Презентация на тему: Подсистема ввода-вывода

Операционные системы * Операционные системы Тема 4: Подсистема ввода-вывода. Файловые системы Автор : доктор технических наук, профессор Назаров С.В. Кафедра информатики и программирования Операционные системы

Операционные системы * 4.1. Устройства ввода-вывода 4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода 4.2.1. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора 4.2.2. Согласование скоростей обмена и кэширование данных 4.2.3. Разделение устройств и данных между процессами 4.2.4. Обеспечение логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы 4.2.5. Поддержка широкого спектра драйверов 4.2.6. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов 4.2.7. Поддержка нескольких файловых систем 4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода 4.3. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода Операционные системы

Операционные системы * 4.4. Файловая система 4.4.1. Основные понятия. Цели и задачи файловой системы 4.4.2. Архитектура файловой системы 4.4.3. Организация файлов и доступ к ним 4.4.4. Каталоговые системы 4.4.5. Физическая организация файловой системы Литература Базовый учебник с. 178 - 229 Л1 с. 253 – 308; Л2 с. 545 – 568; Л4 с. 304 – 363, 477 – 496. Операционные системы

Операционные системы * 4.1. Устройства ввода-вывода Типы устройств по функциональному назначению; 1. Работающие с пользователем. Используются для связи с пользователем компьютера (принтеры, дисплеи, клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик и т. п.). 2. Работающие с компьютером. Используются для связи с электронным оборудованием (диски, магнитные ленты, датчики, контроллеры, преобразователи и т. п.). 3. Коммуникации. Используются для связи с удаленными устройствами (модемы, адаптеры цифровых линий и др.). Типы устройств по принципам функционирования: Блочные, хранящие информацию в виде адресуемых блоков фиксированного размера и позволяющие работать с каждым блоком независимо от других блоков ( дисковые устройства). Символьные, принимающие или предоставляющие поток символов без какой-либо структуры (принтеры, модемы, сетевые карты). Операционные системы

Операционные системы * Различия в характеристиках устройств ввода-вывода Скорость передачи данных (на несколько порядков). Применение. Один и тот же тип устройства может требовать различного ПО и стратегии операционной системы (диск для хранения файлов приложений и файла подкачки, терминал пользователя и администратора). Сложность управления (для принтера относительно простой интерфейс управления, для диска – намного сложнее). Единицы передачи данных. Данные могут передаваться блоками или потоком байтов или символов. Представление данных. Различные устройства используют разные схемы кодирования данных, включая различную кодировку символов и контроль четности. Условия ошибок. Природа ошибок, способ сообщения о них, возможные ответы резко отличаются от одного устройства к другому. Операционные системы

Операционные системы * 101 102 103 104 105 106 107 108 109 Gigabit Ethernet Графический монитор Жесткий диск Ethernet Оптический диск Сканер Лазерный принтер Гибкий диск Модем Мышь Клавиатура Бит в секунду Операционные системы

Операционные системы * 4.2. Основные функции подсистемы ввода-вывода Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора. 2. Согласование скоростей обмена и кэширование данных. 3. Разделение устройств и данных между процессами. 4. Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы. 5. Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера. 6. Динамическая загрузка и выгрузка драйверов. 7. Поддержка нескольких файловых систем. 8. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода. Основные компоненты: драйверы, файловая система, система прерываний Операционные системы

Операционные системы * 4.2.1. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора Эволюция ввода – вывода 1. Процессор непосредственно управляет периферийным устройством. 2. Устройство управляется контроллером. Процессор использует программируемый ввод - вывод без прерываний (переход к абстракции интерфейса ввода - вывода). 3. Использование контроллера прерываний. Ввод-вывод, управляемый прерываниями. 4. Использование модуля (канала) прямого доступа к памяти. Перемещение данных в память (из нее) без использования процессора. 5. Использование отдельного специализированного процессора ввода-вывода, управляемого центральным процессором. 6. Использование отдельного компьютера для управления устройствами ввода-вывода при минимальном вмешательстве центрального процессора. Операционные системы

Операционные системы * Системный вызов для выполнения операции ввода-вывода Запрос состояния контроллера ввода-вывода Проверка состояния Не готов Готов Получить слово от контроллера ввода-вывода Записать слово в память Все выполнено ? Вызов драйвера Текущая команда программы Нет Да Следующая команда Программируемый ввод-вывод без прерываний Процессор посылает необходимые команды контроллеру ввода-вывода и переводит процесс в состояние ожидания завершения операции ввода-вывода. Операционные системы

Операционные системы * Системный вызов для выполнения операции ввода-вывода Запрос состояния контроллера ввода-вывода Проверка состояния Не готов Готов Получить слово от контроллера ввода-вывода Записать слово в память Все выполнено ? Вызов драйвера. Передача команды контроллеру. Текущая команда программы Нет Да Следующая команда 2. Ввод-вывод, управляемый прерываниями. Процессор посылает необходимые команды контроллеру ввода-вывода и продолжает выполнять процесс, если нет необходимости в ожидании выполнения операции. В противном случае процесс приостанавливается до получения прерывания, а процессор переключается на выполнение другого процесса. Выполнение других действий ПРЕРЫВАНИЕ Операционные системы

Операционные системы * Жесткий диск Контроллер диска Регистры контроллера Контроллер прерываний Центральный процессор 1 Драйвер программирует контроллер и переходит в состояние ожидания 2 Контроллер запускает устройство 3 Контроллер завершил операцию 3 4 Возбуждение сигнала прерывания 5 5 Обработка прерывания, перемещение данных в область программы, передача управления программе Операционные системы

Операционные системы * Запрос состояния контроллера ввода-вывода Проверка состояния Не готов Готов Запуск контроллера. Перенос данных в буфер. Сигнал в DMA. Запрос от DMA на перенос данных. Запись слова в память контроллером. Сигнал в DMA. Все выполнено ? Системный вызов для выполнения операции ввода-вывода. Вызов драйвера. Программирование DMA Нет Да Прерывание Выполнение других действий 3. Прямой доступ к памяти. Модуль прямого доступа к памяти управляет обменом данных между основной памятью и контроллером ввода-вывода. Процессор посылает запрос на передачу блока данных модулю прямого доступа к памяти, а прерывание происходит только после передачи всего блока данных. DMA увеличивает адрес памяти и уменьшает счетчик байтов Операционные системы

Операционные системы * 1 Адрес Счетчик Управляющий регистр Центральный процессор Прерывание после выполнения 1 1 Центральный процессор программирует DMA 1 3 DMA запрашивает перенос данных 5 4 5 Подтверждение Буфер Диск DMA 2 2 4 4 Перенос данных Оперативная память Контроллер Шина Работа DMA-контроллера 2 3 3 2 Программирование контроллера 3 Операционные системы

Операционные системы * Цикл процессора Цикл процессора Цикл процессора Ц и к л к о м а н д ы Выборка команды Декодиро-вание команды Выборка операнда Выполнение команды Сохранение результата Прерывание процесса Точка прерывания Точки прерывания DMA Цикл процессора Цикл процессора Цикл процессора Операционные системы

Операционные системы * 4.2.2. Согласование скоростей обмена и кэширование данных Пользовательский процесс Пользовательский процесс Пользовательский процесс Пользовательский процесс Операционная система Ввод Ввод Ввод Ввод Устройства ввода Без буферизации Одинарная буферизация Двойная буферизация Циклическая буферизация Перемещение Перемещение Перемещение T C M Операционные системы

Операционные системы * Время обработки блока данных Без буферизации T + C Одинарная буферизация max {T, C} + M в большинстве случаев T + C > max {T, C} Двойная буферизация max {T, C} если C T, то процесс избавляется от необходимости ожидания завершения ввода-вывода. Циклическая буферизация используется при высокой частоте ввода-вывода. Буферизация данных позволяет сократить количество реальных операций ввода за счет кэширования данных. Операционные системы

