Лекция 2. Файлы.

1. Использование данных в вычислительной технике.

2. Хранение данных.

3. Файлы.

4. Файловые системы.

2.1. Направления использования вычислительной техники:

1. Вычисление расчётов, невыполнимых вручную (сложные трудоёмкие алгоритмы).

2. Использование средств вычислительной техники в автоматизированных информационных системах.

Информационная система (ИС) - программный комплекс для выполнения специфических операций с данными, предоставление удобного интерфейса.

Задача - обеспечение надёжного хранения информации, оперативной выдачи необходимой информации.

Характеризуется большими объёмами исходных данных и простыми алгоритмами преобразования.

2.2. Хранение данных.

До конца 50-ых основными носителями памяти являются:

- магнитные ленты и магнитные барабаны (ёмкость магнитных лент 20 Мб и 10 Мб). Недостатки: информация организована в формате последовательного доступа, скорость магнитных лент низкая. Магнитный барабан: вместо одной считывающей головки на барабане их было несколько.

- накопители на магнитных дисках. Ёмкость - 2,5 Мб; 7,5 Мб; 29 Мб; 100 Мб; 200 Мб.

На сегодняшний день список расширился: HDD, магнитные диски, Flash-носители, пластиковые носители.

2.3. Файлы.

Файл - это поименованная область внешней памяти, с которой может считываться информация (с точки зрения прикладных программ).

Функции системы управления файлами:

1. Распределение внешней памяти.

2. Отображение имён файлов в соответствии с адресами внешней памяти.

3. Обеспечение доступа к данным.

Структура файла.

1. На магн. ленте – файл последовательного доступа:

заголовок

байт 0

байт 1

байт 2

байт 3

EOF (конец файла)

2. На магн. дисках физическая структура файла изменилась:

О - N цилиндров

O - M треков (дорожек)

O - K секторов

В зависимости от объёма накопителя сектора объединяются в блоки (кластеры - минимальная адресная единица информации), т.е. блок - минимальный объём, который можно прочитать или записать. Файл может занимать несколько блоков. Но читается этот файл как файл последовательного доступа.

Файл имеет свой адрес - № цилиндра, № трека и № сектора. Для обмена информацией с аппаратурой необходимо указать N, M, K. Такой вариант существенно ускоряет время доступа.

Два подхода представления файлов:

1. Файл - последовательность байтов. Из файла можно прочитать или записать указанное количество байт.

2. Файл представляется пользователю, как последовательность записей, а каждая запись - это последовательность байтов постоянного или переменного действия. Запись можно читать или записывать последовательно, либо можно позиционировать файл на запись с указанным номером.

0 Запись 1

1 Запись 2

2 Запись 3

Файл, разделённый на индексы - индексно-последовательный файл.

Именование файла.

1. Непосредственное имя файла.

2. Полное имя файла (многоуровневое).

Практически все системы поддерживают многоуровневые названия файлов (имя содержит имена каталогов, в которые он включён).

Существует 2 варианта полного названия файла:

- Цепочка имён начинается с имени накопителя - организация изолированной файловой системы:

имя накопителя->каталог 1->каталог 2->файл

- Полностью централизованная файловая система - все накопители объединяются в одно файловое пространство (цепочка начинается с корневого каталога), частично реализована в ОС Unix.

Защита файлов.

Любая информационная система должна обеспечивать доступ к своим ресурсам. Файл связан с определенной приложенной информацией, разорвать эту цепочку практически невозможно.