Systemy operacyjne - Systemy plików

1. Plik danych – uporządkowany zbiór danych o skończonej długości, posiadający szereg atrybutów i stanowiący dla użytkownika systemu operacyjnego całość. Nazwa pliku nie jest jego częścią, lecz jest przechowywana w systemie plików.

2. Atrybuty plików:

• nazwa
• typ
• lokalizacja
• rozmiar
• prawa dostępu
• czas utworzenia, modyfikacji, dostępu
• rozszerzone atrybuty (ACL - listy kontrolne pliku)

3. Rodzaje nazw plików

• wrażliwe na wielkość liter (w systemie Linux wielkość liter w nazwie ma znaczenie)
• niewrażliwe na wielkość liter (w systemie Windows wielkość liter w nazwie nie ma znaczenia)
• rozszerzenia są używane do wskazywania zawartości pliku

4. Typy plików:

• zwykłe pliki
• katalogi
• linki symboliczne
• łącza nazywane
• plik typu "socket"
• urządzenia blokowe

5. Logiczna struktura plików opisuje nam jak informacja pliku jest zorganizowana (format pliku).

6. Fizyczna struktura plików jest ściśle związana z urządzeniem, na którym znajduje się plik.

7. Metody dostępu do plików:

• sekwencyjny (wczytujemy rekord po rekordzie)
• dostęp bezpośredni (odwołując się do pliku mamy bezpośrednią lokalizację tego rekordu, który będziemy przetwarzali)
• indeksowy (do rekordu odwołuje się poprzez specjalne informacje indeksowe)

8. Operacje na plikach:

• tworzenie
• usuwanie
• otworzenie
• zamknięcie
• odczyt
• zapis
• pobranie atrybutów pliku
• ustawienie atrybutów pliku
• zmienić nazwę lub położenie

Jednostki organizacji plików na dyskach twardych:

9. Wolumin – wydzielony obszar pamięci masowej służący do przechowywania informacji. 

10. Logical Volume Manager (zarządca woluminów logicznych) – mechanizm systemu operacyjnego do zarządzania przestrzenią pamięci masowej. W szczególności, zarządca pozwala na połączenie partycji znajdujących się na różnych urządzeniach pamięci masowej w jeden dysk wirtualny. Jego rozmiar nie jest zdefiniowany na stałe – jeśli zachodzi taka potrzeba, istnieje możliwość jego rozszerzenia o nową przestrzeń pamięciową.

11. Partycja – rodzaj woluminu, wydzielony logiczny obszar dysku twardego, który może być sformatowany przez system operacyjny w odpowiednim systemie plików. 

12. Katalogi zawierają podkatalogi lub pliki. Jednopoziomowa struktura katalogów oznacza, że na urządzeniu występują tylko pliki (nie mogą być katalogi). Dwupoziomowa struktura katalogów to taka struktura, w której można mieć katalogi, ale w katalogach muszą występować pliki (nie mogą być podkatalogi). W drzewiastej strukturze katalogów mogą występować katalogi i podkatalogi. 

13. System operacyjny dokonuje mapowania abstrakcyjnych danych do danych fizycznych na urządzeniu. System operacyjny umożliwia identyfikację pliku, udostępnia interfejs do operacji na plikach (np. okienko progresu kopiowania plików), udostępnia mechanizmy zabezpieczające integralność lub bezpieczeństwo danych (np. synchronizacja dostępu). 

14. Metody alokacji plików:

• alokacja ciągła - lokowanie pliku jeden po drugim (koło siebie) - potrzeba odpowiednio dużej przestrzeni wolnej na dysku twardym, aby ten plik w całości zapisać (brak możliwości fragmentacji)
• alokacja łańcuchowa - wykorzystuje wolne miejsca na dysku, aby zapisywać dane (które mogą być fragmentowane). Zapisywana jest tutaj dodatkowa informacja o tym, gdzie są pozostałe fragmenty pliku

15. Typy plików w Linuxie:

• zwykły (bez specjalnego znaczenia)
• katalogi (plik zawierający inne pliki)
• specjalne (np. pliki urządzeń /dev/mouse)

