1.2 Деректер қоры негізінде ақпараттық жүйені құрудың техникалық-ұйымдастыру проблемалары.

Әрі қарай біз қазіргі заман талабына қарай файлдық жүйені ұйымдастыру жөнінде айтамыз. Біріншіден, практика жүзінде барлық қазіргі кездегі компьютерлерде сыртқы жадының негізгі құрылғысына жылжымалы басы бар магнитті дискілер жатады және олар файлды сақтау үшін қажет. Мұндай магнитті дискілер магнитті пластина пакетінен тұрады, олардың арасында бір рычагта магнитті бас пакеті жылжып жүреді. Бас пакетінің жылжу қадамы дискретті, және бас пакетінің әрбір күйіне логикалық түрде магниттік дискінің цилиндрі сәйкес келеді. Цилиндр әр жоғарғы қабатта жол "сызады", әр жоғарғы қабат цилиндр санына сәйкес жол санына тұрады. Магниттік дискіні белгілеу кезінде (дискіні қолданудағы арнайы әрекет) әр жол ұқсас блоктар санына белгіленеді, әр блок максимум бойынша байттар санын жазады. Сонымен, аппаратура деңгейінде магниттік дискімен алмасу үшін цилиндр нөмірін, жоғарғы қабат нөмірін, тиісті жолдағы блок нөмірін және байт санын көрсету керек. Бірақ бұл мүмкіндік магнитті дискімен порциямен алмасады, қазіргі кезде блок көлеміне азы файлдық жүйеде қолданылмайды. Бұл екі себеппен байланысты. Біріншіден, аппаратура дискімен алмасуды орындауда үш негізгі әрекет жасайды: керекті цилиндрге басты орналастыру, керекті блокты жолдан іздеу және осы блокпен алмасу. Осы әрекеттердің ішінде көп уақыт алатыны біріншісі. Сондықтан алмасудың қорытынды уақытын санау немесе жазу есебінен тек блок бөлігінен жеңіп алу мүмкін емес. Екіншіден, файлдық жүйе блок бөліктерімен жұмыс істеу үшін оперативті жадыны үлестіруді күрделірендіретін оперативті жады буферін тиісті өлшеммен қамтамасыз ету керек. Сондықтан барлық файлдық жүйеде, файл блоктарының адрес кеңістігінде тікелей адрестеу жиынтығын ұсынатын, файл жұмысын қамтамасыз ететін кейбір файлдық деңгей бөлінеді. Файлдың бұл логикалық блоктарының өлшемі дискінің физикалық блогының өлшеміне ұқсас болады және көбінесе операциялық жүйемен бірге компьютер аппартурасымен ұсталынатын виртуальды жады бетінің өлшеміне тең болып таңдалады. Кейбір файлдық жүйеде базалық деңгей пайдаланушының қатынауына рұқсат етілген, бірақ пайдаланушыға стандартты жоғарғы деңгеймен бүркемеленеді. Екі негізгі жақындау таратылған. Бірінші жақындауда, қасиетті, мысалы, DEC RSX және VMS фирмаларының операциялық жүйелерінің файлдық жүйесі, пайдаланушылар файлды жазба тізбегі ретінде көреді. Әр жазба – бұл тұрақты немес айнымалы өлшемдегі байттар тізбегі. Жазбаны тізбектей жазуға немесе оқуға, немесе көрсетілген нөмірмен жазбаға файлды позиционирлеуге болады. Кейбір файлдық жүйелер өрісте жазбаны құрылымдауға мүмкіндік береді және кейбір жолдарды өріс кілтті етіп жариялайды. Мұндай файлдық жүйеде оның берілген кілтті бойынша файлдан жазбаны таңдауды талап ету керек. Шындығында, бұл жағдайда файлдық жүйе сол (немесе басқа) базалық файлда қосымша, пайдаланушыға көрінбейтін деректер құрылымын ұстайды. Кілттік файлдарды ұйымдастырудың таратылған тәсілі хэштеу техникасына және B-ағашына негізделеді (біз бұл жөнінде келесі дәрісте айтамыз). Файлды ұйымдастырудың көпкілттік тәсілі бар. Екінші жақындау, UNIX операциялық жүйесімен бірге белгілі болған, кез келген файл байттар тізбегі сияқты көрсетіледі. Файлдан байттардың көрсетілген санның бас жағынан оқуға болады, болмаса оны алдын-ала көрсетілген нөмірмен байтқа позиционирлеу жүргізу. Ұқсастық, байттардың көрсетілген санның файлдың соңына жазуға болады, болмаса файлды позиционирлеуді алдын-ала жүргізу. Ескеріп кетеміз, пайдаланушыдан жасырын болатын, ОЖ UNIX файлдық жүйесінің барлық әртүрлігінде болатын файлдың базалық блоктік көрсетуі. Сонымен, екі жақындау үшін файлды көрсетуді басқа түрге келтіретін функцияны түрлендіру жиынтығымен қамтамасыз ету. Осыған мысал болып DEC фирмасының операциялық жүйеге орталығындағы Си тілінде программалау жүйесінің стандартты файлдық ортаны ұстау болып табылады.

