Монтування
У загальному випадку обчислювальна система може мати кілька дискових пристроїв. Навіть типовий персональний комп’ютер звичайно має один накопичувач на жорсткому диску, один накопичувач на гнучких дисках і накопичувач для компакт-дисків. Потужні ж комп’ютери, як правило, оснащені більшою кількістю дискових накопичувачів, на які встановлюються пакети дисків. Більше того, навіть один фізичний пристрій за допомогою засобів операційної системи може бути представлений у вигляді декількох логічних пристроїв, зокрема шляхом розбивки дискового простору на розділи. Виникає питання, яким чином організувати зберігання файлів у системі, що має кілька пристроїв зовнішньої пам’яті?
Першє рішення полягає в тому, що на кожному з пристроїв розміщується автономна файлова система, тобто файли, які є на цьому пристрої, описуються деревом каталогів, ніяк не пов’язаним з деревами каталогів на інших пристроях. У такому випадку для однозначної ідентифікації файлу користувач поряд із складеним символьним ім’ям файлу повинен указувати ідентифікатор логічного пристрою. Прикладом такого автономного існування файлових систем є операційна система MS-DOS, у якій повне ім’я файлу включає буквений ідентифікатор логічного диска. Так, при звертанні до файлу, розташованому на диску А:, користувач повинен указати ім’я цього диска: A:\privat\letter\uni\let1.doc.
Іншим варіантом є така організація зберігання файлів, при якій користувачеві надається можливість поєднувати файлові системи, які перебувають на різних пристроях, у єдину файлову систему, описувану єдиним деревом каталогів. Така операція називається монтуванням. Розглянемо, як здійснюється ця операція на прикладі ОС UNIX.
Серед усіх наявних у системі логічних дискових пристроїв операційна система виділяє один пристрій, який називають системним. Нехай є дві файлові системи, розташовані на різних логічних дисках (рис. 2), причому один з дисків є системним.
Файлова система, розташована на системному диску, призначається кореневою. Для зв’язку ієрархій файлів у кореневій файловій системі вибирається деякий існуючий каталог, у даному прикладі – каталог man. Після виконання монтування обраний каталог man стає кореневим каталогом другої файлової системи. Через цей каталог монтована файлова система приєднується як піддерево до загального дерева (рис. 3).
Рис. 2. Дві файлові системи до монтування
Рис. 3. Загальна файлова система після монтування
Після монтування загальної файлової системи для користувача немає логічної різниці між кореневими і змонтованою файловими системами, зокрема, іменування файлів здійснюють так само, немов би вона з самого початку була єдиною.
Атрибути файлів
Поняття “файл” включає не тільки дані і присвоєні їм імена, але й атрибути. Атрибути файлу – це інформація, що описує властивості файлу. Приклади можливих атрибутів файлу:
тип файлу (звичайний файл, каталог, спеціальний файл тощо);
власник файлу;
творець файлу;
пароль для доступу до файлу;
інформація про дозволені операції доступу до файлу;
часи створення, останнього доступу і останньої зміни;
поточний розмір файлу;
максимальний розмір файлу;
ознака “тільки для читання”;
ознака “прихований файл”;
ознака “системний файл”;
ознака “архівний файл”;
ознака “двійковий/символьний”;
ознака “тимчасовий” (видалити після завершення процесу);
ознака блокування;
довжина запису у файлі;
покажчик на ключове поле в записуі;
довжина ключа.
Набір атрибутів файлу визначається специфікою файлової системи: у файлових системах різного типу для характеристики файлів можуть використовуватися різні набори атрибутів. Наприклад, у файлових системах, що підтримують неструктуровані файли, немає необхідності використовувати три останні атрибути у наведеному списку, зв’язані з структуризацією файлу. В однокористувальницькій ОС у наборі атрибутів будуть відсутні характеристики, що мають відношення до користувачів і захисту, такі як власник файлу, творець файлу, пароль для доступу до файлу, інформація про дозволений доступ до файлу.
Користувач може одержувати доступ до атрибутів, використовуючи засоби, надані для цієї мети файловою системою. Зазвичай дозволяється читати значення будь-яких атрибутів, а змінювати – тільки деякі. Наприклад, користувач може змінити права доступу до файлу (за умови, що він має необхідні для цього повноваження), але змінювати дату створення або поточний розмір файлу йому не дозволяється.
Значення атрибутів файлів можуть безпосередньо утримуватися в каталогах, як це зроблено у файловій системі MS-DOS (рис. 4, а). На рисунку представлена структура запису в каталозі, що містить просте символьне ім’я і атрибути файлу. Тут буквами позначені ознаки файлу: R – тільки для читання, А – архівний, Н – прихований, S – системний.
Рис. 4. Структура каталогів: а - структура запису каталогу MS-DOS (32 байта); б - структура запису каталогу ОС UNIX
Іншим варіантом є розміщення атрибутів у спеціальних таблицях, коли в каталогах містяться тільки посилання на ці таблиці. Такий підхід реалізований, наприклад, у файловій системі ufs ОС UNIX. У цій файловій системі структура каталогу дуже проста. Запис про кожний файл містить коротке символьне ім’я файлу і покажчик на індексний дескриптор файлу, так називають в ufs таблицю, у якій зосереджені значення атрибутів файлу (рис. 4, б).
У тому чи іншому варіантах каталоги забезпечують зв’язок між іменами файлів і власне файлами. Однак підхід, коли ім’я файлу відділене від його атрибутів, робить систему більш гнучкою. Наприклад, файл може бути легко включений відразу в кілька каталогів. Записи про цей файл у різних каталогах можуть містити різні прості імена, але в полі посилання буде зазначений той самий номер індексного дескриптора.