Материал: Лекции_ОС

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

10.6 Таймеры

10.6.1 Аппаратная часть таймеров

Таймер состоит из:

  • Кварцевого генератора

  • Счетчика

  • Регистра хранения

Программируемый таймер

 

Есть несколько режимов работы таймера.

Алгоритм работы первого режима:

Значение счетчика загружается из регистра.

Когда значение счетчика достигает нуля, он вызывает прерывание процессора.

Счетчик останавливается, до того пока его не запустят программно.

Алгоритм работы второго режима:

  • Значение счетчика загружается из регистра.

  • Когда значение счетчика достигает нуля, он вызывает прерывание процессора.

  • Значение счетчика автоматически загружается из регистра и все повторяется.

Преимущество программируемого таймера в том, что частота прерываний может задаваться программно.

 

10.6.2 Программное обеспечение таймеров

Все, что делает таймер, аппаратно - он инициирует прерывание через определенные интервалы времени. Все остальное делается программно.

Для работы часов, необходим драйвер часов.

В обязанности драйвера входит:

  • Следить за текущим временем

  • Не позволять процессам работать больше, чем им положено (при запуске процесса планировщик записывает в счетчик выделенное процессу время)

  • Вести учет использования процессора

  • Поддерживать следящие таймеры для ОС (создаются виртуальные таймеры)

  • Ведут наблюдение, анализ и сбор статистики

 

При 60 Грц 32-разрядный счетчик переполнится через два года.

Три способа реализации текущего времени:

  1. Можно использовать 64-разрядный счетчик

  2. Можно хранить время не в тиках, а в секундах, но нужен дополнительный счетчик, переводящий секунды в тики.

  3. Можно учитывать время только с момента загрузки системы, а не с 1 января 1970 года

Три способа реализации текущего времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Лекция 11

Файловые системы. Файлы. Каталоги.

11.1 Файлы

Требования к хранению информации:

  • возможность хранения больших объемов данных

  • информация должна сохраняться после прекращения работы процесса

  • несколько процессов должны иметь одновременный доступ к информации

11.1.1 Именование файлов

Длина имени файла зависит от ОС, может быть от 8 (MS-DOS)  до 255 (Windows, LINUX) символов.

ОС могут различать прописные и строчные символы. Например, WINDOWS и windows для MS-DOS одно и тоже, но для UNIX это разные файлы.

Во многих ОС имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой, например windows.exe. Часть после точки называют расширением файла. По нему система различает тип файла.

У MS-DOS расширение составляет 3 символа. По нему система различает тип файла, а также можно его исполнять или нет.

У UNIX расширение ограничено размером имени файла в 255 символов, также у UNIX может быть несколько расширений, но расширениями пользуются больше прикладные программы, а не ОС. По расширению UNIX не может определить исполняемый это файл или нет.

 

11.1.2 Структура файла

Три основные структуры файлов:

  1. Последовательность байтов - ОС не интересуется содержимым файла, она видит только байты. Основное преимущество такой системы, это гибкость использования. Используются в Windows и UNIX.

  2. Последовательность записей - записей фиксированной длины (например, перфокарта), считываются последовательно. Сейчас не используются.

  3. Дерево записей - каждая запись имеет ключ, записи считываются по ключу. Основное преимущество такой системы, это скорость поиска. Пока еще используется на мэйнфреймах.

Три типа структур файла.

 

 

11.1.3 Типы файлов

Основные типы файлов:

  • Регулярные - содержат информацию пользователя. Используются в Windows и UNIX.

  • Каталоги - системные файлы, обеспечивающие поддержку структуры файловой системы. Используются в Windows и UNIX.

  • Символьные - для моделирования ввода-вывода. Используются только в UNIX.

  • Блочные - для моделирования дисков. Используются только в UNIX.

 

Основные типы регулярных файлов:

  • ASCII файлы - состоят из текстовых строк. Каждая строка завершается возвратом каретки (Windows), символом перевода строки (UNIX) и используются оба варианта (MS-DOS). Поэтому если открыть текстовый файл, написанный в UNIX, в Windows, то все строки сольются в одну большую строку, но под MS-DOS они не сольются (это достаточно частая ситуация). Основные преимущества ASCII файлов: - могут отображаться на экране, и выводится на принтер без преобразований - могут редактироваться почти любым редактором

  • Двоичные файлы - остальные файлы (не ASCII). Как правило, имеют внутреннею структуру.