Операционные системы * 4.2.3. Разделение устройств и данных между процессами 4.2.4. Обеспечение логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы 4.2.5. Поддержка широкого спектра драйверов Операционная система Драйвер Контроллер Внешнее устройство Интерфейс драйвер – устройство (Driver Device Interface, DDI) Интерфейс драйвер – ядро (Driver Kernel Interface, DKI) Аппаратный низкоуровневый интерфейс контроллер - устройство Операционные системы

Операционные системы * Функции драйвера Обработка запросов записи-чтения от программного обеспечения управления устройствами. Постановка запросов в очередь Проверка входных параметров запросов и обработка ошибок Инициализация устройства и проверка статуса устройства Управление энергопотреблением устройства. Регистрация событий в устройстве Выдача команд устройству и ожидание их выполнения возможно в блокированном состоянии до поступления прерывания от устройства Проверка правильности завершения операции Передача запрошенных данных и статуса завершенной операции Обработка нового запроса при незавершенном предыдущем запросе (для реентерабельных драйверов) Операционные системы

Операционные системы * 4.2.6. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов 4.2.7. Поддержка нескольких файловых систем 4.2.8. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода P3 Контроллер Операция ввода-вывода ПроцессорP2 P1 P2 P3 P2 P1 Завершение операции ввода-вывода Контроллер Операция ввода-вывода Процессор P1 P2 P3 P2 P1 Синхронизация (событие, Мьютекс) P1 P1 P2 P3 P3 P1 P1 Операционные системы

Операционные системы * 4.3. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода Системные вызовы Диспетчер прерываний, функции доступа к аппаратуре Байт-ориентированный интерфейс VFS Блок-ориентированный интерфейс UFS NTFS FAT Дисковый кэш Драйвер HD Драйвер FD Контроллеры устройств ввода-вывода Диски Графические устройства Дисковые устройства Сетевые устройства Низкоуровневые графические драйверы Диспетчер окон Высокоуровневые графические драйверы HTTP FTP SMB TCP/UDP SPX IP IPX NetBEUI Ethernet FR ATM Межмодульный обмен, связывание, буферизация, синхронизация, к другим подсистемам Операционные системы

Операционные системы * Операционные системы

Операционные системы * 4.4. Файловая система 4.4.1. Основные понятия. Цели и задачи файловой системы Причины создания файловых систем: Необходимость длительного (иногда вечного) и надежного хранения больших объемов информации. Обеспечение возможности совместного использования информации различными приложениями. Эффективное разделение, защита и восстановление данных. Решение этих проблем заключается в хранении информации в файлах. Файл – это поименованная совокупность данных, хранящаяся на каком-либо носителе информации. При рассмотрении файлов используются следующие понятия: Поле (field) – основной элемент данных. Запись (record) – набор связанных полей, которые могут обрабатываться как единое целое. Файл (file) – совокупность однородных записей. База данных (database) – набор связанных данных, представленных совокупностью файлов Операционные системы

Операционные системы * Файловая система – это часть операционной системы, включающая: совокупность всех файлов на различных носителях информации (магнитные диски, магнитные ленты, CD-ROM и т. п.); наборы структур данных, используемых для управления файлами (каталоги и дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства носителей информации); комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами (создание, чтение, запись, уничтожение, изменение свойств и др.). Операционные системы

Операционные системы * Задачи файловой системы соответствие требованиям управления данными и требованиям со стороны пользователей, включающим возможности хранения данных и выполнения операций с ними; гарантирование корректности данных, содержащихся в файле; оптимизация производительности, как с точки зрения системы (пропускная способность), так и с точки зрения пользователя (время отклика); поддержка ввода-вывода для различных типов устройств хранения информации; минимизация или полное исключение возможных потерь или повреждений данных; защита файлов от несанкционированного доступа; обеспечение поддержки совместного использования файлов несколькими пользователями (в том числе средства блокировки файла и его частей, исключение тупиков, согласование копий и т. п.); обеспечение стандартного набора подпрограмм интерфейса ввода-вывода. Операционные системы

