Ограничения, присущие файловым системам: разделение и изоляция, дублирование данных, зависимость от данных, несовместимость форматов файлов, фиксированные запросы, быстрое увеличение приложений.

Традиционные файловые системы. Подход, используемый в файловых системах. Достоинства и недостатки.

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) —способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атрибутов файла; (по Лемешевой) – нек. набор программ, кот. вып-ся в памяти компа структурами данных.

Особенность ФС в том, что не сущ. централизованного хранилища данных. Ограничения ФС:

- разделение и изоляция данных

- дублирование данных

- зависимость от данных

- физич. структура и способы хранения записей

- несовместимость файлов (форматов)

- фиксиров. запросы (кот. обрабат. файл, отправл. запрос на извлечен. данных из файла)

В широком смысле понятие "файловая система" включает:

-совокупность всех файлов на диске

-наборы служебных структур данных, используемых для управления файлами

-такие как, например, каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске

-комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности операции по созданию, уничтожению, чтению, записи, именованию файлов, установке атрибутов и уровней доступа, поиску и т.д.

Различие между файловыми системами заключается, в основном, в способах распределения пространства между файлами на диске и организации на диске служебных областей.

Файловая система представляет многоуровневую структуру, на верхнем уровне которой располагается так называемый переключатель файловых систем (в Windows, такой переключатель называется устанавливаемым диспетчером файловой системы - installable filesystem manager, IFS). Он обеспечивает интерфейс между приложением и конкретной файловой системой, к которой обращается приложение. Переключатель файловых систем преобразует запросы к файлам в формат, воспринимаемый следующим уровнем - уровнем драйверов файловых систем. Для выполнения своих функций драйверы файловых систем обращаются к драйверам конкретных устройств хранения информации.

Современные файловые системы должны обеспечивать эффективный доступ к файлам, поддержку носителей данных достаточно большого объема, защиту от несанкционированного доступа к данным и сохранение целостности данных. Под целостностью данных подразумевается способность ФС обеспечивать отсутствие ошибок и нарушений согласованности в данных, а также восстанавливать поврежденные данные.

Недостатки ФС:

1) определение данных, содержащихся внутри приложения

2) кроме приложения не предусмотр. никаких др. инструментов для доступа данных и их обработки

Достоинства ФС:

1) обеспечение эффективного доступа к файлам

2) поддержка носителей данных большого объема

3) защита от несанкционированного доступа к данным

4) сохранение целостности данных (восстановление данных, отсутствие нарушений согласованности данных)

Ограничения, присущие файловым системам: разделение и изоляция, дублирование данных, зависимость от данных, несовместимость форматов файлов, фиксированные запросы, быстрое увеличение приложений.

Ответ: Традиционные файловые системы, реализованные в рамках различных ОС, имеют ряд ограничений, рассмотренных ниже и препятствующих их широкому использованию для решения информационных задач. Эти ограничения следующие:

1) Разделение и изоляция данных.

2) Дублирование данных.

3) Зависимость от программ и данных.

4) Несовместимость форматов файлов.

5) Фиксированные запросы

6) Быстрое увеличение количества приложений.

Разделение и изоляция данных. Данные изолированы в отдельных файлах, что требует значительных трудозатрат при извлечении соответствующей поставленным условиям выборки информации, часто - выполнения синхронной обработки нескольких файлов. Дублирование данных. Из-за децентрализованной работы с информацией в файловых системах фактически выполняется бесконтрольное дублирование данных, что, во первых, является причиной неэкономного расходования ресурсов, во вторых, может привести к нарушению целостности данных (например, сведения о сотруднике организации, формируемые в отделе кадров и в бухгалтерии могут стать противоречивыми).

Зависимость от данных. В файловых системах физическая структура и способ хранения записей файлов данных жестко зафиксированы в коде программ приложений. Это значит, что изменить существующую структуру данных достаточно сложно. Данная особенность файловых систем называется зависимостью от программ и данных (program-data dependence).

Несовместимость форматов файлов. Поскольку структура файлов определяется кодом приложений, она также зависит от языка программирования этого приложения. Например, структура файла, созданного программой на языке COBOL, может совершенно отличаться от структуры файла, создаваемого программой на языке С. Прямая несовместимость таких файлов затрудняет процесс их совместной обработки.

Фиксированные запросы и быстрое увеличение количества приложений. В процессе работы у пользователей постоянно возрастают требования к реализации новых запросов к данным, хранящимся в файлах. При этом реализация запросов осуществляется программистом в виде приложений, что, соответственно, ведет к увеличению их количества. В процессе реализации часто нарушаются меры по обеспечению безопасности или целостности данных, не предусматриваются средства восстановления в случае сбоя аппаратного или программного обеспечения, доступ к файлам часто ограничивается одним пользователем.

Физическая организация данных. Типы файлов. Упорядоченные, неупорядоченные, последовательные, хешированные (открытая адресация, несвязанная область переполнения, связанная область переполнения, многократное хеширование, динамическое хеширование). Хеш-функция. Ограничения, присущие методу хеширования. Индексы, индексно-последовательные файлы, b-деревья.

Формат файла (или тип файла) - описание структуры данных, записанных в компьютерном файле. Так как файл представляет собой просто последовательность битов (т. е. нулей и единиц), компьютерные программы, сохраняющие данные в файле, должны как-то преобразовывать обрабатываемую ими информацию в последовательность битов и наоборот. Алгоритм этого преобразования, а также соглашения о том, как различные фрагменты информации, после преобразования, располагаются внутри файла составляют то, что входит в понятие «формат файла».

Организация файла – физич. распред. данных по записи.; запись распред. по выбранным моделям распределения памяти.

Организация файлов: последовательная и неупорядоченная организация файлов, посл. и упорядоч. организация файлов, хеширование файлов

Четыре вида коллизии:1. адресация (поиск 1-ой свободной ячейки: если не найдено – память закончилась, возврат указателя на 1-ую ячейку)2.несвяз. область переполнения (вместо поиска пустой ячейки исп-ся спец. область (недоступн. др. прогам), в кот. размещается конфликтное значение.3. связ. область переполнения (кажд. ячейке выдается дополнительное поле (в нем содержится указатель на ячейку с конфликтным значением))4. многократное хеширование (если 1-ая функция привод. к конфликту, то работает 2ая во избежание конфликта и в область запис-ся значение с помощью хеш-функции). Статич. метод – пространство хеш-адресов не меняется (создается при создании файла); динамич. хеширование (изменение размеров памяти) Недостатки хеширования: нужно знать размер поля, следовательно, не подходит для извлечения данных по маске; не подходит для поиска и извлечения данных по любому другому полю, отличному от поля в исх. плане (нужно четко знать какие есть поля)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: