Tudd Intuíció, előadás, input-output alrendszer
7.12. File System Architecture
Így a fájlrendszer szerepet tölt be a közbenső réteg, forgatták a bonyolult fizikai szervezet hosszú távú adattárolás és megteremti a program egy egyszerű logikai modellje a raktárba, majd ad nekik egy sor könnyen használható parancsok manipulálása fájlokat.
A klasszikus rendszer szoftver fájlrendszer ábrán látható. 7.6.
Ábra. 7.6. Szervezet szoftver fájlrendszer
Az alsó szinten eszközmeghajtók közvetlenül kapcsolódik perifériás eszközök vagy a vezérlő vagy csatornák. Az eszközmeghajtó felelős az első üzembe input-output eszköz és feldolgozására befejezése IO kérés. Amikor fájlműveleteket ellenőrzött eszközök meghajtók és szalagos meghajtók (meghajtók ML). Az eszközmeghajtók részének tekintjük az operációs rendszer.
A következő réteg az úgynevezett alap fájlrendszer, vagy egy fizikai szinten IO. Ez az elsődleges interfész a környezettel (kerületén) a számítógépes rendszer. Ez működik adatblokkokon amely összeköttetésben van a lemezek, mágnesszalagok, és egyéb eszközök. Ezért jár az elhelyezés és puffer blokk RAM. Ezen a szinten nincs munka folyik az adatok tartalma szerkezet tömb vagy fájlokat. Az alap fájlrendszer általában tekinthető része az operációs rendszer (MS-DOS, ezeket a funkciókat látja el a BIOS. Nem kapcsolódik az OS).
Diszpécser bázis IO felelős a kezdete és befejezése fájl IO. Ezen a szinten támogatott ellenőrzési struktúrák kapcsolódó input-output eszköz, tervezés és állapot fájlokat. Diszpécser kiválasztja az eszköz, amelyen futtatni fájl input-output művelet kezelés tervezése a készülék (lemez, szalag), a célból, hogy az input-output pufferek és forgalmazásával külső memória. A menedzser alapvető input-output része az operációs rendszer.
A logikus következtetés bevezető ad az alkalmazások és a felhasználók hozzáférést a rekordokat. Ez egy általános célú input-output nyilvántartások és fenntartja információt fájlokat. A felhasználóhoz legközelebb eső fájlrendszer szinten gyakran nevezik az elérési mód. Egy szabványos interfész alkalmazások és fájlrendszerek és eszközöket, amelyek tartalmazzák az adatokat. Különböző hozzáférési módszerek tükrözik a különböző fájl szerkezetét, valamint a különböző módon érhető el, és feldolgozza az adatokat.
7.13. Szervezze meg a fájlokat, és elérheti őket
Típusai, elnevezését és fájlattribútumok
Támogatott fájlrendszerek több funkcionálisan különböző típusú fájlokat, amelyek közé tartozik a rendszeres tartalmazó fájlok tetszőleges karaktert információ (szöveg, grafika. Sound, stb ..), Fájlok, könyvtárak, fájlok, named pipe, memórialeképezésesek fájlokat, és mások.
Katalógusok - a rendszerfájlok, amelyek támogatják a fájlrendszerben. Ezek tartalmazzák a rendszer referencia információkat egy sor fájl csoportosítva a felhasználó bármilyen informális alapon (szerződések, összefoglalók, természetesen a projektek, stb.) Sok operációs rendszerek a katalógusban tartalmazhat egyéb fájlokat, beleértve más könyvtárak, ezáltal egy fa-szerű szerkezet, könnyű megtalálni a kívánt fájlt. Katalógusok közötti kapcsolatot határozzák meg a fájlneveket, és azok jellemzőit, használt fájlkezelő fájlrendszer. Néhány ezek jellemzői közé tartozik a fájltípust. a jogot az iratbetekintési, annak érdekében, a lemezen, a méret, létrehozás dátuma és ideje, és mások.
Speciális fájlok - ez dummy fájlt társított IO eszközök által használt, hogy egyesítse a hozzáférési mechanizmus a soros input-output eszközök, mint például a terminálok, nyomtatók, stb (például MS-DOS tekintve egyaránt monitor és a billentyűzet fájlokat a szokásos nevét. con - konzol és a nyomtató -. PRN fájl). Blokk-speciális fájlok modellezésére használjuk lemezek.
Named Pipes (csatornák) ciklikus puffer lehetővé teszi a kimeneti kép audioprogram kombinálni másik program bemeneti fájl.
Fájlok tartoznak az absztrakt mechanizmus. Ők biztosítják oly módon, hogy adatokat tároljon a tárolóeszköz és olvassa el újra. Ebben az esetben a felhasználónak kell elrejteni a részleteket, mint például a módszer és a tárolás helyére vonatkozó információt, és a részleteket a készülék.
A legfontosabb jellemzője minden absztrakció mechanizmus az elnevezés a kezelt objektum. Elnevezése fájlok változhat az egyik OS a másikra, de a szabály, az összes modern operációs rendszer támogatja a használatát a fájlnév 8 karakteres szöveg. Gyakran nevek használata engedélyezett számokat és speciális karaktereket. Bizonyos fájlrendszerek megkülönböztetni kis- és nagybetűk, míg mások, például MS-DOS. - nincs.
Sok operációs rendszer, a fájl neve két részből áll, ponttal elválasztva. Része a nevét, miután a dot hívják fájl kiterjesztését, és általában azt jelzi, a típusát. Így MS-DOS fájl neve tartalmazhat 1-8 karakter, és a kiterjesztés 0-tól (nincs) 3.
Egyes rendszerekben például a Windows. kiterjesztése jelzi a program, amely megteremtette a fájlt. Más operációs rendszerek, például a UNIX. nem kényszeríti a felhasználót, hogy szigorúan tartsák be a bővítmények. Néhány gyakori fájlkiterjesztések az alábbiakban mutatjuk be.
A hierarchikusan szervezett fájlrendszerek általában használt háromféle fájlnevek: egyszerű, átnyúló, és a relatív.
Egyszerű (rövid) szimbolikus neve azonosítja a fájlt belül ugyanabba a könyvtárba. Több fájlt is ugyanolyan egyszerű név. ha tartoznak a különböző könyvtárak.
Composite (teljes) neve a karakter egy húr tartalmazó lemez nevét és a nevét az összes könyvtárat, amelyen keresztül az utat a gyökér a fájlt.
Relatív fájlnév határozza meg az aktuális könyvtárban. azaz a könyvtár, amelyben a felhasználó jelenleg munkaidő. Így a relatív neveket a fájl lehet elég sok, és mindegyik része a teljes nevét.
Fájl fogalma nem csak azokat az adatokat tárolja, és a név, hanem a leíró információ fájl tulajdonságainak. Ez az információ teszi a fájl attribútumokat. Az attribútumokat eltérő lehet a különböző operációs rendszerekben. Példa a lehetséges attribútumok alábbiakban látható.
A attribútumok értékeit a fájlok lehet jelen a katalógusok, ahogy az, például, MS-DOS (ábra. 7.7). Egy másik lehetőség az, hogy helyezze a speciális tulajdonságai a táblázat, ebben az esetben a könyvtárak tartalmazhatnak linkeket a táblázatokban.
Ábra. 7.7. MS DOS fájl attribútumokat
A logikai fájlok szervezése
Általában a tárolt adatok a fájlban van némi logikai szerkezetét. Ez a struktúra (szervezet) fájl az alapja a fejlesztési program ezen adatok feldolgozása során. Fenntartása adatszerkezet lehet teljesen a felelősséget a kérelem vagy változó mértékben, a feladat átvenni a fájlrendszert.
Az első esetben, amikor az összes kapcsolódó tevékenységeket strukturálása és értelmezése a fájlok tartalmát, az egész a felelős az alkalmazás fájl a fájlrendszerben strukturálatlan adatok sorrendben. Az alkalmazás létrehoz egy kérelmet a fájlrendszer a bevezető következtetést. Segítségével az összes alkalmazás, rendszer eszközöket, például, hogy az eltolás elejétől a fájl és a bájtok számát. amelyet el kell olvasni vagy írni. Kapott az alkalmazás byte stream összhangban értelmezett logikai beágyazott a programban. Hangsúlyozni kell, hogy az adatok értelmezését nem kapcsolódik a tényleges módon való tárolása a fájlrendszerben.
fájl minta, amelynek a tartalmát a fájl megjelenik strukturálatlan bytesorozatot. Ez lett népszerű a UNIX operációs rendszer. és ma már széles körben használják a modern operációs rendszerek. A strukturálatlan fájl modell lehetővé teszi az egyszerű fájlmegosztás között több alkalmazás, mivel a különféle alkalmazások -Egyedi szerkezetét és az adatok értelmezése a fájlban szereplő.
Egyéb fájlok modell - strukturált fájlt. Ebben az esetben, miközben a fájl szerkezetét bízzák a fájlrendszert. A fájlrendszer látja a fájlt egy rendezett logikai rekordok. FS ad az alkalmazás számára a nyilvántartások, és minden további feldolgozását szereplő adatok ezen a lemezen, az alkalmazások!
Ismert öt alapvető szervezési módjai fájlok: [10]
- kevert fájl
- szekvenciális fájl,
- indeksno- szekvenciális fájl,
- indexelt fájl
- közvetlen hozzáférést fájlt.
Amikor kiválasztunk egy módszert a szervezet figyelembe kell venni több kritérium fájlba:
- sebességű hozzáférést,
- Frissítés könnyű
- takarékosság tárolni,
- egyszerű karbantartás,
- megbízhatóságát.
Vegyes fájlt. Ez a legkevésbé bonyolult forma fájlban szervezet. Az adatok gyűjtése érdekében átvételi elismervényt kap. A rekord egy adatcsomag. Records lehet azonos vagy különböző mezők elrendezett más sorrendben (ábra. 7.8). Minden mező önmagát, beleértve a nevét és értékét. A hossza az egyes területen meg kell határozni közvetlenül vagy használatát az elválasztó.
Ábra. 7.8. kevert fájl
Mivel a vegyes fájlnak nincs szerkezete, a hozzáférést a rekord egy teljes lista az összes fájl bejegyzéseket. Vegyes fájlokat használni, amikor az adatokat gyűjtik és tárolják feldolgozás előtt, vagy ha az adatok kényelmetlen a szervezet számára. Az ilyen típusú fájlokat hatékonyan használni lemezterületet. kiválóan alkalmas a teljes készlet. Frissítés bejegyzések nehéz, valamint beszúrásával rekordot.
Szekvenciális fájlba. rögzített formátumot használják rekordokat. Minden bejegyzés azonos hosszúságú (de néha nem ugyanaz), és a következőkből állnak azonos számú fix hosszúságú mezők, elrendezve egy bizonyos sorrendben (ábra. 7.9). Mivel a hossza és pozíciója minden területen ismert, ki van téve a megőrzését csak a mezők értékeit. Attribútumok a neve a fájl szerkezetét, és a hossza az egyes területen.
Ábra. 7.9. szekvenciális fájl
Egy adott mező (vagy mezők) a kulcs. Ez egyedileg azonosítja a rekordot. mivel ezen a területen különbözik minden rekordot. Sőt, a felvételeket a „core” szekvencia alfabetikus sorrendben a szöveges és numerikus billentyűt - a számok. Sorozatos fájlokat gyakran használják csomagolt alkalmazások és általában a legjobb megoldás, ha ezek az alkalmazások, a feldolgozás minden rekordot. Kényelmesen, hogy egy ilyen fájl tárolható a szalagot, és egy mágneses lemezt.
Az interaktív alkalmazások, szekvenciális fájl nem működik, mert annak érdekében, hogy megtalálják a kívánt tétel végiglépkedhetünk a fájlt. Azonban, ha a fő memória betölteni az egész fájlt. lehetséges hatékonyabb keresési módszert. Kiegészítéseket vagy módosításokat a fájl problémákat okoznak a nyilvántartásban.
Általában egy szekvenciális fájl mentése szekvenciális szervezet rekordok egy blokkon belül, azaz Fizikai fájl szervezet pontosan megfelel logikus. Új bejegyzés helyezni egy külön vegyes nevű fájlt egy log fájlt, vagy egy fájl tranzakciót. Rendszeresen kötegelt módban, az egyesülés a legfontosabb és a log fájlt egy új fájlt a helyes billentyűsorozatot.
Indeksno- szekvenciális fájlban. Az egyik módszer, hogy felszámolja a hiányosságokat a szekvenciális fájl indexelt szekvenciális fájl szervezet. Ebben az esetben a fájl három részből áll (fájl) a fő fájl. tartalmaz bejegyzéseket egymást követő kulcsok, az index fájlt. tartalmazó index mezőben. és egy mutatót a fő kulcs, egy túlfolyó fájl (ábra. 7.10).
Ábra. 7.10. Indexelt szekvenciális fájl
Keresni a rekord az első kulcsot kereste az index fájlt. Miután megtalálta a legnagyobb kulcs értéke nem haladja meg a szükséges, a keresés folytatódik a fő fájl. Tegyük fel például, szekvenciális fájl (fő) tartalmaz 1 millió lemezt. Kereséséhez speciális kulcs értékeit kell átlagosan 0.500.000 hozzáférések rekordokat. Ha létrehoz egy indexet fájlt. amely 1000 példány, akkor elviszi átlagosan 500 működések, hozzáférés az index fájlt, majd még átlagosan 500 műveletek, elérheti a fő fájl. Ennek eredményeképpen az átlagos keresési hossza csökkent 0,5 millió 1000. Még jobb eredmény érhető el a többszintű indexelés. Az alsó szinten az index fájl kezelik szekvenciális fájl. amelyre akkor létrehoz egy felső szintű index fájlt.
kiegészítéseket a fájl feldolgozása az alábbiak szerint. Minden rekordot a master file tartalmaz további mezőt. láthatatlan az alkalmazást, és egy mutató a túlfolyó fájlt. Ha a fájl behelyezésekor egy új rekordot, akkor adunk egy túlfolyó fájlt. Bejegyzés a fő fájl, közvetlenül megelőző egy új bejegyzést logikus, frissítik, és rámutat arra, hogy egy új rekordot a túlfolyó fájlt. Időről időre meg egyesíteni indeksno- szekvenciális fájlba a túlfolyó fájlt.
Indexelt fájl. Indeksno- szekvenciális fájl megtartja az egyik korlátozás szekvenciális fájl. hatékony működése érdekében a fájl működése korlátozott a kulcs mezőbe. Ha azt szeretnénk, hogy keressen nyilvántartást bármely egyéb jellemző, amely eltér a legfontosabb területen, a két szervezet megfelelő szekvenciális fájlban. míg egyes alkalmazások, ez a rugalmasság nagyon kívánatos.
Ahhoz, hogy a szükséges rugalmasságot, hogy egy nagyszámú indexek, egy minden típusú mező, amely tárgya lehet keresni. Összefoglalva, a hozzáférés rekordok indexelt fájl végrehajtására csak a saját indexek. Ennek eredményeként az elhelyezése bejegyzések nincsenek korlátozások mindaddig, amíg az index legalább egy indexet hivatkozási ezt a blog bejegyzést. Továbbá, az ilyen fájlok egyszerűen megvalósítható változó hosszúságú rekordok.
Kétféle indexek. Teljes index tartalmaz egy bejegyzést minden típusú rekord a master file. Önmagában az index szervezett formában szekvenciális fájl könnyen visszakereshető. Egyéni index tartalmazza azokat az elemeket, bejegyzéseket, amelyekben a felhasználó érdeke a területen. Amikor egy új rekordot a fő fájl, akkor frissíteni kell az összes index fájlokat.
Indexelt fájlok által használt alkalmazások az információhoz való hozzáférés kritikus jellemző időt, és csak ritkán van szükség a kezelés valamennyi rekordok a fájlt.