Файл: Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине " Операционные системы ".docx

Задачи системы управления файлами:

• Обеспечение работы с файлами в соответствии с принятыми спецификациями (описаниями) объектов файловой системы;

• Предоставление пользователю интерфейсов для работы с файлами.

Функции системы управления файлами:

• Создание, удаление, переименование и другие операции командами операционной системы, программами пользователя и специальными программными средствами;

• Организация работы с не дисковыми устройствами как с файлами;

• Организация обмена данными между устройствами, файлами и устройствами, между файлами;

• Работа с файлами посредством обращения к программным модулям системы управления файлами;

• Защита файлов от несанкционированного доступа.

17. 
    Что такое монтируемые файловые системы? Поясните структуры файловых систем (одноуровневую, иерархическую, сетевую).
    

Изначально операционная система имеет основную систему управления файлами, она размещается в корневом каталоге и позволяет создать вложенные каталоги для поддержки других файловых систем (точнее, систем управления файлами). В эти вложенные каталоги монтируются новые системы управления файлами, они называются монтируемыми системами управления файлами.

Одноуровневая система каталогов предусматривает существование только корневого каталога, а все файлы числятся в этом каталоге.

В иерархической и сетевой структурах предусматривается вхождение в любой каталог множества каталогов. В иерархической структуре файл может входить (числиться) только в одном каталоге и иметь только одно полное имя файла. Иерархическая структура файловой системы имеет и другое название – древовидная. В сетевой структуре файл может входить в два и более каталогов и иметь несколько полных символьных имён, но только одно уникальное цифровое имя.

18. 
    Поясните структуры файловых объектов в файловых системах FAT16, FAT32, VFAT.
    

Во всех трёх файловых системах пространство логического диска делится на системную область и на область данных. Обязательным элементом всех трёх систем является загрузочная запись, расположенная в начале диска

Она состоит из блока параметров диска (BDP) и системного загрузчика (SB). Во всех трёх файловых системах присутствуют каталоги и файлы, которые описываются как файловый объект.

19. 
    Поясните структуру логического диска с файловой системой FAT16.
    

В этой файловой системе системная область создаётся при форматировании диска и включает в себя:

---

· загрузочную запись BR (Boot Record), структура которой приведена в табл. 6.2;

· зарезервированных секторов Rsec (Reserved Sectors);

· двух копий (основной и резервной) таблицы размещения файлов FAT1 и FAT2;

· корневого каталога диск Rdir (Root Directory).

Область данных содержит обычные файлы и файлы-каталоги. В отличие от системной области область данных доступна через элементы пользовательского интерфейса операционной системы. Она разбита на кластеры, включающие в себя от 4 до 64 секторов и имеющие размеры в пределах 2 – 4 Кб. Размеры кластеров зависят от ёмкости раздела физического диска, отведённого под логический диск.

20. 
    Поясните структуру логического диска с файловой системой VFAT.
    
21. 
    Опишите размещение файлов на диске с таблицей FAT.
    

Таблицы размещения файлов содержат в себе:

· перечень непосредственно адресуемых участков логического диска, отведённых для размещения на них файлов или их фрагментов;

· перечень адресов свободных областей дискового пространства;

· перечень адресов дефектных областей диска.

22. 
    Дайте характеристику файловых систем FAT16, FAT32, VFAT.
    

Предполагает деление физических дисков на логические, деление логических дисков на секторы, объединение нескольких секторов, идущих подряд в кластеры. Обязательным элементом файловой системы является таблица размещения файлов FAT (Files Allocation Table), содержащая сведения о начальных кластерах файлов, адресах свободных кластеров.

Файловая система FAT16 использовала формат имени файла 8.3: 8 символов отводилось для имения и 3 символа для расширения имени файла. Это достаточно жёсткое ограничение усугублялось ограниченным набором символов, допускавшихся для образования имени файла и его расширения.

Поэтому в операционных системах Windows 95 и NT, а затем и в исходных версиях Windows 2000 и XP появились файловые системы VFAT (виртуальная FAT) и FAT32. Файловая система VFAT поддерживает длинные имена файлов и совместима со стандартной системой FAT16. Совместимость обеспечивается наличием специальных утилит. Недостатком VFAT являются большие потери на кластеризацию и ограничения на размер логического диска. FAT32 является самостоятельной 32-разрядной файловой системой, наиболее совершенной из описываемых трёх систем.

23. 
    Дайте характеристику файловой системы NTFS.
    

Файловая система NTFS оперирует с общим понятием "ТОМ", частным случаем которого является логический диск. Возможно также создание отказоустойчивого тома, занимающего несколько разделов, с использованием RAID-технологии. Применение RAID-технологии позволяет повысить или быстродействие диска, или его надёжность, или то и другое вместе. Следует иметь в виду, что при установке операционной системы для использования RAID-технологии требуются так называемые динамические диски, представляющие стандарт распределения дискового пространства фирмы Microsoft. Они несовместимы с промышленным стандартом. Поэтому если диски будут преобразованы в динамические, то на этот жёсткий диск не дастся установить ни одну операционную систему, а ранее установленные операционные системы не смогут даже запуститься. Обратное преобразование динамических дисков в стандартные диски без полной потери данных невозможно.

---

24. 
    Поясните структуру тома файловой системы NTFS.
    

Том состоит из следующих частей:

• 
  зона главной таблицы файлов MFT (12% ёмкости тома)
  
• 
  обычная зона файлов и каталогов (88% ёмкости тома), которая делится на две области;
  
• 
  копии первых 16 записей таблицы MFT, занимающие часть обычной зоны.
  

Всё пространство тома делится на кластеры. Поддерживаются кластеры размером от 512 байт до 64 Кбайт. Увеличение размера кластера более чем до 4К исключает сжатие файлов и каталогов.

25. 
    Каковы средства самовосстановления файловой системы NTFS?
    

В числе особенностей файловой системы NTFS упоминается наличие средств самовосстановления, в частности поддержка журналов транзакций и изменений. Журналы транзакций являются специальными файлами, которые позволяют воспроизвести операции записи на диск. Журналы изменений также являются системными файлами, в которых ведётся протокол изменения файловой структуры. Каждой такой операции соответствует одна запись в журнале изменений, которая помечается как незавершённая. Если операция успешно выполнена, то пометка снимается. В случае сбоя или прерывания операции любым способом пометка сохраняется. При последующей перезагрузке процедура внутренней проверки целостности файловой системы обнаруживает пометки незавершённых операций и восстанавливает первоначальное состояние системы, т.е. задействует механизм отката.

26. 
    Что такое объектная модель безопасности файловой системы NTFS?
    

NTFS поддерживает объектную модель безопасности, разработанную для Windows NT. В соответствии ней файловая система рассматривает файлы и каталоги как объекты. Для пользователей введены учётные записи. Пользователи могут объединяться в группы, для которых задаются права доступа к различным каталогам и файлам. Права доступа файлам и каталогам хранятся в списках управления доступом (ACL) каждого каталога и файла.

27. 
    Поясните стандарт ISO 9660 и его расширения.
    

Стандарт ISO 9660 имеет три уровня:

• 
  первый уровень накладывает на файлы и каталоги жёсткие ограничения:
  
  • 
    файлы не могут быть фрагментированы;
    
  • 
    имена файлов могут быть записаны только в формате 8.3, поддерживающимся MS DOS, и содержать только символы A – Z, 1 – 9 и подчеркивание;
    
  • 
    имя каталога не может содержать более 8 символов и не должно иметь расширение;
    
  • 
    максимальный уровень вложенности каталогов не более восьми;
    
• 
  второй уровень разрешает имена файлов и каталогов длиной до 30 символов (включая расширение для файлов);
  
• 
  третий уровень разрешает длину имён файлов и каталогов до 30 символов и фрагментацию файлов.
  

---

Диск в стандарте ISO 9660 (рис. 6.6) имеет следующие элементы:

· область идентификации и синхронизации;

· системная область;

· оглавление тома;

· область данных.

Данные в таком томе начинаются с 16 сектора первой дорожки. На много сессионном томе создаётся несколько аналогичных структур.

Поэтому стандарт ISO 9660 имеет расширение Joliet. Стандарт поддерживает:

· имена файлов и каталогов длиной до 64 символов Unicode (т.е. до 128 байт);

· расширения имён каталогов;

· не ограниченный уровень вложенности каталогов;

· многосессионную запись.

