemi için bir diski biçimlendirmeden önce bölümlenebilir. Bölüm işletim sisteminin kullanıcıya mantıksal bir aygıt olarak sunduğu bir fiziksel diskin bitişik bir parçasıdır (mantıksal disk ve mantıksal bölüm adları da kullanılır). Mantıksal aygıt, ayrı bir fiziksel diskmiş gibi çalışır. Kullanıcının, örneğin A, B, C, SYS, vb. gösterimlerini kullanarak, bunlara sembolik adlarla atıfta bulunarak çalıştığı mantıksal aygıtlarla çalışır. Farklı türlerdeki işletim sistemleri, tümü için aynı bölüm fikrini kullanır. ancak her işletim sistemi türüne özgü mantıksal aygıtlar oluşturun. Bir işletim sisteminin birlikte çalıştığı dosya sistemi genel olarak başka bir işletim sistemi türü tarafından yorumlanamadığı gibi, mantıksal aygıtlar da farklı işletim sistemi türleri tarafından kullanılamaz. Her mantıksal aygıtta yalnızca bir dosya sistemi oluşturulabilir.
KONTROL ROBOTU
disiplin
" Bilişim ve Bilgisayar Mühendisliği "konuyla ilgili:
"İŞLETİM SİSTEMİ"
"Dosya sistemleri"
1. İşletim sistemleri
2. Dosya sistemleri
3. Dosya sistemleri ve dosya adları
edebiyat listesi
1. İşletim sistemleri
İşletim sistemi, işletim sistemi (İng. işletmesistem) - temel kompleks bilgisayar programları bilgisayar donanımının kontrolünü, dosyalarla çalışmayı, veri giriş ve çıkışını ve ayrıca uygulama programlarının ve yardımcı programların yürütülmesini sağlayan .
Bilgisayarı açtığınızda, işletim sistemi diğer programlardan önce belleğe yüklenir ve daha sonra çalışmaları için bir platform ve ortam görevi görür. Yukarıdaki işlevlere ek olarak, işletim sistemi, örneğin bir kullanıcı arabirimi, ağ oluşturma ve benzerleri sağlayarak diğerlerini gerçekleştirebilir. 1990'lardan bu yana kişisel bilgisayarlar ve sunucular için en yaygın işletim sistemleri ailesinin işletim sistemleridir. Microsoft Windows ve Windows NT, Mac OS ve Mac OS X, UNIX sınıfı sistemler ve Unix benzerleri (özellikle GNU / Linux).
İşletim sistemleri, temel teknolojiye ([Unix] benzeri veya Windows benzeri), lisans türüne ([tescilli yazılım | tescilli] veya [açık kaynaklı yazılım | açık kaynak]), şu anda geliştirilip geliştirilmediklerine (eski DOS veya NextStep veya modern GNU / Linux ve Windows), iş istasyonları (DOS, Apple) veya sunucular (), [gerçek zamanlı işletim sistemi | gerçek zamanlı işletim sistemi] ve [gömülü işletim sistemi | yerleşik işletim sistemi] (,) veya uzmanlaşmış (üretim yönetimi, eğitim, vb.). MS EXCEL programının amacı ve temel özellikleri. Program arayüzü. Arayüzün ana unsurları. Elektronik tablo kavramı, hücre, satır, sütun, adresleme sistemi. Tablo alanı boyunca hareket. Veri girişi. Veri tipleri. Bir hücrenin içeriğini düzenleme. Hücrenin genişliğini ve yüksekliğini değiştirin. Hücre özellikleri (“Hücreleri Biçimlendir” komutu).
2. Dosya sistemleri
Tüm modern işletim sistemleri, verileri disklerde depolamak ve bunlara erişim sağlamak için tasarlanmış bir dosya sisteminin oluşturulmasını sağlar.
Dosya sisteminin ana işlevleri iki gruba ayrılabilir:
Dosyalarla çalışma işlevleri (dosyaları oluşturma, silme, yeniden adlandırma vb.)
Dosyalarda saklanan verilerle çalışma işlevleri (yazma, okuma, veri arama vb.)
Dosyaların bilgisayar ortamındaki verileri düzenlemek ve depolamak için kullanıldığı bilinmektedir. Dosya, benzersiz bir özel ad veya makine ortamında adlandırılmış bir alana sahip rastgele sayıda bayt dizisidir.
