Сервисное программное обеспечение
Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному принципу следующим образом:
* программы диагностики работоспособности компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
* антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
* программы обслуживания дисков имеют несколько разновидностей:
- программы, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска;
- программы для оптимизации дисков, позволяющие обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на нём;
- программы динамического сжатия дисков, создающие псевдодиски, информация которых хранится в сжатом виде в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
- программы-кэши для диска, ускоряющие доступ к информации на дисках путем организации в оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участки диска;
- программы создания страховых копий диска и т.д;
· программы архивирования данных позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один файл;
· программы обслуживания сети.
Эти программы часто называют утилитами. Подобные утилиты включаются и в состав операционных систем.
Файловая система ПК.
Файл (англ. file —папка) — это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др. Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.
При наличии большого числа программ и данных необходим строгий их учет и систематизация. Операционным системам приходится работать с различными потоками данных, разными аппаратными и периферийными устройствами компьютера. Организовать упорядоченное управление всеми этими объектами позволяет файловая система.
Файловые системы операционных систем создают для пользователей некоторое виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ, позволяя работать с ними не на низком уровне команд управления физическими устройствами (например, обращаться к диску с учетом особенностей его адресации), а на высоком уровне наборов и структур данных. Файловая система скрывает от программистов картину реального расположения информации во внешней памяти, обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации ЭВМ, или, как еще говорят, логический уровень работы с файлами. Файловая система также обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными. Пользователь, работая в контексте определенного языка программирования, обычно использует файлы как поименованные совокупности данных, хранимые во внешней памяти и имеющие определенную структуру.
Классификация файловых систем
По предназначению файловые системы можно классифицировать на следующие категории:
§ Для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 и др. Поскольку доступ к дискам в разы медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Для этого применяется либо журналирование, например в ext3, ReiserFS, JFS, NTFS, XFS, либо механизм soft updates и др. Журналирование широко распространено в Linux, применяется в NTFS. Soft updates — в BSD системах. Reiser4 не применяет журналирование, все операции в ней атомарны.
§ Для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.
§ Для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, ISO9690, HFS, UDF и др.
§ Виртуальные файловые системы: AEFS и др.
§ Сетевые файловые системы: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS и др.
§ Для флэш-памяти: YAFFS, ExtremeFFS.
§ Немного выпадают из общей классификации специализированные файловые системы: ZFS (собственно файловой системой является только часть ZFS), VMFS (т.н. кластерная файловая система, которая предназначена для хранения других файловых систем) и др.
Задачи файловой системы
Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:
§ именование файлов;
§ программный интерфейс работы с файлами для приложений;
§ отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
§ устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
§ содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.)
В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».
При работе с файлами пользователю предоставляются средства для создания новых файлов, операции по считыванию и записи информации и т.д., не затрагивающие конкретные вопросы программирования работы канала по пересылке данных, по управлению внешними устройствами.
Файл обладает уникальным идентификатором (именем), обеспечивающим доступ к файлу. Идентификатор включает в себя собственно имя - буквенно-цифровое обозначение файла, которое может содержать специальные символы (подчеркивание, дефис, ! и т.д.), и расширение имени файла (обычно отделяемое от имени файла точкой). Если имена создаваемых файлов пользователь может задавать произвольно, то в использовании расширений следует придерживаться традиции, согласно которой расширение указывает на тип файла, характер его содержимого. Например, в операционной системе MS-DOSфайлы с расширениями
Известны десятки стандартных расширений, используемых при работе с различными программными системами. В различных ОС существуют определенные ограничения на длину имени и расширения имени файла. Так, в MS-DOS длина имени файла не должна превышать восьми символов, а расширение - трех. В ОС UNIX ограничения значительно менее жесткие. Имена директорией, начиная от корневого, образующиепуть к файлу, отделяемые при записи друг от друга косой чертой (\ в DOS, / в UNIX), также как и обозначение диска, относятся к идентификатору файла. Например, в MS-DOS d:\lang\pascal\work\example.pas есть файл с именем example и расширением pas, указывающем на то, что это текст программы на Паскале, полный путь к которому: d:- диск d; \lang\pascal\work - это структура вложенных директорией, в самом внутреннем из которых находится необходимый файл example.pas. Каждый каталог рассматривается как файл, имеет собственное имя. Продвижение по дереву при поиске некоторого каталога или файла возможно как вниз по дереву от текущего узла, так и вверх в направлении к корню. В каждом каталоге хранится список имен файлов, а также ссылки на дескрипторы файлов. В дескрипторах сосредоточена подробная информация о файле (список номеров блоков, занимаемых файлом, метод доступа к файлу, дата создания файла, идентификатор владельца, тип файла). В процессе работы могут создаваться новые каталоги и вписываться в требуемое место иерархии. Файловая система ОС обеспечивает основные операции над файлами: их открытие (что сопровождается копированием учетной информации о файле, обеспечивающей быстрый доступ к нему, в некоторую структуру данных, расположенную в оперативной памяти, подготовкой буферов и каналов для передачи информации), копирование, перемещение, объединение, удаление, закрытие. Вторую группу представляют операции чтения и записи составных элементов файла. Особая группа операций обеспечивает печать содержимого каталогов или файлов, управление правами доступа к файлам, поиска файлов и т.д. |
Каталоги
Каталогом называется специальный файл, в котором содержатся сведения о других файлах.
Выражение «файл входит в каталог» или «файл содержится в каталоге» означает, что сведения об этом файле содержатся в данном каталоге. Каталог называют также директорией (от английского directory — справочник, указатель).
Каталог состоит из элементов, каждый из которых содержит:
• полное имя файла;
• время и дату создания или последнего изменения файла;
• размер файла в байтах;
• атрибуты файла;
• некоторые другие сведения о файловой структуре диска.
На любом диске всегда существуетглавный, или корневой, каталог, который создается в процессе форматирования диска. Количество файлов, зарегистри-рованных в корневом каталоге, зависит от типа и емкости диска. Большое количество файлов в корневом каталоге неудобно для пользователя и замедляет поиск файлов. Кроме того, может возникнуть ситуация, когда емкости главного каталога оказывается недостаточно для всех файлов, подлежащих хранению на диске.
Для характеристики файла используются следующие параметры:
- полное имя файла;
- объем файла в байтах;
- дата создания файла;
- время создания файла;
- специальные атрибуты файла: R (Read only) – только для чтения, Н (Hidden) – скрытый файл, S (System) – системный файл, A (Archive) – архивированный файл.