Файлдық жүйе
Кіріспе
Бірдей құрылымды жазбалар түрінде ұйымдастырылған деректер жиыны файл болып табылады. Осындай деректерді басқару үшін файлдарды басқару жүйесі құрылады. Оларды өңдеу операциялары мен құрылымдық деректердің логикалық деңгейімен жұмыс істеу мүмкіндігі файлдық жүйеге (ФЖ) беріледі.
Файлдық
жүйе – спецификациялар жиыны
және оларға сәйкес бағдарламалық
- Өз бағдарламаңызда атауы бар деректер жиынымен немесе арнайы басқарушы құралдармен қолданушы интерфейсінің функциясын (оның деректерімен) жүзеге асыратын, құру, өшіру, атын өзгерту және тағы да басқа операциялар
- Дискілік емес шалғай құрылғылармен, файлдармен жұмыс.
- Файлдар арасындағы, құрылғылар арасындағы, файлдар мен құрылғылар арасындағы және керісінше ақпарат алмасу.
- ФБЖ(Application Program Interface) бағдарламалық модульдерге қатынау көмегімен файлдармен жұмыс . API функциясының бөлігі файлдармен жұмысқа бағытталған.
- Санкцияланбаған қатынаудан файлды қорғау.
1. NTFS (New Technology File System) файлдық жүйесі.
Бұл файлдық жүйе басқа файлдық жүйелермен салыстырғанда бірқатар өзгертулер мен жетілдірулерден тұрады. Файлдар бума мен каталогтарда сақталады. NTFS үлкен көлемді дискілермен жұмыс істеу тиімділігі арттырылған. Файлдық жүйе сенімділігін арттыруға арналған механизм енгізілген, қатынауларды шектеуге арналған құралдары бар.
NTFS негізгі ерекшеліктері келесілер:
- Деректерді қалпына келтіру қабілеті. Дискі бұзылғанда және жүйе қабыл алмаған кезде файлдық жүйе қалпына келтіреді. Бұл файлдық операцияларды журналдауды жүзеге асыру кезінде механикалық транзакцияны қолдану құралының жетістігі.
- Қауіпсіздік. Файлдық жүйе қауіпсіздіктің объектілік модулін қолдайды және жеке объектілер ретінде барлық томдарды, каталогтарды қарастырады. NTFS қауіпсіздікті файлдар деңгейінде қамтамасыз етеді, бұл дегеніміз, файлға қатынау құқығы қолданушының жазбалар есебіне(учетной записи) және олар жататын топтарға тәуелді.
- кеңейтілген функционалдық. NTFS мүмкін кеңейтулер есебімен жобаланған. Оларда басқа операциялық жүйелер эмуляциясы, деректер ағынын параллелді өңдеу және қолданушымен анықталған файлдық атрибутты құру сияқты мүмкіндіктер жүзеге асырылған.
- POSIX (Portable Operating System for computing environments) қолдау. Есептеу ортасында машина-тәуелсіз халықаралық стандарт. Мұнда негізінен көңіл операциялық жүйемен қолданбалы бағдарламалардың өзараәрекетіне бөлінеді. Жазылған қолданбалы бағдарлама бір операциялық жүйеден басқаға оңай тасымалданатын бағдарлама құруға мүмкіндік береді.
- Үлкен дискілер мен файлдарды тиімді қолдау. NTFS томының максимальді өлшемі 264 байт = 1 Экзобайт = 16000 млр. Гб құрайды. Файлдың максимальді көлемі 232 кластер = 264 байт құрайды. Кластер өлшемі 512 байт дан 64 Кбайт дейін өзгере алады. NTFS файлдың ұзын атауын, Unicode символдар жиынын қолдайды. Түпкі және ішкі каталогтардағы файлдар санына шектеу жоқ.
NTFS деректерді
қалпына келтіру
Әрбір транзакция 3 этапта жүзеге асырылады:
- Жүйе арнайы журналдық файлға не орындағай жатқанын жазып отырады. Егер журналда жазба сәтті болса, онда жүйе транзакцияны орындайды.
- Егер транзакция дұрыс аяқталса, онда жүйе журналға осы фактіні тіркейді.
