Wie verwaltet das Betriebssystem Programme und Daten?

Das Betriebssystem verwaltet Programme und Daten über das Dateisystem. Die Verwaltungsfunktion des Dateisystems wird durch die Organisation der von ihm verwalteten Programme und Daten in einer Reihe von Dateien erreicht. Eine Datei bezieht sich auf eine Sammlung zusammengehöriger Elemente mit Dateinamen.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Moderne Betriebssysteme verwenden fast ausschließlich Dateisysteme, um die große Anzahl der auf dem Computer gespeicherten Programme und Daten zu organisieren und zu verwalten. Die Verwaltungsfunktion des Dateisystems wird durch die Organisation der von ihm verwalteten Programme und Daten in einer Reihe von Dateien erreicht. Eine Datei bezieht sich auf eine Sammlung zusammengehöriger Elemente mit Dateinamen. Elemente sind normalerweise Datensätze, und ein Datensatz ist eine Sammlung aussagekräftiger Datenelemente. Datenkomponenten können in Datenelemente, Datensätze und Dateien unterteilt werden.

①Datenelement, Datenelement ist das Datenorganisationsformular der niedrigsten Ebene. Es ist in grundlegende Datenelemente unterteilt (ein Zeichensatz, der zur Beschreibung eines bestimmten Attributs eines Objekts verwendet wird). Dabei handelt es sich um die kleinste logische Dateneinheit, die in der Datenorganisation klar verstanden werden kann, d. h. in atomare Daten, die auch als Datenelemente oder Felder bezeichnet werden ) und kombinierte Datenelemente (bestehend aus mehreren Basisdatenelementen)

　　② Ein Datensatz ist eine Sammlung zusammengehöriger Datenelemente, die zur Beschreibung der Attribute eines Objekts in einem bestimmten Aspekt verwendet werden. Um einen Datensatz eindeutig zu identifizieren um ein oder mehrere Datenelemente in einem Datensatz zu bestimmen, und ihre Sammlung wird als Schlüssel bezeichnet. Ein Schlüssel ist ein Datenelement, das einen Datensatz eindeutig identifizieren kann.

　③ Datei, eine Datei ist eine Sammlung verwandter Elemente mit einem Dateinamen, unterteilt in strukturierte Dateien (auch Datensatzdateien genannt: Dateien bestehen aus einer Gruppe ähnlicher Datensätze. Beispielsweise die Bewerbungsinformationsdatensätze aller Kandidaten, die sich beworben haben einer bestimmten Schule) und unstrukturierte Dateien (auch Streaming-Dateien genannt: als Zeichenstrom betrachtet. Wie eine Binärdatei oder Zeichendatei). Strukturierte Dateien bestehen aus mehreren zusammengehörigen Datensätzen, während unstrukturierte Dateien als Zeichenstrom betrachtet werden. Eine Datei ist die größte Dateneinheit in einem Dateisystem. Die Datei sollte über eigene Attribute verfügen, einschließlich Dateityp (z. B. Quelldatei, Zieldatei, ausführbare Datei usw.), Dateilänge (die aktuelle Länge der Datei und möglicherweise die maximal zulässige Länge) und den physischen Speicherort der Datei die Datei (gibt an, wo sich die Datei befindet Der Zeiger auf dem Gerät und sein Speicherort auf dem Gerät), die Erstellungszeit der Datei (die letzte Änderungszeit der Datei). Eine Datei kann mehreren Datensätzen entsprechen, und ein Datensatz kann mehreren Datenelementen entsprechen.

　 Zu den vom Dateisystem verwalteten Objekten gehören: Dateien (als direkte Objekte der Dateiverwaltung), Verzeichnisse (um Benutzern den Zugriff und das Abrufen von Dateien zu erleichtern, werden Verzeichnisse im Dateisystem konfiguriert. Jeder Verzeichniseintrag muss den Dateinamen enthalten und Die physische Adresse, an der sich die Datei befindet, die Organisation und Verwaltung des Verzeichnisses ist der Schlüssel zur Erleichterung und Verbesserung der Geschwindigkeit des Dateizugriffs), der Festplatte (Dateien und Verzeichnisse müssen Speicherplatz belegen, eine effektive Verwaltung dieses Teils des Speicherplatzes ist nicht möglich Verbessert nur die Nutzung des externen Speichers und kann die Geschwindigkeit des Dateizugriffs verbessern.

Attribute der Datei

①Name: Die Datei hat einen eindeutigen Namen und wird in einer leicht lesbaren Form gespeichert.

②Identifikator: Eine eindeutige Bezeichnung, die eine Datei im Dateisystem identifiziert, normalerweise eine Zahl. Es handelt sich um einen internen Namen, der für Menschen nicht lesbar ist.

③Typ: wird von Dateisystemen verwendet, die verschiedene Typen unterstützen.

④ Standort: Zeiger auf das Gerät und die Dateien auf dem Gerät.

⑤Größe: Die aktuelle Größe der Datei (ausgedrückt in Bytes, Wörtern oder Blöcken), einschließlich der maximal zulässigen Größe der Datei.

⑥ Schutz: Zugriffskontrollinformationen zum Schutz von Dateien.

⑦ Uhrzeit, Datum und Benutzer-ID: Informationen über die Dateierstellung, die letzte Änderung und den letzten Zugriff, die zum Schutz, zur Sicherung und zur Nachverfolgung der Dateinutzung verwendet werden.