Операционные системы * Требования к файловой системе со стороны пользователя диалоговой системы общего назначения 1. Создание, удаление, чтение и изменения файлов. 2. Контролируемый доступ к файлам других пользователей. 3. Управление доступом к своим файлам. 4. Реструктурирование файлов в соответствии с решаемой задачей. 5. Перемещение данных между файлами. 6. Резервирование и восстановление файлов в случае повреждения. 7. Доступ к файлам по символическим именам. Операционные системы

Операционные системы * 4.4.2. Архитектура файловой системы Смешанный файл Последова- тельный Индексно- последовате- ный Индексиро-ванный Прямого доступа Пользовательская программа Логический ввод - вывод Диспетчер (супервизор) базового ввода - вывода Базовая файловая система (уровень физического ввода-вывода) Д Р А Й В Е Р Ы Методы доступа Доступ к записям Выбор устройства, пла-нирование распределе-ния внешней памяти Буферизация, обмен блоками Инициализация, выпол-нение и завершение опе-рации Операционные системы

Операционные системы * 4.4.3. Организация файлов и доступ к ним 4.4.3.1. Типы, именование и атрибуты файлов Обычные файлы – содержат информацию, занесенную пользователем, системной или прикладной программой. Каталоги – системные файлы, поддерживающие структуру файловой системы. Специальные файлы – фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода и используемые для унификации доступа к последовательным устройствам ввода-вывода. Именованные конвейеры (каналы) – циклические буферы, позволяющие выходной файл одной программы соединить со входным файлом другой программы. Отображаемые файлы – обычные файлы, отображаемые на адресное пространство процесса по указанному виртуальному адресу. Правила именования файлов зависят от операционной системы, например в MS DOS - правило 8. 3 Операционные системы

Операционные системы * Атрибут Значение Тип файла Обычный, каталог, специальный и т. д. Владелец файла Текущий владелец Создатель файла Идентификатор пользователя, создавшего файл Пароль Пароль для получения доступа к файлу Время Создания, последнего доступа, последнего изменения Текущий размер файла Количество байтов в записи Максимальный размер Количество байтов, до которого можно увеличивать размер файла Флаг «только чтение» 0 – чтение-запись, 1 – только чтение Флаг «скрытый» 0 – нормальный, 1 – не показывать в перечне файлов каталога Флаг «системный» 0 – нормальный, 1 – системный Флаг «архивный» 0 – заархивирован, 1- требуется архивация Флаг ASCII/двоичный 0 – ASCII, 1 – двоичный Флаг произвольного доступа 0 – только последовательный доступ, 1 – произвольный доступ Флаг «временный» 0 – нормальный, 1 – удаление после окончания работы процесса Позиция ключа Смещение до ключа в записи Длина ключа Количество байтов в поле ключа Операционные системы

Операционные системы * 4.4.3.2. Логическая организация файлов Модель 1. Неструктурированная последовательность байт (ОС UNIX). Модель 2. Структурированный файл : смешанный, последовательный, индексно-последовательный, индексированный, прямого доступа. Смешанный файл Поле 1 Поле 2 Поле 3 Поле 1 Поле 1 Поле 2 Поле 2 Поле 3 Последовательный файл Поле 1 Поле 1 Поле 1 Поле 2 Поле 2 Поле 2 Поле 3 Поле 3 Поле 3 Достоинства: рациональное использование дискового пространства, хорошо подхо-дят для полного перебора Недостатки: сложность встав-ки и обновления записей Достоинства: оптимальный вариант для пакетных приложений, записи хранятся в ключевой последовательности, возможно хранение на диске и МЛ. Возможна организация в виде списка, что упрощает вставку новых записей. Каждое поле описывает само себя (имя, длина, значение). Доступ – полный перебор. Записи имеют одну длину, одни и те же поля и хранят только значения полей (одно поле – ключевое). Атрибуты файловой структуры: имя и длина каждого поля. Недостатки: малоэффективен для диалоговых приложений Операционные системы