16. Systemy plików w systemach:

• FAT 16 (DOS, Windows 98 OSR2): wykorzystuje adresowanie 16-bitowe daje możliwość zaadresowania 2 do potęgi 16 czyli 65 535 jednostek alokacji maksymalny rozmiar partycji to 2 GB kompatybilność ze starszymi systemami Windows rozmiar jednostki alokacji mniejszy niż 64 KB silna fragmentacja plików pozostawienie zgubionych klastrów. 
• FAT 32 (Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows ME): wykorzystuje adresowanie 32-bitowe daje możliwość zaadresowania 2 do potęgi 32 czyli 4 294 967 296 jednostek alokacji maksymalna pojemność dysku to 2 TB (w praktyce 127 GB) maksymalny rozmiar partycji to 32 GB rozmiar jednostek alokacji większy niż 4 KB a mniejszy niż 32 KB kompatybilność tylko z nowszymi systemami Windows rozrastanie tablicy alokacji fragmentacja w trakcie modyfikowania i kasowania plików trwa dłużej niż w systemie FAT 16 tworzenie, kasowanie i modyfikacja plików pociąga za sobą zmiany w tablicy FAT 
• NTFS (Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista): system plików nowej generacji standardowo używany w systemach Windows NT i jego następcach zaprojektowany pod kątem pracy z wieloma użytkownikami daje możliwość zaadresowania 2 do potęgi 64 jednostek alokacji maksymalna pojemność dysku to 16 EB (w praktyce 2 TB) prawa dostępu do plików i katalogów system zarządzania zapisem i odczytem danych księgowanie czyli mechanizm, który zwiększa bezpieczeństwo systemu oraz skraca do minimum czas sprawdzania systemu plików po awarii możliwość szyfrowania danych możliwość kompresji danych "w locie" możliwość przydzielania przestrzeni każdemu użytkownikowi osobno
• ext (Linux): jest bardziej złożonym rozwinięciem systemu plików minix. Został całkowicie zastąpiony przez drugą wersję rozszerzonego systemu plików (ext2)  i ostatecznie usunięty z jądra.
• ext2 (Linux): jest dyskowym systemem plików o wysokiej wydajności używanym  przez  Linuksa zarówno dla dysków stałych,  jak i dla nośników wymiennych. Drugi rozszerzony system plików został  zaprojektowany jako rozszerzenie rozszerzonego systemu plików (ext). 
• ext3 (Linux): jest  wersją  systemu plików ext2 z dziennikiem. Przełączanie się pomiędzy systemami plików ext2 i ext3 jest niezmiernie łatwe.
• ext4 (Linux): jest  zbiorem  aktualizacji do ext3 znacząco poprawiającym wydajność i niezawodność, a także podnoszącym limity liczby i rozmiaru plików i katalogów.
• hpfs (Linux): jest to High Performance Filesystem, używany w OS/2. Ten system plików jest w Linuksie dostępny tylko do odczytu z powodu braku dokumentacji.

17. NFS (Network File System) - to protokół pozwalający na zamontowanie partycji, która jest na innym komputerze w sieci. 

18. Systemy operacyjne wspierają mechanizm dzielenia plików. W przypadku, gdy jakiś proces otworzył plik i korzysta z niego, system operacyjny musi zabronić innemu procesowi otwarcie tego samego pliku (tzw. wzajemne wykluczenie). 

19. Prawa dostępu do pliku:

• żadne 
• wiedzy (wiemy, że plik istnieje, ale nie wiemy kto jest właścicielem)
• wykonywania (możliwość uruchomienia pliku)
• odczytu
• dopisywania na końcu ("Append")
• nadpisywać
• zmieniać prawa dostępu
• usuwanie

20. Właścicielem pliku jest osoba, która może plikiem zarządzać (nadawanie uprawnień użytkownikom/grupom itp.).

21. Prawa dostępu w linuxie:

22. Access-control list, ACL – lista uprawnień skojarzonych z obiektem komputerowego systemu plików. Określa, którzy użytkownicy lub procesy systemowe mają dostęp do obiektów, a także jakie operacje są dozwolone na danych obiektach. 

WIĘCEJ TUTAJ!