Operációsrendszerek. 3. elıadás. Állományszervezés, felhasználói felületek

Átírás

1 Operációsrendszerek 3. elıadás Állományszervezés, felhasználói felületek

2 Bevezetés Állományszervezés Fizikai Logikai Stratégiák Felhasználói felületek Parancsmódú GUI X-Windows

3 Állományszervezés Az állományszervezés: az operációs rendszer azon feladatainak győjteménye, amelyek biztosítják a felhasználó által adott információ háttértáron történı elhelyezését, illetve visszakeresését. Fizikai szint: A háttértár tárolási rendszere Logikai szint: Állományokl, könyvtárakl, kötetek (meghajtók) Alapvetı tulajdonságok Elérési idı: Mennyi idı alatt találja meg az OS a háttértáron a kérdéses adatot tartalmazó részt Átviteli idı: Mennyi idı alatt udja az OS elvégezni a kérdéses adatmennyiség mozgatását a háttértár és a memória között

4 Fizikai szervezés Mágnesszalag (streamer): blokk-szervezéső, az egyes állományok tartalma azonos (ritkábban változó) mérető részekben (rekord) kerül felírásra, és mind az egyes blokkokat, mind az egyes állományokat üres helyek ( gap ) választják el egymástól Mágneslemezek: adat eléréséhez három információra van szükség: melyik lemez hanyadik sávjának hanyadik szektora tartalmazza a keresett adatot, ezt a hármast nevezik (az angol terminológia kezdıbetőibıl) CHS-nek nevezik (Cylinder (=sáv), Head (=az író-olvasó fej), Sector (=szektor)) Optikai lemezek: közvetlen elérésőek, blokk-szervezésőek (az adattárolás a lemez közepérıl induló, kifelé bıvülı sugarú spirál mentén, adatblokkok formájában történik azonban az egyes blokkok szerkezete lényegesen eltér a mágneses elvő háttértáraknál alkalmazottaktól, és az adattárolás alapegysége sem a blokk, hanem a blokkok csoportja, a szektor

5 Logikai szervezés Fájl: felhasználói szempontból összetartozó adatok megkülönböztetı azonosítóval rendelkezı csoportja a háttértáron (a felhasználói adattárolás egysége). Könyvtár: a felhasználói állományok csoportosítását lehetıvé tevı logikai azonosítók (strukturált) rendszere a háttértáron (megvalósításában: adminisztratív állomány). Kötet: a háttértároló egyedi logikai azonosítóval rendelkezı területe (az operációs rendszer számára a háttértár megkülönböztethetı része).

6 Állománykezelı rendszer Az operációs rendszer állományszervezéssel kapcsolatos tevékenységeit megvalósító rendszerszolgáltatások csoportja. Az állománykezelı a rétegmodellben a felhasználói felület és az eszközvezérlık között helyezkedik el azaz nem azonos és nem összetévesztendı a shell szinten megjelenı azonos nevő alkalmazásokkal (Commander programok, Intézı, stb.)!

7 Az OR állományszervezési komponensei

8 Mőködés A felhasználó által megadott (egyedi) azonosító alapján az állománykezelı meghatározza a keresett információ fizikai helyét, és (szükség esetén az adott háttértár kezelésére szolgáló kiegészítı program az eszközvezérlı - segítségével) utasítja a háttértár író/olvasó mechanizmusát a megfelelı mővelet elvégzésére. Tekintve, hogy a számítógép és a háttértárak mőveletvégzési sebessége jelentısen eltér, a gyakorlatban az állománykezelı és a hardver eszköz közé egy gyors átmeneti tárolót (puffer, buffer, cache ) is beépítenek.