Операционные системы * Индексно-последовательный файл Индекс Указатель 123…………. 1000 1000 2000 3000 Адрес 1 Адрес 2 Адрес 3 Индексный файл 0001 0002 1000 1001 Ключ Поля записи Указатель на файл переполнения Файл переполнения 1 2 3 Главный файл Достоинства: сокращение времени доступа при увеличении уровней индексации. Недостатки: 1. Эффективная работа с файлом ограничена работой с ключевым полем. 2. Дополнительные затраты времени на периодическое слияние с файлом переполнения. Операционные системы

Операционные системы * Индексированный файл Типы индексов: 1. Полный индекс – содержит по одному элементу для каждой записи главного файла. 2. Частный индекс содержит элементы для записей, в которых имеется интересующее пользователя поле. 3. При добавлении новой записи в главный файл необходимо обновлять все индексные файлы. 4. Индексы организуются в виде последовательных файлов. Достоинство: быстрый доступ. Недостатки: большая избыточность данных, неэффективность обработки всех записей файла. Полный индекс 1 Полный индекс 2 Частичный индекс Основной файл (записи переменной длины) Файл прямого доступа 1. Обеспечивает прямой доступ к любой записи фиксированной длины по известному адресу (ключу) при хранении файлов на диске. 2. Достоинства: быстрый доступ к любой записи, простота вставки, удаления и модификации записей. 3. Недостатки: записи фиксированной структуры и длины. Операционные системы

Операционные системы * 4.4.4. Каталоговые системы Корневой каталог Файлы Корневой каталог User 1 User 2 User 3 ДЕРЕВО Корневой каталог User 1 User 1 User 2 User 3 СЕТЬ Один файл – одно полное имя Один файл – много полных имен Файловый каталог является связующим звеном между системой управления файлами и набором файлов Операционные системы

Операционные системы * Файловая система 1 Файловая система 2 Общая файловая система после монтирования Обычный файл Каталог Специальный файл-устройство Монтирование / (root) / (root) / (root) dev dev t t t r r r user user home home bin bin man man loc loc man1 man1 man2 man2 f1 f1 f2 f2 Операционные системы

Операционные системы * 4.4.5. Физическая организация файловой системы Структура диска: пластины, дорожки, цилиндры, секторы, кластеры. Низкоуровневое форматирование – создание дорожек и секторов. Высокоуровневое форматирование – создание разделов и кластеров для определенной файловой системы или нескольких файловых систем. A: Р А З Д Е Л Ы (первичные и расширенные) Загрузочный блок MBR Таблица разделов С: D: E: Суперблок –таблица параметров Карта дискового пространства i-узлы Каталоги и файлы Корневой каталог Системная область Область данных З С NSB NSB (Non –System Bootstrap) – внесистемный загрузчик Операционные системы

Операционные системы * Адресация блоков данных диска 1 способ: c – h - s с – номер цилиндра, h – номер головки, s – номер сектора 2 способ: LBA A = (c * H + h) * S + s – 1 H – число рабочих поверхностей в цилиндре, S – количество секторов на дорожке Структура элемента таблицы разделов Системные идентификаторы: 06h – FAT16, 07h – NTFS, 0Bh – FAT32 N п/п Назначение Размер в байтах 1. Флаг активности раздела (Boot Indicator) 1 2. Номер головки начала раздела 1 3. Номер сектора и цилиндра загрузочного сектора раздела 2 4. Системный идентификатор, показывающий на принадлежность к ОС и ФС 1 5. Номер головки конца раздела 1 6. Номер сектора и цилиндра последнего сектора раздела 2 7. Младшее и старшее двухбайтовые слова относительного номера начального сектора 4 8. Младшее и старшее двухбайтовые слова размера раздела в секторах 4 9. Сигнатура-признак MBR и загрузочных секторов – 55AA h (только в конце MBR) 2 Операционные системы