Основные типы двоичных файлов:

  • Исполняемые - программы, их может обрабатывать сама операционная система, хотя они записаны в виде последовательности байт.

  • Неисполняемые - все остальные.

Примеры исполняемого и не исполняемого файла

 

«Магическое число» - идентифицирующее файл как исполняющий.

 

11.1.4 Доступ к файлам

Основные виды доступа к файлам:

Последовательный - байты читаются по порядку. Использовались, когда были магнитные ленты.

Произвольный - файл можно читать с произвольной точки. Основное преимущество возникает, когда используются большие файлы (например, баз данных) и надо считать только часть данных из файла. Все современные ОС используют этот доступ.

11.1.5 Атрибуты файла

Основные атрибуты файла:

  • Защита - кто, и каким образом может получить доступ к файлу (пользователи, группы, чтение/запись). Используются в Windows и UNIX.

  • Пароль - пароль к файлу

  • Создатель - кто создал файл

  • Владелец - текущий владелец файла

  • Флаг "только чтение" - 0 - для чтения/записи, 1 - только для чтения. Используются в Windows.

  • Флаг "скрытый" - 0 - виден, 1 - невиден в перечне файлов каталога (по умолчанию). Используются в Windows.

  • Флаг "системный" - 0 - нормальный, 1 - системный. Используются в Windows.

  • Флаг "архивный" - готов или нет для архивации (не путать сжатием). Используются в Windows.

  • Флаг "сжатый" - файл сжимается (подобие zip архивов). Используются в Windows.

  • Флаг "шифрованный" - используется алгоритм шифрования. Если кто-то попытается прочесть файл, не имеющий на это прав, он не сможет его прочесть. Используются в Windows.

  • Флаг ASCII/двоичный - 0 - ASCII, 1 - двоичный

  • Флаг произвольного доступа - 0 - только последовательный, 1 - произвольный доступ

  • Флаг "временный" - 0 - нормальный, 1 - для удаления файла по окончании работы процесса

  • Флаг блокировки - блокировка доступа к файлу. Если он занят для редактирования.

  • Время создания - дата и время создания. Используются UNIX.

  • Время последнего доступа - дата и время последнего доступа

  • Время последнего изменения - дата и время последнего изменения. Используются в Windows и UNIX.

  • Текущий размер - размер файла. Используются в Windows и UNIX.

 

11.1.6 Операции с файлами

Основные системные вызовы для работы с файлами:

  • Create - создание файла без данных.

  • Delete - удаление файла.

  • Open - открытие файла.

  • Close - закрытие файла.

  • Read - чтение из файла, с текущей позиции файла.

  • Write - запись в файл, в текущею позицию файла.

  • Append - добавление в конец файла.

  • Seek - устанавливает файловый указатель в определенную позицию в файле.

  • Get attributes - получение атрибутов файла.

  • Set attributes - установить атрибутов файла.

  • Rename - переименование файла.

 

11.1.7 Файлы, отображаемые на адресное пространство памяти

Иногда удобно файл отобразить в памяти (не надо использовать системные вызовы ввода-вывода для работы с файлом), и работать с памятью, а потом записать измененный файл на диск.

При использовании страничной организации памяти, файл целиком не загружается, а загружаются только необходимые страницы.

При использовании сегментной организации памяти, файл загружают в отдельный сегмент.

 

Пример копирования файла через отображение в памяти.

Алгоритм:

  1. Создается сегмент для файла 1

  2. Файл отображается в памяти

  3. Создается сегмент для файла 2

  4. Сегмент 1 копируется в сегмент 2

  5. Сегмент 2 сохраняется на диске

Недостатки этого метода:

Тяжело определить длину выходного файла

Если один процесс отобразил файл в памяти и изменил его, но файл еще не сохранен, второй процесс откроет это же файл, и будет работать с устаревшим файлом.

Файл может оказаться большим, больше сегмента или виртуального пространства.

 

11.2 Каталоги

11.2.1 Одноуровневые каталоговые системы

В этой системе все файлы содержатся в одном каталоге.

 

Однокаталоговая система, содержащая четыре файла, файлов А два, но разных владельцев

 

Преимущества системы:

Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/284616

Смотрите также:

2014 biblioonline ru