Файлы Скачать
презентацию
<<  Система файлов Файлы и файловая система  >>
Операционные системы, среды и оболочки
Операционные системы, среды и оболочки
Задачи ОС по управлению файлами и устройствами
Задачи ОС по управлению файлами и устройствами
Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора
Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора
Согласование скоростей обмена и кэширования данных
Согласование скоростей обмена и кэширования данных
Разделение устройств и данных между процессами
Разделение устройств и данных между процессами
Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и
Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и
Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения
Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения
Динамическая загрузка и выгрузка драйверов
Динамическая загрузка и выгрузка драйверов
Поддержка файловых систем
Поддержка файловых систем
Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
Многослойная модель подсистемы ввода-вывода
Многослойная модель подсистемы ввода-вывода
Менеджеры ввода-вывода
Менеджеры ввода-вывода
Специальные файлы
Специальные файлы
Логическая организация файловой системы
Логическая организация файловой системы
Файловая система
Файловая система
Иерархическая структура файловой системы
Иерархическая структура файловой системы
Имена файлов
Имена файлов
Монтирование файловой системы
Монтирование файловой системы
Атрибуты файла
Атрибуты файла
Логическая организация файла
Логическая организация файла
Слайды из презентации «Ввод-вывод» к уроку информатики на тему «Файлы»

Автор: . Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Файловая система.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 103 КБ.

Скачать презентацию

Ввод-вывод

содержание презентации «Файловая система.ppt»
СлайдТекст
1 Операционные системы, среды и оболочки

Операционные системы, среды и оболочки

Ввод-вывод. Файловая система

2 Задачи ОС по управлению файлами и устройствами

Задачи ОС по управлению файлами и устройствами

Подсистема ввода-вывода ОС при обмене данными с внешними устройствами должна решать ряд общих задач: Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора; Согласование скоростей обмена и кэширования данных; Разделение устройств и данных между процессами; Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы; Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера; Динамическая загрузка и выгрузка драйверов; Поддержка файловых систем; Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.

3 Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора

Организация параллельной работы устройства ввода-вывода и процессора

Каждое устройство ввода-вывода – диск, принтер, терминал – имеет блок управления (контроллер устройства). Контроллер взаимодействует с драйвером – системным программным модулем, предназначенным для управления устройством. Под управлением контроллера устройство может работать некоторое время автономно от команд ОС. Подсистема ввода-вывода должна обеспечить работу – запуск и приостановку разнообразных драйверов, обеспечив приемлемое время реакции каждого драйвера на независимые события контроллера. С другой стороны, необходимо минимизировать загрузку процессора задачами ввода-вывода.

4 Согласование скоростей обмена и кэширования данных

Согласование скоростей обмена и кэширования данных

При обмене информации в системе возникает задача согласования скорости выполняемых процессов. Согласование скорости осуществляется за счет буферизации данных в оперативной памяти и синхронизации доступа процессов к буферу. В некоторых случаях свободной оперативной памяти недостаточно для буферизации данных. Для размещения данных в буфере используются специальные файлы – спул-файлы. Другой способ – использование буферной памяти в контроллерах внешних устройств. Например, использование памяти, устанавливаемой на видеоадаптерах.

5 Разделение устройств и данных между процессами

Разделение устройств и данных между процессами

Устройства ввода-вывода могут предоставляться процессам в монопольном и разделяемом режимах. Задача ОС обеспечить контроль доступа к данным ресурсам системы путем проверки прав пользователя, от имени которых выполняется процесс. Операционная система имеет возможность контролировать доступ не только к устройству в целом, но и к отдельным порциям данных. При разделении устройства между процессами возникает необходимость в разграничении порции данных от двух процессов. Для хранения очереди заданий применяется спул-файл, который синхронизирует скорости работы устройства и оперативной памяти.

6 Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и

Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и

остальной частью системы.

Разнообразие устройств ввода-вывода делает актуальной задачу создания экранирующего интерфейса между периферийными устройствами и приложениями. Современные ОС поддерживают файловую модель работы устройств, при котором устройства представляются набором байт, с которыми работают посредством унифицированных системных вызовов (read, write). Для детализации конкретных свойств используются специфические модели устройств конкретного типа – графическая подсистема, принтер, сетевые адаптеры и т.д.

7 Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения

Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения

в систему нового драйвера.

Достоинством подсистемы ввода-вывода операционной системы является разнообразие устройств, поддерживаемых данной ОС. Для создания драйверов необходимо наличие удобного и открытого интерфейса между драйверами и другими компонентами ОС. Драйвер взаимодействует, с одной стороны, с модулями ядра ОС, а с другой стороны – с контроллерами внешних устройств. Драйвер имеет два интерфейса DKI (driver kernel interface) и DDI (driver device interface).

Ядро ОС

Драйвер устройства

Контроллер устройства

DKI

DDI

8 Динамическая загрузка и выгрузка драйверов

Динамическая загрузка и выгрузка драйверов

Другой проблемой работы с устройствами ввода-вывода является проблема включения драйвера в состав работающей ОС – динамическая загрузка/выгрузка драйверов. Способность системы автоматически загружать и выгружать из оперативной памяти требуемый драйвер повышает универсальность ОС. Альтернативой динамической загрузке драйверов при изменении текущей конфигурации внешних устройств является повторная компиляция кода ядра с требуемым набором драйверов. Пример – некоторые версии UNIX.

9 Поддержка файловых систем

Поддержка файловых систем

Внешняя память вычислительной системы представляет собой периферийные устройства, на которых хранится большая часть пользовательской информации и системных данных. Для организации хранения информации на внешних носителях используется файловая модель. Для обеспечения доступа к данным используется специальный программный слой, обеспечивающий поддержку работы с конкретной файловой системой – драйверы файловой системы. Для обеспечения возможности работы с несколькими файловыми система применяется подход, основанный применении специального слоя, с которым взаимодействую приложения ОС – например, слой VFS (virtual file system) в некоторых версиях UNIX.

10 Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода

Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода

Операции ввода-вывода по отношению к программному приложению выполняются в синхронном или асинхронном режимах. Синхронный режим – приложение приостанавливает свою работу и ждет отклика от устройства. Асинхронный режим – приложение продолжает работу, параллельно с ожиданием отклика от устройства. Операционные системы для разных приложений должны обеспечить синхронную и асинхронную работу с утройствами.

11 Многослойная модель подсистемы ввода-вывода

Многослойная модель подсистемы ввода-вывода

API

Системные вызовы

Диски

Графические устройства

Сетевые устройства

VFS

Диспетчер окон

HTTP

FTP

SMB

UFS

NTFS

FAT

TCP/UDP

SPX

Графические драйверы

Дисковый кэш

IP

IPX

NetBEUI

Ethernet

ATM

Драйвер HD

Драйвер FD

Диспетчер прерываний

Блок-ориентированный интерфейс

Байт-ориентированный интерфейс

12 Менеджеры ввода-вывода

Менеджеры ввода-вывода

Для координации работы драйверов в подсистеме ввода-вывода выделяется специальный модуль, называемый менеджером ввода-вывода. Верхний слой менеджера составляют системные вызовы ввода-вывода, которые получают запросы от приложений и переадресуют их определенным драйверам. Нижний слой реализует взаимодействие с контроллерами внешних устройств, экранируя драйверы от особенностей аппаратной платформы компьютера. Еще одна функция менеджера ввода-вывода – организация взаимодействия модулей ввода-вывода с модулями других подсистем (управление процессами, виртуальной памятью и т.д.).

