Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.
В широком смысле понятие "файловая система" включает:
совокупность всех файлов на диске;
наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;
комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
СУФ реализует выполнение следующих базовых функций.
Организацию логической системы в виде томов памяти и каталогов файлов.
Управление томами, в том числе:
инициализацию (форматирование);
подключение (перевод в оперативное состояние);
отключение (перевод в автономное состояние).
Управление каталогами файлов:
создание каталогов;
переключение между каталогами;
удаление каталогов.
Манипуляции с файлами:
создание файла (определение имени, выделение места во внешней памяти);
удаление файла (освобождение имени и занимаемого файлами пространства);
открытие файла (объявление ОС о намерении использовать файл с определенными функциями доступа и правами);
закрытие открытого файла (запрещение всякого доступа к файлу);
копирование и переименование файла.
Связь файлов и потоков ввода/вывода, соединение и переадресацию потоков.
Организацию логической структуры файлов и доступа к записям файлов в требуемом порядке.
Защиту файлов от несанкционированного доступа и управление правами доступа.
Кроме того, может быть масса сервисных функций проверки и модификации различных характеристик файлов, каталогов, томов, зависящих от конкретной реализации СУФ.
Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.
Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов - их собственные исполняемые файлы.
В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики, например:
информация о разрешенном доступе;
пароль для доступа к файлу;
владелец файла;
создатель файла;
признак "только для чтения";
признак "скрытый файл";
признак "системный файл";
признак "архивный файл";
признак "двоичный/символьный";
признак "временный" (удалить после завершения процесса);
признак блокировки;
длина записи;
указатель на ключевое поле в записи;
длина ключа;
время создания, последнего доступа и последнего изменения;
текущий размер файла;
максимальный размер файла.
Специальные файлы - это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы так же, как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и на байт-ориентированные.
Для пользователей файл обозначается с помощью идентификаторов - внешних имен (могут быть и внутренние имена файлов). Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так, в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов. Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. Например,Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.
При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять короткие эквивалентные имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.
Длинные имена поддерживаются не только новыми файловыми системами, но и новыми версиями хорошо известных файловых систем. Например, в ОС Windows 95 используется файловая системаVFAT, представляющая собой существенно измененный вариантFAT . Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинствVFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации коротких эквивалентных имен, при реализации нового варианта FAT важной задачей была задача хранения длинных имен при условии, что принципиально метод хранения и структура данных на диске не должны были измениться.
Для решения проблем поиска и размещения файлов в СУФ используются иерархические, многоуровневые каталоги файлов, двухуровневые имена файлов и средства фильтрации.
Простой одноуровневый каталог представляет собой оглавление тома (используется в однопользовательских ОС - рис.11.1)
Рис.11.1. Простой одноуровневый каталог .
Иерархический, многоуровневый каталог (древовидный или сетевой) - это совокупность каталогов и дескрипторов файлов различной глубины (рис.11.2).
Рис.11.2. Иерархический многоуровневый каталог
Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть - если файл может входить сразу в несколько каталогов. В MS-DOS каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX"е - сетевую. Как и любой другой файл, каталог имеет символьное имя и однозначно идентифицируется составным именем, содержащим цепочку символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного каталога.
Каждый каталог группирует по определенным принципам файлы пользователей, которые могут быть защищены паролем. Для упрощения работы имеется понятие текущего каталога, определяющего список доступных файлов и подкаталогов и позволяющего обращаться к файлам по собственным именам.
ОС обеспечивает определение нескольких текущих каталогов (путей доступа), которые в заданной последовательности просматривается при обращении к файлу по имени:
PATH C:\; C:\nc; D:\ альтернативные маршруты .
В процессе диалога ОС для группировки и удобства работы с файлами используются 2-х и 3-х компонентные идентификаторы:
[ <префикс>:] <имя файла> [ .суффикс/расщирение] .
Например, в MS-DOS C:\sys\forrmat.com .
Такие средства классификации упрощают автоматическую обработку файлов. Обычно программы работают со своими типами файлов, поэтому зачастую суффикс или расширение можно не указывать.
Средства фильтрации позволяют определять операции над целым классом файлов, посредством указания вместо имени файла специальных символов (* или!). Например, имя*.exe представляет все файлы т екущего подкаталога, имеющие расширениеexe.
Важной характеристикой СУФ является обеспечение независимости программ от используемых ПУ и файлов. Для этого вводится понятие потока ввода/вывода как средства отсроченного установления связи программы с конкретными файлами и ПУ.
Поток ввода/вывода - это объект, который обладает всеми характеристиками устройства ввода/вывода, но не является реально существующим. Программа работает не с файлами, а потоками ввода/вывода.
В операционной системе MS-DOS, например, по умолчанию в качестве входного потока данных рассматривается клавиатура, а выходной поток направляется на дисплей. Для переопределения потоков ввода/вывода используются следующие символы:
< - для определения входного потока;
>- для определения выходного потока;
>> - для модификации (добавления) ранее определенного выходного потока.
Выполнение команды DIR>LPT приведет выводу содержимого текущего каталога на принтер.
Транспортировка потоков позволяет сцепить несколько программ по стандартному входу-выходу. По сути дела образуется буфер, позволяющий двум процессам связываться по схеме “производитель – потребитель”. Таким образом, выходные данные одной программы являются входными для другой программы, обеспечивая естественное взаимодействие.
Команда DIR|SORT выведет на дисплей отсортированный список файлов, полученный командойDIR.
Под файлом обычно понимают набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными создаются соответствующие системы управления файлами. Возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над ними в процессе их обработки, предоставляет файловая система . Таким образом, файловая система – это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами. Именно файловая система определяет способ организации данных на диске или на каком-нибудь ином носителе данных.
