Горнец Н.Н., Рощин А.Г. Организация ЭВМ и систем (2006) (1186251), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Поле «имя» содержит имя файла, который занимает данный блок памяти, а поле «атрибуты» — различные подполя: имя пользователя, номера блоков, занимаемых файлом. Блоки, принадлежащие одному файлу, физически могут располагаться в произвольном порядке. Такой способ организации файловой системы решает проблему лимитирования размера файла. При создании нового файла его размер будет всегда равным одному блоку, если при записи в файл его фактический размер превышает размер одного блока, то в таблицу записывается новая строка с именем этого файла и соответствующими атрибутами. Это означает, что к файлу присоединяется еше один блок и т.д. Незаполненные строки таблицы образуют список свободной памяти.
При такой организации исчезает проблема внешней фрагментации, но актуальна проблема внутренней фрагментации. Так как даже если реальный размер файла равен одному байту, он все равно займет целый блок памяти. Уменьшение размера блока уменьшает внутреннюю фрагментацию, но увеличивает размер таблицы. Последнее усложняет работу с ней. Например, при открытии файла необходимо просмотреть всю таблицу, чтобы определить все блоки файла. Если таблица не хранится в оперативной памяти, то увеличивается число необходимых обменов.
Иерархические файловые системы. За основу логической организации такой файловой системы берется дерево (рис. 10.4). В корне дерева находится корень файловой системы — каталог нулевого уровня, в котором могут находиться либо файлы пользователей, либо каталоги первого уровня. Каталоги первого и следующих уровней организуются по аналогичному принципу. Файлы пользователя в этом дереве представляются листьями. Пустой каталог также может быть листом. Таким образом, формируется древовидная структура файловой системы, где в узлах находятся каталоги В, С, 27, а листьями являются либо файлы, либо пустые каталоги.
Остановимся на правилах именования в иерархической файловой системе. В данном случае используется механизм, основанный 271 Рнс. 10.4. Организация файловой системы на понятии имени файла (пате) и полного имени файла (ра1)г пате). Полное имя файла — это путь от корневого каталога до листа (такой путь всегда будет уникальным). Существует также относительное именование, т.е. когда нет необходимости указания полного пути при работе с файлами. Это происходит в случае, когда программа вызывает файл и подразумевается, что он находится в том же каталоге, что и программа.
В данном случае появляется понятие текущего каталога, т.е. каталога, на работу с которым настроена файловая система в данный момент времени. В рамках одного каталога имена файлов одного уровня должны быть разными. Согласно этой иерархии, с каждым из файлов можно ассоциировать атрибуты, связанные с правами доступа. Правами доступа могут обладать как файлы, так и каталоги. Структура этой системы удобна для организации многопользовательской работы за счет приведенного выше способа именования и возможности удобного наращивания ФС. В настоящее время на практике используются различные ОС, в которых по-своему реализованы рассмотренные выше функции. Контрольные вопросы 1.
Какова роль ОС в организации вычислительного процесса? 2. Какие основные функции выполняет ОС? 3. Что понимается под виртуальной машиной? 4. В чем состоят задачи ОС прн управлении ресурсами вычислительной системы? 5. Что проннмается под словом «процесс»? б. Что такое разделяемый ресурс? 272 7. Каковы основные логические функции ОС? 8. Какие основные задачи выполняет подсистема управления процессами? 9.
Перечислите основные типы процессов. 1О. Что понимается под параллельными процессами? Как организуется их взаимодействие? 11. Поясните основные задачи управления памятью. 12. В чем состоит сущность задач планирования ОС? 13. Какие основные типы ОС вы знаете? Дайте их характеристику.
14. Что представляет собой файловая система? 15. Какие виды файловых систем существуют? 1б. Какими свойствами обладают файлы? 17. Какие существуют функции по работе с файлами? 18. Дайте характеристику типовых подходов к организации файловых систем. ГЛАВА 11 ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ 11.1. Общие сведения Рост производства, усложнение социально-экономических отношений требовали совершенствования методов управления про изводством.
В сочетании с территориальной децентрализацией, увеличением числа людей, вовлекаемых в процесс принятия решений, отсутствие эффективных методов коммуникации, распределенного доступа к информации, автоматического ее сбора, обработки и хранения тормозили развитие экономики. Те же проблемы возникали в области управления государством. Старые технологии сбора и обработки информации предусматривали получение данных на местах, заполнение специально разработанных форм, которые собирались в соответствующих управленческих структурах, где они проходили предварительную обработку, после чего отправлялись далее по инстанции.
В результате получение окончательного результата существенно затягивапось; нередко данные обработки терялись при передаче, что приводило к значительным потерям. Одновременно с фантастической скоростью росли возможности компьютеров, уменьшались их размеры, совершенствовались технические характеристики.
Слияние компьютеров со средствами передачи данных коренным образом изменило представление об организации ВС. Появились сети ЭВМ. Под термином «сеть ЭВМ» обычно понимают множество соединенных между собой автономных машин. Сеть ЭВМ коренным образом отличается от распределенной системы, работая с которой пользователь не имеет ни малейшего представления, на каких процессорах и с использованием каких конкретных физических ресурсов будет исполняться его программа. В сети все машины автономны, поэтому пользователь должен делать все явно. И там, и там происходит передача информации. В сети ее инициирует пользователь, в распределенной системе — сама система. Основное различие между сетью ЭВМ и распределенной системой лежит в организации их ПО. 274 11.2. Организация вычислительных сетей Все оборудование вычислительной сети можно разделить на терминалы (или абонентские машины) и систему передачи данных, Система передачи данных состоит из каналов, каналообразующей аппаратуры, коммуникационных машин и средств сопряхсения систем передачи данных (рис.
11.1). Вычислительная сеть состоит из множества машин, на которых пользователи запускают свои приложения. Эти машины часто называют абонентскими или хост-машинами (от англ. Ьозг — множество). Терминалы и абонентские машины обеспечивают интерфейс пользователей и работу приложений в сети. Система передачи данных служит для взаимодействия приложений и пользователей в сети. Назначение коммуникационной подсети — обеспечить передачу данных от одного хоста к другому. Коммуникационная подсеть состоит из коммутирующих элементов и коммуникационных каналов (их также называют линиями, магистралями). Коммутирующие элементы — это специализированные компьютеры, соединяющие два и более коммуникационных канала.
Каналы передачи данных — это линии связи самой различной природы: обычные телефонные линии, представляющие собой витую пару медных проводов, коаксиальный или волоконно-оптический кабель, а также беспроводные радиочастотные каналы связи, получившие распространение с появлением мобильных абонентских станций, построенных на базе ноугбуков и персональных цифровых секретарей. Они используются в автомобилях, самолетах, гостиницах и т.д. Важным понятием в области вычислительных сетей является «топология сети». Топология определяет характер соединения линий связи и коммутирующих элементов. Наиболее распространенными топологиями являются звезда, кольцо, дерево, полносвязанная, разряженная (рис.
11.2). По мере распространения вычислительных сетей появляется необходимость в межсетевом взаимодействии — обмене информацией между абонентскими станциями, находящимися в раз- Телекоммуникационная сеть Маршрутизатор лвс Рнс. 11.1. Структура локальной сети 275 Рис. 11.2. Топологии сетей: а — звезда;  — кольцо; в — дерево; г — нолносвязанная; д — разреженная личных сетях и использующими различные системы передачи данных (СПД). Для решения этих задач используются специальные сетевые устройства — мосты и шлюзы, т.е.
средства сопряжения СПД на разных уровнях. Мост служит для соединения двух однородных СПД, шлюз — двух разных по архитектуре. Шлюз представляет собой компьютер с соответствующим ПО, обеспечивающим связь между сетями и необходимое преобразование форматов передаваемых данных. Множество соединенных сетей называют объединенной сетью. Примером такой объединенной сети может служить набор локальных вычислительных сетей, соединенных через глобальную вычислительную сеть. Глобальная сеть Интернет представляет собой такую объединенную сеть. 11.3.
Классификация сетей ЭВМ Общепризнанной таксономии сетей в настоящее время не существует. Есть два фактора для их различения: технология передачи и масштаб. Основными типами технологий передачи, используемыми в сетях, являются: от одного ко многим (вещание) и «точка-точка». Сети типа вещание имеют единый канал передачи данных, который используют все машины сети. Короткое сообщение, отправленное какой-либо машиной, называемое кадром и имеющее специальную структуру, получают все машины сети. В определенном поле кадра указан адрес получателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
