Из каких составляющих элементов состоит логический файл
Модуль 8. Управление данными
Тема 14. Система управления файлами
Cистема управления данными
Система управления данными играет центральную роль в ОС, поскольку она должна управлять и хранить информацию и программы, принадлежащие как пользователям, так и самой системе. Причем, с концептуальной точки зрения, целесообразно не различать хранимую информацию и периферийные устройства как источники или получатели информации во время выполнения программы, что тесно связывает систему управления данными (СУД) с системой управления вводом/выводом (СУВВ) в единое целое. Здесь имеется в виду обеспечение возможности взаимодействовать с устройствами ввода/вывода как с файлами.
Основными понятиями СУД являются файл, том и каталог. Причем существует логический и физический аспект этих понятий.
Логический файл - это организованная совокупность однородных элементов информации или однотипных записей для хранения информации в ИВС, которой присвоено имя.
Физический файл - это область внешней памяти, хранящей информацию, и дескриптор файла, используемый для доступа к файлу и хранящий данные о физическом размещении и характеристиках файла.
Файл состоит из записей или последовательности байт. Запись содержит информацию о свойствах одного объекта, значение которого определяется в виде полей (атрибутов). Одно или несколько полей записи, однозначно идентифицирующих запись файла, образуют ключ записи.
Сменяемое устройство внешней памяти, используемое для хранения информации, называется томом памяти. Чтобы получить доступ к информации, нужно установить том на соответствующее периферийное устройство, связать его с СУД, указать ОС метку - имя тома.
- расширить объемы хранения информации в ВС;
- производить обмен файлами между разными ЭВМ (на уровне носителей).
Примерами томов являются: МЛ - тома с последовательным доступом и МД, дискеты - тома с прямым доступом.
Сменный том в целях безопасности и удобства должен:
- содержать всю информацию, позволяющую идентифицировать и физически локализовать файлы, содержащиеся в нем;
- удовлетворять требованиям установки на любом совместимом стандартном устройстве.
В соответствии с этим тома прямого доступа (ТПД) имеют:
- специальную запись - метку тома (не обязательно иметь);
- оглавление или каталог файлов тома, хранящий дескрипторы файлов, который сам является файлом;
- собственно файлы тома.
Логическим или виртуальным томом памяти (ВТП) называется область внешней памяти (раздел) на физическом томе, организованный аналогично тому прямого доступа, то есть имеющий свою метку и совокупность хранящихся файлов. Появление ВТП обусловлено появлением накопителей на магнитном диске (НМД) большой емкости, многопользовательских режимов и концепции виртуальных машин.
Большая емкость ТПД, размещение на них файлов многих пользователей создали в СУД следующие трудности:
- конфликты одноименных файлов разных пользователей;
- замедление работы ОС из-за поиска требуемого файла в оглавлении;
- доступность чужих файлов, то есть их незащищенность от других пользователей.
Это привело к появлению на ТПД иерархических, многоуровневых каталогов (справочников) файлов, где корневой, главный каталог - это оглавление тома, а подчиненные или каталоги нижнего уровня - это справочники группы файлов, объединенных по какому-либо признаку. Можно сказать, что каталог является виртуальным оглавлением раздела ТПД внешней памяти.
Итак, файл, том и каталоги - это логические объекты, обрабатываемые пользователем и программами ВС, и одновременно физические объекты, каждый из которых занимает некоторое пространство ТПД. В соответствии с этим СУД подразделяется на два уровня представления информации.
- Система управления файлами (СУФ), которая обеспечивает удобное логическое представление и средства работы с файлами.
- Система управления внешней памятью, которая обеспечивает эффективное размещение, физическое представление и надежное хранение данных на томах внешней памяти.
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).
- создание каталогов;
- переключение между каталогами;
- удаление каталогов.
- 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.
- Модификацию записей файлов: читать, писать, изменять, вставлять, добавлять, удалять записи.
- Защиту файлов от несанкционированного доступа и управление правами доступа.
- 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.
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:
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 система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT 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:
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 расширение exe.
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 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 командой DIR.