Следует различать файловую систему и систему управления файлами . Система управления файлами является основной подсистемой в абсолютном большинстве современных ОС (хотя в принципе можно обходиться и без нее). Во-первых, через систему управления файлами связываются по данным все системные обрабатывающие программы. Во-вторых, с помощью этой системы решаются проблемы централизованного распределения дискового пространства и управления данными. В-третьих, благодаря использованию той или иной системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности:
– создание, удаление, переименование (и другие операции) именованных наборов данных (именованных файлов) из своих программ или посредством специальных управляющих программ, реализующих функции интерфейса пользователя с его данными и активно использующих систему управления файлами;
– работа с не дисковыми периферийными устройствами как с файлами;
– обмен данными между файлами, между устройствами, между файлом и устройством (и наоборот);
– работа с файлами с помощью обращений к программным модулям системы управления файлами;
– защита файлов от несанкционированного доступа.
В некоторых ОС может быть несколько систем управления файлами, что обеспечивает им возможность работать с несколькими файловыми системами. Очевидно, что системы управления файлами, будучи компонентом ОС, не являются независимыми от этой ОС, поскольку они активно используют соответствующие вызовы прикладного программного интерфейса API (application program interface) . С другой стороны, системы управления файлами сами дополняют API новыми вызовами. Можно сказать, что основное назначение файловой системы и соответствующей ей системы управления файлами – организация удобного доступа к данным, организованным как файлы, то есть вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.
Другими словами, термин «файловая система» определяет, прежде всего, принципы доступа к данным, организованным в файлы. Этот же термин часто используют и по отношению к конкретным файлам, расположенным на том или ином носителе данных. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы. То есть система управления файлами – это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной операционной системе.
Еще раз подчеркнем, что любая система управления файлами не существует сама по себе – она разработана для функционирования в конкретной ОС. То есть, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами. Эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана. Но при этом она позволит работать с файлами, созданными с помощью системы управления файлами другой ОС и организованными в файловую систему по тем же основным принципам.
Для того чтобы можно было загрузить с магнитного диска собственно саму ОС, а уже с ее помощью и организовать работу той или иной системы управления файлами, были приняты специальные системные соглашения о структуре диска. Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками. Каждый такой блок называется сектором (sector) , секторы расположены на концентрических дорожках поверхности диска. Каждая дорожка (track) образуется при вращении магнитного диска под зафиксированной в некотором предопределенном положении магнитной головкой чтения-записи (head). Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) содержит один или более дисков. Обычно под термином «жесткий диск» понимают весь пакет магнитных дисков. Группы дорожек (треков) одного радиуса, расположенных на поверхностях разных магнитных дисков, образуют так называемые цилиндры (cylinder).
Каждый сектор состоит из поля данных и поля служебной информации, ограничивающей и идентифицирующей его. Размер сектора (точнее – емкость поля данных) устанавливается контроллером или драйвером. Физический адрес сектора на магнитном диске определяется с помощью трех «координат», то есть представляется триадой [c–h–s ], где с – номер цилиндра (дорожки на поверхности диска), h – номер рабочей поверхности диска (магнитной головки), s – номер сектора на дорожке. Номер цилиндра лежит в диапазоне 0 . . . С –1, где С – количество цилиндров. Номер рабочей поверхности диска находится в диапазоне 0 . . . Н –1, где Н – число магнитных головок в накопителе. Номер сектора на дорожке определяется в диапазоне 1 . . . S , где S – количество секторов на дорожке. Например, триада адресует сектор 2 на рабочей поверхности 0 цилиндра 1.
Обмен информацией между оперативной памятью и дисками физически осуществляется только секторами. Вся совокупность физических секторов на НЖМД представляет его так называемую неформатированную емкость.
Жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (partition) , которые затем могут использоваться либо одной ОС, либо различными ОС. Причем в каждом разделе может быть организована своя файловая система. Однако для организации даже единственной файловой системы необходимо определить, по крайней мере, один раздел.
Разделы диска могут быть двух типов – primary (обычно этот термин переводят как первичный ) и extended (расширенный ). При этом на диске обязательно должен быть по крайней мере один primary-раздел. Если primary-разделов несколько, то только один из них может быть активным. Именно загрузчику, расположенному в активном разделе, передается управление при включении ВМ и загрузке ОС.
Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.
Обычно разные файлы могут иметь одинаковые символьные имена. В этом случае файл однозначно идентифицируется так называемым составным именем, представляющем собой последовательность символьных имен каталогов. В некоторых системах одному и тому же файлу не может быть дано несколько разных имен, а в других такое ограничение отсутствует. В последнем случае операционная система присваивает файлу дополнительно уникальное имя, так, чтобы можно было установить взаимнооднозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы.
Файлы бывают разных типов: обычные файлы , специальные файлы, файлы-каталоги.
Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные . Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов – их собственные исполняемые файлы.
Специальные файлы – это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы, так же как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и байт-ориентированные.
Каталог – это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны – это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами).
В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов файлов разные характеристики, такие, например, как информация о разрешенном доступе, пароль для доступа к файлу, владелец файла, создатель файла, признак «только для чтения», признак «скрытый файл», признак «системный файл», признак «архивный файл», признак «двоичный/символьный», признак «временный», признак блокировки, длина записи, указатель на ключевое поле в записи, длина ключа, время создания, время последнего доступа, время последнего изменения, текущий размер файла, максимальный размер файла.
Каталоги могут непосредственно содержать значения характеристик файлов или ссылаться на таблицы, содержащие эти характеристики. Каталоги могут образовывать иерархическую структуру за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня.
Структурная организация каталогов может быть представлена в виде иерархического дерева или сети. Каталоги образуют дерево , если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть – если файл может входить сразу в несколько каталогов. Как и любой другой файл, каталог имеет символьное имя и однозначно идентифицируется составным именем, содержащим цепочку символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного каталога.
Программист имеет дело с логической организацией файла , представляя файл в виде определенным образом организованных логических записей. Логическая запись – это наименьший элемент данных, которым может оперировать программист при обмене с внешним устройством. Даже если физический обмен с устройством осуществляется большими единицами, операционная система обеспечивает программисту доступ к отдельной логической записи. Записи могут быть фиксированной длины или переменной длины. Записи могут быть расположены в файле последовательно (последовательная организация ) или в более сложном порядке, с использованием так называемых индексных таблиц, позволяющих обеспечить быстрый доступ к отдельной логической записи (индексно-последовательная организация ). Для идентификации записи может быть использовано специальное поле записи, называемое ключом.
Физическая организация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в частности, на диске. Файл состоит из физических записей – блоков . Блок (как уже было отмечено выше) – наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью. В некоторых ОС такая наименьшая единица обмена называется кластером . При этом кластер может состоять из нескольких блоков.
Непрерывное размещение – простейший вариант физической организации, при котором файлу предоставляется последовательность блоков диска, образующих единый непрерывный участок дисковой памяти. Для задания адреса файла в этом случае достаточно указать только номер начального блока. Другое достоинство этого метода – простота. Но имеются и два существенных недостатка. Во-первых, во время создания файла заранее не известна его длина, а значит не известно, сколько памяти надо зарезервировать для этого файла, во-вторых, при таком порядке размещения неизбежно возникает фрагментация , и пространство на диске используется не эффективно, так как отдельные участки маленького размера (минимально 1 блок) могут остаться не используемыми.
Другой способ физической организации файлов – размещение файлов в виде связанного списка блоков дисковой памяти. При таком способе в начале каждого блока содержится указатель на следующий блок. В этом случае адрес файла также может быть задан одним числом – номером первого блока. В отличие от предыдущего способа, каждый блок может быть присоединен в цепочку какого-либо файла, следовательно фрагментация отсутствует. Файл может изменяться во время своего существования, наращивая число блоков. Недостатком является сложность реализации доступа к произвольно заданному месту файла: например, для того, чтобы прочитать пятый по порядку блок файла, необходимо последовательно прочитать четыре первых блока, прослеживая цепочку номеров блоков. Кроме того, при этом способе количество данных файла, содержащихся в одном блоке, не равно степени числа 2 (одно слово израсходовано на номер следующего блока), а многие программы читают данные блоками, размер которых равен степени числа 2.
Следующим способом физической организации файлов является использование так называемого связанного списка индексов. При этом с каждым блоком связывается некоторый элемент – индекс . Индексы располагаются в отдельной области диска. Если некоторый блок распределен некоторому файлу, то индекс этого блока содержит номер следующего блока данного файла. При такой физической организации сохраняются все достоинства предыдущего способа, но снимаются оба отмеченных недостатка: во-первых, для доступа к произвольному месту файла достаточно прочитать только блок индексов, отсчитать нужное количество блоков файла по цепочке и определить номер нужного блока, и, во-вторых, данные файла занимают блок целиком (за исключением последних блоков файла).
Еще один способ физической организации файлов заключается в простом перечислении номеров кластеров (блоков), занимаемых данным файлом. Этот перечень и служит адресом файла. Недостаток такого способа в том, что длина адреса зависит от размера файла и для относительно большого файла может составить значительную величину. Достоинство же является высокая скорость доступа к произвольному кластеру (блоку) файла, так как в этом случае применяется прямая адресация, которая исключает просмотр цепочки указателей при поиске адреса произвольного кластера (блока) файла. Фрагментация на уровне кластеров (блоков) при этом способе отсутствует. В некоторых файловых системах для сокращения объема адресной информации прямой способ адресации сочетается с косвенным . При этом используется дерево таблиц кластеров .
Рассмотрим понятие прав доступа к файлу . Определить права доступа к файлу – значит определить для каждого пользователя набор операций, которые он может применить к данному файлу. В разных файловых системах может быть определен свой список дифференцируемых операций доступа. Этот список может включать следующие операции: создание файла, уничтожение файла, открытие файла, закрытие файла, чтение файла, запись в файл, дополнение файла, поиск в файле, получение атрибутов файла, установление новых значений атрибутов, переименование, выполнение файла, чтение каталога и другие операции с файлами и каталогами.
В файловых системах пользователи могут быть разделены на отдельные категории. Для всех пользователей одной категории определяются единые права доступа.
Различают два основных подхода к определению прав доступа:
1) избирательный доступ , когда для каждого файла и каждого пользователя сам владелец может определить допустимые операции;
2) мандатный доступ , когда система наделяет пользователя определенными правами по отношению к каждому разделяемому ресурсу (в данном случае файлу) в зависимости от того, к какой группе пользователь отнесен.
В некоторых файловых системах запросы к внешним устройствам, в которых адресация осуществляется блоками (диски, ленты), перехватываются промежуточным программным слоем – подсистемой буферизации . Подсистема буферизации представляет собой буферный пул, располагающийся в оперативной памяти, и комплекс программ, управляющих этим пулом. Каждый буфер пула имеет размер, равный одному блоку. При поступлении запроса на чтение некоторого блока подсистема буферизации просматривает свой буферный пул и, если находит требуемый блок, то копирует его в буфер запрашивающего процесса. Операция ввода-вывода считается выполненной, хотя физического обмена с устройством не происходило. Очевиден выигрыш во времени доступа к файлу. Если же нужный блок в буферном пуле отсутствует, то он считывается с устройства и одновременно с передачей запрашивающему процессу копируется в один из буферов подсистемы буферизации. При отсутствии свободного буфера на диск вытесняется наименее редко используемая информация. Таким образом, подсистема буферизации работает по принципу кэш-памяти.
Функционирование любой файловой системы можно представить ой моделью , в которой каждый уровень предоставляет некоторый интерфейс (набор функций) вышележащему уровню, а сам, в свою очередь, для выполнения своей работы использует интерфейс нижележащего уровня.
Задачей символьного уровня является определение по символьному имени файла его уникального имени. В файловых системах, в которых каждый файл может иметь только одно символьное имя, этот уровень отсутствует, так как символьное имя, присвоенное файлу пользователем, является одновременно уникальным и может быть использовано операционной системой. В других файловых системах, в которых один и тот же файл может иметь несколько символьных имен, на данном уровне просматривается цепочка каталогов для определения уникального имени файла.