- Егер жүйеде жаңылысу болса, онда жүктеуден кейін қалпына келтіру бағдарламасы іске қосылады. Бұл бағдарлама журналдық файл соңын қарайды. Егер импортталған жазба тапса, онда ол алып қарастырылмайды – жаңылысу журналға жазу кезінде болды. Егерде барлық жазбалар сәтті орындалған транзакция сияқты орналастырылса, онда жаңылысу транзакциялар арасында болған – ештеңені дұрыстаудың қажеті жоқ. Егерде басталғаны тіркелген, бірақ транзакциясы орындалмаған жазба табылса, онда жаңылысу осы транзакция уақытында болған – бірақ журналда транзакцияның басына дейін файлдық жүйенің жағдайын қалпына келтіру немесе оны аяғына дейін жеткізу үшін қажет ақпарат жеткілікті.
- NTFS файлдық жүйе томының құрылымы.
NTFS файлдық жүйесі келесі дискілік сақтау бірліктерін қолданылады: сектор, кластер (секторлардағы кластердің өлшемі 2 дәрежелі болып табылады), том.
Том –
дискі көлемін үлестріруге
Кластердің мөлшері 512 байттан 64 Кбайтқа дейін болады. Стандартты болып 2 Кбайтты немесе 4 Кбайтты кластертер табылады. Барлық NTFS дискілік көлемдер екі тең емес бөліктен тұрады.
Біріншісі дискінің 12% - дискінің жүктеуіш секторы (мөлшері 16 физикалық секторларға дейін).
MFT (Master Fail
Table) – негізгі жүйенің арнайы
файлы. Мәліметтердің құрылымы
қалған барлық файлдардың
Алғашқы
16 файл қызметтік сипатқа ие және
метафайлдар деп аталады, оған қоса
ең бірінші бұл MFT. Олар MFT- зонасынан
кейін жүйелік файлдар
NTFS файлдық
жүйесі томындағы файл, 64 разрядты
саны сияқты файлдық
NTFS-тің
әрбір файлы атрибут (ағым) көмегі
арқылы анықталады, яғни оның
мәліметтері жоқ, атрибуттары
бар. Сонымен файлдың базалық
мәні тек қана біреу – MFT
–нің нөмірі, ал қалғандары атрибуттар.
Мұндай амалды нәтижелі
Сонымен файл тек қана атирбуттар (ағым, мәліметтер, файлдағы сақталынғандар атрибут ретінде қарастырылады) жиынынан тұрады.
- NTFS-ғы файлдардың атрибуттары
1) Файл
туралы стандартты ақпарат.
2) Атрибуттар тізімі
3) Unicode символындағы файлдың аты. Unix жүйесіндегідей файл аттарының бірнеше атрибуттары бар.
4) Қорғау
дескрипторы. Бұл файлды
5) Мәліметтер.
Сәйкесінше файлдың
1-5 аралығындағы
атрибуттар әрбір файлға
NTFSте
файлдың аты кез келген
NTFS-та каталог арнайы файл ретінде болады. Ол басқа файлдар мен каталогтарға сілтемелерді сақтайды, дискіде мәліметтердің иерархиялы құрылымын құрады.
Каталог файлы жазбаларға бөлінген, әрбірі файлдың атын, базалық атрибутын, каталог элементі туралы толық ақпарат беретін MFT элементіне сілтемені қамтиды.
Түбірлі каталог әдеттегі каталогтан айырмашылығы жоқ, тек оған сілтеме MFT-ның басынан басталады. Каталогтың ішкі құрылымы бинарлы бұтақтар тәрізді, яғни каталогта файлдардың аты түсінуге лайықты етіп орналастырылған. Егер іздеу ортаншы элементтен басталса, онда әрбір сұраныстар іздеу зонасын 2есеге қысқартады. Егер файлдар алфавит бойынша сұрыпталған болса, онда іздеуде барысында бастапқы әріптері бойынша салыстыру болады.
2. Windows- бен жұмыс істеуге арналған командалар
Chkdsk - дискінің күйі туралы экранға есеп береді
Chkntfs - компьютерді іске қосқандағы FAT, FAT32 немесе NTFS файлдық жүйелерінің томдары үшін автоматты тексеруді жоспарлауды беру немесе көру
Cipher - NTFS томдарындағы файлдар мен бумалардың шифрленуін көру немесе өзгерту
Compact - NTFS бөлігінде файлдар мен каталогтардың тығыздығына өзгеріс жасау немесе мәліметті шығару
Convert - FAT және FAT32 файлдық жүйесінің томдарын NTFS файлдық жүйесінің томдарына өзгерту.
Defrag – фрагменттелген файлдарды біріктіру немесе іздеу.
