Dateiverwaltung und Zugriffsmethoden in Betriebssystemen

Physikalische Unterstützung der Information

Das erste Betriebssystem entwickelte seine Dateiverwaltung mit Magnetband. Magnetband hat Vorteile in Bezug auf Kosten und Speicherkapazität, erlaubt aber nur sequentiellen Zugriff, was die Zugriffszeit verlängert. Derzeit wird Magnetband verwendet, um Backups durchzuführen und Festplatten in bestimmten Vorgängen zu unterstützen. Das HW-Speichergerät bestimmt die Größe der Grundeinheit der Information, die bei jedem Lese- oder Schreibvorgang übertragen wird. Diese Informationsmenge wird als physischer Block oder Sektor bezeichnet. Der Benutzer verwaltet die Informationen in logischen Einheiten unterschiedlicher Größe, je nach Anwendung und Archivierung. Solche Einheiten werden als logische Datensätze bezeichnet.

DL Storage-Management

Wenn ein Benutzer eine Datei erstellen möchte, sollte das Teilsystem den benötigten Speicherplatz zuweisen, um die Informationen zu speichern. Der gesamte Speicherplatz wird zum Zeitpunkt der Anfrage zugewiesen. Wenn der Benutzer die Datei nicht mehr benötigt, wird sie gelöscht. Dann hat das Teilsystem den insgesamt zur Verfügung stehenden Speicherplatz freigegeben, um ihn in späteren Anfragen zu verwenden. Das Storage-Management wird durch das Subsystem-Dateien durchgeführt und verfolgt zwei Ziele: 1 - die effiziente Nutzung von Speicherplatz 2 - Ermöglichung schnellen Zugriffs auf gespeicherte Informationen.

Nicht zusammenhängende Zuteilung

Bei einer nicht zusammenhängenden Zuteilungsmethode wird jede Datei als eine verkettete Liste von Blöcken gespeichert. Im Festplattenverzeichnis enthält jeder Eintrag der Datei neben dem Namen auch einen Zeiger auf den ersten Block der Kette. Von diesem ersten Satz enthält jeder einen Zeiger auf den nächsten. Um eine Datei zu erstellen, ordnet das System einen freien physischen Block zu und erstellt einen Eintrag im Verzeichnis. Wenn der Platzbedarf der Datei steigt, verknüpft das System freie Blöcke. Diese Technik verursacht keine externe Fragmentierung. Die Benutzer müssen die Größe der Datei nicht deklarieren und belegen keinen unnötigen Speicherplatz auf der Festplatte. Block Chaining erleichtert sequentiellen Zugriff. Diese Lösung ist sehr ungünstig für Direktzugriffe, da immer die Kette von Zeigern verfolgt werden muss. Die verkettete Aufteilung ist auch sehr anfällig, und der Verlust eines Zeigerblocks bedeutet den Verlust der Datei. Deshalb wird manchmal doppeltes Chaining verwendet, d. h. jeder Block zeigt auf den folgenden und den vorhergehenden. In diesem Fall erhöht sich die Sicherheit, aber die Fläche der Zeiger verdoppelt sich.

Indizierte Zuweisung

Diese Aufgabe besteht darin, die größten Nachteile der verlinkten Aufteilung zu überwinden: ungeordnete Verteilung der Blöcke einer Datei. Daher wird direkter Zugriff undurchführbar. Jede Datei hat einen eigenen Index-Block, und die Adresse wird im Datenträger-Verzeichnis gespeichert. Externe Fragmentierung tritt nicht auf, und der Zugriff auf die Daten wird erheblich beschleunigt. Der Zugriff auf einen Block einer Datei benötigt nur zwei Festplattenzugriffe: 1 - Zugriff auf den Index-Block 2 - Zugriff auf den gewünschten Block. Diese Methode eignet sich für große Dateien, da die Zeiger den Index-Block füllen können.

Zugriffsmethoden

Eine Zugriffsmethode ist eine Sammlung von Routinen und Tabellen, die den Zugriff auf die Informationen in den Akten als logische Schemata ermöglichen.

Sequentieller Zugriff

Erlaubt den Zugriff auf Datensätze einer Datei in einer festen Reihenfolge: vom ersten bis zum letzten und einen nach dem anderen. Diese Methode erfordert, dass logische Datensätze in der Reihenfolge gespeichert werden, in der auf sie zugegriffen wird, d. h. die logische und die physische Reihenfolge müssen übereinstimmen. Datensätze können durch ein Feld sortiert werden, auf das zugegriffen wird. Die Aktualisierung der Informationen ist kompliziert, da es notwendig ist, den gesamten Inhalt der Datei nach dem Hinzufügen der Änderungen zu verschieben. Die sequentielle Zugriffsmethode ist einfach zu programmieren und erlaubt einen schnellen Zugriff auf Informationen, sofern sie in vorgegebener Reihenfolge erfolgt. Sie ist auch die Methode, die eine bessere Nutzung der Informationsunterstützung ermöglicht.

Direktzugriff

Um auf einen bestimmten Datensatz zuzugreifen, ist es nicht notwendig, die vorhergehenden zu durchlaufen. Diese Art des Zugangs kann nur in den Medien berechnet werden, die ihrem Wesen nach die Genehmigung erteilen. Als Antwort auf die Anfrage eines spezifischen Datensatzes enthält die SW-Zugriffsmethode die physische Blockadresse, und sie greift direkt darauf zu. Wege zu einem Block auf der Festplatte: 1 - Suche nach dem Block 2 - Mit Schlüssel 3 - Verfahren zur Verarbeitung

Indizierter Direktzugriff

Sie können die Datei erstellen, um einen Index oder eine Tabelle für jede zu erstellen, die Beziehungen zwischen den Schlüsseln und ihren physischen Blöcken herstellt. So finden Sie einen Datensatz: 1. bis der Index die Schlüssel erhält, die der Blockadresse entsprechen, die beantragt wurde. Geben Sie dann den Block ein. Für große Dateien können Sie einen Master-Index oder den Index von Indizes verwenden. Der Lehrer zeigt auf den sekundären Index, der den Schlüssel enthält, und dieser direkt auf den Physical Block.