Проектирование (моделирование) базы данных представляет собой многоэтапный процесс. Основные этапы этого процесса приведены на рис. [Ш1] 4.4.).
Рис. 4.4. Этапы проектирования базы данных
Подробно действия, отраженные на приведенном рисунке, будут рассмотрены в следующих лекциях. Здесь дадим лишь краткие комментарии к соответствующим блокам.
В блоках 1,2 необходимо особое внимание обратить на слово «абстрагирование». Имеется ввиду, что проектирование базы данных нужно вести не под конкретный документ, обрабатываемый пользователем, и не под конкретные действия пользователя с этим документом, а под обобщенный (абстрактный) образ документов и обобщенные (абстрактные) действия пользователей. Например, рассматривать документ не с конкретными числами строк и столбцов, а с абстрактными числами n и m; вместо требуемого пользователем поиска по конкретному полю (например, фамилии) рассматривать поиск по любому полю и т. д. Это очень важно, так как конкретные формы документов и действия пользователей при работе с ними достаточно часто изменяются. В этом случае при проектировании базы данных под конкретные формы документов и конкретные действия придется перепроектировать базу данных. что связано с существенными временными и стоимостными затратами.
Очень важным является выбор СУБД (блок 4), от которого в значительной степени зависит работоспособность построенной базы данных. Проблема выбора СУБД уже обсуждалась в лекции 3. Заметим здесь, что выбор СУБД зависит от количества форм документов, от сложности связей между данными, от объема обрабатываемых данных, от количества пользователей, работающих с БД и т. д.
Ранее отмечалось, что отображение логической модели базы данных в структуру хранения (представление данных в памяти компьютера) осуществляется системой управления базой данных. Тем не менее, во многих СУБД для повышения эффективности функционирования базы данных представляется возможность выбора ряда параметров, управляющих представлением данных в памяти компьютера. Выбор таких параметров и подразумевается в блоке 6.
Заметим, что очень важно при проектировании базы данных делать оценки ее возможной работоспособности. Так, по завершении проектирования обобщенного концептуального представления нужно попытаться оценить необходимое число производимых операций с элементами моделей при реализации возможных запросов пользователей. При невозможности в рамках построенной модели ответить на какой-то запрос пользователя или при значительном числе производимых при этом операций (что приведет к невозможности реализации соответствующего запроса в реальном масштабе времени) необходим возврат по схеме рис. 4.4. на шаг назад (построение более эффективного обобщенного концептуального представления). Аналогичные оценки необходимо делать и при завершении других этапов проектирования (блоки 5, 7). При этом возможен возврат назад на один или несколько шагов. Так, например, при проектировании логической модели (блок 5) не удается достичь адекватного представления концептуальной модели средствами модели данных СУБД. В этом случае необходимо либо вернуться на шаг назад и выбрать другую СУБД, либо вернуться к блоку 3 и изменить вид концептуальной модели. Так же, если полученные при реализации блока 7 оценки эксплуатационных характеристик не отвечают требованиям пользователя, возможны пересмотры всех ранее полученных решений (блоки 7, 6, 5, 4, 3). Кроме этого, необходим возврат на проектирование обобщенного концептуального представления при изменении внешних требований пользователей, а также при выявленных ошибках проектирования.
Краткие
итоги: Рассмотрены различные представления о данных в базах данных - модели обрабатываемых данных (внешнее представление, концептуальная модель, структура хранения). Представлено отражение этих представлений в трехуровневой архитектуре базы данных (внешний уровень, концептуальный уровень, внутренний уровень), сформулировано достоинство трехуровней архитектуры. Описаны основные этапы проектирования базы данных как процесса построения вышеуказанных моделей и жизненный цикл проектирования базы данных (создание, апробация, исправление ошибок и улучшение характеристик, опытная эксплуатация).
Вопросы данной лекции рассматриваются в 6.
Задача 1.Что такое концептуальная модель?
Вариант 1.
Что такое концептуальная модель?
ð Интегрированные данные
ð база данных
+ð+ обобщенное представление пользователей о данных
ð описание представления данных в памяти компьютера
Вариант 2.
