Сделай Сам Свою Работу на 5

Файловые системы UFS and S5

Операционные Системы.

Конспект лекций – 1 бал, 10 лекций = 10 балов

Защита Лабораторных работ – 4 бала, 5 лабораторных = 20 балов

Тестирование = 20 балов

Контрольная работа = 10 балов

Конференция = 10 балов

Литература:

Олифер, таненбаун – операционные системы

Лекция 1.

Классификация ПО.

Любое ПО делиться:

1) Систм ПО: ОС, Драйвера

2) Служебное ПО: Антивирусы, Архиваторы, Файловые менеджеры и т.д.

3) Прикладное ПО – это програм обеспеч ктр помаг реш кргу проф задач(текст редктр, эл табл, граф редктр, систм автоматизир проектир САПР, атоматизр систем управ, мат пакеты).

4) Инструментальное ПО – котр помаг или позвол разраб нев програм продукты (СУБД (mysql, acess), среда разработки(rad studio, visual studio)).

ОС – это комплекс управ и обрабат програм ктр с одной стрны выступ как интрейфейс м/у аппаратурой ПК и пользователем а с др стороны предназнач для наибол эфектив испл вычислит ситсем и организации надеж вычислений.

Функции ОС:

1) Предоставляет пользователю вместо реал машины расширенную виртуальную машину с которой удобно работать.

2) Обеспечивает макс эффект использование ресурса вычислительной машины.

MSDOS – ОС

Обладает командным интерфейсом все команд делятся:

1) Директивы выполняются один раз при загрузке ОС.

2) Непосредственно команды выполняются произвол кол-во раз.

Команды:

1) Внешние – исполняемые файлы с расширением com exe.

2) Внутренние – располагаются в командном процессоре command.com (постоянно загруженные в оперативку).

 

 

Команды MS-DOS:

1) По работе с дисками:

1.1) Format (имя диска): [ /s ( – позволяет перенести системные файлы)] разбивает сектора.

1.2) Дефрагментация диска – defrag (диск):

1.3) Sys (имя диска): - перенос системных файлов

1.4) Установка текущего диска – (имя диска):

1.5) Просмотри содержимого диска – dir (имя диска):

1.6) Dir – (имя диска): >(куда поместить информацию имя файла его расширение) – перенос информации в файл /w – краткий вывод

1.7) > - создание нового файла

1.8) >> - перезаписать существующий файл

1.9) Con – системное устройство ввода вывода, изменяет направ ввывода



 

2) Операции с директориями – каталог – папка

2.1) Создание директории - md (имя диска):\ (путь)\(имя директории) Пр: md c: \ab – создает директорию в диске «с»

2.2) Xcopy (имя диска): \путь \имя источника директории (имя диска):\путь\( имя результирующие директории)

2.3) Переименование – ren (имя диска):\путь\(имя директории) (новое имя)

2.4) Удаление директории с информацией – deltree (имя диска):\(путь)\(имя диска)

2.5) Установка текущей директории – cd (имя диска): (путь)\(имя директории)

2.6) Cd.. – переход на выше стоящею директорию

2.7) Cd\ - переход в корневой каталог

2.8) Просмотр содержимого каталога – dir_(имя диска): \(путь)\(имя директории) т.ж. возможно перенос в файл, /w – краткий формат для dir_ (имя диска): (путь)\(имя директории)_/w

3) Операции с файлами

3.1) Edit.com – текстовый редактор

3.2) Copy – копирование, copy_ (имя диска): \(путь)\(имя файла расширение – из чего)_(имя диска): (путь)\(имя файла расширение - результат)

3.3) Слияние нескольких файлов – copy­_ (имя диска):\ (путь)\(имя файла1 расширение) +(имя диска): (путь) \(имя файла2 расширение)+… +_ (имя диска): \(путь)\(имя файла расширение - результат)

3.4) Ren_(имя диска):\путь\(имя файла расширение)_(новое имя)

3.5) Rd – удаление директории без инфрмц; RD_[D:][path]

3.6) Del_(имя диска):\ (путь)\(имя файла расширение)

3.7) Про смотрение содержимого файла – type_(имя диска): (путь)\(имя файла расширение)

3.8) Изменение и установка атрибутов файла – attrib_[атрибут]_(имя диска): (путь)\(имя файла расширение) r – чтение, а – архивный, s – системный, h – скрытый, + добавляет атрибут,

«-» - убирает атрибут.

Пример: attrib_+s_c:\ab\x.txt – файл стал системным

4) Системные и служебные команды

4.1) Вывод сообщения

Echo on – выводит на экран все последующие команды а так же результаты их работы

Echo off – результаты команд выводятся на экран а сама команда не выводится

@echo off – вывод результата

4.2) Приостановка выполнения операции – pause_(сообщение)

4.3) Переход на метку goto_метка – испл в файлах расширения «bat»

4.4) Условия

- проверка ошибок - if_ [not]_errorlevel – число команд

- if_[not]_str1 == str2_ком

- проверка существования файлов – if_[not]_exist_имя файла расширение_команда

4.5) Указание путей поиска – path_[путь1]:[путь2]

Лекция 2.

13.02.12

Создание системной переменной

Данная переменная созд в мс дос и может быть испл в любой программе, она указ пути доступ к файлу в рамках заданной переменной, работа с ней выпся ч/з

Set_имя переменной = значение

Пример:

Set_lib = c:\bc – создает доступ к файлу

Отображ или ввод систем данных

Осущ ч/з

Data – if указ без параметров то месяц день год(4 цифр)

Вывод и изменение системного времени – time

Ver – версия ОС

Сервисные и служебные комнд

Передача параметров в комнд файл bat

f.bat on/off

if_”%1” == “on”_goto_m1

goto_m2

:m1

Echo_on

Echo_просто текст

Goto_m3

:m2

@echo_off

Echo_ввывод отключен

:m3

Проверка сущестоввания файла

If_exist_a:\kt\ab.txt_goto_l1

Echo_файл отсутствует

Goto_l2

:l1

Echo_файл существует

:l2

Указание путей поиска исполняемый и командных файлов

Path_[path1];[path2];…без параметров

Path_c:;\dos;c:\sys

Прерывание – процесс возник в резте события внешнего по отношению к вып команде или не предусмотренного программой которой порождает выполнение процедур не содерж в составе программы а имеющиеся в составе ОС

Т.О.- MS DOS – содержит спец программ для обработк прерываний(обработчик прерываний).

Состав ОС MS DOS

1) BIOS – базовая система ввода вывода, содержит 32 низкоуровневых обработчика прерывания (0 - 31) находящихся в ПЗУ

2) BR – начальный загрузчик, предназначен для нахождения загрузочных файлов(системных файлов ОС), находящихся в 0-секторе системного диска

3) IO.sys – системный файл, для организации связи с внешними устройствами, дополнительные обработчики прерываний, находящихся в корневом каталоге системного диска

4) MSDOS.sys – системный файл, содержит все остальные обработчики прерываний, находится в корневом каталоге системного диска (256 возможных).

5) COMMAND.COM – командный процессор, находится в любом месте системного диска

 

Функции:

1) Выполнение внутренних команд

2) Загрузка внешних команд и выгрузка исполнительных файлов

6) Внешние команды

7) Драйверы устройств – некоторые программы предназначенные для работы с внешними устройствами

 

 

Порядок загрузки ОС MS DOS

1) BIOS – тестирование аппаратных компонентов ПК

2) BR – начальный загрузчик – поиск системных фалов

2.1) IO.sys

2.2) CONFIG.SYS

2.3) Драйверы

3) MSDOS.SYS

4) COMMAND.COM

5) AUTOEXEC.BAT

 

Структура памяти

Max размер = 4гб

0 – 4 гб – fat 32 or fat 16

0 – 1088 – доступное пространство MS DOS

640 кб – 1 мб – верхняя память UMA

1 мб – 1088 кб – старшая память HMA

1088 кб – 4 гб – дополнительная память EMS

Файловые системы –

- совокупность компонентов спецификации и соответств им ПО которое отвечает за создание уничтожение, запись, чтение, модификацию, перемещение, управление доступа к файлам а тж за управ ресурсами которые испл данный файл.

Основ задачей ОС явл представ пользователю удобства при работе с данными на диске.

Следовательно, в место реал устройств ОС представ удобную логическую виртуальную модель представ в виде файловой системы.

Файл – именованная область на диске имеющая начало и конец.

Файловые системы:

1) FAT

2) NTFS

3) S5

4) UFS

5) EXT2(3)

Файловая система явл частью ОС которая включает в себя:

1) Совокупность всех файлов на диске

2) Набор и структур данных испл для управ файлами(каталоги, дескрипторы, таблицы распред свобод и занятого пространства)

3) Комплекс системных программных средств которые реализуют операции над файлами

 

Цели испл файлов:

1) Долговременность и надёжность хранения вне зависимости от источника питания

2) Совмест испл инф файл может быть создан одним пользователем прочитан другим, а удалён др в любое время

Файловая система позволяет пользователю обходиться простым набором команд скрывая при этом сложности физического устройства и раскрывая логические возможности.

Основные задачи файловой системы являются:

А) Однопользовательская ОС:

1) Именование файлов

2) Программный интерфейс приложений

3) Отображение логической модели файловой системы на физическую организацию конкретного устройства

4) Устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и програмных компонентов

5) Совместный доступ к фалам из нескольких приложений (однопользовательская мульти программная ОС)

6) Защита фалов одного пользователя от не законного доступа одного пользователя (многопользовательская мульти программная ОС сетевой доступ)

 

Типы файлов:

1) Обычные – инф произвол характера содержимое данных файлов ОС не контролирует

2) Каталоги – содержит системно справочную инф о наборе файлов и под каталогов с этими файлами ОС взаимодействует

3) Спец файлы – ктре представ собой фиктивные файлы которые ассоциированы для унификации механизма доступа к устройствам ввода вывода, а тж для работы с логич и физич устройствами ввода и вывода.

 

Файловые системы бывают двух видов:

 

1) Иерархическая структура – образ дерево в котором один потомок всегда имеет лишь одного родителя.(путь от корневого каталога к фалу определяется однозначно).

2) Сетевая – один файл, может принадлежать нескольким каталогам, образуя при этом сеть.(линукс системы)

Все типы фалов имеют символические имена, в иерархических файлах существуют три типа имён:

1) Простое или короткое – которое определяется в рамках одного каталога, кроме того в зависимости от файловой системы существуют различные ограничения на длину имени.

Fat32 – 8(имя).3(расширение)

Ntfs – 255(имя).3(расширение)

S5 - 14

 

2) Полное имя - это цепочка простых символьных имён всех каталогов, через которое проходит путь от корня, до конкретного файла.

3) Относительное имя – часть имени относительно, какого либо текущего каталога.

 

 

Лекция 3

Файловая система FAT:

1) Fat12

2) Fat16

3) Fat32

 

Д/З – в чем их отличия рассмотреть самостоятельно.

Дорожка – это часть поверхности ограниченная двумя концентрическими окружностями.

Цилиндр – это совокупность дорожек одного радиуса.

Сектор – это часть дорожки размером 512 байт наименьшая адресуемая 1-ца обмена данными дискового устройства с оперативкой.

Сектора нумеруются, начиная с нулевого.

Часть секторов объединяются в кластеры.

Кластер – совокупность смежных секторов, наим область на диске предназначенная для размещения одного файла (минимальная область на диске) все кластеры пронумерованные.

Области файловой системы Fat:

1) BR(Boot Record) – представ собой область начального загрузчика которая содержит

1.1) Сведения о носители данных.

1.2) Начальный загрузчик конкретной ОС.

2) FAT(File Allocated Table) – область таблицы распределённых данных.

3) RD(Root Directory) – область корневого каталога

4) DA(Data Area) – область данных

 

Область FAT – разделена на две копии за идентичностью которых следит ОС.

Каждая копия разделена на два блока размера блока определяет тип файловой системы.

В блоке имеются пронумерованные части которые соответствуют номеру кластера.

В каждой части содержится информация о кластере, с теми же номерами информация о кластере может быть :

1) Кластер свободен.

2) Кластер зарезервирован.

3) Кластер испорчен.

4) Номер следующего кластера в котором продолжается файл.

5) Признак конца файла.

Область корневого каталога разбита, на дескрипторы, каждый дескриптор содержит 32 байта и разбит на 8 полей.

Каждый дескриптор содержит информацию о параметрах файла или директории.

Название Размер
имя файла или директории 8 байт
расширения 3 байта
атрибуты 1 байт
резерв 10 байт
время последней записи файла или каталога 2 байта
дата последней записи файла или каталога 2 байта
номер начально кластера файла 2 байта
размер файла или каталога 4 байта

 

Атрибут представляет собой – набор характеристик файла или каталога.

Структура Атрибута

рез ерв

 

Резерв редко используется

1-ая 1-ка указывает, что файл архивный

2-ая 1-ка указывает на каталог

Последняя 1-ка указывает, что файл создан только для чтения

Предпоследняя указывает, что файл является скрытым

3 – я с конца указывает, является ли файл системным

Посередине указывает на метку тома 1-ца носителя информации в многотомных файлах.

Логика работы ОС по поиску файлов в файловой системе FAT:

 

Пусть необходимо найти файл расположенный на диске А:\ab.txt

1) ОС обращается к диску(обращение к нулевому сектору области начально загрузчика BR) и чтение информации о диске.

2) ОС обращается к области корневого каталога, которая разбита на дескрипторы и происходит просмотр всех дескрипторов, начиная с 1-го.

      ab        
      txt        
      20h сведения о файле      
               
               
               
      номер начального кластера      
               

Всего 128 полей

После того как ОС просмотрела все лишнее и дошла до совпадения:

3) ОС обращается в область данных где она находит 4-ый кластер, а после нахождения 4-го кластера ей необходимо обратится в область FAT, что бы узнать следующий кластер и т.д. if файл закончен то в области Fat будет стоять EOF.


При этом файл ab.txt будет расположен в трёх кластерах под номерами 4, 6, 9 в области данных а ссылки в области FAT.

 

Удаление файлов в файловой системе FAT:

1) При удалении в дескрипторе файлов первый символ имени файла замещается на Х в кодировке аски e5h - X.

2) В области фат адреса последующих кластеров заменяются на нули. При этом в области данных никакого реального удаления ни происходит все данных сохранены и их можно восстановить. Он при этом если происходит операции сохранения нового файла то возможно что кластер будет замещён.

 

Пусть необходимо найти файл A:\T\ab.txt

1) ОС обращается к BR

2) В область корневого каталога просматриваются дескрипторы и ищется каталог

  Т   ab        
      txt        
  10h сведения о каталоге 20h сведения о файле      
               
               
               
  ссылка на дескриптор где хранятся файлы номер начального кластера      
               

3) 60-дескрипторе будет располагаться файл ab.txt

 

Лекция 4

вторник, 6 марта 2012 г.

Файловая система NTFS:

Особенность:

1) Надёжность – обеспечивается двумя механизмами:

1.1) Механизм целостности – он обеспечивается путём использования такой операции как транзакция( операция которая выполняется либо полностью либо не выполняется вообще) все операции протоколируются в журнал транзакции с пометками о выполнении. Если операции прошла, успешна, то отметка о выполнении снимается иначе, устанавливается отметка о переходе в первоначальное состояние.

1.2) Механизм аварийной замены дефектных кластеров(представ собой системные проверки постоянно действующей в системе).

2) NTFS Обеспечивает безопасность на уровне файлов, путём ограничения доступа к файлам зависит от учётной записи пользователи или от его группы.

3) Поддержка диска 2^64 байта.

4) Поддержка длинных символьных имён

5) Высокая скорость поиска файлов

6) Возможность сжатия данных

7) Возможность шифрования данных

 

Структура файловой системы NTFS:

1) В основе лежит Том – логический раздел диска, при форматировании том разбивается на последовательность пронумерованных кластеров (каждому кластеру соответствует логический номер – Logic Number Cluster - LNC). Все файлы на диске могут содержатся в нескольких кластерах которым присваивается свой виртуальный порядковый номер(Virtual Cluster Number - VCN).

Всё пространство разбивается на логические сектора

      Ссылки      
                 
L C N V C N

Базовая 1-ца для распределения файлов представляет собой непрерывную последовательность кластеров .

(отрезка – адрес отрезка состоит

из двух координат

1 – логический номер начального кластера

2 – количество кластеров в отрезке,

в отрезке может быть часть фалов которые определяются 3-мя координатами

1 – виртуальный номер кластера

2 – логический

3 – количество кластеров в отрезке)

 

Структура тома представлена 3-мя частями:

1) Загрузочный кластер или блок - BR

2) Зона главной файловой таблицы - Master File Table – MFT

3) Зона данных в ней содержится копия загрузочного кластера, копия части MFT, а тж. Данных файлов размещённые в кластерах.

Блок содержит – сведения о томе (количество кластеров, размер MFT, адрес, где находится копия части MFT).

MFT – состоит из записей, запись содержит информацию о любом файле тома.

 

В записи от 0 до 15-ти содержится сведения о некоторых системных файлах, которые для интерфейса ОС не доступны.

 

Д/З., Найти пятнадцать системных записей и пояснить, для чего они нужны.

 

Загрузочный кластер  
0..15 системные записи таблицы MFT MFT
сведения о др файлах тома
Данные Зона размещения данных
копия MFT
копия загрузочного кластера
Данные

В файловой системе NTFS каждый файл или каталог состоит из набора атрибутов при этом имя и данные файла так же являются атрибутами, каждый атрибут состоит из => полей:

1) Тип атрибута

2) Длина атрибута

3) Значение атрибута

4) Имя атрибута

Типы атрибутов бывают:

1) Системными – все имена фиксированный, тж. Фиксированы все значения полей.

2) Пользовательскими – имена и значения полей определены пользователем.

 

Каждый файл расположен полностью в MTF, если он туда помещается, если не помещается, то в каждую запись помещается только часть атрибутов, остальные будут размещены в других атрибутах.

 

Системные атрибуты:

1) Attribute List – AL – представляет собой список атрибутов из которых состоит файл, данный атрибут используется если все атрибуты файлов не помещаются в MFT.

2) File Name – FN – имя файла в кодировке UNICODE длинное имя файла

3) MSDOS Name – короткое имя файла

4) Security Descriptor – SD – содержит информацию о защите файла(список прав доступа и поле аудита – определяет какие операции необходимо регистрировать).

5) Data – представляет собой данных файла

6) Index Root – IR – корень индекса бинарного дерева, используемого при поиске файлов.

7) Index Allocation – IA – представляет собой индекс размещение не резидентной(то что вне MFT) части индекса списка бинарного дерева.

8) Standard Information – SI – содержит значения которые в файловой системе фат называются атрибутами – расширение, дата обращение, имя и тд.

 

Типы файлов NTFS:

1) Small - малые файлы целиком размещены в MFT

SI, FN, MSDOS Name, Data, SD

MFT
SI FN MSDOS Name Data SD
         

2) Large – больше файлы

MFT
SI FN MSDOS Name Data SD
      содержит список атрибутов зоны данных, которые содержит данные файла – ссылки из 3-х координат на область данных  
область данных

3) Huge - Гигантские файлы не могут поместиться в атрибут дата и поэтому помещается в списки отрезков

MFT
SI FN MSDOS Name Data SD AL
          указывает номер записи MFT в которой содержится атрибут дата ссылки на VCN и DATA

4) Extremely - сверх длинные

MFT
SI FN MSDOS Name SD AL
        ссылается на VCN и Data

 

Data VCN Data VCN
       

 

Data VCN Data VCN
       

 

И тд…

 

Каталоги:

Сведения о каталоге содержится в записи MFT, который содержит атрибут IR, каждый элемент состоит из двух значений это имя файла и номер записи в MFT, выделяются две категории каталогов:

1) Small Index – малые, если количество файлов не велико то список файлов содержащихся в атрибуте IR может находится в одной записи MFT.

MFT
SI FN MSDOS Name IR SD
      имя файла: номер записи и тд.  

2) Large Index – Больше, представляют собой резидентную и не резидентную часть

  MFT
SI FN MSDOS Name IR IA SD
      имя файла: номер записи и тд. резидентная часть не резидентная часть ссылка на атрибут IR  

 

Логика поиска файлов в файловой системе NTFS:

 

Ищем D:\t\abc

Загрузочный кластер  
   
FN IR  
$ t:104  
   
IN IR  
   

 

Лекция 5

вторник, 20 марта 2012 г.

Файловые системы UFS and S5

Данные системы относятся к сетевой структуре в которые всегда существует только один корень за которым следуют все логические устройства.

S5

Имена файлов всегда не превышают 14 символов, а раздел любого диска всегда делиться на четыре области :

1) Загрузочный кластер - который содержит общую информацию о системе

2) Супер блок – который содержит общею информацию о данной файловой системе установленной на конкретной системе, за организацию супер блока отвечает индексный дескриптор – imode_list в котором содержится информация о всех файлах и каталогах (размер области индексных дескрипторов, число индексных дескрипторов, список свободных блоков и список свободных индексных дескрипторов).

3) Область индексных дескрипторов, в которых содержится имя дескрипторов.

4) Область данных – содержимое файлов.

Особенностью файловой системы S5 является отделение имени файла от его характеристик которые хранятся в соответствующем данному файлу индексном дескрипторе.

 

Любой индексный дескриптор содержит:

1) Идентификатор владельца файла

2) Тип файла

3) Права доступа к файлу

4) Временные характеристики - дата время создания дата и время изменения

5) Число ссылок на данный дескриптор

6) Адрес файла

7) Размер файла

Загрузочный кластер
Супер блок
ОИД – область индексных дескрипторов
ОД – область данных

 

Под адрес любого файла выделяется структура:

                        №2 №3

Данная структура:

1 – 12 непосредственный адрес файла (№ кластеров) в случае если файлу не достаточно 12, то обращается к 13 в котором указан номер косвенной операции, если и его мало то резервируется 14 в котором указан номер кластера с двойной косвенной операцией, если не хватает, то обращение к 15-ой в которой 3 ступени.

Данная файловая система может хранить файлы размером 7^10^13 байт (7 на 10 в 13).

Каждый каталог содержит записи, в которых находится номер № ОИД и имя каталога.

№ ОИД = 1 – соответствует корневому каталогу и содержит о нем сведения.



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.