Файл қорғанысы.

Соншалықты файлдық жүйелер басқа пайдаланушыларға жататын файлдардың жалпы қоймасы болып табылады, файлды басқару жүйелері файлға қатынау авторизациясын қамтамасыз етеді. Жалпы түрде жақындау мынадан тұрады, әрбір тіркелген пайдаланушысына қатынасы бойынша берілген есептеу жүйесінің әрбір файлына осы пайдаланушыға рұқсат немесе рұқсат етілмеген, әрекет көрсетіледі. Осы жақындауды толық көрсетуге әрекет жасалынды. Бірақ бұл көп артық ақпаратты сақтау, сонымен бірге осы ақпаратты қатынау мүмкіндігін бақылау сияқты көп шығынға әкелді. Сондықтан қазіргі заман талабына сай көптеген файлды басқару жүйелерінде файлды қорғауға UNIX ОЖ таралған жақындау қолданылады. Бұл жүйеде әр тіркелген пайдаланушыға бүтін санды идентификаторлар жұбы сәйкес келеді: осы пайдаланушыға қатысты топ идентификаторы және топтағы оның жеке идентификаторы. Әр файлда осы файлды құрған тиісті пайдалнушының толық идентификаторы сақталынады, және ол өзі файлмен қандай әрекет жасай алады, сол топтағы басқа пайдаланушылар файлмен қандай қатынау әрекеттерін жасай алады және басқа топ пайдаланушылары файлмен не істей алады. Бұл ақпарат өте жинақы, тексеру кезінде аз ғана әрекеттер қажет, және қатынауды бақылаудың бұл тәсілі көп жағдадйда қанағаттанарлық.

Файлды қолдану аймақтары.

Файлдық жүйе тарихында осы қысқа экскурстан кейін оның қолдану аймақтарын қарастырамыз. Ең басында файлдар мәтіндік деректерді сақтау үшін қолданылады: құжаттар, программа мәтіні және т.б. Мұндай файлдар көбінесе әртүрлі мәтіндік редактор көмегімен пайда болады және модификацияланады. Мәтіндік файл құрылымы көбінесе өте қарапайым: бұл мәтін жолынана тұратын жазба тізбегі, болмаса ортасында аранйы символ кездесетін байт тізбегі (мысалы, жол соңының символы). Программа мәтінімен файлдар компилятордың шығыс мәтіні болып қолданылады, олар өз кезегінде объектілі модульден тұратын, файлды қалыптастырады. Файлдық жүйе көз қарасынан объектілі файлдар құрылымы қарапайым – байт немесе жазба тізбегі. Программалау жүйесі бұл құрылымға осы жүйе үшін күрделі және спецификалық объектілі модуль құрылымын қояды. Объектілі модульдің логикалық құрылымы файлдық жүйеге белгісіз, бұл құрылым программалау жүйесінің программаларымен ұсталынады. Осыған ұқсас орындалатын программа кескіні бар және байланыс редакторымен қалыптасатын файлмен жұмыс болады. Мұндай файлдардың логикалық құрылымы байланыс редакторына және операциялық жүйе программасын жүктеушісіне белгілі болады. Дәл осындай жағдай графикалық және дыбыстық ақпараты бар файлдармен. Бір сөзбен айтқанда, файлдық жүйелер әлсіз құрылымды ақпаратты сақтауды қамтамасыз етеді, кейінгі құрылымды қолданбалы программаға қалдырып. Жоғарыда айтылған жағдайларда файлды қолдану өте жақсы, себебі кез келген жаңа қолдаңбалы жүйе құруда стандартты, қарапайым және арзан файлдық жүйеге сүйене отырып, осы қолдаңбалы аймақ спецификасына сәйкес сақтау құрылымын үлестіруге болады.

Негізі әдебиет [1], бет 10-23

Қосымша әдебиет [2], бет 12-31

Бақылау сұрақтары

1. Сіз ақпаратты жүйені қалау түсінесіз?

2. Ақпараттық жүйе файлдық жүйеден айырмашылығы қандай?

3. Ат берілген файл дегеніміз не?

4. Файлды қорғау қалай іске асады?

5. Файлдық жүйені қолдану аймағы?

Дәріс 2. Деректер қоры жүйелерінің архитектурасы. Негізгі концепциялары.