.

Операционные системы

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 301
Скачать документ

Цель работы: изучить файловую систему HPFS.

Высокоэффективная Файловая Система (HPFS) для OS/2 решает все проблемы
FAT. HPFS работает по методу устройства блока произвольного доступа, и
также содержит модуль программного обеспечения, который транслирует
файловые запросы из прикладных программ к драйверам устройств. HPFS
также является инсталлируемой файловой системой, которая делает
возможным обращение к нескольким несовместимым структурам тома системы
OS/2 одновременно. Превосходная производительность достигается благодаря
использованию продвинутых структур данных, интеллектуального
кэширования, предварительного чтения и отложенной записи. Дисковое
пространство используется более экономно благодаря использованию
разбиения на секторы. HPFS также включает значительно улучшенную
отказоустойчивость. При необходимости программы используют расширенные
атрибуты и длинные имена файлов. Высокоэффективная Файловая Система
(далее HPFS), которая впервые появилась в OS/2 System Version 1.2, была
разработана Gordon Letwin, главным архитектором операционной системы
OS/2.

HPFS Структура Тома

HPFS-тома используют размер сектора 512 байтов и имеют максимальный
размер 2199Gb. HPFS том имеет очень небольшое количество фиксированных
структур. Секторы 015 тома (BootBlock, имя тома, 32 бита ID, дисковая
программа начальной загрузки). Начальная загрузка относительно сложна (в
стандартах MSDOS) и может использовать HPFS в ограниченном режиме.
Сектора 16 и 17 известны как SuperBlock и SpareBlock соответственно.
SuperBlock изменяется только при помощи утилит. Он содержит указатели
свободного пространства, список плохих блоков, полосу блока каталога, и
корневую директорию. Он также содержит дату, соответствующую последней
проверке и восстановлению утилитой CHKDSK/F. SpareBlock содержит
различные флажки и указатели которые будут обсуждаться позже; Он
изменяется, хотя нечасто, при работе системы. Остаток диска разделен на
8MB полосы. Каждая полоса имеет собственный список свободного
пространства, где биты представляют каждый сектор. Бит 0 если сектор
использован 1 если сектор доступен. Списки размещаются в начале или
хвосте списка. Одна полоса, размещенная в “центре” диска, называется
полосой блока каталога и обрабатывается специально. Обратите внимание,
что размер полосы зависит от текущей реализации и может изменяться в
более поздних версиях файловой системы.

Файлы и Fnodes

Каждый каталог или файл в HPFS-томе закрепляется за фундаментальным
объектом файловой системы, называемым Fnode (произносится “eff node”).
Каждый Fnode занимает одиночный сектор и содержит управляющую
информацию, хронологию доступа, расширенные атрибуты и списки управления
доступом, длину и первые 15 символов имени, и структуру распределения.
Fnode всегда находится рядом с каталогом или файлом, который он
представляет. Структура распределения в Fnode может принимать несколько
форм, в зависимости от размера каталога или файлов. HPFS просматривает
файл как совокупность одного или более секторов. Из прикладной программы
это не видно; файл появляется как непрерывный поток байтов.

Каталоги

Каталоги, подобно файлам, регистрируются в Fnodes. Для корневой
директории Fnodes находится в SuperBlock. Fnodes для некорневых
каталогов определяются через входы подкаталога. Каталоги могут
увеличиваться до любого размера и состоят из блоков каталога 2 КБ,
которые распределяются как четыре последовательных сектора на диске.
Файловая система делает попытку распределить блоки каталога в полосе
каталога, которая размещается около “центра” диска. Если полоса каталога
полна, блоки каталога распределяются там, где есть свободное место.

