Раздел 6. Основные функции операционных систем пк

6.1 Функции ос по обслуживанию файловой структуры компьютера

Наряду с обеспечением интерфейса пользователя и автоматического запуска ОС выполняют ряд функций, важнейшей из которых является организация и обслуживание файловой системы компьютера.

Файл — это именованная последовательность байтов произвольной длины. Используется два понятия: «файловая система» и «файловая структура».

В рамках первого понятия файл - физическая область на одном из устройств внешней памяти, в пределах которой записана указанная последовательность байтов.

Устройства внешней памяти (магнитные диски) разбиваются на несколько логических дисков. Логический диск — часть жесткого диска, имеющая собственное имя, которое задается латинской буквой с двоеточием - А:,В:, С: и т. д. А: и В: — это накопители на гибких магнитных дисках. Диски С:, D: и т. д. — жесткие диски или накопители на оптических дисках.

Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная таблица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора.

Цилиндр - совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.

Сектор - наименьшая физическая единица хранения данных на жестком диске размером 512 байт.

Кластер - группа условно объединенных секторов. Его размер не фиксирован. Каждый файл полностью занимает на диске один или несколько кластеров.

Данные о том, в каком месте диска записан файл, хранятся в системной области диска в таблицах размещения файлов (FAT-таблицах). Для повышения надежности FAT-таблицы записаны в двух экземплярах.

ОС MS-DOS, OS/2, Windows 95/NT реализуют 16-разрядные поля в FAT-таблицах. Такая файловая система называется FAT 16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 2¹⁶=65536 записей о положении единиц хранения данных и, т.о., для дисков объемом от 1-2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт (64 сектора). Это приводит к нерациональному расходу рабочего пространства, т.к. любой файл полностью занимает весь кластер. Потери из-за неэффективности файловой системы могут составлять 25%-40% полной емкости диска.

С дисками разме­ром более 2 Гбайт файловая система FAT 16 не работает.

ОС Windows 98/Me/2000/XP обеспечивают более совершенную организацию файловой системы — FAT32 с 32-разрядными полями в FAT-таблице. Для дисков размером до 8 Гбайт она обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).

ОС Windows NT/XP способны поддерживать более эффективную файловую систему NTFS. В ней вместо FAT-таблиц используется MFT – Главная таблица файлов. Размер кластера не зависит от размера диска.

Второе понятие («файловая структура») используется для удобства пользователя. Данные о расположении файлов в кластерах ОС представляет в виде иерархической структуры.

К функциям обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением ОС:

1) Создание файлов и присвоение им имен.

Создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации в файловой системе. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой – собственно имени и расширения. Расширение указывает на тип данных, хранящихся в файле. Различают «короткие» и «длинные» имена. До появления ОС Windows 95 на собственно имя отводилось не более 8 символов, а на его расширение - 3 символа. Как имя, так и расширение могли включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита без пробелов.

С появлением ОС Windows 95 было введено понятие «длинного» имени. Оно может содержать до 256 любых символов, кроме девяти специальных: \/:*?"<>|. Расширение может иметь до 4 алфавитно-цифровые символы латинского алфавита без пробелов. Расширение несет для ОС информацию о свойствах типов файлов.