9 Állományok tulajdonságai I. típus: mivel a tárolt információ elemzése nem az operációs rendszer feladata, de az egyes állományok tartalma alapvetıen meghatározza a vele (rajta) elvégezhetı mőveletek körét, az operációs rendszerek általában az állomány nevét kiegészítik egy azonosítóval, ami segít annak meghatározásában, hogy milyen mőveletek értelmezettek az adott adatcsoporttal. A DOS alapú operációs rendszerekben örökségeként szokás ezt a típusazonosítót kiterjesztésnek is nevezni. idıbélyegek: az állományok használatakor más és más idıpillanatokban különféle tevékenységeket végezhetünk az adatokon, amelyek feljegyzése részben adminisztratív, részben biztonsági célokat szolgál. Általánosan használt idıbélyeg az állomány keletkezésének idıpontja (amikor az adatcsoport rögzítésre került a háttértárolón), de egyes operációs rendszerek rögzítik az állománnyal végzett mőveletek (utolsó megnyitás, utolsó módosítás) idıpontját is. méret: az állományban tárolt információ mennyisége, általában bájtban kifejezve. Fontos tudni, hogy az állomány tartalma és a tárolásához szükséges hely nagysága általában nem azonos! (Kérdés: miért?)

10 Állományok tulajdonságai II. jellemzık (attribútumok): operációs rendszerenként változó kiegészítı információk (általában 1 biten tárolt értékek), amelyek az operációs rendszer számára hordoznak járulékos információt az egyes állományokról gyakorlatilag meghatározzák az operációs rendszer egyes szolgáltatásainak, mőveleteinek hatását az adott állományra (pl. írásvédelem, röptömörítés alkalmazása, stb.). jogosultságok: amennyiben az operációs rendszer támogatja, megadható (korlátozható) az egyes állományokon végezhetı mőveletek (pl. módosítás, törlés, megnyitás, tulajdonságok megváltoztatása, stb.) köre. Elsısorban a többfelhasználós rendszerekben alkalmazott tulajdonság, amely a felhasználók azonosításának képességével együttesen szabályozott állománykezelést tesz lehetıvé.

11 Állománymőveletek I. létrehozás: az állománykezelı a háttértár alkalmas (mérető) területét lefoglalja és a háttértár foglaltságát tartalmazó táblázatban (ld. késıbb) rögzíti az állomány azonosítására szolgáló adatokat. megnyitás: ahhoz, hogy a háttértárolón elhelyezkedı adatokkal mőveletet végezhessünk, az állományt elıbb meg kell nyitni. A megnyitás során az operációs rendszer azonosítja az állományt (logikai név fizikai elhelyezkedés összerendelése), ellenırzi a kijelölt mővelet végrehajtásához szükséges jogosultságok meglétét és egy fájl leíró táblát (FCB File Controll Block) hoz létre, ami tartalmazza az állomány elhelyezkedésével és kezelésével kapcsolatos információkat lényegében ezen a struktúrán keresztül kezelhetı az állomány tartalma.

12 Állománymőveletek II. pozícionálás: a következı írási vagy olvasási mővelet elvégzésének helyének meghatározása. Az operációs rendszer egy mutató segítségével tartja nyilván, hogy a feldolgozási folyamat az állomány tartalmának mely részénél jár (természetesen ez a mutató is az FCB-ben található), ennek a mutatónak a beállításával történik az állománynak a következı mőveletben érintett részének a kijelölése. lezárás: az FCB megszüntetése, az állomány tartalmának rögzítése a háttértáron. Lezárt állománnyal állományszintő mővelet nem végezhetı.

13 Könyvtár (directory) az operációs rendszer által használt adminisztratív célokat szolgáló állomány, amely a felhasználói információt tartalmazó állományok logikai csoportosítását a fizikai elhelyezkedésük tárolásával teszi lehetıvé. a (felhasználói) állomány elhelyezkedésének logikai struktúráját tükrözı bejegyzés.

14 Szervezési stratégiák I. Folytonos állomány-elhelyezési módszerek legelsı megfelelı (First Fit): az elsı alkalmas mérető tartományt foglalja le. Leggyorsabb, de nem feltétlen hatékony. legjobban illeszkedı (Best Fit): azt a tartományt használja fel, amely a legkisebb mértékben tér el az állomány méretétıl. Lassú, de hatékony: a legkevesebb veszteséget eredményezi. legrosszabbul illeszkedı (Worst Fit): az elızı ellentéte, a legnagyobb eltéréső területen helyezi el az állományt így biztosítja, hogy továbbra is (relatíve) nagy blokk-csoportok maradjanak felhasználhatóak.

15 Szervezési stratégiák II. Nem folytonos állomány-elhelyezési módszerek Láncolt lista: a szabad tartományok meghatározásánál használt elv alapján a lemez blokkjainak megfelelı elemszámú táblázatot hozunk létre, de most az egyes mezıkben azt tároljuk, hogy íamennyiben a háttértáron az adott sorszámú blokkban egy állományhoz tartozó adatcsoport van, akkor melyik sorszámú blokk tartalmazza ugyanazon állomány következı adatcsoportját. Ezt a táblázatot nevezzük fájl elhelyezkedési táblának (File Allocation Table, FAT). Indextábla: ebben az esetben minden állomány saját fájl elhelyezkedési táblával rendelkezik. A táblázat egyes mezıi sorrendben tartalmazzák az adatblokkok fizikai címét (az elhelyezkedést leíró táblázat neve az indextábla), a táblázat helyét pedig az állományhoz tartozó könyvtárbejegyzésben adjuk meg

16 Láncolt lista

17 Indexelt

18 Az állományszervezés jósága Helyreállíthatóság Biztonság Redundancia és hibatőrés További jellemzık: Többszörös adatfolyamok (streamek) UNICODE támogatás Dinamikus bad-szektor kezelés Hard linkek és kapcsolódási pontok Fájlok tömörítése Naplózás Felhasználószintő kvótakezelés Link követés Titkosítás POSIX támogatás Defragmentálás

19 Felhasználói felületek Parancsmódú rendszerek Pl: DIR c:\windows /S /B /A-D FIND net SORT /R > lista.txt Ablakozó (esemény-vezérelt) rendszerek (GUI: Graphic User Interface) Pl: MS Windows Novell-SuSe

20 Parancskiadás jellemzıi az utasításszerkezetnek minden esetben kulcsszóval kell kezdıdnie. az utasítás végét az operációs rendszer számára egy kitüntetett szimbólum (általában billentyő(kombináció): pl. Enter) jelzi. a paraméterek/kapcsolók száma utasításonként eltérı lehet (megengedve a paraméterrel/kapcsolóval nem rendelkezı utasítást is). amennyiben a paraméterek és kapcsolók sorrendje nem kötött, akkor az adott elem elıtt álló szimbóluma dönti el a szerepét (pl. a kapcsolók egy jellel kezdıdnek). a több paraméterrel/kapcsolóval rendelkezı utasítások esetében az egyes elemeket legalább egy elhatároló szimbólum (általában szóköz) választja el egymástól

21 A GUI mőködési alapelvei A grafikus felülető operációs rendszerek mőködési alapelvei lényegében az X Window System (röviden X11 vagy X) szabvány valamilyen szintő megvalósításaként állnak elı. Az X11 egy ügyfél-kiszolgáló (kliens-szerver) alapú rendszer: a grafikus képernyıt egy kiszolgáló (szerverprogram) kezeli, és minden program, amely írni vagy rajzolni szeretne a képernyıre ezek a kliensek (ügyfelek), ezzel a szerverrel kommunikál A hagyományos ügyfél-kiszolgáló modellel szemben az X11 fordított értelemben használja a fogalmakat: a szerver mindig a saját gépen futó grafikus felügyelı komponens, a kliens a programot futtató számítógép, ami lehet lokális, de lehet egy hálózaton keresztül elért másik gép is.

22 X11 mőködési elve kérés: a kliens küldi a szervernek, tartalma lehet pl. állapot lekérdezése vagy egy tevékenység elvégzésére irányuló kérés válasz: a szerver visszajelzése (reakciója) egy kérésre esemény: a szerver küldi a kliensnek, egy adott tevékenység leírása (pl. a felhasználó lenyomta az egér egyik gombját, vagy egy ablaknak megváltozott a mérete) hibaüzenet: a szerver küldi a kliensnek, az érvénytelen kérésekre vonatkozó speciális válasz.

23 X Window kliens-szerver architektúra