Вордовские лекции (1121814), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Список аспектов по распределению памяти:

В современных ОС есть два вида представления файлов на уровне пользоватеклля:

1. От IBM, Digital – последовательные файлы с записями постоянного или произаольного размера ~ ключевые последовательности

2. UNIX – файл как поток байтов

IBM – военные организации, банки

Digital – корпорации среднего размера

Базовый фай

Набор блоков

//Весной лектор чиатет курс по ОС, в частностии, подробно рассматривает ФС.

Как только в файлах полвися базовый блочный уровень, резко упростилась организация ОС, в частности, работа с файлами практически унифицировалась.

Две Вещи за и против UNIX

1. Чтол в UNIX сделано плохо – уровень пользователя доступа к файлу как к паоследовательности байт является единственным. Но, если вы имеете права root, вы можете работать с диском напрямую, но почему-то этот уровень пользовательского интерфейса не имеет.UNIX не подлдерживает структуру B-деревьев.

2. Единая байтовая реализация файла позволяет реализовывать всё как файл, что позволяет добиться полной абстракции. Это большой успех. UNIX нее безгрешна, тем не менее, в неё можно выделить десятка полтора достоинств.

Лектор хочет похвалиться – мы делали ОС всё время, пока существовал СССР, и всеглда хотелось, чтобы пользователи ОС с такимии проблемами не соприкасались, посему решили под влиянием идей Барбары Лисков о полнотипных ЯП (предлагалось для определения новых структур данных, для начала написания программы, исп этот тип данных, достаточно определить интерфейс – абстрактный тип данных), было понятно, что это то, чего не хватало при работе с файлами, и в одной из ОС была реализована эта вещь – был настраиваемый модуль.

//Три великих женщины-программисты: Барбара Лисков, Партиция Селенджер, Дороти Дененг.

В разных ФС делается оптимизация организации, причем со странными критериями. В хороших ФС распределение делается в предположениее, что чтение делается последовательно с начала до конца. Но обычно чтение/запись хаотичны.

Lockload – стиль работы

При линейном одноранговом именовании довольно быстро наступает путанница.

При едином адресном пространстве возникает большое количество проблем, поэтому во всех ФС принято иерархическое именование. Оно предполагает, чито любое имя файла состоит из цепочки имён, разделаемых разделителем (/ или \). Более идиотской борьбы лектор не видел никогда. Что даёт иерархическое именование: каждый пользователь, каждое приложение

//!!!Лектор не любит слово директория, вместо этого использовать слово каталог, справочник

//Файловая система по лектцору – 1. Логическая коллекция файлов, ФС как структурированный набор файлов 2. Набор программ, которые работают с ФС. Правильнее говорить ФС и системы управления ФС.

//!!!БД называть БД, СУБД называть СУБД

Каждое имя в цепочке – имя каталога. Берётся самый первый каталог в цепочке, в нём ищется имя каталога второго уровня, и т. д. Разные ФС отличается одной вещью – имя корневого каталога. В связи этим имеются два понятия, которые имеют один смысл, но интерпретируются по-разному: full pathname – путевое имя, начинающееся из корневого каталога, short path name – относительное путевое имя. Два подхода, и один компромисный –

1. 1. IBM, DEC, DOS, Windows - Один корень для каждого логического диска. Плюс – единообразная структура каждой отдельной части ФС, и диск представляет собой отдельную изолированную единицу. В этом случае легко извлекается часть файлов. В этом же и минус – в логической структуре именования файлов выползает физические особенности среды, что страшно неудобно.

1. Multics (Multiplexed Information System) – кардинальнго другой подход. имя предопределённого каталога, который является глобальным корнем - /. В любом каталоге могут стоять имена объектов, которые находятся на разных дисках. Логическая структура накрывает всю физическую структуру. Плюсы: балансировку распределения памяти брала на себя файловая система, а не пользователь. Второе – в случае Multics, ОС сама следила за тем, какие диски должны быть в рабочем состоянии, и какие не используются. Кроме того, система сама могла взять на себя функцию резервного копирования. Это ужасно красивая вещь.

//Лектор учился на двух ОС – Multics и

//Лектор учился на мехмате

В 80х годах при экспериментальном полёте Союз-Аполлон было 3 центра управления полётом – основной и два резервных. И их надо синхронизировать в реальном времени. Сначала была протянута сеть Х.25, но она не работала. Поэтому в результате был выбран беспроигрышный вариант – солдат на автомобиле, который ездил и возил копии дисков.