Что входит в представление концептуальной модели?
+ð+ информационное описание предметной области
+ð+ логические взаимосвязи между данными
ð описание представления данных в памяти компьютера
ð описание решаемых прикладных задач
Вариант 3.
Как соотносятся понятия информационно-логической модели и обобщенного концептуального представления?
ð+ +одно и тоже
ð это разные понятия
ð обобщенное концептуальное представление является частью информационно-логической модели
ð информационно-логическая модель является частью обобщенного концептуального представления
Задача 2. Что такое логическая модель базы данных?
Вариант 1.
Как соотносятся понятия логической модели и концептуальной модели?
ð это разные понятия
+ð+ логическая модель это вариант представления концептуальной модели
ð это одно и то же
ð логическая модель является частью концептуальной модели
Вариант 2.
Какая связь между логической моделью базы данных и СУБД?
ð это не связанные понятия
+ð+ логическая модель базы данных использует спецификации СУБД
+ð+ СУБД отображает логическую модель базы данных в структуру хранения
ð логическая модель базы данных описывает структуру хранения данных системой управления базами данных
Вариант 3.
Какое описание данных используется прикладными программами при работе с базой данных?
ð описание структуры представления базы данных в памяти компьютера
ð описание структуры хранения данных системой управления базами данных
+ð+ описание логической модели данных
ð описание данных в прикладных программах
Задача 3. Какие уровни выделяются в архитектуре базы данных?
Вариант 1.
Как называются уровни архитектуры базы данных?
ð нижний
+ð+ внешний
+ð+ концептуальный
+ð+ внутренний
ð верхний
Вариант 2.
Какой из уровней используется специалистом предметной области?
ð нижний
+ð+ внешний
ð концептуальный
ð внутренний
ð верхний
Вариант 3.
Какой из уровней используется прикладным программистом?
ð нижний
ð внешний
+ð+ концептуальный
ð внутренний
ð верхний
Задача 4. Из каких составляющих элементов состоят уровни архитектуры базы данных?
Вариант 1.
Какие понятия соответствуют внешнему уровню архитектуры базы данных?
+ð+ концептуальные требования пользователей
+ð+ внешние представления пользователей
ð концептуальная модель
ð обобщенное представление
Вариант 2.
Какие понятия соответствуют концептуальному уровню архитектуры базы данных?
ð концептуальные требования пользователей
+ð+ логическая модель базы данных
+ð+ концептуальная модель
+ð обобщенное представление пользователей
Вариант 3. .
Какие понятия соответствуют внутреннему уровню архитектуры базы данных?
ð логическая модель базы данных
ð обобщенное представление пользователей
ð+ +структура хранения данных
+ð+ методы доступа к данным
Задача 5. Что представляет собой процесс проектирования базы данных?
Вариант 1.
Основные этапы проектирования базы данных:
+ð+ изучение предметной области
+ð+ проектирование обобщенного концептуального представления
+ð+ проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
ð разработка прикладных программ
Вариант 2.
Из каких составляющих состоит процесс проектирования концептуальной модели?
+ð+ проектирование обобщенного концептуального представления
+ð+ выбор СУБД
+ð+ проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
ð проектирование представления данных в памяти компьютера (структур хранения)
Вариант 3.
Какие действия выполняются на этапе проектирования структур хранения?
ð выбор СУБД
ð разработка прикладных программ
ð выбор способа размещения данных в памяти компьютера
+ð+ выбор параметров размещения данных в памяти компьютера, представляемых СУБД
Задача 6.Какие этапы входят в первую и вторую стадию концептуального проектирования?
Вариант 1.
Из каких этапов состоит первая стадия концептуального проектирования?
+ð+ изучение предметной области
+ð+ проектирование обобщенного концептуального представления
ð проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
ð проектирование представления данных в памяти компьютера (структур хранения)
ð разработка прикладных программ
Вариант 2.
Какие этапы проектирования базы данных не входят в первую стадию концептуального проектирования?
