Файловая система ОС

Файл. С одной стороны, это формально не определяемое понятие. С точки зре­ния смысла файл - множество данных, объединенных некоторой логической связью, т.е. одна и та же совокупность данных может рассматриваться как один или несколь­ко файлов (исходные данные к задаче; учебные материалы и т.п.).

С другой стороны, понятие «файл» относится к объекту, вполне однозначно опи­сываемому следующими признаками:

· файл объединяет множество данных;

· обладает именем;

· с целью долговременного и надежного хранения информации располагается на внешнем устройстве;

· предполагает многократное использование информации с разрывом во времени;

· предполагает совместное использование информации несколькими приложениями или пользователями, одновременно (разделяемый ресурс) или с разрывом во времени.

Последнее описание представляется вполне однозначным и при работе с файла­ми уточняется в зависимости от аспекта рассмотрения.

Файловая система как часть операционной системы - это подсистема, включающая:

· наборы структур данных, используемых для управления файлами (каталоги фай­лов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого простран­ства на диске);

· комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами (созда­ние, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами).

Файловой системой называют также совокупность всех файлов на диске.

Использование одного и того же термина в двух смыслах как правило не приводит к недоразумениям, так как из контекста всегда ясно, о каком аспекте определения файловой системы идет речь - о средствах ОС или совокупности файлов.

Принятое выше определение файла представляет файл с точки зрения пользовате­ля. Детали действительного расположения данных на внешнем устройстве и работы с ними на низком (физическом) уровне файловая система берет на себя, экранируя все сложности этого уровня и предоставляя пользователю удобную логическую модель и на­бор соответствующих команд.

Общая задача файловой системы состоит в предоставление пользователю логи­ческой модели для работы с файлами и отображении этой модели на физическую организацию внешнего устройства.

Логическая модель обеспечивает удобный для пользователя интерфейс и скры­вает физическую организацию работы с внешними устройствами. Этот интерфейс обеспечивает следующие логические операции и средства:

· именование файлов;

· поддержка различных типов файлов;

· задание атрибутов файлов;

· организация хранения множества файлов;

· поддержка логической организации файлов;

· предоставление программного интерфейса для работы с различными файлами (в виде совокупности системных функций, например, WinAPI).

Отображение логической модели на физическую организацию внешнего ус­тройства, или, что то же, реализация этой модели на физическом уровне, предпола­гает следующее:

· отображение (трансляция) имен файлов в адреса внешней памяти (сектора дис­ка, адреса флэш-накопителя и т.п.);

· размещение данных на устройстве;

· обеспечение доступа к данным;

· буферизация обмена;

· организация совместного использования файлов (блокировка; предотвращение гонок и тупиков; согласование копий и др.);

· защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого;

· восстановление файлов в случае возникновения ошибок различного рода;

Таблица 4.1

· обеспечение устойчивости файловой системы к сбоям питания и программно- аппаратным ошибкам;

· обеспечение работы с файлами в сети.

Соответственно двум составляющим описанной задачи правомерно говорить о ло­гической и физической организации файловой системы.