13 Специальные файлы

Специальные файлы

Для унификации операций и структуризации программного обеспечения ввода-вывода устройства рассматриваются как некоторые специальные (виртуальные) файлы. Такой подход позволяет использовать общий набор базовых операций ввода-вывода для любых устройств, экранировать специфику устройства. Например, в операционных системах семейства UNIX, специальные файлы помещаются в каталог /dev. При появлении нового устройства администратор имеет возможность создать новую запись с помощью команды mknod.

14 Логическая организация файловой системы

Логическая организация файловой системы

Одной из основных задач ОС – предоставление удобного пользовательского интерфейса при работе с данными, хранящимися на носителях. Логическая модель в рамках ОС подменяет физическую модель размещения данных на носителях. Файл – именованная область внешней памяти, в которую могут записываться и откуда могут считываться данные. Применение файлов позволяет решить следующие задачи: Долговременное хранение информации; Совместное использование информации.

15 Файловая система

Файловая система

Файловая система – часть ОС, включающая: Совокупность всех файлов на дисках; Наборы структур данных, используемых для управления (каталоги, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства); Комплекс системных программных средств, реализующих операции над файлами (создание, удаление, чтение, запись, именование и поиск файлов). В многопользовательских системах добавляются функции по обеспечению защиты данных от несанкционированного доступа. Файловые системы поддерживают несколько функционально различных типов файлов: Обычные файлы; Каталоги; Ссылки; Именованные каналы; Конвейеры и т.д.

16 Иерархическая структура файловой системы

Иерархическая структура файловой системы

Windows

Пользователи обращаются к файлам по их символьным именам. Для удобства пользователя логическая структура хранения данных представляет иерархическую структуру. Граф, описывающий структуру файловой системы может представлять собой дерево или сеть. В Windows используется древовидная организация, в UNIX – сетевая.

i386

system32

at.exe

17 Имена файлов

Имена файлов

Каждый файл имеет некоторое символьное имя. В иерархических системах выделяют три типа имен файлов: Простое (имя файла в пределах одного каталога) Полное (цепочка простых символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до файла) Относительное (имя включает имена каталогов, через которые проходит маршрут от текущего каталога к искомому файлу). В различных операционных системах есть свои ограничения на использование символов при присвоении имени, а также на длину относительного и полного имени файла.

18 Монтирование файловой системы

Монтирование файловой системы

В общем случае вычислительная система может иметь несколько устройств внешней памяти. Для обеспечения доступа к данным, хранящимся на разных носителях используются два подхода: На каждом устройстве размещается автономная файловая система, со своим деревом каталогов (например, в MS-DOS накопители нумеруются a:, c: и т.д.). Монтирование файловой системы – операция объединения файловых систем в единую файловую систему (например, в операционных системах семейства UNIX).

19 Атрибуты файла

Атрибуты файла

Атрибут – информация, описывающая некоторые свойства файла, например:

Тип файла Владелец файла Создатель файла Пароль для доступа к файлу Информация о разрешенных операциях к файлу Время создания, последнего доступа и модификации файла

Признак «только для чтения» Признак «скрытый файл» Признак «системный файл» Признак «двоичный/ символьный файл» Признак «временный файл» Признак блокировки Длина записи в файле Др.

20 Логическая организация файла

Логическая организация файла

В общем случае данные, хранящиеся в файле, имеют некоторую логическую структуру (формат хранения данных). Поддержание структуры данных в файле возлагается либо целиком на приложение, либо часть функций на файловую систему. Неструктурированная модель файла широко используется в большинстве современных ОС. Структурированный файл рассматривается ОС, как упорядоченная совокупность логических записей. Развитием данного подхода являются системы управления базами данных (СУБД).

«Ввод-вывод»
http://900igr.net/prezentatsii/informatika/Fajlovaja-sistema/Vvod-vyvod.html
cсылка на страницу
Урок

Информатика

126 тем
Слайды
Презентация: Ввод-вывод | Файл: Файловая система.ppt | Тема: Файлы | Урок: Информатика | Вид: Слайды