Файлы, отображаемые на адресное пространство памяти

Иногда удобно файл отобразить в памяти (не надо использовать системные вызовы ввода-вывода для работы с файлом), и работать с памятью, а потом записать измененный файл на диск.

При использовании страничной организации памяти, файл целиком не загружается, а загружаются только необходимые страницы.

При использовании сегментной организации памяти, файл загружают в отдельный сегмент.

 

Пример копирования файла через отображение в памяти.

Алгоритм:

1. Создается сегмент для файла 1

2. Файл отображается в памяти

3. Создается сегмент для файла 2

4. Сегмент 1 копируется в сегмент 2

5. Сегмент 2 сохраняется на диске

Недостатки этого метода:

· Тяжело определить длину выходного файла

· Если один процесс отобразил файл в памяти и изменил его, но файл еще не сохранен, второй процесс откроет это же файл, и будет работать с устаревшим файлом.

· Файл может оказаться большим, больше сегмента или виртуального пространства.

Каталоги

Одноуровневые каталоговые системы

В этой системе все файлы содержатся в одном каталоге.

 

 

Однокаталоговая система, содержащая четыре файла, файлов А два, но разных владельцев

Преимущества системы:

· Простота

· Возможность быстро найти файл, не надо лазить по каталогам

Недостатки системы:

· Различные пользователи могут создать файлы с одинаковыми именами.

Двухуровневые каталоговые системы

Для каждого пользователя создается свой собственный каталог.

 

Двухуровневая каталоговая система

Пользователь, при входе в систему, попадает в свой каталог и работает только с ним. Это делает проблематичным использование системных файлов.

Эту проблему можно решить созданием системного каталога, с общим доступом.

Если у одного пользователя много файлов, то у него тоже может возникнуть необходимость в файлах с одинаковыми именами.

Иерархические каталоговые системы

Каждый пользователь может создавать столько каталогов, сколько ему нужно.

 

Иерархическая каталоговая система

Почти все современные универсальные ОС, организованы таким образом. Специализированным ОС это может быть не нужным.

Имя пути

Для организации дерева каталогов нужен некоторый способ указания файла.

Два основных метода указания файла:

· абсолютное имя пути - указывает путь от корневого каталога, например:

- для Windows \usr\ast\mailbox

- для UNIX /usr/ast/mailbox

- для MULTICS >usr>ast>mailbox

· относительное имя пути - путь указывается от текущего каталога (рабочего каталога), например:

- если текущий каталог /usr/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в ast/mailbox

- если текущий каталог /usr/ast/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в mailbox

- если текущий каталог /var/log/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в../../usr/ast/mailbox

./ - означает текущий каталог

../ - означает родительский каталог

Операции с каталогами

Основные системные вызовы для работы с каталогами:

· Create - создать каталог

· Delete - удалить каталог

· OpenDir - закрыть каталог

· CloseDir - закрыть каталог

· ReadDir - прочитать следующий элемент открытого каталога

· Rename - переименование каталога

· Link - создание жесткой ссылки, позволяет файлу присутствовать сразу в нескольких каталогах.

· Unlink - удаление ссылки из каталога

 

Структура файловой системы

Возможная структура файловой системы

Все что до "Загрузочного блока" и включая его одинаково у всех ОС. Дальше начинаются различия.

Суперблок - содержит ключевые параметры файловой системы.

Реализация файлов

Основная проблема - сколько, и какие блоки диска принадлежат тому или иному файлу.

 

Непрерывные файлы

Выделяется каждому файлу последовательность соседних блоков.

 

Непрерывных файлов на диске и состояние после удаления двух файлов

Преимущества такой системы:

· Простота - нужно знать всего два числа, это номер первого блока и число блоков.

· Высокая производительность - требуется только одна операция поиска, и файл может быть прочитан за одну операцию

Недостатки:

· Диск сильно фрагментируется

Сейчас такая запись почти не используется, только на CD-дисках и магнитных лентах.

Связные списки

Файлы хранятся в разных не последовательных блоках, и с помощью связных списков можно собрать последовательно файл.