ЮНИХ: Нужно оставить понятие отдельной ФС, оставить отдельные цепочки имён с корневого каталога. В UNIX это статическая фрагментация + динамическая сборка. Выделяется логический диск, на котором находится корневая ФС.

Это некоторое дерево, листьями которого являются файлы или пустыми каталоги, которые называютмся точками монтирования. Сразу после запуска кроме иерархии от корня ничего не видно, но потом можно монтировать ФС. То есть, назыать / на другом диске как какую-то директорию на нашем.

Недостаток этого подхода в долгой загрузке. И каждый раз исполняется десяток монтирований.

На самом деле, изменение порядка и конфигурации точек монтирования может вылиться в большое потрясение.

В результате остаётся независимость по распределению памяти, отключению ФС.

Стандартным способом именвания файлов в ФС, имя файла – путевое имя, других имён, других объектов, которые сохраняются в ФС, нет.

Защита.

Обеспечение доступа к файлам тем и только тем, кому это разрешено.

Как это можно обеспечить: Существет два подхода.

1. Мандатный подход – правила прописываются в индивидуальном порядке

2. Дискреционный – когда разбиваются пользователи на группы

С этим связано два термина:

1. Аутентификация – процедура, которая применяется по отношению к пользователю для его идентификации.

2. Авторизация – если доступ к файлу производится мандатным образом, то с файлом связан access control list.

Минусы мандатной защиты – когда делали первую ОС, была целая группа ребят с мехмата. То была советская власть. И можно было пробовать. И сделали мандатную защиту, в которой условия могли быть совершенно произвольными. Администрации не было вообще. Оказалось, что насоздавали кучу файлов, которые нельзя ни прочитать, ни изменить, ни удалить.

Ещё один минус – неопределённый размер регламента, и сложная мтурктура области с регламентами. Что порождает большие накладные расходы на очень низком уровне. И при каждой попытке доступа по многоуровневым путям, проверку надо делать на каждом уровне в цепочке имен в пути.

В дискреционной системе всё упрощается – пользователи делятся на три группы – владелец, группа и все остальные. И для проверки полномочий требуется 9 бит (по три на чтение, запись и выполнение). Самая короткая программа, которая проверяет права – 11 комманд.

Несколько групп с разными правами хорошо соласуются с иерархией имён.

В ФС единицей защиты является файл. Каталоги также являются файлами.

Синхронизация.

Читать файло можно многим

Изменять файл можно одному

ОС должны обеспечивать два режима доступа к файлу: совместный (shared) по чтению и монопольный (exclusive) по изменению.

Как происходит сеанс работы с файлами:

open и close – скобки

read, write – работа с файлом

аналог транзакции в работе с базой данных

open – точка синхронизации

единицей синхронизации является файл целиком.

Ритчи, Керниган, Томпсон и ещё один начали разрабатывать UNIX после того, как им запретили разрабатывать Multics.

Контрпример: как работать с файлами в NIX в совместном режиме – программисты должны договориться об имени ещё одного отсутствующего файла, который каждый пытается создать. Если создать не удаётся, то попытка повторяется через некоторое время. Как только была предпринята попытка добавить синхронизацию оказалось, что существуют полезные приложения, которые используют совместный доступ без блокировки. В результате в fcntl была добавлена синхронизация, то есть сразу после открытия файла нужно вызвать fcntl, который позволяет осуществить синхронизацию. Дополнительно ввели ещё один уровень синхронизации, в котором дополнительно указывается диапазон байтов, которые можно редактировать. - контрпример и иллюстрация к тому, что файлы делаются для того, чобы как меньше смылса грузить на ФС.

Тексты программ - Только текстовые редакторы и компиляторы должны знать, как выглядит файл изнутри.

Объектные модули – компиляторы, редакторы связей (ld – link editor)

Исполняемые файлы – редактор связей, загрузчик

Примеры правильного использования ФС. ФС не знает о структуре файла, о ней знают только работающие с ними приложения, и это классно.

Лектору пришло в голову: есть одна область, в которой опять же, я много лет знаком с людьми, которые ноют из-за отсутствия SAP, у них бывает очень много структур данных, которые возникают во время создания проета, и они просят что-нибудь для облегчения жизни, и ни один тип БД их не устраивает. И может быть не просто так все SAP сделаны на файлах, потому как по-другому и нельзя. Они не могут её чётко выразить, чтобы её поддерживала программа, и они слишком часто её корежат.

