Файловые системы. Лекция 15

1.

Лекция 15
Файловые системы
1

2.

План лекции
Обсудим историю файловых систем, их основные черты и области
разумного применения.
• Структуры файлов
• Логическая структура ФС и именование файлов
• Авторизация доступа к файлам
• Синхронизация многопользовательского доступа
2

3.

Системы управления файлами
• Термин "файловая система" используется для обозначения как
программной системы, управляющей файлами, так и
совокупности файлов, хранящихся во внешней памяти.
• Первая развитая ФС была разработана специалистами IBM в
середине 60-х для серии компьютеров System/360. В ней
поддерживались как чисто последовательные, так и индекснопоследовательные файлы, а реализация во многом опиралась на
возможности
контроллеров
управления
дисковыми
устройствами. Контроллеры обеспечивали возможность обмена с
диском порциями данных произвольного размера, а также
индексный доступ к файлам, т.е. поиск файла по значению ключа.
3

4.

Основные функции файловой системы:
• Идентификация файлов.
• Распределение внешней памяти для каждого файла.
• Обеспечение надежности и отказоустойчивости.
• Обеспечение защиты от несанкционированного доступа.
• Обеспечение совместного доступа к файлам.
• Обеспечение высокой производительности.
4

5.

Структуры файлов
Файл представляет собой набор последовательно нумеруемых
логических блоков, которые отображаются на физические блоки
диска. Размер логического блока файла совпадает с размером
физического блока диска или кратен ему.
5

6.

Структуры файлов
Исторически существует два основных подхода представления
файлов.
• Файл как последовательность записей
Каждая запись - это последовательность байтов, имеющая постоянный
или переменный размер. Можно читать или писать записи
последовательно, либо позиционировать файл на запись с указанным
номером.
В некоторых ФС допускается структуризация записей на поля и
объявление указываемых полей ключами записи.
6

7.

Структуры файлов
Исторически существует два основных подхода представления
файлов.
• Файл как непрерывная последовательность байтов
Из файла можно прочитать (или записать) указанное число байтов,
предварительно выполнив позиционирование на нужный байт.
Такой подход реализован в ОС UNIX.
7

8.

Именование файлов
8

9.

Авторизация доступа к файлам
Аутентификация — процедура проверки пользователей.
Авторизация — предоставление определённому лицу или группе
лиц прав на выполнение определённых действий; а также процесс
проверки данных прав при попытке выполнения этих действий.
Дискреционное управление доступом
Мандатное управление доступом
Управление доступом на основе ролей
Другие типы управления доступом
9

10.

Синхронизация многопользовательского
доступа
Если ОС поддерживает многопользовательский режим, может
возникнуть ситуация, когда два процесса одновременно пытаются
работать с одним и тем же файлом.
Обычно в файловой системе используется механизм блокировки.
10

11.

Синхронизация многопользовательского
доступа
Если ОС поддерживает многопользовательский режим, может
возникнуть ситуация, когда два процесса одновременно пытаются
работать с одним и тем же файлом.
Обычно в файловой системе используется механизм блокировки.
11

12.

Цели систем баз данных
Недостатки хранения информации в системе работы с файлами:
• Избыточность и несогласованность данных
• Сложность в заборе данных
• Изоляция данных
• Проблемы атомарности
• Аномалии конкурентного доступа
• Проблемы безопасности