На следующем, базовом, уровне по уникальному имени файла определяются его характеристики: права доступа, адрес, размер и другие. Как уже было сказано, характеристики файла могут входить в состав каталога или храниться в отдельных таблицах. При открытии файла его характеристики перемещаются с диска в оперативную память, чтобы уменьшить среднее время доступа к файлу. В некоторых файловых системах при открытии файла вместе с его характеристиками в оперативную память перемещаются несколько первых блоков файла, содержащих данные.
Следующим этапом реализации запроса к файлу является проверка прав доступа к нему. Для этого сравниваются полномочия пользователя или процесса, выдавших запрос, со списком разрешенных видов доступа к данному файлу. Если запрашиваемый вид доступа разрешен, то выполнение запроса продолжается, если нет, то выдается сообщение о нарушении прав доступа.
На логическом уровне определяются координаты запрашиваемой логической записи в файле, то есть определяется, на каком расстоянии (в байтах) от начала файла находится требуемая логическая запись. При этом абстрагируются от физического расположения файла: он представляется в виде непрерывной последовательности байт. Алгоритм работы данного уровня зависит от логической организации файла.
На физическом уровне файловая система определяет номер физического блока, который содержит требуемую логическую запись, и смещение логической записи в физическом блоке. Для решения этой задачи используются результаты работы логического уровня – смещение логической записи в файле, адрес файла на внешнем устройстве, а также сведения о физической организации файла, включая размер блока. Подчеркнем, что задача физического уровня решается независимо от того, как был логически организован файл. После определения номера физического блока, файловая система обращается к системе ввода-вывода для выполнения операции обмена с внешним устройством. В ответ на этот запрос в буфер файловой системы будет передан нужный блок, в котором на основании смещения, полученного при работе физического уровня, выбирается требуемая логическая запись.
По сравнению с доступом к памяти, традиционный доступ к файлам представляется сложным и неудобным. По этой причине некоторые ОС обеспечивают отображение файлов в адресное пространство выполняемого процесса . Это выражается в появлении двух системных вызовов: «отобразить» и «отменить отображение» . Первый вызов передает операционной системе в качестве параметров имя файла и виртуальный адрес, и ОС отображает указанный файл в виртуальное адресное пространство по указанному адресу. Отображение файлов лучше всего работает в системе, которая поддерживает сегментацию. В такой системе каждый файл может быть отображен в свой собственный сегмент. С этого момента процесс может копировать сегмент-источник в сегмент-приемник с помощью обычного программного цикла, использующего команды пересылки в памяти. После выполнения копирования процесс может выполнить вызов «отменить отображение» для удаления файла из адресного пространства, а затем завершиться. Выходной файл будет существовать на диске, как если бы он был создан обычным способом.
Хотя отображение файлов исключает потребность в выполнении ввода-вывода и тем самым облегчает программирование, этот способ порождает и некоторые новые проблемы. Во-первых, для системы сложно узнать точную длину выходного файла. Проще указать наибольший номер записанной страницы, но нет способа узнать, сколько байт в этой странице было записано. Вторая проблема проявляется (потенциально), если один процесс отображает файл, а другой процесс открывает его для обычного файлового доступа. Если первый процесс изменяет страницу, то это изменение не будет отражено в файле на диске до тех пор, пока страница не будет вытеснена на диск. От системы в этом случае требуется поддержание согласованности данных файла для этих двух процессов. Третья проблема состоит в том, что файл может быть больше, чем сегмент, и даже больше, чем все виртуальное адресное пространство. Единственный способ ее решения состоит в реализации вызова «отобразить» таким образом, чтобы он мог отображать не весь файл, а его часть. Такая работа, очевидно, менее удобна, чем отображение целого файла.
Разработчики ОС стремятся обеспечить пользователя возможностью работать сразу с несколькими файловыми системами. В новом понимании файловая система состоит из многих составляющих, в число которых входят и файловые системы в традиционном понимании. Современные файловые системы располагают так называемым переключателем файловых систем. Он обеспечивает интерфейс между запросами приложения и конкретной файловой системой, к которой обращается это приложение. Переключатель файловых систем преобразует запросы в формат, воспринимаемый следующим уровнем – уровнем файловых систем .
Каждый компонент уровня файловых систем выполнен в виде драйвера соответствующей файловой системы и поддерживает определенную организацию файловой системы. Переключатель является единственным модулем, который может обращаться к драйверу файловой системы. Приложение не может обращаться к нему напрямую. Драйвер файловой системы может быть написан в виде, позволяющем сразу нескольким приложениям выполнять операции с файлами. Каждый драйвер файловой системы в процессе собственной инициализации регистрируется у переключателя, передавая ему таблицу точек входа, которые будут использоваться при последующих обращениях к файловой системе.
Для выполнения своих функций драйверы файловых систем обращаются к подсистеме ввода-вывода , образующей следующий слой файловой системы новой архитектуры. Подсистема ввода-вывода – это составная часть файловой системы, которая отвечает за загрузку, инициализацию и управление всеми модулями низших уровней файловой системы. Обычно эти модули представляют собой драйверы портов, которые непосредственно занимаются работой с аппаратными средствами. Кроме этого подсистема ввода-вывода обеспечивает некоторый сервис драйверам файловой системы, что позволяет им осуществлять запросы к конкретным устройствам. Подсистема ввода-вывода должна постоянно присутствовать в памяти и организовывать совместную работу иерархии драйверов устройств. В эту иерархию могут входить драйверы устройств определенного типа (драйверы жестких дисков или накопителей на лентах); драйверы, которые перехватывают запросы к блочным устройствам и могут частично изменить поведение существующего драйвера этого устройства, например, зашифровать данные; драйверы портов, которые управляют конкретными адаптерами.