Makine ortamında bir dizi dosyanın yapılandırılması, dosyaların niteliklerinin (parametreler ve ayrıntılar) depolandığı dizinler kullanılarak gerçekleştirilir. Bir dizin, disklerde dallanmış dosya yapıları ile sonuçlanan birçok alt dizin içerebilir. Bir ağaç yapısındaki dosyaların organizasyonuna dosya sistemi denir.
Dosya sisteminin organizasyonu tablo şeklindedir. Dosyanın diskteki konumu, Dosya Ayırma Tablosunda (FAT) saklanır.
Bu tablo, cildin başında yer almaktadır. Birimi korumak için, üzerinde FAT'nin iki kopyası saklanır. FAT'nin ilk kopyası zarar görmüşse, disk yardımcı programları birimi geri yüklemek için ikinci kopyayı kullanabilir.
Yapı ilkesi gereği FAT, bir kitabın içindekiler tablosuna benzer, çünkü işletim sistemi onu bir dosyayı bulmak ve bu dosyanın sabit diskte kapladığı kümeleri belirlemek için kullanır.
En küçük fiziksel depolama birimi bir sektördür. Sektör boyutu 512 bayttır. FAT - tablosunun boyutu sınırlı olduğundan, 32 MB'den büyük diskler için her bir sektöre ayrı ayrı adresleme sağlamak mümkün değildir.
Bu bağlamda, sektör grupları geleneksel olarak kümeler halinde birleştirilir. Küme, veri adreslemenin en küçük birimidir. Küme boyutu, sektör boyutunun aksine sabit değildir ve disk kapasitesine bağlıdır.
Başlangıçta, disketler ve küçük sabit sürücüler (16 MB'den az), FAT'nin 12 bit sürümünü (FAT12 olarak adlandırılır) kullanıyordu. Daha sonra MS-DOS, daha büyük sürücüler için 16-bit FAT'ı tanıttı.
İşletim sistemleri MS DOS, Win 95, Win NT, dosya ayırma tablolarında 16 bitlik alanlar uygular. FAT32 dosya sistemi, Windows 95 OSR2'de tanıtıldı ve Windows 98 ve Windows 2000'de destekleniyor.
FAT32, 2 GB'den büyük birimlerde kullanılmak üzere tasarlanmış gelişmiş bir FAT sürümüdür.
FAT32, 2 TB'a kadar olan sürücüler için destek ve disk alanının daha verimli kullanılmasını sağlar. FAT32, disk alanı kullanımını iyileştirmek için daha küçük kümeler kullanır.
Windows XP, FAT32 ve NTFS kullanır. Dosya sistemlerinin geliştirilmesinde daha umut verici bir yön, uzun dosya adları ve güvenilir bir güvenlik sistemi ile NTFS'ye (Yeni Teknoloji Dosya Sistemi) geçiş olmuştur.
Bir NTFS bölümünün hacmi sınırlı değildir. NTFS, küçük dosyaları büyük kümelere yazarak boşa harcanan disk alanı miktarını en aza indirir. Ayrıca NTFS, diskin kendisini, ayrı klasörleri ve dosyaları sıkıştırarak disk alanından tasarruf etmenizi sağlar.
Dosyaları adlandırma şekline göre “kısa” ve “uzun” adlar arasında bir ayrım yapılır.
MS-DOS kuralına göre, IBM PC'lerde dosyaların adlandırılmasının yolu 8.3 kuralıydı. bir dosya adı iki bölümden oluşur: gerçek ad ve adın uzantısı. Dosya adına 8 karakter ve uzantısı - 3 karakter tahsis edilmiştir.
Ad, uzantıdan bir nokta ile ayrılır. Hem ad hem de uzantı, yalnızca Latin alfabesinin alfasayısal karakterlerini içerebilir. 8.3 kuralına göre yazılan dosya adları “kısa” olarak kabul edilir.
Windows 95, "uzun" ad kavramını tanıttı. Böyle bir ad 256 karaktere kadar olabilir. Bu, anlamlı dosya adları oluşturmak için yeterlidir. "Uzun" bir ad, dokuz özel karakter dışında herhangi bir karakter içerebilir: /: *? "< > |.
İsimde boşluk ve çoklu noktalara izin verilir. Dosya adı üç karakterlik bir uzantıyla biter. Uzantı, dosyaları türe göre sınıflandırmak için kullanılır.