DiskPart - DiskPart.exe бағдарламасы – бұл мәтіндік режимде жұмыс істейтін командалық интерпретатор. Ол командалық жол арқылы берілетін командалар немесе сценарийлер көмегімен объекттерді (дисктер, бөлімдер немесе томдар) басқаруға мүмкіндік береді
Format – дискті форматтау.
Fsutil (Windows 5.1 версиясында ғана қолданылады) - FAT және NTFS файлдық жүйелерінің тапсырмаларын орындауға арналған командалық жолдың қызметтік бағдарламасы болып табылады..
Оның ішкі командалары:
behavior - ұзындығы 8.3 символдан болған файлдар атын құру үшін баптауларды сұрайды, өзгертеді, қосады немесе өшіреді, NTFS томдарында ұзындығы 8.3 символдан болған файлдар атында кеңейтілген символдарды көрсету мүмкіндігі үшін, жүйелік журналда жазылған оқиғалар жиілігі және дискідегі орындардың саны.
dirty - томдардың «лас» битін орнатудың сұранысы. Томның «лас» битін сұрайды. Томның «лас» биті орнатылғанна кезде, autochk келесі компьютер жүктелгенге дейін автоматты түрде томдарды қателерге тексереді.
file - файлдарды қауіпсіздік идентификаторы бойынша іздейді, файлдың қысқа атын орнату.
fsinfo - барлық дисктерді санап шығады, дисктің типін сұрайды, том туралы мәлімдемелер, NTFS томының арнайы мәлімдемелері немесе файлдық жүйе статистикасы.
hardlink – қатаң сілтеме құрады.
objectid - бұл команданы техникалық қамтама мамандары әдетте қолданады. Windows XP-да файл және каталогтар сияқты объектілерді бақылауға қолданылатын объекттердің идентификаторларын басқарады.
quota - NTFS томдарындаға дискілік квоталарды басқарады.
reparsepoint - монтаждау нүктесімен жұмыс.
sparse – сиретілген файлдарды басқарады.
usn - журнал өзгерісін басқарады, мұнда томдағы файлдардың барлық өзгерістерінің архивін сақтайды.
volume - томды монтаждау және дискідегі бос орындарды көрсету.
Label - дискі томының белгісін (яғни атын) құруға, өзгертуге немесе өшіруге арналған.
Mountvol - служит для создания, удаления и получения списка точек подключения тома. Томның іске қосылу нүктесін құруға, өзгертуге немесе өшіруге арналған.
Subst - берілген дискінің файлдық жүйесінде жолдың сәйкестігін орнатады.
Vol - егер сәйкес болса дискі томының белгісін және сериялық нөмірін көрсетеді
3. MC DOS файлдық жүйесі
Файл - белгілі бір атпен магниттік дискіде жазылған, сақталған ақпараттар жиыны. Файл (file-бума, десте) деген ұғымды білдіреді. ОЖ жұмысы үшін керекті мәліметтер рөлін әртүрлі типтегі файлдар атқарады. Файл программадан, не оларға қажетті берілген сандар тобынан, мәтіннен тұруы мүмкін. Әрбір файлдың файлдар каталогында тіркелген өзіндік аты болуы керек. Файлдың толық аты екі бөліктен тұрады: аты және типі. Аты- 8 таңбаға дейінгі әріптен басталтын сандар мен әріптер жиыны, ал оның 3 таңбадан аспайтын екінші бөлігі оның типі не атының кеңейтілуі. Бір катологта аты бірдей файлдар болмауы тиіс. Файлдың типі кейде болмауы да мүмкін. Файлдың аты мен типі нүктемен бөлінеді. Файлдың толық аты латынның бас не кіші әріптерімен беріледі. Мысалы:
COMMAND.COM
NORTAN. EXE
MARAT. DOC т.б.
Файлды дискіге жазғанда
не өзгеркенде оның көлемі, жазылған уақыты,
мерзімі де тіркеледі. Файлдың аты,
типі, символмен берілген көлемі, операциялық
жүйенің календары мен
3.1 Файлдарды топтап белгілеу
Кейбір командаларды орындағанда
файлдардың атын толық көрсетпеуге
болады, бұл жағдайда ОЖ файлдар
тобын іздейді. Кейде файлдардың
біреуін ғана емес, қатар орналасқан
бірнешеуін топтауға тура келеді. Мұнда
файлдың атына шаблондарды
*-файлдың атындағы кез
келген сөз тіркестерін
?-файлдың атындағы болуы
мүмкін кез келген таңбаны
немесе оның болмауын да
Мысалы:
-KOL*.* аты KOL әріптерінен басталатын барлық файлдар тобын көрсетеді;
-*. EXE –типі EXE болып келген барлық файлдар тобы;
- *.* -жұмыс істеп отырған ағымдағы катологтағы барлық файлдарды топтап белгілейді;
- *-типі көрсетілмеген файлдар тобын көрсетеді.
