43. Реализация файла (непрерывные файлы, связные списки, I-узел). Методы учета свободных блоков.. (Лекция 10)

Жесткий диск обычно трактуется как линейный набор блоков или кластеров. Файловая система обеспечивает соответствие между файлом и блоками, в которых реально размещаются данные.

Методы реализации файлов: - непрерывный файл; - связные списки и таблицы размещения файлов (FAT); - индексные узлы (i-узлы).

Данные о свободных блоках хранятся двумя методами: - в виде списка;- с помощью битовых массивов.

Список хранится в блоках и содержит номера свободных блоков:

Блок = 4КБ. Диск 16ГБ = 4 * 1024 * 1024 блока (2² * 2¹⁰*2 ¹⁰)

В одном блоке 512 записей * 64 бит указатель. Требуется 2³ * 2¹⁰ = 8192 блоков для списка.

Битовый массив хранит и занятые и свободные блоки, отводя для состояния блока 1 бит. Номер блока определяется положением бита.

В блоке 4096 * 8 = 2⁵ * 2¹⁰ = 32768 записей. Требуется 128 блоков (2⁷).

Оба метода позволяют ОС загружать в ОЗУ только часть перечня блоков, однако битовые массивы более эффективны.

Основная проблема - сколько, и какие блоки диска принадлежат тому или иному файлу.

Непрерывные файлы: Выделяется каждому файлу последовательность соседних блоков.

5 непрерывных файлов на диске и состояние после удаления двух файлов

 Преимущества такой системы:

• П ростота - нужно знать всего два числа, это номер первого блока и число блоков.

• В ысокая производительность - требуется только одна операция поиска, и файл может быть прочитан за одну операцию

Недостатки: Диск сильно фрагментируется.

Сейчас такая запись почти не используется, только на CD-дисках и магнитных лентах.

Связные списки: Файлы хранятся в разных не последовательных блоках, и с помощью связных списков можно собрать последовательно файл.

Размещение файла в виде связного списка блоков диска

 Номер следующего блока хранится в текущем блоке.

 Преимущества: Нет потерь дискового пространства на фрагментацию. Нужно хранить информацию только о первом блоке.

Недостатки: Уменьшение быстродействия - для того чтобы получить информацию о всех блоках надо перебрать все блоки.

• Уменьшается размер блока из-за хранения служебной информации.

Учет свободных блоков: Основные два способа учета свободных блоков :

• Связной список блоков диска, в каждом блоке содержится номеров свободных блоков столько, сколько вмешается в блок. Часто для списка резервируется нужное число блоков в начале диска.  Недостатки: - Требует больше места на диске, если номер блока 32-разрядный, требуется 32бита для номера - Излишние операции ввода/вывода, т.к. в памяти не хранятся все блоки, а, например, только один блок.

• Битовый массив (бит-карта) - для каждого блока требуется один бит.

44. Основы резервного копирования (основные режимы резервного копирования). (Лекция 10)

Основные режимы копирования:

Обычный (normal) – файлы архивируются и отмечаются как обработанные (атрибут «архивный» сбрасывается). Фактически это полная копия.

Добавочный (incremental) – архивируются файлы, измененные с момента обычного или добавочного рез. копирования (атрибут «архивный» сбрасывается).

Разностный (differential) – архивируются файлы измененные с момента обычного копирования (атрибут «архивный» НЕ сбрасывается).

Атрибут «архивный» (готов к архивации) устанавливается при изменении файла или каталога.

При добавочном копировании восстановление требует полной копии и ВСЕХ приращений. При разностном копировании требуется полная копия и последняя разностная копия.

Резервное копирование (backup) - процесс создания копии данных на носителе (жёстком диске, дискете и т. д.), предназначенном для восстановления данных в оригинальном или новом месте их расположения в случае их повреждения или разрушения.

Операции: Резервное копирование данных (Резервное дублирование данных) - процесс создания копии данных. Восстановление данных - процесс восстановления в оригинальном месте.

Цель: Резервное копирование необходимо для возможности быстрого и недорогого восстановления информации (документов, программ, настроек и т. д.) в случае утери рабочей копии информации по какой-либо причине.

Требования к системе резервного копирования: Надёжность хранения информации - обеспечивается применением отказоустойчивого оборудования систем хранения, дублированием информации и заменой утерянной копии другой в случае уничтожения одной из копий (в том числе как часть отказоустойчивости). Простота в эксплуатации - автоматизация (по возможности минимизировать участие человека: как пользователя, так и администратора). Быстрое внедрение - простая установка и настройка программ, быстрое обучение пользователей. Полное резервирование (Full backup): Затрагивает всю систему и все файлы. Еженедельное, ежемесячное и ежеквартальное резервирование подразумевает полное резервирование. Первое еженедельное резервирование должно быть полным резервированием, обычно выполняемым по пятницам или в течение выходных, в течение которого копируются все желаемые файлы. Последующие резервирования, выполняемые с понедельника по четверг до следующего полного резервирования, могут быть добавочными или дифференциальными, главным образом для того, чтобы сохранить время и место на носителе. Полное резервирование следует проводить, по крайней мере, еженедельно. Дифференциальное резервирование (Differential backup): Каждый файл, который был изменен с момента последнего полного резервирования, копируется каждый раз заново. Дифференциальное резервирование ускоряет процесс восстановления. Все, что вам необходимо, это последняя полная и последняя дифференциальная резервная копия. Популярность дифференциального резервирования растет, так как все копии файлов делаются в определенные моменты времени, что, например, очень важно при заражении вирусами. Инкрементное резервирование (Incremental backup): Происходит копирование только тех файлов, которые были изменены с тех пор, как в последний раз выполнялось полное или добавочное резервное копирование. Последующее добавочное резервирование добавляет только файлы, которые были изменены с момента предыдущего добавочного резервирования. В среднем, добавочное резервирование занимает меньше времени, так как копируется меньшее количество файлов. Однако, процесс восстановления данных занимает больше времени, т.к. д/б восстановлены данные последнего полного резервирования, плюс данные всех последующих добавочных резервирований. При этом, в отличие от дифференциального резервирования, изменившиеся или новые файлы не замещают старые, а добавляются на носитель независимо.