Где ФС не хватает: Системы, ориентированные на хранение, выбор и модификацию данных определённй прикладной области. Обычно структурно это таблицы, состоящие из записей, состоящие из полей. Чтобы какое-то приложение могло работать с файлом, оно должно знать её структуру.

Сколько есть контор, стольфо возникает информационных систем.

Возьмём простенькую ИС, которая занимается учётом служащих. Что она должна делать:

1. Выдавать списки по отделу

2. Обеспечивать перевод из одного отдела в другой

3. Наём новых и увольнение старых

Дополнительные требования:

Для каждого отдела

1. имя руководителя

2. численность отдела

3. общая сумма зарплаты, среднюю зарплату, и т. д.

Для служащего:

1. Уметь находить номер удостоверения по полному имени

2. Полное имя и номер

3. Информация о текущей должности и зарплате

Как эту систему можно делать:

Служащие

Слу_Имя – полное имя (уникальный индекс)

Слу_Номер – номер удостоверения (уникальный индекс)

Слу_Стат - статус

Слу_Зарп – зарплата

Слу_Отд_Номер – номер отдела (неуникальный индекс)

Слу_Отд_Рук – имя руководителя

Проблема с управлением отделов. Решение:

Служащие

Слу_Имя – полное имя (уникальный индекс)

Слу_Номер – номер удостоверения (уникальный индекс)

Слу_Стат - статус

Слу_Зарп – зарплата

Слу_Отд_Номер – номер отдела (неуникальный индекс)

Отделы

Отд_Ном – номер отдела

Отд_Рук – руководитель отдела

Отд_Сотр_Зарп – общая зарпалата в отделе

Отд_С р_Зп – средняя зарплата в отделе

Это лучше, но возникают проблемы с целостностью данных. Например, руководитель отдела должен быть в списке служащих, и сотрудник должен числиться в существующем отделе.

Consistency, integrity – согласованное, целостностное состояние БД.

Если есть набор файлов, который содержит данные, связанные ограничениями целостности, то вне зависимости от того, какая программа с ними работает, это уже БД.

Базы данных 15.09.06

В следующий четверг Соловьёв

Следующим шагом являетмся написание сециального языка, аозволяющего управлять данными, но который не зависит от структуры баз данных.

Нельзя считать, что Эдгар Кодд был основателем БД. До реляционных БД появились другие типы БД. Было три направления, которые в последствии назывались моделями данных, а тогда назывались технологиями.

1. Иерархическая технология. БД представлялась в виде древовидной структуры, в корне сидели однотипные структуры, у которых могли быть свои ветви. Главным ограничением древовидной структуры является наличие у потомка только одного предка. С одной стороны, икерархия – вещь необходимая. Постоянно пишутся стотьи, в которых показывается, как моделировать цдревовидные структуры. На самом деле ограничение на количество предков – достаточно серьёзное. Человек может одновременно работать в отделе 33, заниматься дзюдо, ходить в джаззовый клуб и быть членом, как это не стыдно сказать, лдпр.

IMS (IBM) – одна из заслуженных СУБД. Уже в 1974 году считалась старой, но тем не менее, она ещё жива.

1. Сетевая организация. Принципиальным отличием явлдяется возможность налиция нескольких предков. Чем замечательна сетевая организация 0 для таких систем был создан первый стандарт, под названием стандарт CODASEL. Он явдялся частью организации по стандартизации Кобола, который занялся стандартизацией БД.

Наши люди: Михаил Рувимович Коголовский – заслуженный человек, единственный после Дидро, кто единолично написал энциклопедию, энциклопедию по БД.

Представителем сетевых СУБД является IDMS (Computer Associates). В конце прошлого века лектор ездил несколько раз на конференции СА, на которых обсуждались все поддерживаемые компании технологии. Эти конференции собирали тысячи человек.

1. Инвертированные таблицы.

Adabas (Software AG) – дико популярная в СССР система. Нужно знать, что она именно этой структуры, так как в последнее время к ней было прикручено много винтиков, которые делают её похожие на реляционные СУБД

Cache (InterSystems) построена на реляционной М-технологии

У DEC был MUMPS – интерпретируемый коммандный язык, который был сделан под PDP-11. Как и в Perl, где много различных заготовок, в MUMPS была система работы с данными, в частности, с B-деревьями. От неё были технологии, которые использовали B-деревья. В частности, Cache.

Характеристики

Список файлов лекций