- ???. BAS типі BAS болып келген аты бір, екі және үш таңбадан тұратын файлдар тобы;
- А?.*-аты А таңбасынан тұратын және А әрпінен басталып екі таңбадан тұратын типі кез келген сөз болатын файлдар тобы;
3.2 Файлдар каталогы
Дискіде сақталған файлдар өте көп болып, олар бірнеше мыңдаған сандарға жетуі мүмкін. Мұндай көп файлдармен жұмыс сітейтін адам қай файлдың қайда орналасқанын ұмытып қалып, арықарай жұмыфс барысында көп қиыншылықтар тууы мүмкін. Файлдарды дискілерде сақтауды белгілі бір жүйеге келтіру үшін оларды каталогтарға біріктіреді.
Каталог белгілі бір ортақ қасиеттеріне қарай бір магниттік дискіде орналастырылған файлдар тобына қойылған атау. Windows жүйесінде бұл каталог бума деп аталады. Әрбір каталогтың өзіндік аты болады, аты ондағы орналасқан файлдарға және қасиеттеріне қарай беріледі. Каталогтар бірінің ішіне бірі орналаса береді, мұндайда ол бағынышты атанып, сатылы түрде бұл каталогқа басқа бір каталог бағынышты болып орналасуы мүмкін. Осындай түрде бірінің ішіне бірі орнасақан каталогтар бұтақ тәрізді көп сатылы (иерархиялы) файлдар жүйесін құрайды.
Дискіде міндетті түрде түпкі немесе 1-деңгейдегі католог болуы тиіс. Оған файлдар және 2-деңгейдегі каталогтар енеді., ал оның ішіне 3-деңгейдегі каталог, т.с.с. енуі мүмкін.
C:\DEMO> -Demo 1-деңгейдегі каталог, С: түпкі каталог;
C:\DEMO>SYS> -SYS 2деңгейдегі каталог, Demo 1-деңгейдегі каталог, С: түпкі каталог;
Әрбір мезетте бір каталог жұмыс атқаратын болып, ол екпінді күйде болуы тиіс. ЭЕМ іске қосылған кезде мұндай каталог рөлін түпкі каталог атқарады немесе ЭЕМ өшірілер алдында әрбір кезедегі екпінді болған каталог атқарады, пайдаланушы өз қалауынша команда көмегімен басқа каталогты екпінді ете алады.
3.3 Файлдар маршруты
Файлдар бұтақ тәрізді күрделі түрде құралса, онда оның тек өз атын ағана емес, сонымен қатар тұрағын, басты каталогын, оның деңгейлерін көрсету қажет. Мұндай файлдың нақты тұрағын көрсететін каталогтар тізбегін –маршрут немесе жол деп атайды. Сонымен, файл толық түрде мынандай элементтермен беріледі:
- дискінің аты, ол бірақ кейде көретілмей де кетеді;
- бірінің ішіне бірі кіретін каталогтар тізбегінің аттарынан тұратын маршрут;
- тізбекті аяқтайтын файлдың өз аты (файл тізіміндегі ең соңғы уақытта орналасады)
Уақыттың әрбір мезетінде бір дискжетек ағымдағы күйде болады, оның айғағы ОЖ шақыруы, яғни жұмыс сітеп тұрған дискжетек пен файлдар маршруты атының көрсетілуі.
Мысалы:
А:\> немесе C:\>
C:\DEMO\VICTOR> немесе C:\SYS\BLAD\LORA>
Сонымен файлдың маршрутын немесе адресін толық көрсету үшін дитскінің атын, каталог аттарының тізбегін, ең соңында файлдың атын және типін толық көрсету қажет. Жалпы ереже бойынша файлдың толық аты төмендегідей болады.
