Способы организации файловой структуры

Под файловой структурой понимается совокупность файлов и взаимосвязей между ними. Файл - составной объект. Он обладает дескриптором, содержащим необходимую информацию для его физической локализации и реализации его функций доступа. Для операционной системы задание имени дескриптора файла позволяет получить доступ к файлу. Имя дескриптора, обычно неизвестное пользователю и зарезервированное только для операционной системы, называется внутренним именем файла. Для пользователей файл обозначается с помощью внешнего текстового имени. Структуры данных, которые описывают файлы и позволяют строить цепь доступа к ним (точнее, к их дескрипторам) по текстовым именам, называются каталогами или директориями (directory). Каталог содержит часть дескриптора файла, связанную с его внутренним именем, по которой файл может быть найден полностью. Каталог определяет совокупность текстовых имен файлов и правил их интерпретации.

Наиболее простая одноуровневая организация каталога (рис.2.13) по сути представляет собой таблицу, которая внешнему имени файла ставит в соответствие дескриптор файла. Такая организация, приводящая к обработке всех имен на одном уровне, имеет следующие недостатки :

- в однопользовательской системе удобно иметь способ классификации файлов по рубрикам;

- в многопользовательской системе возможные конфликты из-за одноименности файлов разных пользователей ограничивают свободу выбора имен;

- во всех других случаях поиск файла с данным именем происходит на множестве всех имен, несмотря на то что информация о природе или принадлежности файла могла бы ускорить поиск, ограничивая его пределы.

Рис.2.13. Одноуровневая организация каталога

Поэтому одноуровневая организация каталога фактически не применяется, кроме как в небольших однопользовательских системах.

Основной недостаток одноуровневой организации - конфликты между пользователями из-за одноименности файлов - устраняется в двухуровневой структуре (рис. 2.14), которая позволяет определять каталог для каждого пользователя системы. Каталоги пользователей, в свою очередь, группируются в один общий (основной) каталог.

Имена файлов должны быть уникальными только в рамках каталога пользователя. При этом один пользователь не имеет права доступа к каталогу другого.

Однако, разрешая конфликт одноименности файлов, двухуровневая структура системы обладает следующим недостатком: она эффективно изолирует одного пользователя от другого (что хорошо, когда они работают независимо друг от друга), но при этом не позволяет пользователям выполнять совместные работы, поскольку не предоставляет право доступа к файлам другого пользователя.

Рис. 2.14. Двухуровневая организация каталога

Все отмеченные недостатки устранены в древовидной организации системы управления файлами (рис.2.15).

Рис. 2.15. Древовидная организация каталога

Древовидная организация определяется следующим образом.

Некоторому каталогу ставится в соответствие множество других каталогов и файлов, которые называются включенными в каталог; в нем они обозначаются с помощью текстового имени. Отношение между каталогом и другим каталогом, включенным в первый, называется отношением родства; оно позволяет определить дочерний (включенный) каталог и родительский. Каталог или файл может входить только в один каталог. Существует один и только один каталог, называемый корневым, который не имеет родительского. Любой другой каталог имеет родительский (но только один). Корневой каталог создается при форматировании (разметке) диска, хранится во вполне определенной области дисковой памяти, имеет ограниченный размер и не может быть удален пользователем. По сути пользователь не имеет возможности что-либо сделать с корневым каталогом, за исключением помещения в него файлов и других каталогов, а также удаления файлов и каталогов из него.

В структуре дерева существует единственный путь от данного каталога к каждому из его дочерних каталогов. Это свойство используется для обозначения: имя каталога конструируется путем присоединения последовательных текстовых имен каталогов, которые расположены на пути от корневого к данному; имя файла образуется соединением имени каталога, в котором расположен файл, и простого текстового имени файла. При этом глубина вложенности каталогов не ограничивается.

Достоинства организации такой многоуровневой иерархической файловой структуры состоят в следующем:

- в хорошей визуализации структурированного множества файлов (пользователю не требуется работать с очень большим списком файлов одновременно);

- в возможности разграничения доступа к файлам (пользователь, работающий со своим фрагментом файловой структуры, не сможет по оплошности разрушить информацию в оставшейся части этой структуры);

- в локализации имен (область действия имен ограничивается каталогом, где они зарегистрированы, что уменьшает вероятность коллизии имен т вызванного ею разрушения информации);

- в возможности манипулирования группой файлов, входящих в один каталог (содержимым каталога), как единым целым;

- в ограничении множества выбираемых по шаблону файлов заданным каталогом;

- в ускорении доступа к требуемому файлу в результате продвижения по цепочке каталогов, ведущей к нему, вместо его поиска во всем множестве файлов.

Недостатки же заключаются в некотором усложнении файловой системы и незначительном увеличении объема дисковой памяти для размещения файловой структуры.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: