Функции файловой системы ОС и иерархия данных

Под файлом обычно понимают набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими дан­ными создаются соответствующие системы управления файлами. Возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над ними в процессе их обработки, предоставляет файловая система. Файловая система – это система организации файлов и каталогов. Именно файловая система определяет способ организации данных на диске или на каком-нибудь ином носителе данных. В качестве примера можно привести файловую систему FAT, реализация для которой имеется в абсолют­ном большинстве ОС, работающих в современных ПК.

Система управления файлами является основной подсистемой в абсолютном большинстве современных операционных систем, хотя в принципе можно обхо­диться и без нее. Во-первых, через систему управления файлами связываются по данным все системные обрабатывающие программы. Во-вторых, с помощью этой системы решаются проблемы централизованного распределения дискового про­странства и управления данными. В-третьих, благодаря использованию той или иной системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности:

• создание, удаление, переименование (и другие операции) именованных набо­ров данных (именованных файлов) из своих программ или посредством спе­циальных управляющих программ, реализующих функции интерфейса пользо­вателя с его данными и активно использующих систему управления файлами;

• работа с недисковыми периферийными устройствами как с файлами;

• обмен данными между файлами, между устройствами, между файлом и уст­ройством (и наоборот);

• работа с файлами с помощью обращений к программным модулям системы управления файлами;

• защита файлов от несанкционированного доступа.

Термин «файловая система» определяет, прежде всего, прин­ципы доступа к данным, организованным в файлы. Этот же термин часто исполь­зуют и по отношению к конкретным файлам, расположенным на том или ином носителе данных. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы, то есть это – ком­плекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной операционной системе. В некоторых ОС может быть несколько систем управления файлами, что обеспе­чивает им возможность работать с несколькими файловыми системами.

Очевид­но, что системы управления файлами, будучи компонентом ОС, не являются не­зависимыми от этой ОС. В качестве при­мера можно сказать, что всем известная файловая система FAT (file allocation table) имеет множество реализации как система управления файлами. Так, сис­тема, получившая это название и разработанная для первых персональных ком­пьютеров, называлась просто FAT (сейчас ее называют FAT-12). Ее разрабаты­вали для работы с дискетами, и некоторое время она использовалась при работе с жесткими дисками. Потом ее усовершенствовали для работы с жесткими диска­ми большего объема, и эта новая реализация получила название FAT-16. Это на­звание файловой системы мы используем и по отношению к системе управления файлами самой MS-DOS. Реализацию же системы управления файлами для OS/2, которая использует основные принципы системы FAT, называют super-FAT; ос­новное отличие – возможность поддерживать для каждого файла расширенные атрибуты. Есть версия системы управления файлами с принципами FAT и для Windows 95/98, для Windows NT и т. д. Другими словами, для работы с файла­ми, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каж­дой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами. Эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана; но при этом она позволит работать с файлами, соз­данными с по­мощью системы управления файлами другой ОС, работающей по тем же основ­ным принципам файловой системы.