1386, I486 и Pentium.

1.3. Обзор методов и алгоритмов работы файловой подсистемы

Важным компонентом физической организации файловой системы

является физическая организация файла, то есть способ размещения файла

на диске.

Основными критериями эффективности физической организации файлов

являются:

организации при котором файлу предоставляется последовательность

кластеров диска, образующих непрерывный участок дисковой памяти.

Основным достоинством этого метода является высокая скорость доступа,

так как затраты на поиск и считывание кластеров файла минимальны. Также

минимален объем адресной информации — достаточно хранить только

номер первого кластера и объем файла. Данная физическая организация

максимально возможный размер файла не ограничивает. Однако этот вариант

имеет существенные недостатки, которые затрудняют его применимость на

практике, несмотря на всю его логическую простоту. При более

пристальном рассмотрении оказывается, что реализовать эту схему не так

уж просто. Действительно, какого размера должна быть непрерывная

область, выделяемая файлу, если файл при каждой модификации может

увеличить свой размер? Еще более серьезной проблемой является

фрагментация. Спустя некоторое время после создания файловой системы в

результате выполнения многочисленных операций создания и удаления

файлов пространство диска неминуемо превращается в «лоскутное

одеяло», включающее большое число свободных областей небольшого

размера. Как всегда бывает при фрагментации, суммарный объем свободной

памяти может быть очень большим, а выбрать место для размещения файла

целиком невозможно. Поэтому на практике используются методы, в которых

файл размещается в нескольких, в общем случае несмежных областях диска.

В общем случае, данные, содержащиеся в файле, имеют

некоторую логическую структуру. Эта структура является базой при разработке

программы, предназначенной для обработки этих данных.

Например, чтобы текст мог быть правильно выведен на экран, программа

должна иметь возможность выделить отдельные слова, строки, абзацы и т.д.

Признаками, отделяющими один структурный элемент от другого, могут

служить определенные кодовые последовательности или просто известные

программе значения смещений этих структурных элементов, относительно начала

файла. Поддержание структуры данных может быть либо целиком возложено на

приложения либо в той или иной степени может взять на себя ФС (файловую

систему).

В первом случае, когда все действия, связанные со структуризацией и

интерпретацией содержимого файла целиком относятся к ведению приложения.

Файл представляется ФС неструктурированной последовательностью данных.

Приложение формулирует запросы к ФС на ввод/вывод, используя общие для

всех приложений системные средства. Например, указывая смещение от начала

файла и количество байт, которые необходимо считать или записать.

Модель файла, в соответствии с которой содержимое файла представляется

неструктурированной последовательностью (потоком) байт, стала популярной

вместе с ОС UNIX, а теперь она широко используется в большинстве

современных ОС (MS-DOS, Windows2000/NT, NetWare).

Неструктурированная модель файла позволяет легко организовать разделение

файла между несколькими приложениями: разные приложения могут по-своему

структурировать и интерпретировать данные, содержащиеся в файле.

Другая модель файлов, которая применялась в ОС OS/360, DEC RSX, VMS, а в

настоящее время используется достаточно редко – это структурированный файл.

В этом случае поддержание структуры файла поручается ОС. ФС видит файл как

упорядоченную последовательность логических записей. Приложение может

обращаться к ФС с запросами на ввод-вывод на уровне записей, например,

«считать запись 25 из файла FILE.DOC». ФС должна обладать информацией о

структуре файла, достаточной для того, чтобы выделить любую запись. ФС

предоставляет приложению доступ к записи, а вся дальнейшая обработка данных,

содержащаяся в этой записи, выполняется приложением. Замечание. Развитием

этого подхода стали СУБД.

Физическая организация файла (ФОФ) – это способ размещения файла на

диске. Основные критерии эффективности физической организации файлов:

 Скорость доступа к данным.

 Объем адресной информации файла.

 Степень фрагментированнности дискового пространства.

 Максимально возможно размер файла.

Фрагментация – это наличие большого числа несмежных участков свободной

памяти очень маленького размера (фрагментов). Настолько маленького, что ни

одна из вновь поступающих программ не может поместиться ни в одном из

участков, хотя суммарный объем фрагментов может составить значительную

величину, намного превышающую требуемый объем памяти.

Существует несколько способов физической организации файла.

Непрерывное размещение – это простейший вариант ФОФ, при котором файлу

предоставляется последовательность кластеров диска, образующих непрерывный

участок дисковой памяти:

Достоинства способа: высокая скорость доступа, так как

затраты на поиск и считывание кластеров файла

минимальны, отсутствие фрагментации на уровне файла,

минимален объем адресной информации – достаточно

хранить только номер первого кластера и объем файла.

Недостатки невозможно сказать, какого размера должна

быть непрерывная область, выделяемая файлу, так как файл при каждой

модификации может увеличить свой размер, фрагментация на уровне кластеров,

из-за которой нельзя выбрать место для размещения файла целиком. Из-за этих

недостатков на практике используются другие методы, при которых файл

размещается в нескольких, в общем случае несмежных областях диска.

1.4 . Интерфейс управления виртуальной машиной

На представленом скриншоте основного окна приложения,

моделирующего работу операционной системы.

Порядок действий при работе с системой следующий:

1. Выбрать алгоритм управления процессами, памятью и диском.

2. Нажать кнопку «Запустить систему».

3. Создать процесс, указав для него параметр функционирования (зависит

от алгоритма планирования) и конфигурацию адресного пространства

4. Для активного процесса выполнить команду путем нажатия на

соответствующую кнопку

Вкладка "Процессы" предназначена для работы с подсистемой управления

процессами. На данной вкладке реализованы следующие функции:

запуск/остановка системы; выбор алгоритмов управления процессами, памятью

и диском; создать/удалить процесс; выполнить пустую команду; чтение/запись

по виртуальному адресу; работы с файлом.

Рисунок 4 - Основное окно системы

Пример задания структуры адресного пространства – 3 сегмента размером