ð проектирование обобщенного концептуального представления
ð+ выбор СУБД
+ð+ проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
+ð+ проектирование представления данных в памяти компьютера (структур хранения)
Вариант 3.
Какие этапы проектирования базы данных входят во вторую стадию концептуального проектирования?
ð изучение предметной области
ð проектирование обобщенного концептуального представления
+ð+ проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
+ð+ проектирование представления данных в памяти компьютера (структур хранения)
Задача 7. Что понимается под понятием «абстрагирование» при описании предметной области и информационных потребностей пользователя?
Вариант 1.
Что понимается под термином «абстрагирование» при описании предметной области
ð описание форм конкретных обрабатываемых документов
ð описание абстрактного документа, не связанного с рассматриваемой предметной областью
+ð+ описание документов, представляющих абстрактный образ обрабатываемых документов
ð описание обобщенного представления действий всех пользователей
Вариант 2.
Что понимается под термином «абстрагирование» при описании информационных потребностей пользователей?
ð описание конкретных задач пользователя при работе с базой данных
ð описание абстрактных действий с базой данных, не связанных с предметной областью
+ð+ описание абстрактных действий с базой данных, обобщающих действия всех пользователей
ð абстрактное описание документов, с которыми работают все пользователи
Вариант 3.
Что не соответствует понятию «абстрагирование» ?
+ð+ описание форм конкретных обрабатываемых документов
ð описание абстрактного документа, не связанного с рассматриваемой предметной областью
ð описание документов, представляющих абстрактный образ обрабатываемых документов
+ð+ описание конкретных задач пользователя при работе с базой данных
ð описание абстрактных действий с базой данных, не связанных с предметной областью
ð описание абстрактных действий с базой данных, обобщающих действия всех пользователей
ð абстрактное описание документов, с которыми работают все пользователи
Задача 8. С чем связана необходимость возврата к предыдущим этапам проектирования базы данных?
Вариант 1.
Как необходимо оценивать результат завершенного этапа проектирования базы данных?
+ð+ по возможности ответа на все возможные запросы пользователей
+ð+ по числу элементарных действий, необходимых для ответа на все возможные запросы пользователей
ð по отсутствия дублирования информации
+ð+ по адекватности представления предметной области
Вариант 2.
Что в процессе проектирования базы данных обуславливает необходимость возврата на начало этапа или на предыдущие этапы?
+ð+ ошибки проектирования
+ð+ изменение требований пользователей
+ð+ невозможность ответа на все возможные запросы пользователей
ð+ слишком большое число элементарных действий, необходимых для ответа на все возможные запросы пользователей
Вариант 3.
Какие этапы проектирования могут повторно пересматриваться?
ð изучение предметной области
+ð+ проектирование обобщенного концептуального представления
+ð+ выбор СУБД
+ð+ проектирование концептуального представления, специфицированного к модели данных СУБД (логической модели)
+ð+ проектирование представления данных в памяти компьютера (структур хранения)
Литература
1. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах: Пер. с англ. /Под ред. А.А. Стогния и А.Л. Щерса. – М.: Мир, 1980. – 664 с.
2. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. – 6-е изд. – К.: Диалектика, 1998. – 784 с.
3. Ульман Дж. Основы систем баз данных: Пер. с англ. / Под ред. М.Р. Когаловского. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 334 с.
4. Конноли Т., Бэгг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 1120 с.
6. Толстобров А.П. Управление данными. Учебное пособие. Воронеж: Изд-во Воронежского ГУ, 2007 – 205 с.
Лекция 5. Первая стадия концептуального проектирования базы данных (концептуальное моделирование)
Лекция посвящена моделированию предметной области. Здесь рассматриваются понятия, с помощью которых описывается предметная область, средства графического представления концептуальной модели предметной области в виде . ER-диаграммы, основные приемы, используемые при моделировании.
Ключевые термины: информационное описание предметной области, атрибут, сущность, класс сущностей, связь, типы связей, диаграмма сущность-связь, . ER-диаграмма, концептуальная модель, этапы построения концептуальной модели, ограничения целостности.
