4.2.2.Методы доступа

1. Физические - непосредственный доступ к аппаратуре с помощью команд процессора.

2. Базисные - применяют обычно в тех случаях, когда последовательность обработки записей предусмотреть нельзя, например при произвольном доступе. Кроме того, обращение к базовым методам доступа используют для минимизации накладных расходов. Обмен с внешним устройством осуществляется на уровне физических блоков. Блокирование (т.е. объединение записей в блоки) и деблокирование записей выполняет сама программа пользователя.

3. Методы доступа с очередями - применяют в случаях, когда последовательность обработки данных можно предвидеть, например при последовательной и индексно-последовательной организации. В этих методах предусматривается упреждающая буферизация и планирование операций обмена, то есть приемы, направленные на то, чтобы к концу обработки одной записи следующая была полностью готова. В памяти (основной или кэш) располагается сразу несколько блоков, что позволяет совмещать их обработку с выполнением операций обмена. Блокирование и деблокирование записей осуществляется автоматически. Наиболее распространена двойная буферизация. В памяти существуют два буфера. Сначала блоки помещаются в первый буфер до его заполнения. После этого инициируется передача блока во внешнюю память. В то же время продолжается генерация блоков, которые теперь помещаются во второй буфер. Заполнив второй буфер, система начинает выгружать его во внешнюю память, переключив прикладную программу на первый и т.д.

4. Виртуальные - использование страничной организации памяти и отображения файлов на память.

4.3. Файловые системы

Файловые системы предназначены для поддержания совокупности данных, подлежащих обработке, хранению, передаче, модификации и т.д. Файловые системы содержат следующие средства:

• Методы доступа. Определяют конкретную организацию доступа к данным.

• Средства управления файлами. Обеспечивают хранение файлов, коллективное использование и защиту.

• Средства управления внешней памятью. Обеспечивают распределение пространства внешней памяти для размещения файлов.

• Средства обеспечения целостности файлов. Обеспечивают гарантированное разделение пространства между файлами и невозможность пересечений множеств данных.

Файловая система управляет данными без учета их природы, назначения и содержания. Пользователь сам интерпретирует данные в файлах.

Базы данных учитывают природу хранимой информации, обеспечивают ее единство и непротиворечивость. Базы данных ориентированы на коллективное использование информации прикладными программами.

Функции файловой системы:

1. Обеспечение различных структур (организаций) файлов и методов доступа к ним;

2. Управление файлами на разных уровнях:

- на уровне тома - информация о файлах и свободных участках, оглавление тома, метка тома.

- системный уровень обеспечивает построение единой информационной системы. Организуются системные и пользовательские каталоги для поиска файла по имени.

3. Распределение внешней памяти. Осуществляется аналогично распределению основной памяти. Методы борьбы с фрагментацией:

- выделение несмежных различной протяженности участков для размещения файла;

- включение алгоритмов "сборки мусора" (очистки тома).

4. Защита информации и обеспечение коллективного доступа.

Характеристики файлов. Файл - это именованная совокупность связанных данных, расположенная на внешнем устройстве. Информация о файле должна быть известна ОС. Для файлов могут указываться следующие характеристики:

- Изменчивость, которая связана с частотой модификации файла. При малой частоте файл называют статичным, а при большой - динамичным.

- Активность. Определяется процентом записей файла, обрабатываемых во время одного сеанса.

- Размер. Определяет количество информации в файле.

Для выполнения различных операций с файлом как единым целым (открытие, закрытие, создание, уничтожение, копирование, переименование) или как множеством отдельных элементов (чтение, запись, обновление, добавление, удаление) файловая система поддерживает дескриптор файла или блок управления файлом. Безусловно, что структура дескриптора полностью зависит от конкретной системы.

Типичный дескриптор включает в себя:

- имя файла;

- тип файла или расширение имени;

- размещение файла во внешней памяти;

- тип организации;

- тип устройства;

- данные для управления доступом. Обычно применяют доступ к файлам в зависимости от классов пользователей. Предусматриваются следующие категории:

1. Владелец - пользователь, который создал файл.

2. Указанный допущенный пользователь.

3. Группа (проект) - пользователи, имеющие право доступа к файлу и идентифицируемые групповым именем.

4. Общедоступный - доступ к файлу разрешен для всех пользователей.

- диспозицию (постоянный или временный);

- дату и время создания;

- дату уничтожения (для временных);

- дату и время последней модификации;

- счетчики активности доступа.