Операционные системы * Первичный раздел Расширенный раздел Не использован Не использован Главная таблица разделов Master Boot Record Загрузочный сектор диска C: Карта дискового пространства Данные Первичный раздел (диск C:) Данные Карта дискового пространства Secondary Master Boot Record Загрузочный сектор диска D: Secondary Master Boot Record Загрузочный сектор диска D: Карта дискового пространства Данные Логический диск D: Логический диск E: Расширенный раздел Логический диск D: Логический диск E: Адрес таблицы для диска E: 0 – конец цепочки Не использован Не использован Не использован Не использован Первая таблица логического диска Вторая таблица логического диска Разбиение диска на разделы Операционные системы

Операционные системы * Физическая организация и адресация файла Критерии эффективности физической организации файла: скорость доступа к данным; объем адресной информации файла; степень фрагментированности дискового пространства; максимально возможный размер файла. Возможные схемы размещения файлов: - непрерывное размещение (непрерывные файлы); - связный список блоков (кластеров) файла; - связный список индексов блоков (кластеров) файла; - перечень номеров блоков (кластеров) файлов; - структуры, называемые I-узлами (index-node – индекс-узел). Операционные системы

Операционные системы * 123456789 Файл А Файл B 123456789 3 6 8 Достоинства: высокая скорость доступа, минимальный объем адресной информации, нет ограничений на размер файла. Недостатки: нет возможностей для изменения размера файла, высокая степень возможной внешней фрагментации Область применения – компакт-дики Достоинства: минимальная адресная информация, отсутствие внешней фрагментации, возможность изменения размеров файла. Недостатки: медленный доступ, сложность доступа к произвольному блоку файла, некратность блока файла степени двойки. Непрерывное размещение Связный список кластеров А) Б) Операционные системы

Операционные системы * 123456789 3 5 6 Область индексов Связный список индексов Перечень номеров кластеров 123456789 Файл 2, 4, 5 В) Г) Все достоинства варианта А), быстрый доступ к произвольному кластеру файла, полное заполнение кластера, кратное степени двойки Достоинства: высокая скорость доступа к произвольному кластеру благодаря прямой адресации, отсутствие внешней фрагментации. Недостаток: длина адреса зависит от размера файла и может быть значительной. Недостаток: рост адресной информации с увеличением емкости диска Файл 1, 3, 5, 6 Операционные системы

Операционные системы * Атрибуты файла Адрес кластера 1 Адрес кластера 2 Адрес кластера 3 I- узел (index node) Адрес кластера указателей Кластер, содержащий дополнительные дисковые адреса Достоинства: I-узел находится в памяти только при открытии файла, что сокращает объем адресной информации; объем адресной информации не зависит от емкости диска, а лишь от числа открытых файлов; высокая скорость доступа к произвольному кластеру файла благодаря прямой адресации. Недостатки: фиксированного количества адресов может оказаться недостаточным для адресации файла, отсюда необходимость сочетания прямой и косвенной адресации Операционные системы

Операционные системы * 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей 2048 записей Непосредственная адресация Простая косвенная адресация Двойная косвенная адресация Тройная косвенная адресация Максимальный размер файла 7,0403*10 13 байт Объем адресной информации – 0,05 % от адресуемых данных Файловая система ОС UNIX ufs А д р е с н а я и н ф о р м а ц и я ф а й л а Размер кластера 8 Кбайт Операционные системы

Операционные системы * Загрузочный сектор (512 байт) 0 1 2 3 FAT 1 FAT 2 (копия) Запись каталога (32 байт) Root directory (512 записей) 0 1 2 3 Data Индексные указатели, связанные с кластерами принимают значения: кластер свободен (0000h); последний кластер файла (fff8h – ffffh); кластер поврежден (fff7h); резервный кластер (fff0h - fff6h) Физическая организация FAT Формат каталога Длина поля Описание 8 байт Имя файла 3 байт Расширение файла 1 байт Атрибуты файла 1 байт Зарезервировано 3 байт Время создания 2 байт Дата создания 2 байт Дата последнего доступа 2 байт Зарезервировано 2 байт Время последней модификации 2 байт Дата последней модификации 2 байт Начальный кластер 4 байт Размер файла Операционные системы