Цель лекции: показать, как описывается предметная область при концептуальном моделировании (с помощью каких понятий, средств представления и приемов построения) и как обеспечивается достоверность информации в базе данных за счет ограничений целостности концептуальной модели.
5.1. Описание информационного представления
предметной области. ER-диаграмма.
Иллюстрацию вводимых понятий и этапов проектирования базы данных будем проводить на примере близкой для читателя конкретной предметной области: представление данных о студентах вуза, Дадим краткое описание рассматриваемой предметной области. В вузе имеется несколько факультетов, на каждом их которых ведется подготовка по нескольким специальностям или направлениям. Для каждой специальности на факультете есть свой учебный план, в котором приводится перечень изучаемых учебных курсов с указанием количества часов занятий. Студенты изучают соответствующие дисциплины, сдают экзамены и зачеты, получают оценки.
Чаще всего концептуальная модель представляется в виде диаграммы сущностей – связей (entity – relationship) или ER-диаграммы. Процесс построения ER-диаграммы называется ER-моделированием.
Введем основные понятия, с помощью которых описывается предметная область.
Области, расположенные в верхнем и нижнем поле каждой страницы документа, которые обычно содержат повторяющуюся информацию:
Вопрос 5
b. совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств для обработки данных
Вопрос 6
Двоичный код каждого символа при кодировании текстовой информации (в кодах ASCII) занимает в памяти персонального компьютера:
Вопрос 7
Вопрос 8
Вопрос 9
Какой принцип является основополагающим при создании и развитии автоматизированной информационной системы?
Вопрос 10
Вопрос 11
Вопрос 12
Вопрос 13
Вопрос 14
Вопрос 15
Вопрос 16
Вопрос 17
a. система — это множество взаимосвязанных элементов или подсистем, которые сообща функционируют для достижения общей цели
Вопрос 18
Вопрос 19
Вопрос 20
Вопрос 21
Вопрос 22
Вопрос 23
Какое периферийное устройство является запоминающим устройством, соединенным с интерфейсом USB, и позволяющим сохранять и перемещать файлы между компьютерами?
Вопрос 24
Вопрос 25
Вопрос 26
Вопрос 27
Вопрос 28
Вопрос 29
Вопрос 30
Сетевой техник должен установить на компьютер новую ОС. Какой метод установки следует использовать, чтобы сохранить данные, настройки приложений и параметры конфигурации, а также уже существующее разбиение?
Оставить комментарий
Inna Petrova 18 минут назад
Нужно пройти преддипломную практику у нескольких предметов написать введение и отчет по практике так де сдать 4 экзамена после практики
Иван, помощь с обучением 25 минут назад
Коля 2 часа назад
Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?
Иван, помощь с обучением 2 часа назад
Инкогнито 5 часов назад
Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения. Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!
Иван, помощь с обучением 6 часов назад
Василий 12 часов назад
Здравствуйте. ищу экзаменационные билеты с ответами для прохождения вступительного теста по теме Общая социальная психология на магистратуру в Московский институт психоанализа.
Иван, помощь с обучением 12 часов назад
Анна Михайловна 1 день назад
Нужно закрыть предмет «Микроэкономика» за сколько времени и за какую цену сделаете?
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Сергей 1 день назад
Здравствуйте. Нужен отчёт о прохождении практики, специальность Государственное и муниципальное управление. Планирую пройти практику в школе там, где работаю.
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Инна 1 день назад
Добрый день! Учусь на 2 курсе по специальности земельно-имущественные отношения. Нужен отчет по учебной практике. Подскажите, пожалуйста, стоимость и сроки выполнения?
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Студент 2 дня назад
Здравствуйте, у меня сегодня начинается сессия, нужно будет ответить на вопросы по русскому и математике за определенное время онлайн. Сможете помочь? И сколько это будет стоить? Колледж КЭСИ, первый курс.
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Ольга 2 дня назад
Требуется сделать практические задания по математике 40.02.01 Право и организация социального обеспечения семестр 2
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Вика 3 дня назад
сдача сессии по следующим предметам: Этика деловых отношений - Калашников В.Г. Управление соц. развитием организации- Пересада А. В. Документационное обеспечение управления - Рафикова В.М. Управление производительностью труда- Фаизова Э. Ф. Кадровый аудит- Рафикова В. М. Персональный брендинг - Фаизова Э. Ф. Эргономика труда- Калашников В. Г.
