Powtórzenie wiadomości i zadania do rozwiązania

Podstawowe wiadomości o systemach plików.
Komputery mogą przechowywać informacje w kilku różnych postaciach fizycznych na różnych
nośnikach i urządzeniach np. w postaci zapisów na dysku twardym, płytce CD, pen-drive, taśmie
magnetycznej.
Każde urządzenie ma specyficzne właściwości i organizację fizyczną. Aby system komputerowy.
był wygodny w użyciu S.O. posługuje się jednolitą niezależną od urządzenia jednostką logiczną
magazynowanej informacji – plikiem.
Plik (File)
Plik jest typem danych będącym ciągiem kolejnych elementów pliku zakończonych znakiem końca
pliku (EOF – End Of File).
element1
element2
element3
...
EOF
Informacja zawarta w pliku określona jest przez jego twórcę. W systemie plików. każdy plik
posiada nazwę poprzez którą użytkownik może się do niego odwoływać. i inne cechy (np. czas
założenia, atrybuty, długość, prawa użytkownika do przeprowadzania operacji na pliku)
Katalogowe systemy plików (File System)
System plików to wszystko to co służy do przechowywania plików i zarządzania nimi. Podstawowe
operacje które udostępnia system plików to:
–
tworzenie pliku
–
pisanie do pliku, dopisywanie do pliku
–
zmiana nazwy pliku
–
czytanie pliku
–
usuwanie pliku
–
tworzenie katalogu
–
zmiana nazwy katalogu
–
zmiana różnych właściwości pliku lub katalogu
System plików składa się zasadniczo z 3 części:
–
zbioru plików i informacji o nich zapisanych na nośniku
–
Struktury katalogowej i partycji
–
części oprogramowania S.O. służącej do zarządzania systemem plików
1
System plików ma strukturę warstwową. Podstawowym zadaniem systemu jest „tłumaczenie”
operacji na plikach i katalogach (logiczny system plików) na odpowiednie operacje zapisu lub
odczytu na fizycznych urządzeniach (zapisy na urządzeniach nazywamy fizycznym systemem
plików)
Użytkownik zleca operacje na logicznym systemie plików
dostarczanym użytkownikowi przez system
Oprogramowanie Systemu plików tłumaczy polecenie użytkownika
na ciąg poleceń zapisu lub odczytu na urządzeniu
Sterowniki urządzeń wykonują zlecone polecenia zapisu lub odczytu
Urządzenia i zapisy na nośnku (fizyczny system plików)
2
Sposoby zapisu plików na nośniku
Zapis ciągły - sekwencyjny
Kolejne elementy pliku zapisywane są na kolejnych fragmentach nośnika w sposób ciągły. Pliki
oddzielone są od siebie znacznikami początku i końca pliku.
Plik 1
Plik 2
Plik 3
Plik 4
Plik 5
Ten sposób zapisu, chociaż wydaje się wygodny (wystarczy znaleźć znacznik początku pliku i
czytać kolejne elementy aż do końca) niesie ze sobą wiele komplikacji. Dla przykładu usunie
plików Plik2 i Plik3 powoduje powstanie luk na nośniku. Zapisanie pliku dłuższego niż najdłuższa
luka (na rysunku poniżej Plik 6)nie jest możliwe mimo iż pojemność wolnego nośnika jest
wystarczająca dla zapisania pliku.
Plik 1
Plik 3
Plik 5
Plik 6
Plik 6 można oczywiście zapisać wymagałoby to jednak wcześniejszego przepisania plików
znajdujących się na nośniku co jest operacją bardzo pracochłonną.
Wadami systemów sekwencyjnych plików są: słabe wykorzystanie nośnika i konieczność
pracochłonnego przepisywania danych w celu lepszego wykorzystania nośnika. Ten sposób zapisu
wykorzystuje się praktycznie tylko do zapisu plików na taśmach.
3
Zapis nieciągły w jednostkach alokacji (alocation units)
Przy tym sposobie zapisu nośnik jest dzielony na części zwane jednostkami alokacji
(rozmieszczania) kolejnym jednostkom alokacji nadaje się kolejne adresy (numery). Na takie same
części dzielone są pliki. Kolejne części pliku pliku zapisywane są w wolnych jednostkach alokacji
(niekoniecznie kolejnych). Jednostka alokacji jest jednocześnie najmniejszą ilością informacji którą
można zapisać na nośniku. Nawet jeżeli ostatnia część pliku lub plik są krótsze niż jednostka
alokacji zajmują całą jednostkę. Taki sposób zapisu pozwala umieszczać w lukach pomiędzy
plikami fragmenty innych plików eliminując w ten sposób
Nośnik podzielony na jednostki alokacji
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Przykładowe rozmieszczenie plików Plik 1 i Plik 2 na nośniku
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Plik 1 podzielony na jednostki alokacji
Ala_
lubi
_kot
y
Plik 2 podzielony na jednostki alokacji
Ola_
Ala_
woli
Ola_
_psy
lubi
woli
_kot
_psy
y
Ponieważ w tym wypadku pliki nie są rozmieszczone na nośniku w sposób ciągły nie wystarczy
pamiętać gdzie plik się zaczyna. Trzeba pamiętać gdzie i w jakiej kolejności został rozmieszczony.
