Управлениеданными.Вопросы: 1.Долговременное планирование. 2.Оперативное управление. 3.Управление внешними устройствами.

Уровни управления данными Долговременное планирование –организация размещения данных на внешних носителях Оперативное управление –распределение оперативной памяти под программы и данные –выборка и предоставление данных пользовательским программам –реализация обмена данными между оперативной и внешней памятью Управление внешними устройствами ввода-вывода и хранения данных

Файл - именованный организованный набор данных на внешнем носителе. 1. Долговременное планирование.

Именование файлов ОС Правило именования файла, пример имени файла OS/360 UNIT= VOL=SER= DSN= UNIT=SYSDA VOL=SER=MASTER DSN=SYS2.PRMLIB(COPIER3) LINUX /path/…/name /home/notes/LOG1 MS-DOS Vol:\dir\...\name.ext C:\DOS\FDISK.COM Windows Том:\каталог\...\имя.расширение С:\WINDOWS\Японский мотив.BMP

Спецификация файлов -соглашения о кратком групповом обозначении совокупности файлов Символы маскирования: * и ?

Типы файлов Файлы обычные Каталоги Специальные файлы …

Форматы файлов Текстовый файл ASCII файл (RTF, HTML,…) Текст без разметки (планарный) = ASCII файл + CR, LF, FF, TAB (TXT, LST, BAT,…) Текст с разметкой = планарный файл + разметка (DOC, PDF, …) Табличный файл (DBF, XLS, WKS, …) Графический файл (TIF, BMP, PCX, …) Мультимедиа файл (WAW, MPG, MP3, …)

Файловая система Совокупность всех файлов Структура данных для управления файлами Системные программы для манипуляции файлами

Файловая система: Создаётся на каждом томе при его инициализации Включает таблицу содержания и область данных Корректируется при текущей работе с файлами

Таблица содержания (оглавления, размещения) VTOC, Volume Table of Content FDT, File Definition Table FAT, File Allocation Table … Состав: Область файлов Область переполнения Список свободных блоков Список сбойных блоков …

НЖМД («винчестер») / HDD, hard disk drive Носитель данных - пакет МД. Рабочая МД поверхность разбита на N окружностей (дорожек) от края к центру (в оптических дисках – наоборот!). Цилиндр – все дорожки одна под другой. Начало дорожки механически идентифицировано маркером начала оборота. MBR, main boot record. Запись и считывание производит блок магнитных головок (МГ). Резервные цилиндры, для замены дефектных дорожек. Этапы чтения/записи: –Механический подвод МГ к дорожке (T max !) –Ожидание подвода записи (время ротационного запаздывания) –Чтение/запись. НМД «с коротким ходом». Физические/Логические диски.

Physical / logical drive, partitions

Простейшая таблица оглавления Title RecordBlocks File_ File_2418 File_3 File_43 … File_500 Overflow File_123 Free blocks … Bad blocks 12247

Error! Title RecordBlocks File_ File_2418 File_3 File_43 … File_500 Overflow File_123 Free blocks … Bad blocks 12247

Error! Title RecordBlocks File_ File_2418 File_3 File_43 … File_500 Overflow File_123 Free blocks … Bad blocks 12247

Error! Title RecordBlocks File_ File_2418 File_3 File_43 … File_500 Overflow File_123 Free blocks … Bad blocks 12247

Error! Title RecordBlocks File_ File_2418 File_3 File_43 … File_500 Overflow File_123 Free blocks … Bad blocks 12247

Файловые системы FAT12Flexibly Disks FAT16MS-DOS, OS/2, Windows, NetWare, USB-Flash

Файловые системы для Linux Система, Разработчик Характеристики, особенности применения ext2 В Linux с момента выхода ядра версии Впервые появилась в дистрибутивах RedHat и SuSE. ext3 Журналирование. Оптимальная система для домашнего использования. XFS Silicon Graphics Высокая скорость ввода/вывода (до 7 Гбайт/с), поддержка очень больших дисков. Рекомендуется для работы с потоковым видео (размер блока до 64 Кбайт). ReiserFS Hans Reiser Позволяет в одном блоке хранить несколько файлов (рациональное использование дискового пространства). Не гарантирует сохранность данных при сбоях. JFS IBM Высокая производительность и надёжность (разработана и применяется на серверах). Но: маленький размер блока (до 4 Кбайт), не подходит для обработки видео. Btrfs Oracle Быстрое создание инкрементальных резервных копий Сохранение гибко настраиваемых «снимков» данных FAT32 Microsoft Чтение/запись. Нельзя использовать в качестве корневой ФС! NFTS Microsoft Только чтение. Нельзя использовать в качестве корневой! Hans Reiser

Цикл обработки файла Открытие файла –Занятие устройства –Создание в ОП управляющего блока –Создание буфера (буферного пула) Обработка файла –Организация цикла while EOF –Read/Get, Write/Put, Rewrite Закрытие файла –Внесение окончательных изменений –Освобождение памяти –Освобождение устройства 2. Оперативное управление.

Обработка файла: траектория данных hardware 1ВЗУ_1 (input file) 2Контроллер ВЗУ_1 software OS 3Драйвер ВЗУ_1 4Входной буфер application 5Входная запись 6 Собственно прикладная программа 7Выходная запись OS 8Выходной буфер 9Драйвер ВЗУ_2 hardware 10Контроллер ВЗУ_2 11ВЗУ_2 (output file)

Виды файлов по типу записей Файлы с записями постоянной длины Файлы с записями переменной или неопределённой длины Файлы, образующие байтовый или битовый поток

Виды файлов по способу выборки информации Файлы последовательного доступа Файлы прямого доступа Файлы доступа по индексу

Базовый ввод-вывод Обеспечивает обмен с файлом, интерпретируемым как одномерный массив байтов с прямым последовательным доступом.

Стандартный буферизованный ввод/вывод Интерпретирует файл (поток) как одномерный массив байтов с прямым доступом. Стандартные потоки: -Стандартный ввод (stdin/CON 0) -Стандартный вывод (stdout/CON 1) -Стандартная диагностика (stderr/CON 2) -Канал связи (-/AUX) -Стандартный принтер (-/PRN)

Управление внешними (периферийными) устройствами Прямое управление Косвенное управление 3. Управление внешними устройствами.

Управление данными: OC vs СУБД Уровень ОС: связь «имя (файла данных) – адрес». Уровень СУБД: связь «содержание (данных) – адрес».

Вопросы по теме: 1.Назовите уровни управления данными в операционных системах? 2.Что такое «файл» ? 3.Что такое «спецификация файлов»? 4.Что такое «файловая система»? 5.Назовите состав простейшей Таблицы размещения файлов? 6.Какова типичная траектория данных при обработке в ЭВМ?