ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ
Система управления данными играет центральную роль в ОС, поскольку она должна управлять и хранить информацию и программы, принадлежащие как пользователям, так и самой системе. Причем, с концептуальной точки зрения, целесообразно не различать хранимую информацию и периферийные устройства как источники или получатели информации во время выполнения программы, что тесно связывает систему управления данными (СУД) с системой управления вводом/выводом (СУВВ) в единое целое. Здесь имеется в виду обеспечение возможности взаимодействовать с устройствами ввода/вывода как с файлами.
Основными понятиями СУД являются файл, том и каталог. Причем существует логический и физический аспект этих понятий.
Логический файл - это организованная совокупность однородных элементов информации или однотипных записей для хранения информации в ИВС, которой присвоено имя.
Физический файл - это область внешней памяти, хранящей информацию, и дескриптор файла, используемый для доступа к файлу и хранящий данные о физическом размещении и характеристиках файла.
Файл состоит из записей или последовательности байт. Запись содержит информацию о свойствах одного объекта, значение которого определяется в виде полей (атрибутов). Одно или несколько полей записи, однозначно идентифицирующих запись файла, образуют ключ записи.
Сменяемое устройство внешней памяти, используемое для хранения информации, называется томом памяти. Чтобы получить доступ к информации, нужно установить том на соответствующее периферийное устройство, связать его с СУД, указать ОС метку - имя тома.
Сменные тома позволяют:
-
расширить объемы хранения информации в ВС;
- производить обмен файлами между разными ЭВМ (на уровне носителей).
Примерами томов являются: МЛ - тома с последовательным доступом и МД, дискеты - тома с прямым доступом.
Сменный том в целях безопасности и удобства должен:
- содержать всю информацию, позволяющую идентифицировать и физически локализовать файлы, содержащиеся в нем;
- удовлетворять требованиям установки на любом совместимом стандартном устройстве.
В соответствии с этим тома прямого доступа (ТПД) имеют:
- специальную запись - метку тома (не обязательно иметь);
- оглавление или каталог файлов тома, хранящий дескрипторы файлов, который сам является файлом;
- собственно файлы тома.
Логическим или виртуальным томом памяти (ВТП) называется область внешней памяти (раздел) на физическом томе, организованный аналогично тому прямого доступа, то есть имеющий свою метку и совокупность хранящихся файлов. Появление ВТП обусловлено появлением накопителей на магнитном диске (НМД) большой емкости, многопользовательских режимов и концепции виртуальных машин.
Большая емкость ТПД, размещение на них файлов многих пользователей создали в СУД следующие трудности:
- конфликты одноименных файлов разных пользователей;
- замедление работы ОС из-за поиска требуемого файла в оглавлении;
- доступность чужих файлов, то есть их незащищенность от других пользователей.
Это привело к появлению на ТПД иерархических, многоуровневых каталогов (справочников) файлов, где корневой, главный каталог - это оглавление тома, а подчиненные или каталоги нижнего уровня - это справочники группы файлов, объединенных по какому-либо признаку. Можно сказать, что каталог является виртуальным оглавлением раздела ТПД внешней памяти.
Итак, файл, том и каталоги - это логические объекты, обрабатываемые пользователем и программами ВС, и одновременно физические объекты, каждый из которых занимает некоторое пространство ТПД. В соответствии с этим СУД подразделяется на два уровня представления информации.
1. Система управления файлами (СУФ), которая обеспечивает удобное логическое представление и средства работы с файлами.
2. Система управления внешней памятью, которая обеспечивает эффективное размещение, физическое представление и надежное хранение данных на томах внешней памяти.
