Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
1. Форма государства 2. Форма правления3. Государственно-территориальное устройство 4. Политический режим 5.Монархия 6. Республика 7. Унитарное госуда...полностью>>
'Документ'
Дэви (Парвати) спросила: О Шива! Что есть твоя реальность? Что есть эта полная чудес вселенная? Что есть семя? Что есть центр колеса вселенной? Что ес...полностью>>
'Документ'
Основная профессиональная образовательная программа разработана на основе федерального государственного образовательного стандарта по специальности СП...полностью>>
'Программа'
Русский язык в своих лексических единицах, в грамматике, в произведениях устного народного поэтического творчества, в художественной и научной литерат...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Сравнительная характеристика организации файлов в операционных системах Windows и Unix.

Содержание

  1. Вступление

  2. UNIX

  3. Windows

  4. Сравнение организации файлов в Windows и UNIX

Вступление.

Управление файлами представляет собой одну из важнейших функций операционной системы. Механизм управления файлами предназначен для ведения справочника файловой системы. Этот справочник содержит полную информацию о существующих в каждый данный момент времени файлах и тем самым обеспечивает возможность доступа к ним всем остальным компонентам операционной системы.

Прежде всего, файлы применяются для хранения текстовых данных: документов, текстов программ и т.д. Такие файлы обычно образуются и модифицируются с помощью различных текстовых редакторов. Структура текстовых файлов обычно очень проста: это либо последовательность записей, содержащих строки текста, либо последовательность байтов, среди которых встречаются специальные символы (например, символы конца строки).

Файлы с текстами программ используются как входные тексты компиляторов, которые в свою очередь формируют файлы, содержащие объектные модули. С точки зрения файловой системы, объектные файлы также обладают очень простой структурой - последовательность записей или байтов. Система программирования накладывает на эту структуру более сложную и специфичную для этой системы структуру объектного модуля. Подчеркнем, что логическая структура объектного модуля неизвестна файловой системе, эта структура поддерживается программами системы программирования.

Аналогично обстоит дело с файлами, формируемыми редакторами связей и содержащими образы выполняемых программ. Логическая структура таких файлов остается известной только редактору связей и загрузчику - программе операционной системы. Примерно такая же ситуация с файлами, содержащими графическую и звуковую информацию.

Одним словом, файловые системы обычно обеспечивают хранение слабо структурированной информации, оставляя дальнейшую структуризацию прикладным программам. В перечисленных выше случаях использования файлов это даже хорошо, потому что при разработке любой новой прикладной системы опираясь на простые, стандартные и сравнительно дешевые средства файловой системы можно реализовать те структуры хранения, которые наиболее естественно соответствуют специфике данной прикладной области.

Далее нам необходимо сравнить организацию файлов в операционной системе Windows с организацией файлов в операционной системе Unix. Но для начала рассмотрим каждую систему в отдельности.

UNIX.

Все, с чем работает система UNIX, она воспринимает в виде файла. Это не такое уж упрощение, как может показаться на первый взгляд. Когда разрабатывалась первая версия системы, даже прежде, чем ей дали имя, все усилия сосредоточились на создании структуры файловой системы, которая должна была быть простой и удобной в использовании. Файловая система – ключевое звено, обеспечивающее успешное применение UNIX. Это наилучший пример философии «прекрасное в малом», показывающий, какой мощи можно достичь реализацией нескольких хорошо продуманных идей.

Файл представляет собой последовательность байтов. Никаких ограничений по структуре системой на файл не накладывается, и никакого смысла не приписывается его содержимому: смысл байтов зависит исключительно от программ, обрабатывающих файл.

Подход UNIX к представлению управляющей информации нетрадиционен, особенно использование символа перевода строки для завершения строки. Многие системы вместо этого трактуют каждую строку как «запись», содержащую не только введенные данные, но и счетчик числа символов в строке. В других системах каждая строка завершается символами возврата каретки и перевода строки, поскольку такая последовательность необходима для вывода на большинство терминалов.

UNIX не делает ни того, ни другого: нет записей и счетчиков, к тому же ни в одном файле нет никаких байтов, которые бы вы или ваша программа не поместили туда. Символ перевода строки преобразуется в два символа – возврата каретки и перевода строки при выводе на терминал, но программы должны иметь дело с одним символом перевода строки, поскольку это все, что они могут «увидеть». В большинстве случаев подобная простая схема является оптимальной. Если необходима более сложная структура, ее легко построить на базе этой, тогда как получить простое из сложного значительно трудней. В отношении каждого файла существуют права доступа, которые определяют, кто и что может делать с файлом. Если вы храните какие-то письма и не хотите, чтобы кто-то их другой их читал, вы можете изменить права доступа к каждому письму. Вы можете, наконец, просто изменить права доступа к каталогу, содержащему письма, и пресечь любые попытки вмешаться в ваши документы в ваши документы. Но в UNIX есть особый пользователь, называемый суперпользователем, который может читать или изменять любой файл в системе. Привилегии входа в систему суперпользователю обеспечивает специальное имя root (корень). Существует команда su, гарантирующая вам статус суперпользователя при условии, что вы знаете пароль при входе под именем root.