Каждый блок каталога 2 КБ состоит из большого количества входов
каталога. Вход каталога содержит несколько полей, включая штампы времени
и даты, Fnode указатель, длина имени каталога или файла, имя
непосредственно, и указатель. Каждый вход начинается словом, которое
содержит длину. Число блоков каталога и входов различно при различной
длине имени. Если средняя длина имени файла 13 символов, средний блок
каталога будет содержать приблизительно 40 входов. Блоки каталога входов
сортируются в двоичном лексическом порядке по полям имени в алфавитном
порядке для алфавита США. Последний блок каталога входа – запись,
которая отмечает конец блока. Когда каталог получает слишком большой
файл, который нужно сохранить в одном блоке, он увеличивает размер
добавлением блоков 2 КБ, которые организуются как B-Tree. При поиске
файловая система извлекает указатель B-Tree из входа. Если это не
указатель, то поиск неудачен; иначе файловая система следует за
указателем в следующий каталог и продолжает поиск. Небольшая арифметика
дает внушительную статистику. При использование 40 входов на блок, блоки
каталога дерева с двумя уровнями могут содержать 1640 входов, каталога и
дерева с тремя уровнями могут содержать на удивление 65640 входов.
Другими словами, некоторый файл может быть найден в типичном каталоге из
65640 файлов максимум за три обращения. Это намного лучше файловой
системы FAT, где в самом плохом случае более чем 4000 секторов нужно
прочитать для нахождения файла. Структура каталога B-Tree имеет
интересные импликации. Создание файла, переименование или стирание может
приводить к каскадированию блоков каталогов. Фактически, переименование
может терпеть неудачу из-за недостатка дискового пространства, даже если
файл непосредственно в размерах не увеличился. Во избежание этого
“бедствия”, HPFS поддерживает маленький пул свободных блоков, которые
могут использоваться при “аварии”; указатель на этот пул свободных
блоков сохраняется в SpareBlock.

Расширенные Атрибуты

Атрибуты Файла – информация о файле. FAT поддерживает только небольшое
количество простых атрибутов (доступный только для чтения, системный,
скрытый, архив) которые фактически сохраняются как флажки бита на входе
каталога файла; эти атрибуты не доступны, если файл открыт. HPFS
поддерживает те же самые атрибуты, что и файловая система FAT по
историческим причинам, но он также поддерживает и новую форму
fileassociated, то есть информацию, называемую Расширенными Атрибутами
(EAs). Каждый EA концептуально подобен переменной окружения.

Значение имени

В OS/2 1.2 каждый каталог или файл может иметь максимум 64 КБ
присоединенных EAs. Это ограничение снимается в более поздних версиях
OS/2. Метод хранения для EAs может изменяться. Если одиночный EA
становится слишком большим, он может помещаться снаружи Fnode. Ядро API
функции DosQFileInfo и DosSetFileInfo расширено новыми информационными
уровнями, которые позволяют прикладным программам управлять расширенными
атрибутами файлов. Новые функции DosQPathInfo и DosSetPathInfo
используются для чтения или записи EAs, связанных с произвольными
именами пути. Поддержка EAs является существенным компонентом в объектно
– ориентированных файловых системах. Информация о почти любом типе может
сохраняться в EAs. Так как HPFS развивается, средства для управления EAs
становятся еще более сложными. Можно предположить, например, что в
будущем версии API могут расширяться функциями EA, которые являются
аналогичным DosFindFirst и DosFindNext и EA – данные могут быть
организованы в B-Tree.

B Tree и B+Tree

Многие программисты не знакомы со структурой данных, известной как
двоичное дерево. Двоичные деревья это методика для логического
упорядочивания совокупности элементов данных. В простом двоичном дереве
каждый узел содержит некоторые данные, включая значение ключа, которое
определяет логическую позицию узла в дереве, и указатели на левые и
правые поддеревья узла. Узел который начинает дерево известен как
корень; узлы которые сидят на конце ветви дерева иногда называются
уходами. Такие простые двоичные деревья, хотя просты в понимании и
применении, имеют недостатки (неудобства), обнаруженные практикой. Если
ключи распределяются не оптимально или добавляются к дереву в
непроизвольном режиме, дерево может становиться совершенно
асимметричным, что приводит к большим различиям между временами обхода
дерева. Поэтому большое количество программистов предпочитают в
использовании сбалансированные деревья известные как B-Tree.

Вывод: мы познакомились с файловой системой HPFS.

PAGE 3

Лист

ХГУ ИИиТ ИТиС 27-1

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019