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Игорь Валерьевич 3 дня назад
здравствуйте. помогите пройти итоговый тест по теме Обновление содержания образования: изменения организации и осуществления образовательной деятельности в соответствии с ФГОС НОО
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Вадим 4 дня назад
Пройти 7 тестов в личном кабинете. Сооружения и эксплуатация газонефтипровод и хранилищ
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Кирилл 4 дня назад
Здравствуйте! Нашел у вас на сайте задачу, какая мне необходима, можно узнать стоимость?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Oleg 4 дня назад
Требуется пройти задания первый семестр Специальность: 10.02.01 Организация и технология защиты информации. Химия сдана, история тоже. Сколько это будет стоить в комплексе и попредметно и сколько на это понадобится времени?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Валерия 5 дней назад
ЗДРАВСТВУЙТЕ. СКАЖИТЕ МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ С ВЫПОЛНЕНИЕМ практики и ВКР по банку ВТБ. ответьте пожалуйста если можно побыстрее , а то просто уже вся на нервяке из-за этой учебы. и сколько это будет стоить?
Иван, помощь с обучением 5 дней назад
Инкогнито 5 дней назад
Здравствуйте. Нужны ответы на вопросы для экзамена. Направление - Пожарная безопасность.
Иван, помощь с обучением 5 дней назад
Иван неделю назад
Защита дипломной дистанционно, "Синергия", Направленность (профиль) Информационные системы и технологии, Бакалавр, тема: «Автоматизация приема и анализа заявок технической поддержки
Иван, помощь с обучением неделю назад
Дарья неделю назад
Иван, помощь с обучением неделю назад
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:
l совокупность всех файлов на диске,
l наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
l комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Имена файлов
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. 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 эквивалентные короткие 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 система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации эквивалентных коротких 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.
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 взаимно-однозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы. Примером такого уникального имени файла является номер индексного дескриптора в системе UNIX.
Типы файлов
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 разные характеристики, например:
l информация о разрешенном доступе,
l пароль для доступа к файлу,
l владелец файла,
l создатель файла,
l признак "только для чтения",
l признак "скрытый файл",
l признак "системный файл",
l признак "архивный файл",
l признак "двоичный/символьный",
l признак "временный" (удалить после завершения процесса),
l признак блокировки,
l указатель на ключевое поле в записи,
l времена создания, последнего доступа и последнего изменения,
l текущий размер файла,
l максимальный размер файла.
Каталоги могут непосредственно содержать значения характеристик файлов, как это сделано в файловой системе MS-DOS, или ссылаться на таблицы, содержащие эти характеристики, как это реализовано в ОС UNIX (рисунок 2.31). Каталоги могут образовывать иерархическую структуру за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня (рисунок 2.32).
Рис. 2.31. Структура каталогов: а - структура записи каталога MS-DOS (32 байта);
б - структура записи каталога ОС UNIX
Иерархия каталогов может быть деревом или сетью. 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.
Рис. 2.32. Логическая организация файловой системы
а - одноуровневая; б - иерархическая (дерево); в - иерархическая (сеть)
Логическая организация файла
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. На рисунке 2.33 показаны несколько схем логической организации файла. 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. В файловых системах ОС UNIX и MS-DOS файл имеет простейшую логическую структуру - последовательность однобайтовых записей.
Чтобы обратиться к информации на диске, находящейся в файле, надо знать физический адрес первого сектора (№ поверхности + № дорожки + № сектора), общее количество кластеров, занимаемое данным файлом, адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер одного кластера и т.д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.
MS-DOS избавляет пользователя от такой работы и ведет ее сама.
Для обеспечения доступа к файлам файловая система MS-DOS организует и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру (рис.3).