Большое число уровней архитектуры файловой системы обеспечивает авторам драйверов устройств большую гибкость: драйвер может получить управление на любом этапе выполнения запроса – от вызова приложением функции, которая занимается работой с файлами, до того момента, когда работающий на самом низком уровне драйвер устройства начинает просматривать регистры контроллера. Многоуровневый механизм работы файловой системы реализован посредством цепочек вызова устройств. В ходе инициализации драйвер устройства может добавить себя к цепочке вызова некоторого устройства, определив при этом уровень последующего обращения. Подсистема ввода-вывода помещает адрес целевой функции в цепочку вызова устройства, используя заданный уровень для того, чтобы должным образом упорядочить цепочку. По мере выполнения запроса, подсистема ввода-вывода последовательно вызывает все функции, ранее помещенные в цепочку вызова. Внесенная в цепочку вызова процедура драйвера может передать запрос дальше – в измененном или в неизмененном виде – на следующий уровень, или, если это возможно, процедура может удовлетворить запрос, не передавая его дальше по цепочке.
Резюме
Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск и возвращение их в оперативную память, настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.
Для идентификации команд и переменных используются символьные имена (метки), виртуальные адреса и физические адреса.
Самым простым способом управления оперативной памятью является разделение ее на несколько разделов фиксированной величины. При распределении памяти разделами переменной величины память ВМ заранее не делится на разделы и сначала вся оперативная память свободна. Каждому вновь поступающему процессу выделяется необходимая память.
Эффективным методом управления памятью является применение механизма так называемой виртуальной памяти с использованием, например, дискового пространства. Наиболее распространенными способами реализации виртуальной памяти является страничное, сегментное и странично-сегментное распределение памяти, а также свопинг, когда некоторые процессы, находящиеся в состоянии ожидания, временно целиком выгружаются на диск.
Память ВМ представляет собой иерархию запоминающих устройств, включающую внутренние регистры процессора, различные типы сверхоперативной, оперативной и постоянной памяти, внешнюю память на магнитных дисках и других типах устройств. Разные типы запоминающих устройств отличаются средним временем доступа и стоимостью хранения данных в расчете на один бит.
Кэширование информации–это способ организации совместного функционирования двух типов запоминающих устройств, отличающихся временем доступа и стоимостью хранения данных, который позволяет уменьшить среднее время доступа к данным за счет динамического копирования наиболее часто используемой информации из относительно более «медленного» ЗУ в более «быстрое» ЗУ (называемое кэш-памятью). Кэширование выполняется автоматически системными средствами.
Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода ВМ, а именно передача устройствам соответствующих команд, перехват прерываний, обработка ошибок, обеспечение интерфейса между устройствами ввода-вывода и остальной частью машины. Устройства ввода-вывода делятся на блок-ориентированные устройства (которые хранят информацию в блоках фиксированного размера и каждый блок имеет свой собственный адрес)и байт-ориентированные устройства (которые не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, а генерируют или потребляют последовательность байтов).
Основная идея организации программного обеспечения ввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни обеспечивают экранирование особенностей аппаратуры от верхних, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей. При этом ключевым принципом является как можно большая независимость программного обеспечения от конкретного типа устройства ввода-вывода. Весь зависимый от устройства программный код помещается в драйвер устройства. Каждый драйвер управляет устройствами одного типа или, может быть, одного класса.
Устройства ввода-вывода могут быть разделяемыми, допускающими одновременный доступ нескольких пользователей к устройству (например, дисковые устройства), и выделенными, не допускающими одновременную работу с ними разными пользователями (например, устройства печати – принтеры).
Для освобождения процессора от операций последовательного вывода данных из оперативной памяти или последовательного ввода в нее используется механизм прямого доступа внешних устройств к памяти – ПДП илиDMA. При этом специальный контроллер DMA забирает у процессора управление локальной магистралью для выставления соответствующих сигналов записи информации в память или чтения информации из памяти на шины адреса, данных и управления. Контроллер DMA имеет несколько каналов DMA, которые могут подключаться к различным устройствам ввода-вывода.
Под файлом обычно понимают набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными создаются соответствующие системы управления файлами. Возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над ними в процессе их обработки, предоставляет файловая система. Файловая система – это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами. Файлы идентифицируются символьными именами, которые дают им пользователи. При этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени.
Файлы подразделяются на обычные, специальные и файлы-каталоги. Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные.
Различают логическую и физическую организации файла. Логическая организация представляет файл в виде определенным образом организованных логических записей. Физическаяорганизация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в частности на диске.
Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками. В некоторых ОС такая наименьшая единица обмена называется кластером. При этом кластер может состоять из нескольких блоков.
Наиболее известными способами физической организации файлов являются непрерывное размещение блоков данного файла на диске, размещение в виде связанного списка блоков дисковой памяти, использование связанного списка индексов, простое перечисление номеров блоков файла.
В разных файловых системах может быть определен свой список прав доступа к файлам, то есть набор операций, которые пользователь может применить к данному файлу.
Функционирование любой файловой системы можно представить многоуровневой моделью, в которой каждый уровень предоставляет некоторый интерфейс (набор функций) вышележащему уровню, а сам, в свою очередь, для выполнения своей работы использует интерфейс нижележащего уровня.
Некоторые ОС обеспечивают отображение файлов в адресное пространство выполняемого процесса.
Контрольные вопросы и задания
1. Охарактеризуйте существующие методы управления оперативной памятью.
2. Какие способы распределения виртуальной памяти чаще всего применяются, в чем их недостатки и преимущества?
3. Укажите отличие блок-ориентированных устройств ввода-вывода от байт-ориентированных?
4. В чем заключается смысл разбиения программного обеспечения ввода-вывода на несколько уровней?
5. Приведите примеры разделяемых и выделенных устройств ввода-вывода.
6. Опишите механизм прямого доступа устройств к памяти.
7. Дайте определение понятиям «система управления файлами» и «файловая система».
8. Какие функции в операционных системах выполняет система управления файлами?
9. Опишите структуру магнитного диска.
10. Дайте понятие логической организации файлов.
11. Охарактеризуйте наиболее известные способы физической организации файлов.
12. Какие уровни составляют многоуровневую модель функционирования файловой системы?
Читайте о том, какие файлы являются системными, какие они имеют названия и расширения , в каких папках расположены и как их найти. Рассмотрим, что делать в случае повреждения системных файлов и как их восстановить используя средство проверки «SFC». Персональный компьютер, смартфон, планшет, ноутбук – эти понятия знакомы каждому из нас. Мы встречаем их повсеместно и используем в своей ежедневной деятельности. Перечисленные компьютерные устройства помогают пользователям решать различные задачи, сокращая их затраты времени и средств.
Содержание:
Какие файлы считаются системными
Современные компьютеры и остальные электронные устройства имеют небольшие и компактные размеры, сохраняя при этом высокие производительность и скорость обработки данных. Для раскрытия всех функциональных возможностей компьютерных устройств необходимо наличие продвинутого программного обеспечения – операционной системы. Она должна позволять настраивать собственный интерфейс под индивидуальные требования каждого пользователя, управлять всеми процессами компьютерных устройств без сбоев и ошибок, иметь высокую эффективность, быть удобной в использовании и не снижать производительность компьютерных устройств.
В полной мере всем вышеперечисленным требованиям отвечает операционная система «Windows» от корпорации «Microsoft» . Она имеет дружественный пользовательский настраиваемый интерфейс, благодаря которому каждый пользователь сможет настроить операционную систему под свои конкретные требования. Также высокая производительность системы отлично сочетается с интуитивно понятными инструментами управления компьютером, и совмещает в себе легкость и удобство использования с высокой работоспособностью.
По сути, операционная система «Windows» представляет собой программную оболочку, которую использует пользователь для установки приложений и программ, необходимых ему для выполнения определенных задач.
Для корректной работы всей операционной системы, ее полноценного функционирования и возможности использования дополнительных приложений в «Windows» используются специальные внутренние системные файлы.
Говоря техническим языком, системные файлы «Windows» – это любые файлы с включенным скрытым системным атрибутом. Их диапазон варьируется от аппаратных драйверов, конфигурационных файлов, библиотек динамической компоновки «DLL» до различных наборов файлов, составляющих реестр операционной системы «Windows» .
Эти файлы часто изменяются автоматически во время обновления системы или установки приложений, но, как правило, лучше самостоятельно изменения в системные файлы не вносить . Удаление, перемещение, переименование или изменение этих файлов может привести к отказу в запуске определенных приложений, краху ее отдельных элементов, или даже к полному сбою системы. По этой причине, системные файлы часто скрыты и становятся доступными пользователям только для чтения. Тем не менее, есть много определенных советов и рекомендаций, некоторые из которых мы описывали на нашем сайте, для модификации системных файлов.
Если вы опытный продвинутый компьютерный пользователь, действуете осторожно и уверены в тех действиях, которые вы совершаете, или следуете инструкциям конкретного руководства, которому вы полностью доверяете, то вы можете получить определенное преимущество от использования таких рекомендаций.
Где хранятся системные файлы
Системные файлы обычно располагаются в определенных папках, которые идентифицируются как системные. Чтобы предотвратить их случайное удаление, эти файлы в операционной системе «Windows» по умолчанию скрыты от просмотра. Они также не отображаются в результатах поиска для предотвращения нежелательных последствий.
По правде говоря, системные файлы могут храниться во многих местах на вашем персональном компьютере. Например, корневая папка вашего системного диска («C:\» ) содержит системные файлы, такие как файл вашей страницы («pagefile.sys» ) и файл гибернации («hiberfil.sys» ).
Большинство системных файлов операционной системы «Windows» хранятся в папке «C:\Windows» , особенно в таких подпапках, как «/System32» и «/SysWOW64» . Но вы также найдете системные файлы, которые расположены в папке пользователя (например, папка «AppData» ) и папках приложений (например, папка «ProgramData» или папка «Program Files» ).
Как отобразить скрытые системные файлы в «Windows»
Хотя системные файлы, по умолчанию, скрыты в операционной системе «Windows» , достаточно просто включить их отображение.
Просто обязательно следует помнить, что удаление, перемещение, редактирование или переименование этих файлов может вызвать всевозможные проблемы с работоспособность и полноценным функционированием операционной системы. Правильным решением будет оставить системные файлы скрытыми. Но если вы намеренно работаете с системными файлами, применяя к ним некоторые советы или рекомендации, то включите их отображение, а по завершению всех действий опять скройте их.
Чтобы системные файлы в операционной системе «Windows» сделать видимыми, вам придется открыть окно проводника «Windows» «Этот компьютер» . В открывшемся окне проводника файлов на ленте главного меню перейдите на вкладку «Вид» . На ленте вкладки найдите раздел «Параметры» , отвечающий за изменение параметров открытия элементов, представлений файлов и папок, и откройте вложенное меню. Во всплывающей панели меню выберите раздел .
В окне «Параметры папок» перейдите на вкладку «Вид» , а затем в разделе «Дополнительные параметры» , используя полосу прокрутки, опустите бегунок вниз и снимите галочку в поле «Скрывать защищенные системные файлы (рекомендуется)» . Операционная система «Windows» выдаст предупреждающее сообщение, чтобы убедиться, что вы совершаете осознанные действия. Подтвердите свой выбор, нажав на кнопку «Да» . Затем нажмите кнопки «Применить» и «ОК» для сохранения внесенных изменений в параметры отображения папок и файлов.
Теперь в проводнике файлов «Windows» вы сможете увидеть скрытые системные файлы. Обратите внимание, что значки для системных файлов выглядят более тусклыми, чем значки для несистемных файлов. Это сделано намеренно, с целью обозначить их важность.
Что произойдет, если системные файлы будут повреждены
Это действительно зависит от того, какие системные файлы повреждены, поэтому конечные симптомы могут включать в себя отказ от запуска определенных приложений или нарушение их работоспособности, возникновение ошибки на синем экране или даже полный крах операционной системы «Windows» , повлекший за собой ее полную непригодность к дальнейшему использованию.
Если вы подозреваете, что некоторые системные файлы повреждены или отсутствуют, то в операционной системе существует несколько встроенных системных инструментов, которые могут вам помочь. Средство проверки системных файлов («SFC» ) сканирует системные файлы «Windows» и может заменить любые отсутствующие или поврежденные файлы, обнаруженные в результате проверки. Команда обслуживания и управления образами «Windows» («DISM» ) может использоваться для устранения основных проблем, которые мешают средству проверки «SFC» выполнять свою работу. Используя их вместе, вы будете иметь возможность успешно восстанавливать отсутствующие или поврежденные системные файлы.