Операционные системы * 16 24 32 File 1 File 2 17 41 19 23 23 31 39 29 Посл. 40 20 21 22 42 43 44 Посл. Элементы, указывающие на кластеры файла 1 Элементы, указывающие на кластеры файла 2 Пример FAT - таблицы Операционные системы

Операционные системы * Основные характеристики файловых систем FAT Разрядность Число Максимальный Максимальный Имя файла указателя кластеров объем кластера размер раздела FAT12 12 4096 4 Кбайт 16 Мбайт 8.3 FAT16 16 65536 64 Кбайт 4 Гбайт 8.3 255.3 FAT 32 32 4 Г 32 Кбайт 232 по 32 Кбайт 255.3 NTFS 64 264 4 Кбайт 264 по 4 Кбайт 255.3 Программа Fdisk автоматически определяет размер кластера на основе выбранной файловой системы и размера раздела. Существует недокументированный параметр команды Format, позволяющий явно указать размер кластера: Format /z:n, где n – размер кластера в байтах, кратный 512. Операционные системы

Операционные системы * 4.4.6. Операции управления каталогами и файловые операции Win32 API UNIX Описание CreateDirectory mkdir Создать новый каталог RemoveDirectory rmdir Удалить пустой каталог FindFirstFile opendir Инициализация для начала чтение записей каталога FindNextFile readdir Прочитать следующую запись каталога MoveFile rename Переместить файл из одного каталога в другой SetCurrentDirectory chdir Изменить текущий рабочий каталог CreateFile open Создать (открыть) файл, вернуть дескриптор файла DeleteFile unlink Удалить существующий файл CloseHandle close Закрыть файл ReadFile read Прочитать данные из файла WriteFile write Записать данные в файл SetFilePointer lseek Уст-вить указатель в файле в определенную позицию GetFileAttributes stat Вернуть атрибуты файла LockFile fcntl Заблокировать файл для взаимного исключения Unlock File fcntl Отменить блокировку области файла Операционные системы

Операционные системы * Способы выполнения файловых операций Последовательность универсальных действий: 1. По символьному имени файла найти его характеристики, которые хранятся в файловой системе на диске. 2. Скопировать характеристики файла в оперативную память, поскольку только в этом случае программный код может их использовать. 3. На основании характеристик файла проверить права пользователя на выполнение запрошенной операции (чтение, запись, удаление и т. п.). 4. Очистить область памяти, отведенную под временное хранение характеристик файла. open open open open close close close close Read 1 Read 2 Read 3 Read 1 Read 2 Read 3 Примеры системных вызовов для работы с файлами: fd = create (“abc”, mode); fd = open (“file”, how); read (fd, buffer, nbytes); write(fd, buffer, nbytes); Стандартные файлы ввода – вывода, перенаправление вывода read (stdin, buffer, nbytes); write(stdout, buffer, nbytes); < file - перенаправление ввода, > file – перенаправление вывода на файл Операционные системы

Операционные системы * Примеры системных вызовов для работы с файлами fd = creat (“name”, mode) – файла с заданным режимом защиты; fd = open (“name”, how) – открыть файл для чтения, записи или и того и другого; s = close (fd) – закрыть открытый файл; n = read (fd, buffer, nbytes) – прочитать данные из файла в буфер; n = write (fd, buffer, nbytes) – записать данные из буфера в файл; position = lseek (fd, offset, whence) – переместить указатель в файле; s = fstat | stat (fd | “name”, &buf) - получить информацию о состоянии файла. При выполнении программы стандартным образом файлы с дескрипторами 0, 1 и 2 уже открыты для стандартного ввода, стандартного вывода и стандартного потока сообщений об ошибках. n = read (stdin, buffer, nbytes); n = write (stdout, buffer, nbytes) stdin = 0; stdout =1; stderr = 2. Операционные системы

Операционные системы * Разрешения на доступ к каталогам Стандартные разрешения Специальные разрешения Операционные системы

Операционные системы * Разрешения на доступ к файлам Операционные системы

Операционные системы * Квоты дискового пространства Операционные системы