Элементы файловой структуры:
– стартовый сектор(сектор начальной загрузки, Boot-сектор);
– таблица размещения файлов (FAT – File Allocation Table);
– корневой каталог(Root Directory);
– область данных (оставшееся свободным дисковое пространство).
Эти элементы создаются специальными программами в среде MS-DOS в процессе инициализации диска.
Рис.3. Файловая структура на дискете емкостью 360 кбайт
За стартовым сектором располагается FAT.
FAT (таблица размещения файлов)
Область данных диска представлена в MS-DOS как последовательность пронумерованных кластеров.
FAT – это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных.
FAT – крайне важный элемент файловой структуры. Нарушения в FAT могут привести к полной или частичной потери информации на всем логическом диске. Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT. Существуют специальные программы, которые контролируют состояние FAT и исправляют нарушения.
Корневой Каталог. Это определенная область диска, создаваемая в процессе инициализации (форматировании) диска, где содержится информация о файлах и каталогах, хранящихся на диске. Корневой каталог всегда существует на отформатированном диске. На одном диске бывает только один корневой каталог. Размер корневого каталога для данного диска – величина фиксированная, поэтому максимальное количество "привязанных" к нему файлов и других (дочерних) каталогов (подкаталогов) – строго определенное.
Каталоги (подкаталоги). Каталог – это определенное место на диске (в области данных диска), где содержится информация о файлах и подкаталогах, привязанных к данному каталогу.
MS-DOS поддерживает иерархическую структуру каталогов (древообразную, см. рис.4).
Рис.4. Иерархическая структура каталогов
В отличие от корневого каталога, остальные каталоги (подкаталоги) создаются с помощью команд MS-DOS. Основная цель такой структуры каталогов – организация эффективного хранения большого количества файлов на диске.
Рис.5. Иерархическая структура каталогов с файлами
Идентификация логических дисков, каталогов и файлов. Идентификация логических дисков, каталогов, файлов осуществляется на базе имен.
Файловая система MS-DOS не допускает, чтобы логические диски, каталоги, файлы были с одинаковыми ИДЕНТИФИКАТОРАМИ!
В качестве имени логического диска используется одна из букв латинского алфавита (A . Z). Каждый файл или каталог, кроме корневого, имеет полное имя.
Полное имя файла состоит из следующих частей (рис.6):
– имя логического диска (A … Z);
– символ, идентифицирующий корневой каталог – '\' (слэш);
– перечень каталогов и подкаталогов (разделенных символом '\');
– собственно имя файла.
Рис.6. Полное имя файла
Собственно имя файла состоит из имени, символа-разделителя '.' (точка) и расширения имени файла.
Маршрут доступа к файлу = "Имя логического диска" + "двоеточие" + "идентификация корневого каталога" + "весь перечень имен родительских каталогов".
Максимальное количество символов в полном имени файла равно 128.
Максимальное количество символов в имени файла равно 8.
Максимальное количество символов в расширении имени файла равно 3.
Расширение не обязательно, т.е. может и не присутствовать (в этом случае точка тоже отсутствует). Таким образом, размер собственно имени файла не превышает 13 символов (с учетом точки).
В полном имени файла запрещается использовать все остальные символы.
Примеры допустимых имен файлов:
Примеры не допустимых имен файлов:
123456789.txt aa?.doc 35*.? i\t.f.doc *.txt my:file.txt
Использование расширений. Файлы, в зависимости от информации которая там хранится, могут иметь различное назначение: данные, программы, драйверы, настроечные файлы и т.д.
Расширения имени файла – не обязательный, но очень важный компонент. Он используется для разделения файлов по отдельным категориям (данные, программы, драйверы и т.д.).
В MS-DOS есть перечень предопределенных и наиболее часто встречающихся расширений файлов. В табл.1 приведены некоторые из них.