Кроме Joliet существуют также расширения стандарта ISO 9660:

· Rock Ridge для накопителей CD-ROM, поддерживающий запись дополнительной информации для файловых систем UNIX/POSIX;

· Mount Rainier, обеспечивающий эффективную обработку данных, содержащихся на носителях CD-RW и DVD+RW.

28. 
    Поясните структуру односессионного тома компакт диска.
    

Область идентификации и синхронизации

Системная область

Оглавление тома

Область данных

Рис. 6.6. Структура односессионного тома на компакт-диске в стандарте ISO 9660

29. 
    Поясните формат записи CD-DA;
    

Формат для записи звуковых данных.

Формат CD-DA предусматривает создание диска, на который данные записываются за один сеанс работы. На диске может быть создано до 99 дорожек, расположенных последовательно друг за другом. В начале диска записывается заголовок сеанса Lead-in длительностью 120с, в конце – область Lead-out, заполненная нулями и позволяющая плееру обнаружить конец диска. Между дорожками с данными вставляются зазоры длительностью в 2 с. Данные записываются блоками по 2352 байта, средства контроля ошибок при чтении данных не предусмотрены.

30. 
    Поясните формат записи CD-ROM;
    

Для алюминиевых дисков, изготавливаемых прессованием.

Формат CD-ROM в настоящее время используется, как правило, для алюминиевых компакт-дисков, создаваемых по технологии прессования. Формат предусматривает создание на диске одной дорожки, ограниченной областями Lead-in и Lead-out.

31. 
    Поясните смешанный формат записи данных;
    

Комбинирует данные CD-ROM и CD-DA.

Смешанный формат предусматривает запись на одном диске компьютерных и звуковых данных на дорожках CD-ROM (Mode-1) и CD-DA соответственно. Он позволяет добавить к программам высококачественное звуковое сопровождение. При проигрывании диска на обычном плеере делается попытка первым воспроизвести компьютерные данные как звук.

---

32. 
    Поясните формат записи CD-ROM/XA;
    

Формат для смешанной записи компьютерных данных и графических, звуковых и видео данных с поддержкой записи в несколько сеансов.

Формат CD-ROM/XA является расширением формата CD-ROM, имеющим ряд особенностей:

· чередование блоков компьютерных данных с блоками графических, звуковых и видео данных;

· поддержка многосеансовой записи.

33. 
    Поясните формат записи PhotoCD;
    

Формат для графических данных с поддержкой многосеансовой записи.

Формат PhotoCD применяется в основном для записи графических данных и поддерживает многосеансовую запись. На физическом уровне этот формат реализован как многосеансовый формат CD-ROM/XA.

34. 
    Поясните формат записи VideoCD;
    

Формат для высококачественной записи видеофильмов.

Формат VideoCD используется для записи на компакт-диски видеофильмов. Первая дорожка диска записана в формате CD-ROM/XA. На ней хранятся информация о компакт-диске и программы. Следующие дорожки содержат видео информацию, сжатую по стандарту MPEG.

35. 
    Поясните формат записи Enhanced CD;
    

Формат, поддерживающий запись в два сеанса данных для мультимедиа и компьютерных данных.

Формат Enhanced CD (рис. 5.6,е), он же CD Extra и CD Plus, обеспечивает помещение на один диск компьютерных данных и данных для мультимедиа, причем компьютерные данные записываются во втором сеансе. Это обеспечивает возможность проигрывания данных мультимедиа на обычном плеере.

36. 
    Поясните формат записи CD-I и CD-I Brige;
    

CD-I – для интерактивных мультимедийных приложений, запускающихся на компьютерах с телевизором вместо монитора.

CD-I Brige – для интерактивных мультимедийных приложений, запускаемых на обычных компьютерах.

Форматы CD-I и CD-I Brige – предназначены для интерактивных мультимедийных приложений. Первый из них используется для приложений, написанных для небольших компьютеров, использующих вместо монитора обычные телевизоры, второй – для приложений, запускающихся на обычных компьютерах. Формат CD-I Brige представляет собой набор спецификаций, определяющих способ записи информации в формате CD-I на дисках CD-ROM/XA и используется для дисков PhotoCD и VideoCD.

37. 
    Поясните формат записи CD-UDF.
    

Универсальный дисковой формат.
Защита операционной системы. Безопасность операционных систем.

1. 
   Что такое цифровая подпись драйверов? Как она реализуется?
   

---