Вы можете более надежно защитить вашу информацию, если воспользуетесь командой crypt. Но даже она не дает гарантии полной защиты информации.

Во многом централизованные файловые системы удобнее изолированных (система управления файлами принимает на себя больше рутинной работы). Но в таких системах возникают существенные проблемы, если кому-то требуется перенести поддерево файловой системы на другую вычислительную установку. Компромиссное решение применено в файловых системах ОС UNIX. На базовом уровне в этих файловых системах поддерживаются изолированные архивы файлов. Один из этих архивов объявляется корневой файловой системой. После запуска системы можно "смонтировать" корневую файловую систему и ряд изолированных файловых систем в одну общую файловую систему. Технически это производится с помощью заведения в корневой файловой системе специальных пустых каталогов. Специальный системный вызов курьер ОС UNIX позволяет подключить к одному из этих пустых каталогов корневой каталог указанного архива файлов. После монтирования общей файловой системы именование файлов производится так же, как если бы она с самого начала была централизованной. Если учесть, что обычно монтирование файловой системы производится при раскрутке системы, то пользователи ОС UNIX обычно и не задумываются об исходном происхождении общей файловой системы.

Поскольку файловые системы являются общим хранилищем файлов, принадлежащих, вообще говоря, разным пользователям, системы управления файлами должны обеспечивать авторизацию доступа к файлам. В общем виде подход состоит в том, что по отношению к каждому зарегистрированному пользователю данной вычислительной системы для каждого существующего файла указываются действия, которые разрешены или запрещены данному пользователю. Существовали попытки реализовать этот подход в полном объеме. Но это вызывало слишком большие накладные расходы, как по хранению избыточной информации, так и по использованию этой информации для контроля правомочности доступа.

Поэтому в большинстве современных систем управления файлами применяется подход к защите файлов, впервые реализованный в ОС UNIX. В этой системе каждому зарегистрированному пользователю соответствует пара целочисленных идентификаторов: идентификатор группы, к которой относится этот пользователь, и его собственный идентификатор в группе. Соответственно, при каждом файле хранится полный идентификатор пользователя, который создал этот файл, и отмечается, какие действия с файлом может производить он сам, какие действия с файлом доступны для других пользователей той же группы, и что могут делать с файлом пользователи других групп. Эта информация очень компактна, при проверке требуется небольшое количество действий, и этот способ контроля доступа удовлетворителен в большинстве случаев.

Последнее, на чем мы остановимся в связи с файлами, - это способы их использования в многопользовательской среде. Если операционная система поддерживает многопользовательский режим, вполне реальна ситуация, когда два или более пользователей одновременно пытаются работать с одним и тем же файлом. Если все эти пользователи собираются только читать файл, ничего страшного не произойдет. Но если хотя бы один из них будет изменять файл, для корректной работы этой группы требуется взаимная синхронизация.

Исторически в файловых системах применялся следующий подход. В операции открытия файла (первой и обязательной операции, с которой должен начинаться сеанс работы с файлом) помимо прочих параметров указывался режим работы (чтение или изменение). Если к моменту выполнения этой операции от имени некоторой программы A файл уже находился в открытом состоянии от имени некоторой другой программы B (правильнее говорить "процесса", но мы не будем вдаваться в терминологические тонкости), причем существующий режим открытия был несовместимым с желаемым режимом (совместимы только режимы чтения), то в зависимости от особенностей системы программе A либо сообщалось о невозможности открытия файла в желаемом режиме, либо она блокировалась до тех пор, пока программа B не выполнит операцию закрытия файла.

Заметим, что в ранних версиях файловой системы ОС UNIX вообще не были реализованы какие бы то ни было средства синхронизации параллельного доступа к файлам. Операция открытия файла выполнялась всегда для любого существующего файла, если данный пользователь имел соответствующие права доступа. При совместной работе синхронизацию следовало производить вне файловой системы (и особых средств для этого ОС UNIX не предоставляла). В современных реализациях файловых систем ОС UNIX по желанию пользователя поддерживается синхронизация при открытии файлов. Кроме того, существует возможность синхронизации нескольких процессов, параллельно модифицирующих один и тот же файл. Для этого введен специальный механизм синхронизационных захватов диапазонов адресов открытого файла.

ОС UNIX работает на основе файловой системы FAT 16.

Windows.

Работа  с операционной системой состоит в работе с ее объектами. Основными объектами являются файлы и папки. 

Информация на дисках хранится в виде файлов. Файл - это набор данных, записанных на диске, и имеющий уникальное имя. Содержимым файла может быть документ, ведомость, произвольный текст, программа, таблица чисел, рисунок и т.д. По имени файла компьютер определяет, где файл находится, какая информация в нем содержится и какими программами ее можно обработать. 

Имя файла состоит из двух частей: самого имени и расширения, разделенных точкой, например: mycomp.txt. Имя файла задает человек, который этот файл создает. Система Windows  позволяет давать файлам «длинные» имена, в которые могут входить до 255 символов. При задании имени файла можно использовать любые символы, имеющиеся на клавиатуре, кроме некоторых «специальных» символов ( \ / : * ? “ < > | ), использующихся в особых случаях. 

Расширения используют стандартные. По расширению можно узнать, к какому типу относится файл, и какая информация в нем содержится. Например, все файлы программ имеют расширение либо .EXE, либо .COM, текстовые файлы – .TXT или .DOC. В среднем количество файлов на дисках на современном компьютере составляет десятки тысяч. Для того чтобы свободно ориентироваться в таком количестве объектов, их надо упорядочить. Способ размещения файлов на дисках называют файловой структурой.

Для организации файлов в Windows  принята иерархическая структура. В иерархической структуре каждый элемент определяется путем, который ведет от вершины (корня) структуры к элементу.
В основе этой структуры лежит конкретный диск (гибкий, жесткий или лазерный). Диски обозначаются буквами A:, B:, C:, D и так далее. Каждый отдельный диск имеет собственную файловую структуру.

Диск разделен на папки. У каждой папки есть имя. Самая верхняя папка называется «корневой». Ее имя совпадает с именем диска. 
В папках могут храниться другие папки (вложенные) и файлы. Адрес конкретного файла определяется путем поиска данного файла. Путь поиска начинается с указания диска, за которым следуют имена всех папок, ведущих к файлу. Имена папок отделяются друг от друга символом «\». Например, файл документа с именем Письмо 133 может иметь такой адрес: С:\ Мои документы\ Переписка\ Письмо 133.

Рабочий стол и окна папок предоставляют достаточно средств для работы с файлами и папками. Их можно создавать, открывать, перемещать, копировать, удалять и др. Большинство операций  можно выполнить несколькими способами. Эффективная работа с компьютером предполагает знание разных способов и умелое применение наиболее удобных. 

Операционные системы Windows нельзя представить без файловых систем NTFS и FAT 32.

NTFS – одна из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Как и любая другая система NTFS делит все полезное место на кластеры – блоки данных, используемые единовременно; NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров – от 512 байт до 64 кбайт, неким стандартом же считается 4 кбайт. Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12 % диска под так называемую MFT (Master File Table) зону – пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой – это делается для того, чтобы самый главный служебный файл (MFT) не фрагментировался на при своем росте. Остальные 88 % диска представляют собой пространство для хранения файлов.

Каталог на NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых поддерживает имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который уже предоставляет полную информацию об элементе каталога.

FAT - является самой распространенной файловой системой и поддерживается подавляющим большинством операционных систем. Система FAT32 - более новая файловая система на основе формата FAT, она поддерживается Windows 95 OSR2, Windows 98 и Windows Millennium Edition. FAT32 использует 32-разрядные идентификаторы кластеров, но при этом резервирует старшие 4 бита, так что эффективный размер идентификатора кластера составляет 28 бит. Поскольку максимальный размер кластеров FAT32 равен 32 Кбайт, теоретически FAT32 может работать с 8-терабайтными томами. Файловая система FAT 32 в Windows 98 используется в качестве основной. С этой операционной системой поставляется специальная программа преобразования диска из FAT 16 в FAT 32. Windows NT и Windows 2000 тоже могут использовать файловую систему FAT, и поэтому можно загрузить компьютер с DOS-диска и иметь полный доступ ко всем файлам. Однако некоторые из самых прогрессивных возможностей Windows NT и Windows 2000 обеспечиваются ее собственной файловой системой NTFS (NT File System). Возможности файловых систем FАТ32 гораздо шире возможностей FAT16. Самая важная ее особенность в том, что она поддерживает диски объемом до 2 047 Гбайт и работает с кластерами меньшего размера, благодаря чему существенно сокращает объемы неиспользуемого дискового пространства. Например, жесткий диск объемом 2 Гбайт в FAT16 использует кластеры размером по 32 Кбайт, а в FAT32 - кластеры размером по 4 Кбайт. Чтобы по возможности сохранить совместимость с существующими программами, сетями и драйверами устройств, FAT32 реализована с минимальными изменениями в архитектуре, API-интерфейсах, структурах внутренних данных и дисковом формате. Но, так как размер элементов таблицы FAT32 теперь составляет четыре байта, многие внутренние и дисковые структуры данных, а также API-интерфейсы пришлось пересмотреть или расширить. Отдельные API на FАТ32-дисках блокируются, чтобы унаследованные дисковые утилиты не повредили содержимое FAT32-дисков. На большинстве программ эти изменения никак не скажутся. Существующие инструментальные средства и драйверы будут работать и на FAT32-дисках. Однако драйверы блочных устройств MS-DOS (например, Aspidisk.sys) и дисковые утилиты нуждаются в модификации для поддержки FAT32. Все дисковые утилиты, поставляемые Microsoft (Format, Fdisk, Defrag, а также ScanDisk для реального и защищенного режимов), переработаны и полностью поддерживают FAT32.