«SFC» сканирует ваш компьютер для определения возможного повреждения или любых других изменений системных файлов «Windows» . Если средство проверки файлов «SFC» найдет системный файл, который был изменен, то, в этом случае, произойдет автоматическая замена файла его правильной версией.
Для запуска средства «SFC» вам необходимо воспользоваться приложением «Командная строка» , запущенного с правами администратора. Открыть приложение можно различными способами. Мы опишем несколько из них, и вы сможете воспользоваться любым, понравившимся вам, способом.
1 способ : Откройте проводник файлов «Windows» «Этот компьютер» , затем перейдите в системную папку «C:/» . Откройте вложенную папку «Windows» и перейдите в подпапку «System32» . Опустите бегунок полосы прокрутки вниз и найдите файл «cmd.exe» . Щелкните по нему правой кнопкой мыши и откройте всплывающее контекстное меню. В списке возможных действий выберите раздел .
2 способ : Нажмите кнопку «Пуск» , расположенную в нижнем левом углу рабочего стола на «Панели задач» , и откройте главное пользовательское меню «Windows» . В списке установленных приложений опустите бегунок полосы прокрутки вниз и откройте раздел «Служебные – Windows» . Во всплывающем вложенном меню найдите раздел «Командная строка» и щелкните его правой кнопкой мыши. В появившемся меню в разделе «Дополнительно» выберите раздел «Запуск от имени администратора» .
3 способ : Нажмите на «Панели задач» кнопку «Поиск» , расположенную рядом с кнопкой «Пуск» , и откройте поисковую панель. В поле поискового запроса введите фразы «командная» или «cmd» . В разделе «Лучшее соответствие» система выдаст вам искомый результат «Командная строка» . Щелкните по нему правой кнопкой мыши и, во всплывающем меню, выберите раздел «Запуск от имени администратора» .
Во всплывающем сообщении службы контроля учетных записей «Windows» на вопрос: «Разрешить этому приложению вносить изменения на вашем устройстве?» – нажмите кнопку «Да» , и командная строка с правами администратора будет открыта.
Введите в окне командной строки исполняемую команду для запуска средства проверки системных файлов операционной системы «Windows» .
Результаты сканирования системы с полным указанием выполненных действий будут отражены в окне приложения.
Если все описанные действия не работают, и вы не смогли исправить поврежденные системные файлы, то вы всегда можете обновить или сбросить настройки операционной системы компьютера в исходное состояние. Такой вариант решения проблемы следует использовать только в качестве последнего крайнего средства. Все ваши личные файлы будут сохранены, но любые загруженные приложения после сброса настроек системы к исходному состоянию будут удалены.
Управление процессами
Классы прерываний
Обработка прерываний
Прерывание – навязанная программе передача управления на команду программы отличную от той, которая должна выполнятся в момент прерывания.
1. внешние прерывания (асинхронные) – происходят вне прерываемого процесса;
2. внутренние прерывания (синхронные) – вызываются событиями, связанными с работой процессора.
Решается вопрос фиксирования прерывания. Фиксация прерывания откладывается до конца текущей команды.
Последовательность действий:
1) по фиксированному адресу ОП запоминается характеристика прерывания
2) запоминается состояние прерванного процесса
3) в счетчик команд записывается адрес уникальный для каждого прерывания
4) обрабатывается прерывание
5) возобновляется работа прерванного процесса
1-3 – выполняются аппаратурой
4-5 – выполняются ОС
Прерывания обрабатываются программой обработки прерываний:
1. заполнение той части состояния прерванного процесса, которая не была заполнена аппаратными средствами ЭВМ;
2. выполнение действий, соответствующих конкретному прерыванию. Действия м.б простыми.
Действия м.б сложными – повторный сбой чтения с ЗУ. Если не требуется срочной обработки прерывания, то диспетчер м. поставить соответствующую программу обработки прерываний в очередь готовых к выполнению процессов;
3. программа обработки прерываний д. обеспечить возобновление нормальной работы. Управление м.б возвращено прерванному процессу.
Некоторые действия д.б выполнены немедленно, поэтому часто программы обработки прерываний д. находиться в ОП в составе ядра ОС.
Процесс – это ресурс.
Рассмотрим конкурирующие процессы.
Взаимодействие между процессами м.б запланировано программистом.
Ранее были рассмотрены последовательные процессы, не взаимодействующие друг с другом.
Процессы, которые частично перекрываются во времени, называются параллельными. Параллельные процессы м.б независимыми или взаимодействующими. Одна задача м. создавать несколько процессов. Взаимодействующие процессы совместно используют некоторые ресурсы (н-р, ОП). ПРОБЛЕМА: синхронизация процессов.
Для ее реализации используют средства связи между процессами.
Для поддержки параллельных процессов используют специальные средства в языках программирования высокого уровня.
Прерывание также используются для поддержки параллельных процессов.
Информация записана в файлах. Файлы состоят из записей, который состоят из полей.
Система управления файлами:
Причины включения системы в ОС
Пользователь освобождается от трудностей связанных с хранением файлов.
Предоставляет возможность нескольким пользователям использовать один файл.
Стратегии разработки файловой системы
Независимость системы управления файла от процессора, а так же от физического устройства (появляется возможность обращения к файлу по имени)
Обеспечение защиты от потерь информации
Эффективное распределение внешней памяти позволяют файлы. Эффективная реализация команд для работы с файлами
Предоставление дисциплины по возможности необходимых пользователей
Функции системы управления файлами
Первый класс: потребности пользователя.
Второй класс: автоматические функции
2-ой: автоматические функции необходимые для организации совокупности файлов.
Организация файлов – информация о наличие и расположении файлов. Для этого используют каталоги. При выполнении запросов пользователей, система управления файлами контролирует доступ пользователя к файлу (только для чтения, архивы, скрытый, системы и т.д.)