Dosya adının benzersizliği, tam dosya adının, erişim yolu ile birlikte kendi dosya adı olarak kabul edilmesiyle sağlanır. Dosya yolu aygıt adıyla başlar ve geçtiği tüm dizin (klasör) adlarını içerir. Ayırıcı olarak “” karakteri (ters eğik çizgi - ters eğik çizgi) kullanılır. Örneğin: D: Belgeler ve Ayarlar Robots.txt Dosyaların konumuna ilişkin verilerin tablo biçiminde saklanmasına rağmen, kullanıcıya hiyerarşik bir yapı şeklinde sunulurlar - insanlar için daha uygundur ve işletim sistemi gerekli tüm dönüşümleri halleder. .
Normal bir dosya bir bayt dizisidir ve dosyadaki rastgele bir bayttan okunabilir ve yazılabilir. Çekirdek, sıradan dosyalardaki kayıt sınırları arasında ayrım yapmaz, ancak birçok program satır beslemelerini satır sonlandırıcı olarak kabul eder, ancak diğer programlar başka yapıların varlığını varsayabilir. Dosyanın kendisi dosya hakkında herhangi bir sistem bilgisi saklamaz, ancak dosya sistemi her dosyanın sahibi, erişim hakları ve kullanımı hakkında bazı bilgiler içerir.
adlı bileşen Dosya adı en fazla 255 karakter uzunluğunda bir dizedir. Bu adlar, adı verilen özel bir dosya türünde saklanır. katalog... Dizindeki dosya bilgileri denir dizin girişi ve dosya adına ek olarak dosyanın kendisine bir işaretçi içerir. Dizin girişleri, diğer dizinlere ve normal dosyalara bağlanabilir. Böylece dosya sistemi adı verilen bir dizin ve dosya hiyerarşisi oluşur. dosya sistemi;
Şekil 2-2. Küçük dosya sistemi
Şekil 2-2'de küçük bir dosya sistemi gösterilmektedir. Dizinler alt dizinler içerebilir ve bir dizini başka bir dizine derinlemesine yerleştirmenin sınırı yoktur. Dosya sisteminin bütünlüğünü korumak için çekirdek, bir işlemin doğrudan dizinlere yazmasına izin vermez. Dosya sistemi sadece normal dosya ve dizinleri değil, aynı zamanda cihazlar ve soketler gibi diğer nesnelere referansları da depolayabilir.
Dosya sistemi şuradan başlayan bir ağaç oluşturur: kök dizini bazen adıyla anılır yırtmaç tek eğik çizgi (/) karakteriyle eşleşen. Kök dizinde dosyalar bulunur; Şekil 2.2'deki örneğimizde, çekirdek yürütülebilir nesne dosyasının bir kopyası olan vmunix'i içerir. Ayrıca dizinleri içerir; bu örnekte, usr dizinini içerir. Usr dizininin içinde, esas olarak ls ve vi gibi programlar için yürütülebilir nesne kodunu içeren bin dizini bulunur.
İşlem, dosyaya işaret ederek erişir. yolönce, bu, eğik çizgi (/) karakterleriyle ayrılmış, birkaç dosya adından oluşan veya hiçbirinden oluşan bir dizedir. Her işlemle, çekirdek, dosyalara giden yolları yorumlamanın mümkün olduğu iki dizini ilişkilendirir. Kök dizini işlem, dosya sisteminde bir işlemin ulaşabileceği en yüksek noktadır; genellikle tüm dosya sisteminin kök dizinine karşılık gelir. Eğik çizgi karakteriyle başlayan bir rotaya denir mutlak yol, ve işlemin kökünden başlayarak çekirdek tarafından yorumlanır.
Eğik çizgi ile başlamayan bir yol adı denir. göreceli yol ve göreceli olarak yorumlanır geçerli çalışma dizini işlem. (Bu dizin aynı zamanda kısaca geçerli dizin veya çalışma dizini) Geçerli dizinin kendisi doğrudan adıyla belirtilebilir nokta, bu bir noktaya () karşılık gelir. Dosya adı nokta nokta(.) geçerli dizinin üst dizinini belirtir. Kök dizin kendisinin atasıdır.
Dosyalar ve dosya sistemi
Tüm programlar ve veriler, bilgisayarın uzun süreli (harici) belleğinde dosyalar şeklinde saklanır.
Dosya bir adı olan ve uzun süreli (harici) bellekte saklanan belirli bir miktar bilgidir (program veya veri).
Dosya adı. Dosya adı, bir nokta ile ayrılmış iki bölümden oluşur: gerçek dosya adı ve türünü (program, veri vb.) belirleyen uzantı. Dosyanın gerçek adı kullanıcı tarafından verilir ve dosya türü genellikle oluşturulduğunda program tarafından otomatik olarak ayarlanır (Tablo 4.2).
Farklı işletim sistemlerine sahip çeşitli formatlar dosya adları. MS-DOS işletim sisteminde, gerçek dosya adı en fazla 8 Latin alfabesi harfini, sayıları ve bazı özel karakterleri içermelidir ve uzantı üç Latin harfinden oluşur, örneğin: proba.txt
ameliyathanede Windows sistemi dosya adı en fazla 255 karakter uzunluğunda olabilir ve Rus alfabesi kullanılabilir, örneğin: Bilgi birimleri.doc
Dosya sistemi. Her depolama ortamı (disket, sabit disk veya lazer disk) çok sayıda dosya depolayabilir. Dosyaların diskte depolanma sırası, kullanılan dosya sistemi tarafından belirlenir.
Her disk iki alana bölünmüştür: bir dosya depolama alanı ve bir dizin. Dizin, dosyanın adını ve diske yerleştirilmesinin başlangıcının bir göstergesini içerir. Bir diskin bir kitapla analojisini çizersek, dosya depolama alanı içeriğine, dizin ise içindekiler tablosuna karşılık gelir. Ayrıca, kitap sayfalardan ve disk sektörlerinden oluşur.
Az sayıda (birkaç düzineye kadar) dosya içeren diskler için kullanılabilir tek seviyeli dosya sistemi, dizin (disk içindekiler) dosya adlarının doğrusal bir dizisi olduğunda (Tablo 4.3). Böyle bir katalog, yalnızca bireysel hikayelerin başlıklarını içeren bir çocuk kitabının içindekiler tablosu ile karşılaştırılabilir.
Diskte yüzlerce ve binlerce dosya depolanıyorsa, arama kolaylığı için kullanılır. çok düzeyli hiyerarşik dosya sistemi ağaç yapısına sahiptir. Böyle bir hiyerarşik sistem, örneğin, bölümler, bölümler, paragraflar ve paragraflardan oluşan hiyerarşik bir sistem olan bu ders kitabının içindekiler tablosu ile karşılaştırılabilir.
İlk kök dizin, 1. seviyenin alt dizinlerini içerir, ikincisinin her biri 2. seviyenin alt dizinlerini içerebilir ve bu böyle devam eder. Dosyaların her seviyedeki dizinlerde saklanabileceğine dikkat edilmelidir.
Örneğin, kök dizin, 1. düzeyin iki alt dizini (Directory_1, Directory_2) ve bir dosya (File_1) içerebilir. Sırayla, 1. seviye dizin (Catalog_1), ikinci seviyenin iki alt dizini (Catalog_1.1 ve Katalog_1.2) ve bir dosya (File_1.1) içerir - Şek. 4.21.
Dosya sistemi bir dosya depolama ve dizin organizasyon sistemidir.
Belirli bir örnekle hiyerarşik bir dosya sistemini ele alalım. Her diskin mantıksal bir adı vardır (A :, B: - disketler, C :, D :, E: ve benzeri - sabit ve lazer diskler).
C: sürücüsünün kök dizininin iki adet 1. seviye dizine (GAMES, TEXT) ve GAMES dizininin bir adet 2. seviye dizine (CHESS) sahip olduğunu varsayalım. Bu durumda, TEXT dizini proba.txt dosyasını içerir ve CHESS dizini chess.exe dosyasını içerir (Şekil 4.22).
Dosyanın yolu. Bu hiyerarşik dosya sisteminde mevcut dosyaları (chess.exe, proba.txt) nasıl bulabilirim? Bunu yapmak için dosyanın yolunu belirtmeniz gerekir. Dosyanın yolu, "\" ayırıcısıyla ayrılmış mantıksal bir sürücü adı ve sonuncusu şunları içeren iç içe dizinlerin adları dizisini içerir: istenen dosya... Yukarıdaki dosyalara giden yollar aşağıdaki gibi yazılabilir:
Dosya adı ile birlikte dosya yolu bazen tam dosya adı.