Grundlegende Bedienung von Dateien

　① Beim Erstellen einer neuen Datei muss das System zunächst den erforderlichen externen Speicherplatz für die neue Datei zuweisen und einen Verzeichniseintrag dafür im Verzeichnis des Dateisystems erstellen Eintrag Der Dateiname der neuen Datei sowie ihre externe Speicheradresse und andere Attribute sollten darin aufgezeichnet werden.

　② Eine Datei löschen, die nicht mehr benötigt wird. Beim Löschen sollte das System zunächst den Verzeichniseintrag der zu löschenden Datei im Verzeichnis finden und ihn als leeren Eintrag festlegen , und recyceln Sie dann den von dieser Datei belegten Speicherplatz.

　③ Eine Datei lesen Beim Lesen einer Datei müssen im entsprechenden Systemaufruf der Dateiname und die Speicherzieladresse angegeben werden, die gelesen werden soll. Zu diesem Zeitpunkt muss das System das Verzeichnis durchsuchen, den angegebenen Verzeichniseintrag finden und den Speicherort der gelesenen Datei im externen Speicher ermitteln. Innerhalb des Verzeichniseintrags gibt es auch einen Zeiger zum Lesen/Schreiben von Dateien.

　④ Eine Datei schreiben Beim Schreiben einer Datei müssen der Dateiname und die Quelladresse im Speicher im entsprechenden Systemaufruf angegeben werden. Zu diesem Zeitpunkt muss das System das Verzeichnis durchsuchen, den angegebenen Verzeichniseintrag finden und dann den Schreibzeiger im Verzeichnis verwenden, um Schreibvorgänge auszuführen.

　⑤ Wenn der Inhalt einer Datei alt ist und vollständig aktualisiert werden muss, besteht eine Methode darin, die Datei zu löschen und eine neue Datei zu erstellen. Wenn sich jedoch der Dateiname und die Attribute nicht geändert haben, können Sie die Datei kürzen file , wodurch die ursprüngliche Dateilänge auf 0 gesetzt und der ursprüngliche Dateiinhalt verworfen wird.

　⑥ Legen Sie die Lese-/Schreibposition der Datei fest, die zum Festlegen der Position des Lese-/Schreibzeigers der Datei verwendet wird, sodass Sie jedes Mal, wenn Sie eine Datei lesen/schreiben, nicht von vorne beginnen müssen, sondern von vorne die eingestellte Position. Der sequentielle Zugriff kann in einen wahlfreien Zugriff geändert werden.

Öffnen und Schließen von Dateien

Quelle: Die meisten vom aktuellen Betriebssystem bereitgestellten Dateivorgänge folgen im Allgemeinen den folgenden zwei Schritten: Durchsuchen Sie zunächst das Dateiverzeichnis, um die Attribute der angegebenen Datei und ihren Speicherort im externen Speicher zu finden. Führen Sie entsprechende Vorgänge für die Datei durch, z. B. das Lesen/Schreiben von Dateien usw. Wenn der Benutzer mehrere Lese-/Schreibvorgänge oder andere Vorgänge für eine Datei benötigt, muss diese jedes Mal vom Suchverzeichnis aus gestartet werden, um mehrere wiederholte Suchvorgänge zu vermeiden , wird der Open-File-System-Aufruf in den meisten Betriebssystemen eingeführt. Wenn der Benutzer zum ersten Mal den Betrieb eines Dateisystems anfordert, wird der Open-System-Aufruf zuerst zum Öffnen der Datei verwendet.

Öffnen bedeutet, dass das System die Attribute der benannten Datei (einschließlich des physischen Speicherorts der Datei auf dem externen Speicher) vom externen Speicher in einen Eintrag in der Tabelle der geöffneten Dateien im Speicher kopiert und die Eintragsnummer (Indexnummer) zurückgibt. Für den Benutzer kann er in Zukunft, wenn er die Datei erneut bearbeiten möchte, die vom System zurückgegebene Indexnummer verwenden, um eine Vorgangsanforderung an das System zu stellen, und das System kann die Indexnummer direkt für die Suche in der Datei verwenden Öffnen Sie die Dateitabelle und vermeiden Sie so die Notwendigkeit, die Datei erneut abzurufen. Wenn der Benutzer keine Vorgänge mehr an der Datei ausführen muss, kann der Systemaufruf close zum Schließen der Datei verwendet werden, und das Betriebssystem löscht die Datei aus dem Eintrag in der geöffneten Dateitabelle.

Logischer Strukturtyp von Dateien

无结构文件（流式文件）

Unstrukturierte Dateien sind die einfachste Form der Dateiorganisation. Unstrukturierte Dateien organisieren Daten in der richtigen Reihenfolge und sammeln und speichern sie. Es handelt sich um eine Sammlung geordneter zusammengehöriger Informationselemente, gemessen in Bytes. Da unstrukturierte Dateien keine Struktur haben, kann auf Datensätze nur über umfassende Suchvorgänge zugegriffen werden, sodass dieses Dateiformat für die meisten Anwendungen nicht geeignet ist. Die unstrukturierte Dateiverwaltung von Zeichenströmen ist jedoch einfach und Benutzer können sie bequem bedienen. Daher eignen sich Dateien, die nicht viele grundlegende Informationseinheiten betreiben, besser für die unstrukturierte Methode zur Verwendung von Zeichenströmen, z. B. Quellprogramme, ausführbare Dateien, Bibliotheksfunktionen usw.

有结构文件（记录式文件）

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