Организация хранения файлов
Доступ к информации осуществляется 2 этапа:
1. по имени файла определяется его положение;
2. выполняется поиск определенной физической записи по ее позиции в памяти или логической записи по налогу (БД, СУБД) или по содержимому одного или нескольких полей данных.
Каждый файл, известный системе, д. иметь некоторое глобальное имя, уникальное во всей системе.
Для больших каталогов используется многоуровневая древовидная организация, обеспечивающая уникальность имен и обеспечивающая поиск.
Впервые многоуровневая система появилась в ОС UNICS.
Вершина каталога рассматривается как справочник (о каждом файле одна запись с несколькими полями).
Во многих ОС с каждым процессом связывают некоторый текущий справочник, имена файлов в этом справочнике задают без указания пути.
Организация файлов:
Способ организации информации в файле оказывает существенное влияние на стоимость хранения, доступа и использования информации.
1.последовательная организация файлов;
Доступы к файлам
Последовательный (каждая запись доступна в порядке расположения)
При последовательной организации используется, магнитные ленты, диски и другие внешние записывающие устройства упорядоченности записей по ключу.
При прямой организации файла доступ к записям осуществляется по ключу, не требуется, чтобы записи были упорядочены. Система, управляющая файлами, должна по имени файла и ключу найти нужную запись. Для этого существуют таблицы индексов. Таблица содержит ключи и адреса в записи
Индексно-последовательная организация файлов, она используется, когда к файлу необходимо обеспечить последовательный и прямой методы доступа.
При индексно-последовательном доступе необходимо читать файл последовательно, но используя таблицу индексов.
Методы доступа
Современные ОС поддерживают файлы с прямой и последовательной организацией, а так же прямой и последовательный методы доступа к информации.
Пользователю современной операционной системы от Microsoft для управления своим ПК может понадобиться узнать, как осуществить администрирование Windows.
Для этого в ОС предусмотрено немало различных инструментов, обеспечивающих управление компьютером как с помощью клавиатуры и мыши, .
Большинству обычных пользователей, включающих компьютер для запуска игры или входа в Интернет, нет необходимости разбираться в особенностях администрирования.
Но, если пользоваться этими, уже встроенными в систему, функциями, можно заметно облегчить себе жизнь при выполнении на ПК любой задачи.
Вход в меню управления компьютером
Для запуска основных инструментов администрирования следует открыть вкладку управления. Это можно сделать двумя способами:
- Войти в меню «Пуск» и, кликнув правой кнопкой на пункте «Компьютер», выбрать «управление»;
- Нажав на клавиши «Win» и «R», открыв окно выполнения команд и введя compmgmtlauncher. После первого запуска команда сохранится, и её можно уже не набирать каждый раз, а выбирать из выпадающего списка.
После этого открывается окно управления системой, где представлены все основные инструменты, которые позволят полностью настроить её для своих нужд.
Эти же программы и службы можно запускать и отдельно (для чего существуют специальные команды) или через пункт «Администрирование».
Также он будет полезен при удалении следов каких-либо приложений (в том числе и вирусов, хотя не обязательно).
Запустить редактор можно, открыв окно выполнения (Win+R) и введя команду regedit.
При его редактировании следует помнить, что изменять стоит только те пункты, в назначении которых пользователь уверен.
Иначе можно нарушить работу компьютера и даже привести к необходимости переустановки программ, драйверов или всей операционной системы.
Редактор локальных пользователей и групп
Возможность редактирования как отдельных пользователей ПК, так и их групп предоставлена не для всех версий Windows – только для профессиональных.
Зато с её помощью можно настроить и систему, и возможности доступа к ней различных людей, позволяя им пользоваться одними программами, и запрещая запускать другие.
Службы
Вкладка служб открывает доступ к списку. Здесь представлены все имеющиеся в операционной системе службы, включая запущенные или отключенные.
Часть из них работает автоматически, и без особой необходимости в работу этих процессов вмешиваться не стоит.
Однако есть службы, которыми управляют вручную – это может быть, например, программа или утилита её обновления.
Управление дисками компьютера
Управлять дисками компьютера может понадобиться не только опытному пользователю.
Иногда некоторые из дисков (особенно при использовании на компьютере нескольких винчестеров или устаревших файловых систем типа FAT32) после переустановки системы становятся невидимыми.
И для их поиска придётся зайти в это меню управления.
С помощью утилиты управления дисками можно включать и отключать различные разделы на подключенных к ПК винчестерах, менять их названия и буквы.
А ещё можно решить здесь проблему с неоткрывающейся флешкой, не пользуясь сторонними программами.
Диспетчер устройств
Для установки нового оборудования и решения вопросов с драйверами не обойтись без использования диспетчера устройств, встроенного в систему.
Кроме того, работая со списком устройств, их можно включать и отключать.
А также узнавать информацию о каждом, что может потребоваться, например, для проверки соответствия конфигурации компьютера требованиям программы (игры).
Диспетчер задач
Функций у диспетчера задач довольно много.
В первую очередь, он оказывается полезным при поиске вредоносных программ (вирусов) , запускающих посторонние процессы для выполнения компьютером.
Здесь же на Windows 8 и 10 происходит настройка приложений, автоматически загружающихся вместе с системой («Автозагрузка»).
События
Утилита для просмотра событий в системе не всегда полезна даже для опытного пользователя ПК и администратора группы таких компьютеров.
Однако с помощью этого инструмента можно легко определить причину неполадок.
Правда, для его использования требуются специальные знания, без которых никаких действий лучше не предпринимать.
В Windows предусмотрено системное планирование выполнения ряда задач. Благодаря этой утилите можно назначить, например, периодическую дефрагментацию или проверку диска.
Хотя ей же пользуются и некоторые вредоносные программы.
Так что, избавляясь от вирусов, стоит проверить и планировщик.
Системный монитор
Пользуясь утилитой «системный монитор», можно получить данные загруженности некоторых составляющих ПК – памяти, процессора и файла подкачки .
А ещё множество другой полезной информации о работе системы.
Проверка загруженности системы