Często używa się w tym celu struktury listowej.
Struktura listowa
Struktura listowa jest to taka struktura gdzie z każdym elementem danych jest związany jest adres
(wskaźnika do) następnego elementu. Ostatni element danych zamiast wskaźnika zawiera
oznaczenie końca pliku EOF (End Of File).
Przykład struktury listowej.
1
2
Ala_
[3]
Ola_
[5]
3
lubi
[6]
4
5
6
woli
[7]
_kot
[9]
7
_psy
[EOF]
8
9
10
11
12
13
14
15
y
[EOF]
Do odczytania pliku zapisanego za pomocą struktury listowej wystarcza znajomość adresu
pierwszej jednostki alokacji pliku. Zawarta jest informacja o adresie drugiej jednostki alokacji
pliku.
Czytając drugą jednostkę alokacji znajdziemy tam adres trzeciej jednostki alokacji pliku itd.
Zadanie:
4
16
Odczytaj pliki plik1.txt rozpoczynający się w 1 jednostce alokacji i plik2.txt rozpoczynający się w 2
jednostce alokacji.
Struktura listowa z FAT (File Alocation Table – tablica rozmiaszczenia plików)
W tej strukturze wskaźniki adresy są oddzielone od plików i znajdują się w tablicy alokacji plików.
Pozycje tablicy ponumerowane są tak jak jednostki alokacji każda z nich związana jest z jednostką
alokacji o tym samym numerze.
Pozycja tablicy zawiera:
•
0 jeżeli związana z nią jednostka alokacji jest wolna,
•
adres - wskaźnik do jednostki alokacji zawierającej następną część pliku
•
EOF jeżeli w jednostce alokacji znajduje się ostatni fragment pliku.
Przykład struktury listowej bez FAT
1
2
3
Ala_
[3]
Ola_
[5]
4
lubi
[6]
5
6
7
woli
[7]
_kot
[9]
8
_psy
[EOF]
9
10
11
12
13
14
15
16
y
[EOF]
Przykład struktury listowej z FAT
Obszar FAT
Obszar danych
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3
5
6
0
7
9
eof
0
eof
...
1
2
3
Ala
Ola
lubi
4
5
6
7
woli _kot _psy
8
9
...
y
Zadanie:
Odczytaj pliki plik1.txt rozpoczynający się w 1 jednostce alokacji i plik2.txt rozpoczynający się w 2
jednostce alokacji.
Katalogi
Katalog jest plikiem zawierającymi pozycje katalogowe. Każda pozycja katalogowa jest opisem
pliku lub katalogu umieszczonego w tym katalogu. Struktury katalogowe tworzą drzewa których
korzeniem jest katalog główny (root – korzeń)
Przykład struktury katalogowej.
\-+
|
+- list1.txt
|
|-list2.txt
|
+-obrazki +
|
+-obrazek1.jpg
+-obrazek2.jpg
5
Katalog główny \ zawiera opisy plików list1.txt, list2.txt i katalogu obrazki.txt. podkatalog
obrazki.txt zawiera opisy plików obrazek1.jpg i obrazek2.jpg.
Katalogi w systemie plików FAT
Katalog w systemie FAT jest plikiem zawierającym pozycje katalogowe z których każda zawiera
informacje o umieszczonych w nim plikach i katalogach m.in.
nazwę pliku lub katalogu
adres pierwszej jednostki alokacji pliku lub katalogu
czas utworzenia
czas ostatniej modyfikacji
atrybuty
•
a – do archiwizacji
•
r – tylko do odczytu
•
s – plik systemowy
•
h – plik ukryty
•
d – katalog
•
v – dysk logiczny (zawiera literę nazwy dysku logicznego, występuje tylko w
jednym wpisie w katalogu
•
rozmiar pliku
•
•
•
•
•
Katalog główny jest katalogiem wyjątkowym. Jest on plikiem o stałym położeniu rozpoczynającym
się za tablicami alokacji plików. (oprócz tablicy alokacji plików FAT1 w systemie FAT znajduje się
tablica zapasowa FAT2 będąca kopią FAT1 na wypadek jej uszkodzenia)
przykład fragmentu systemu FAT z katalogiem głównym:
Obszar FAT
Katalog główny
Obszar Danych
Obszar FAT
2
3
4
4
7
6
5
6
7
8
9
10 11
eof 10
5
0
11 eof
0
...
0
Katalog główny
[List1.txt|2|a|...] [List2.txt|3|a|...] [Obrazki|9|a|d] ...
Obszar danych
2
Cześć
tato! ...
3
4
5
Cześć Jola! U mnie
... Franio
... Ale była wszystko w
impreza ... porządku ...
.
6
Uczę się
pilnie
....Franek
7
8
Przyjedź w Jest
sobotę ...
ciepło ...
9
10
[Obrazek1.j Przyjadę w
pg|76|ar]... sobotę ...
11
[Obrazek9.j
pg|123|
ar] ...
Zadanie:
Odczytaj co zawiera system plików z powyższego przykładu. Jakie katalogi i co się w nich
znajduje. Jaka jest zawartość plików tekstowych.
6
...