Tam nitelikli dosya adı örneği:
C \ OYUNLAR \ SATRANÇ \ chess.exe
Grafiksel bir arayüz kullanarak dosya sistemi gösterimi. Dizinleri ve dosyaları içeren MS-DOS hiyerarşik dosya sistemi, Windows işletim sisteminde hiyerarşik bir klasör ve belge sistemi biçiminde bir grafik arabirim kullanılarak temsil edilir. Windows'taki klasör, MS-DOS dizinine benzer
Ancak bu sistemlerin hiyerarşik yapısı biraz farklıdır. Hiyerarşik MS-DOS dosya sisteminde, nesneler hiyerarşisinin en üstünde, dalların (alt dizinlerin) büyüdüğü ve yaprakların (dosyaların) üzerinde bulunduğu bir ağacın gövdesiyle karşılaştırılabilen diskin kök dizinidir. Şubeler.
Windows'ta, klasör hiyerarşisinin en üstünde klasör bulunur. masaüstü... Bir sonraki seviye klasörlerle temsil edilir Bilgisayarım, Çöp Kutusu ve ağ ortamı(bilgisayar yerel bir ağa bağlıysa) - şek. 4.23.
2. Menü öğelerinden birini seçerek Görünüm (Büyük simgeler, Küçük simgeler, Liste, Tablo), klasör içeriğinin nasıl sunulacağını özelleştirebilirsiniz.
Dosya ağ ortamı bağlı tüm bilgisayarların klasörlerini içerir. şu an yerel ağa.
Dosya sepet geçici olarak silinen tüm klasörleri ve dosyaları içerir. Gerekirse silinir ve saklanır sepet klasörler ve belgeler geri yüklenebilir.
3. Dosyaları kalıcı olarak silmek için [Dosya-Çöpü Boşalt] komutunu girin.
Dosya işlemleri. Bir bilgisayarda çalışma sürecinde, dosyalar üzerinde en sık aşağıdaki işlemler gerçekleştirilir:
- kopyalama (dosyanın bir kopyası başka bir dizine yerleştirilir);
- taşı (dosyanın kendisi başka bir dizine taşınır);
- silme (dosya kaydı dizinden silinir);
- yeniden adlandırın (dosya adı değişir).
Windows grafik arayüzü, Sürükle ve Bırak yöntemini kullanarak fare ile dosyalar üzerinde işlemlere izin verir. Ayrıca, sözde dosyalarla çalışmak için özel uygulamalar da vardır. dosya yöneticileri : Norton Commander, Windows Commander, Dosya Gezgini vb.
Bazı durumlarda, komut satırı arayüzü ile çalışmak gerekli hale gelir. Windows, bir MS-DOS komut satırı arabirim modu sağlar.
Komut satırı arayüzü
1. [Programlar-MS-DOS Oturumu] komutunu girin. Uygulama penceresi görünecektir MS-DOS oturumu.
Sistem isteminde, klavyeden aşağıdakiler dahil MS-DOS komutlarını girebilirsiniz:
- dosyalarla çalışmak için komutlar (kopyala, del, yeniden adlandır, vb.);
- dizinlerle çalışma komutları (dir, mkdir, chdir, vb.);
- disklerle çalışma komutları (format, birleştirme, vb.).
2. Düzinelerce MS-DOS komutu vardır ve her komutun hatırlanması zor olan kendi formatı ve parametreleri vardır. Bir komutla ilgili yardım bilgisi almak için komut adından sonra /?
Örneğin, format komutuyla ilgili yardım almak için sistem isteminde şunu girin: C: \ WINDOWS> format /?
 |
Düşünülecek Sorular
1. MS-DOS dosya sisteminde hiyerarşinin en üstünde hangi öğe vardır? Windows GUI'de mi?
pratik görevler
4.11. Komut satırı arayüzünü ve dosya yöneticisini kullanarak dosyaları kopyalayın.
4.12. Bilgisayarınızdaki disk hacminin yanı sıra kullanılan ve boş alan miktarını kontrol edin.
4.13. dir komut biçimine aşina olun. C sürücüsünün kök dizinini görüntüleyin.