Сравнение организации файлов в Windows и UNIX.

Организация файлов в операционной системе UNIX более простая и удобна, но она не дает нам полной уверенности в защите файлов, а организация файлов в операционной системе Windows более сложная, но и более защищенная. Сравнить организацию файлов в этих двух ОС можно по их файловым системам. Например, можно сравнить FAT16 (UNIX) и FAT32 (Windows):

FAT16

FAT32

Реализована и используется большинством операционных систем (UNIX).

На данный момент поддерживается только в Windows 95 OSR2 и Windows 98.

Очень эффективна для логических дисков размером менее 256 Мбайт.

Не работает с дисками объемом менее 512 Мбайт.

Поддерживает сжатие дисков, например по алгоритму DriveSpace.

Не поддерживает сжатие дисков.

Обрабатывает максимум 65 525 кластеров, размер которых зависит от объема логического диска. Так как максимальный размер кластеров равен 32 Кбайт, FAT16 может работать с логическими дисками объемом не более 2 Гбайт.

Способна работать с логическими дисками объемом до 2 047 Гбайт при максимальном размере кластеров в 32 Кбайт.

Чем больше размер логического диска, тем меньше эффективность хранения файлов в FAT'16-системе, так как увеличивается и размер кластеров. Пространство для файлов выделяется кластерами, и поэтому при максимальном объеме логического диска файл размером 10 Кбайт потребует 32 Кбайт, а 22 Кбайт дискового пространства пропадет впустую.

На логических дисках объемом менее 8 Гбайт размер кластеров составляет 4 Кбайт.

Но в ОС Windows существует другая, более лучшая файловая система (NTFS). Поэтому можно сказать, что организация файлов в Windows лучше, чем в UNIX. Да и нельзя не заметить, что во всем мире более успешна операционная система Windows, что дает нам возможность сказать, что организация файлов в Windows лучше.



Похожие документы:

  1. Голицына О. Л., Партыка Т. Л., Попов И. И. Системы управления базами данных: Учеб пособие

    Документ
    ... файлами в операционных системах Windows, MS-DOS, UNIX   Команда (функция) Операционная система Windows, MS-DOS UNIX ... организации файлов Рассмотрим наиболее распространенные методы организации файлов ... 3.2. Сравнительные характеристики основных типов ...
  2. Методика организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «Операционные системы и среды»

    Документ
    ... в операционных системах, используя следующие характеристики: вытесняющий ... операционные системы» материал посвященный организации файловой системы в Linux и Windows Выполните следующие операции с файлами: Выполнить основные операции с файлами ...
  3. Операционные системы методические указания по контрольной работе по дисциплине

    Документ
    ... администрирования сетевыми операционными системами, организации прикладных сред ... причин сравнительно редкого ... лишь отдельные характеристики языков. ... Unix, Linux и Windows Команды, системные утилиты и оболочки Unix, Linux и Windows Командные файлы ...
  4. В Автоматизированные информационные системы (аис) и Базы данных (БД). Определение бд и банков данных (БнД)

    Документ
    ... определяется типом организации файла и осуществляется только средствами операционной системы; файл описывают и используют ... платформ, включая MS Windows, UNIX. В-третьих, для ... Lotus Domino) Сравнительная характеристика наиболее распространенных СУБД ...
  5. 1. Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накоплени

    Документ
    ... на особенностях организации архива файлов. В файловой системе Miltics ... выражения в дальнейшем. Сравнительные характеристики Текстовые редакторы разделяются на ... операционная системаWindows NT Server, Windows 2003, HP-UX, AIX, Solaris, UNIX ...

Другие похожие документы..