[дискінің аты:\] [маршрут\] файлдың аты [.типі]
Тік (квадрат) жақшаның ішіндегі сөздер көрсетілмеуі де мүмкін. ЭЕМ іске қосылып ОЖ жұмысқа кіріскен соң экранға жұмысқа шақыру немесе дайындық белгісі шығарылып отырады. Ол жұмыс істеп тұрған ағымдағы диск аты мен ағымдағы каталог аты тізбегінен тұрады, мысалы,
C:\DOS\>- C: дискісінің DOSкаталогы жұмыс сітеп тұр;
C:\>- С: дискісінің түпкі,
ең жоғарғы деңгейдегі
D:\BAS\STUDENT\> - D: дискісінің BAS каталогындағы бағынышты STUDENT каталогы ағымдағы күйде жұмысқа дайын тұр;
А:\>-А дискісінің түпкі каталогы жұмысқа дайын т.с.с.
Әрбір іс әреет орындалған
сайын экранға ЭЕМ-нің келесі
команданы орындауға дайын
C:\>prog1.bas-ағымдағы каталогтағы файл іске қосылады.
C:\>\EXE\format.com- ағымдағы дискінің 1-деңгейіндегі EXE каталогындағы format.com файлы жұмысқа кіріседі;
A:\PR> \VICA\help.txt- ағымдағы А: дискінің PR каталогына кіретін VICA каталогындағы help.txt файлы іске қосылады.
3.4 Пайдалануға болмайтын файл аттары
Кейбір үш әріп тіркестерінен тұратын аттар стандартты құралғылардың аттары болып келеді. Оларды файлдардың аттары немесе типтері ретінде пайдалануға болмайды. Мысалы,
PRN (LPT1) – негізгі баспа құрылғысы, 1-ші принтер;
LPT2-қосымша 2-ші принтер;
CON-консоль, яғни мәліметтерді енгізгенде-пернетақта, мәліметтерді экранғашығарғанды –дисплей;
AUX(COM1)-негізгі (1-ші) коммуникациялық арна;
NUL-програманы қалыптастыру, жетілдіру және орындау мақсатында қолданылатын жалған (бос) құралығы,
3.5 Файл аттарының стандартты типтері
Файлдың аты немесе типі онда сақталынатын ақпараттың тегіне, мазмұнына, типіне қарап беріледі. Файлдарды толық аттары бойынша айырып тануға мүмкіндік беретін мына төмендегідей стандартты типтері бар:
.ASM- ассемблер тіліндегі программа;
.BAK-негізгі файлға зақым келген жағдайларда пайдаланылатын резервтік файл;
.BAS- BASIC тіліндегі программа;
.BAT-дестелік түрде өңдеуге арналған командалық файл;
.COM - тікелей атқарылуға арналған командалық файл;
.DAT- мәліметтер файлы;
.DOC- мәтіндік өңдеуге арналған құжаттық файл;
.EXE- ОЖ басқаруымен атқарылатын файл;
.PAS- Паскаль тіліндегі программалық файл;
.TXT-мәтіндік файл;
CAL- Supercalc программасында құрылған мәліметтер кестесі.
Қорытынды
Бірнеше
ФЖ жұмыс істеу мүмкіндігі болу үшін,
ОЖ бірнеше ФБЖ болуы мүмкін. ФЖ
және оған сәйкес ФБЖ-нің негізгі
міндеті – деректерге ыңғайлы
қатынауды ұйымдастыру файл сияқты
ұйымдастырылған, яғни жазбаға қажетті
нақты физикалық адресті
ФЖ термині файлда ұйымдастырылған деректерге қатынау принципін анықтайды. ФБЖ термині нақты ФЖ жүзеге асуына байланысты, яғни бұл нақты ОЖ файлымен жұмысты қамтамасыз ететін бағдарламалық модульдер кешені. Мысал ретінде FAT (Fill Allocation Table) ФЖ келтіруге болады. FAT атауы MS-DOS ФБЖ қатысты қолданылады. OS/2 арналған ФБЖ жүзеге асыруда, Super-FAT атты FAT жүйесінің негізгі принципін қолданылған. Оның негізгі айырмашылығы – әрбір файл үшін кеңейтілген атрибуттарды қолдауы.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:
- Дейтл Г. Введение в операционные системы. – М., 1987
- Клочко В.И. Теория вычислительных процессов и структур. – Краснодар, 1999
- Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые ОС. – СПб., 2002
- Стивенс У. Unix, взаимодействие процессов. – М., 2002
- Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. – СПб., 2001
- Бек Л. Введение в системное программирование. – М., 1988
- Краковяк С. Основы организации и функционирования ОС ЭВМ. – М., 1988
- Хелен Кастер Основы Windows NT и NTFS. – М., 1996
- Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб., 2001
- Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. - СПб., 2007