Иерархическая структура файловой системы

Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Большинство файловых систем имеют иерархическую структуру, которая позволяет расширить границы пространства имен. В такой системе каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня.

    а)                                           б)                                 в)

Рис. 1 Иерархия файловых систем

 

Граф, описывающий иерархию каталогов, может быть деревом или сетью. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог (б – в Windows), и сеть – если файл может входить сразу в несколько каталогов (в – в UNIX).

При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех файлов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл, чтобы путем последовательного просмотра каталогов найти его. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с ним все файлы в системе логически связаны.

Имена файлов

Все типы файлов имеют символьные имена. В иерархически организованных файловых системах обычно используются три типа имен файлов: простые, составные и относительные.

Простое символьное имя идентифицирует файл в пределах одного каталога.

Простые имена присваивают пользователи или программисты при этом они должны учитывать ограничения операционной системы, как на номенклатуру символов, так и на длину имени.

 

ОС	MS DOS	UNIX	Windows
Длина имени	8.3	не более 14	до 255

 

В иерархических файловых системах разным файлам разрешено иметь одинаковые простые символьные имена при условии, что они принадлежат разным каталогам. То есть работает схема «много файлов – одно простое имя».

Полное имя представляет собой цепочку простых имен всех каталогов, через которые проходит путь от корневого каталога до данного файла.

Полное имя является составным, в котором простые имена отделены друг от друга принятым в ОС разделителем.

Имеем схему «один файл – одно полное имя».

 

 

Например, С:\ K1 \ K2\ f1. txt

C:\ K1 \ K3\ f1. txt

 

Два файла имеют простое имя f1. txt,

их составные имена отличаются списком

имен каталогов.

Относительное имя файла определятся через понятие «текущий каталог».

Для каждого пользователя в каждый момент времени один из каталогов файловой системы является текущим. Файловая система фиксирует имя текущего каталога, чтобы затем использовать его как дополнение к относительным именам для образования полного имени файла.

В общем случае вычислительная система может иметь несколько дисковых устройств. Возникает вопрос, каким образом организовать хранение файлов в системе, имеющей несколько устройств внешней памяти.

Первое решение состоит в том, что на каждом из устройств размещается автономная файловая система. В таком случае для однозначной идентификации файла пользователь должен к составленному имени добавлять имя дискового устройства (С:\K1\K2\f1.exe).

Другим вариантом является такая организация хранения файлов, при которой пользователю предоставляется возможность объединять файловые системы, находящиеся на разных устройствах, в единую файловую систему, описываемую единым деревом каталогов. Такая операция называется монтированием.

Например, пусть имеются две файловые системы, расположенные на разных логических дисках, причем один из дисков является системным.

Файловая система, расположенная на системном диске, назначается корневой. Для связи иерархии файлов в корневой файловой системе выбирается некоторый каталог и назначается корневым каталогом второй файловой системы. Через этот каталог монтируется файловая система, присоединяется как поддерево к общему дереву.

 

система 1                          система 2                          система

после монтирования

Атрибуты файлов

Понятие файл включает не только хранимые им данные и имя, но и атрибуты.

Атрибуты – это информация, описывающая свойства файла:

Ø тип файла (обычный, каталог, специальный и т.п.);

Ø владелец файла;

Ø создатель файла;

Ø пароль для доступа к файлу;

Ø информация о разрешенных операциях доступа к файлу;

Ø время создания, последнего доступа и последнего изменения;

Ø текущий размер файла;

Ø максимальный размер файла;

Ø признак «только для чтения»;

Ø признак «скрытый файл»;

Ø признак «системный файл»;

Ø признак «архивный файл»;

Ø признак «двоичный/символьный»;

Ø признак «временный» (удалить после завершения процесса);

Ø признак «блокировки»;

Ø длина записи в файле;

Ø указатель на ключевое поле в записи;

Ø длина ключа.

Набор атрибутов файла определяется спецификой файловой системы. Например, в файловых системах, поддерживающих неструктурированные файлы, нет необходимости использовать три последних атрибута в приведенном списке, связанных со структуризацией файла. В однопользовательской ОС в наборе атрибутов будут отсутствовать характеристики, имеющие отношение к пользователям и защите: владелец файла, создатель файла, пароль для доступа к файлу, информация о разрешенном доступе к файлу.

Пользователь может получать доступ к атрибутам, используя средства, предоставленные для этих целей файловой системы. Обычно разрешается читать значения всех атрибутов, а изменять только некоторые.

Значение атрибутов файлов могут непосредственно содержаться в каталогах, некоторые – в специальных таблицах.