Расширение | Назначение файла |
EXE, COM | Выполняемые файлы в MS-DOS – это программы, созданные с помощью специальных инструментальных систем программирования, базирующиеся на применении языков программирования |
BAT | Файл последовательности команд MS-DOS (пакетный) |
SYS | Системный файл или файл драйвера устройств |
OVR OVL | Оверлейные файлы |
BAK | Резервная (предыдущая) копия файла |
TXT | Текстовый ASCII-файл |
DOC | Файл-документ MS Word |
PAS | Текст программы на языке программирования Pascal |
C, CPP | Тексты программ на языках программирования С, С++ |
ASM | Текст программы на языке Ассемблер. |
BMP | Файл изображения в формате Windows BitMaP |
GIF | Файл точечного изображения (Graphic Interchange Format) |
PCX | Файл изображения в формате Paintbrush |
TIF | Файл изображения (Tagged Image File Format) |
INI, CFG | Файлы настроек и конфигураций |
TMP | Временный файл |
Устройства MS-DOS. В MS-DOS имеется ряд имен файлов, которые зарезервированы для внутреннего использования. Каждое такое имя отражает какое-либо устройство. Запрещается использование этих имен не по назначению. В табл. 2 приведен перечень этих имен.
Имя | Назначение |
AUX | Асинхронный интерфейс (Auxiliary – вспомогательный выход) |
CLOCK$ | Драйвер часов |
CON | Консоль (клавиатура, дисплей) |
COM1 | Первый порт последовательного ввода/вывода (от COMmunication) |
COM2 | Второй порт последовательного ввода/вывода |
COM3 | Третий порт последовательного ввода/вывода |
COM4 | Четвертый порт последовательного ввода/вывода |
LPT1 | Первый порт параллельного ввода/вывода (от Line PrinTer 1) |
LPT2 | Второй порт параллельного ввода/вывода |
LPT3 | Третий порт параллельного ввода/вывода |
NUL | Отсутствующий выход ("нулевое устройство") |
PRN | Принтер (от PRiNter – аналог LPT1) |
С точки зрения пользователя эти устройства ничем не отличаются от обычных файлов (с ними можно производить все те же операции, что и с обычными файлами). Однако не рекомендуется использовать имена файлов, построенные на базе вышеприведенных зарезервированных имен, такие, как: NUL.BAT, COM2.COO, PRN. TXT и т.п. Использование их в качестве расширений имен файлов допустимо: TEXT.PRN, FILE1.CON, FILE.NUL и т.п.
Символы подстановки в именах файлов. Когда необходимо произвести какие-либо действия над файлами пользователь вызывает определенные внутренние или внешние команды MS-DOS и передает им в качестве параметров имена файлов. Очень часто приходится производить одни и те же действия над многими файлами. Например, необходимо скопировать все файлы какого-либо каталога в другой каталог. Если файлов больше 200, то ровно 200 раз необходимо произвести эту операцию для каждого файла в отдельности. Это, как минимум, неудобно и непроизводительно для пользователя. Для решения такого рода проблем существуют специальные средства, которые помогают производить однотипные операции над целой группой файлов одной командой.
Так называемые символы подстановки, называемые также масками (по-английски они называются wildcards), позволяют фильтровать файлы, выполняя функцию обозначения места в имени файла. Такими масками являются знак вопроса(?) и звездочка (*).
Эти символы можно использовать в любом месте собственно имени файла и расширения. Символ ? означает, что команда при фильтрации файлов признает любой символ в имени или расширении файла, в позиции которого находится символ ?.
Символ * означает, что команда при фильтрации файлов признает все символы, в имени или расширении файла, начиная с позиции, где находится символ *.
Символы ? и * действуют не зависимо друг от друга применительно к имени или расширению.
Выполнить операцию над следующими группами файлов:
*.* – все файлы, без исключения;
*.txt – файлы с любыми именами, но с расширением txt;
II*.* – файлы, имена которых начинаются с цепочки символов II и имеющие любое расширение;
YE??0198.* – файлы, имена которых начинаются с цепочки символов YE, два следующих символа могут быть любыми, следующие четыре символа должны быть 0198, расширение любое.
Атрибуты файлов. Каждый файл и каталог имеет атрибут, который указывает на то, что этот файл является именно файлом, или на то, что он является каталогом. Файлы, в зависимости от атрибута, могут быть скрытыми, архивными, системными, только для чтения.
Читайте также: