11.4 Разделы диска. Организация доступа к архиву файлов.

В современных ОС принято разбивать диски на логические диски(это низкоуровневая операция), иногда называемыеразделами(partitions). Бывает, что, наоборот, объединяют несколько физических дисков в один логический диск (например, это можно сделать в ОС Windows NT).

В некоторых системах управления файлами требуется, чтобы каждый архив файлов целиком располагался на одном диске (разделе диска). В этом случае полное имя файла начинается с имени дискового устройства, на котором установлен соответствующий диск (буквы диска). Например, c:\util\nu\ndd.exe. Такой способ именования используется в файловых системах DEC и Microsoft.

В других системах (Multics) вся совокупность файлов и каталогов представляет собой единое дерево. Сама система, выполняя поиск файлов по имени, начиная с корня, требовала установки необходимых дисков.

В ОС Unix предполагается наличие нескольких архивов файлов, каждый на своем разделе, один из которых считается корневым. После запуска системы можно "смонтировать"корневую файловую систему и ряд изолированных файловых систем в одну общую файловую систему.

Наличие в системе многих пользователей предполагает организацию контролируемого доступа к файлам. Выполнение любой операции над файлом должно быть разрешено только в случае наличия у пользователя соответствующих привилегий. Обычно контролируются следующие операции: чтение, запись и выполнение.

Hаиболее общий подход к защите файлов от несанкционированного использования - сделать доступ зависящим от идентификатора пользователя, то есть связать с каждым файлом или директорией список прав доступа(access control list), где перечислены имена пользователей и типы разрешенных для них способов доступа к файлу. Любой запрос на выполнение операции сверяется с таким списком. Чтобы разрешить всем пользователям читать файл, необходимо всех их внести в список.

Рекомендуемая литература: 1 осн. [603-640], 13 доп. [34-67], 20 доп.

Контрольные вопросы к теме : «Управление файлами»

1. В чем различие между полем и записью?

2. В чем различие между файлом и базой данных?

3. Что представляет собой система управления файлами?

4. Какие критерии следует учитывать при выборе организации файла?

5. Перечислите и кратко опишите пять типов организации файлов.

6. Какие типичные организации могут выполняться с каталогом?

7. Как связаны полное имя файла и рабочий каталог?

8. Перечислите и кратко опишите три метода группирования.

9. Перечислите и кратко опишите три метода размещения файлов.

10. Какие типичные права доступа могут быть предоставлены определенному пользователю по отношению к некоторому файлу?

11. Почему среднее время поиска записи в индексно-последовательном файле меньше, чем в последовательном файле?

Тема 12. Реализация файловой системы

12.1 Система хранения

Система хранения данных на дисках может быть структурирована следующим :

Нижний уровень- оборудование. Это в первую очередь магнитные диски с подвижными головками - основные устройства внешней памяти, представляющие собой пакеты магнитных пластин (поверхностей), между которыми на одном рычаге двигается пакет магнитных головок. Шаг движения пакета головок является дискретным, и каждому положению пакета головок логически соответствует цилиндр магнитного диска. Цилиндры делятся на дорожки (треки), а каждая дорожка размечается на одно и то же количество блоков (секторов) таким образом, что в каждый блок можно записать по максимуму одно и то же число байтов. Следовательно, для обмена с магнитным диском на уровне аппаратуры нужно указать номер цилиндра, номер поверхности, номер блока на соответствующей дорожке и число байтов, которое нужно записать или прочитать от начала этого блока. Таким образом, диски могут быть разбиты на блоки фиксированного размера и можно непосредственно получить доступ к любому блоку (организовать прямой доступ к файлам).

Непосредственно с устройствами (дисками) взаимодействует часть ОС, называемая системой ввода-вывода.Система ввода-вывода предоставляет в распоряжение более высокоуровневого компонента ОС - файловой системы - используемое дисковое пространство в виденепрерывной последовательности блоков фиксированного размера. Система ввода-вывода имеет дело сфизическимиблоками диска, которые характеризуются адресом, например диск 2, цилиндр 75, сектор 11. Файловая система имеет дело слогическимиблоками, каждый из которых имеет номер (от 0 или 1 до N). Размер логических блоков файла совпадает или является кратным размеру физического блока диска и может быть задан равным размеру страницы виртуальной памяти, поддерживаемой аппаратурой компьютера совместно с операционной системой.

Стандартный запросна открытие (open) или создание (creat) файла поступает от прикладной программы к логической подсистеме. Логическая подсистема, используя структуру директорий, проверяет права доступа и вызывает базовую подсистему для получения доступа к блокам файла. После этого файл считается открытым, он содержится в таблице открытых файлов, и прикладная программа получает в свое распоряжение дескриптор (или handle в системах Microsoft) этого файла. Дескриптор файла является ссылкой на файл в таблице открытых файлов и используется в запросах прикладной программы на чтение-запись из этого файла. Запись в таблице открытых файлов указывает через систему выделения блоков диска на блоки данного файла. Если к моменту открытия файл уже используется другим процессом, то есть содержится в таблице открытых файлов, то после проверки прав доступа к файлу может быть организован совместный доступ. При этом новому процессу также возвращается дескриптор - ссылка на файл в таблице открытых файлов