Разработка урока "Операционные системы. Файловые системы" (11 класс, информатика)

ОПЕРАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ. ФАЙЛОВЫЕ  СИСТЕМЫ

Операционная которые  взаимодействия  набор  программ,  для  обеспечения  устройств  компьютера  и  выполнения  пользователем    действий  над  объектами:  файлами,  каталогами,  дисками и т.д. система это  предназначены  всех

ОС обеспечивают: •управление работой устройств компьютера и  обмен данными между ними; •хранение данных в оперативной памяти и на  внешних носителях;  •выполнение других программ; •распределение ресурсов компьютера между  отдельными программами, которые работают  одновременно;  •организацию обмена данными между  пользователем и компьютером.

Некоторые аспекты развития современных ОС - Открытость исходного кода ОС или ее стратегических частей - Стремительное развитие ОС для мобильных устройств - Облачные вычисления (cloud computing)

Самые популярные ОС в мире (июль 2017)

Сопоставление Windows и Linux Windows Linux Операционная система бесплатна, основной набор стандартных офисных пакетов бесплатен и поставляется вместе Операционная система и большинство стандартных офисных пакетов стоят относительно дорого (до 500-600$ за Linux в состоянии запускать многие Windows-приложения, позволяя работать с ними в полном объеме Windows ориентируется на собственные приложения, особенно профессионального характера с операционной системой Драйвер для конкретного устройства может быть вообще не разработан производителем устройства или иметь недостатки Массовая поддержка «по любым вопросам» осуществляется в основном на основе Интернет-сообществ, форумов, хотя есть и платные услуги от фирм- разработчиков Качественной учебной литературы практически нет, многое из распространяемого в сети Интернет написано не педагогами (нельзя напрямую применять для обучения) Проблемы с безопасностью практически исключены Почти всегда форматы используемых файлов открыты комплект) Драйверы для внутренних и внешних устройств разрабатываются централизованно и в 99,99% случаях доступны и сертифицированы Для поддерживаемых операционных  систем (Vista, 7) поддержка осуществляется бесплатно, есть множество фирменной документации  99% всей имеющейся в настоящее время на рынке учебной литературы ориентировано на использование Windows и программного обеспечения  для этой платформы Множественные проблемы, связанные с информационной безопасностью Форматы используемых файлов чаще всего закрыты    

ФАЙЛ И ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА Файл ­  это упорядоченная совокупность данных на внешнем  носителе, которая имеет имя и которую операционная система  обрабатывает как единое целое. Файл является логической единицей хранения информации и в  процессе обработки рассматривается как единое целое. Имя файла = Собственно имя . Расширение (тип файла)

ФАЙЛ. КАТАЛОГИ, АТРИБУТЫ ФАЙЛА Информация  о  файлах,  размещённых  на  внешних  носителях  хранится  в  каталогах.  Кроме  имени  файла  (и  его  типа),  в  каталоге  записывается  и  другая  информация  о  файле  (размер  файла,  дата  и  время  создания,  место  хранения  на  диске  и  т.д.),  а  также  хранится набор атрибутов (свойств) файла.

ФАЙЛ. ПОИСК­СОРТИРОВКА ФАЙЛОВ.  МАСКА. Если необходимо найти (выделить) группу однотипных файлов  (для копирования, перемещения, удаления, преобразования и .т.п.).  При поиске (выделении) файлов можно воспользоваться масками  имен, или подстановочными символами.  Поиск с использованием маски удобен также в том случае, если вы  не помните точно имя файла, который надо найти.   «?» (означает один любой символ) и символ «*» (означает любое  количество или отсутствие любых символов);  для поиска всех документов с расширением .doc можно указать в  строке для поиска следующую комбинацию: *.doc; Маска ???.jpg – означает, что в имени графического файла  используется три любых символа. В результате поиска по такой  маске будут выделены все графические файлы типа jpg с именем  из трёх любых символов. Для поиска файлов по заданному параметру (имени, типу,  размеру, дате создания файла и т.п.) можно также применить  сортировку файлов (по возрастанию­убыванию) в любом файловом  менеджере.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА  Файловая система – структура хранения данных на  внешних  носителях  и  совокупность  программ,  которые  обеспечивают работу с этой структурой.  Операционная  система  может  работать  с  несколькими  файловыми системами Операционные  системы  Windows  могут  работать  с  файловыми системами FAT и NTFS.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА. FAT­16, FAT­32. Файловая система FAT  (File Allocation Table – «таблица размещения файлов»). БД «Корневой каталог» – это база данных, в которой хранится информация о файлах и папках, находящихся на диске.     Упрощенно структуру БД «Корневой каталог» можно  представить в виде таблицы:

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА. FAT­16, FAT­32. Файловая система FAT  (File Allocation Table – «таблица размещения файлов»). БД «Элементы FAT» содержит информацию о кластерах диска     Упрощенно структуру этой базы данных можно представить следующим образом:

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА. FAT­16. В файловой системе FAT­16 выделяется 16 бит для  хранения адреса кластера. 216 = 65 536 кластеров.  Макс. объём кластера 64 Кбайта, объём сектора 512 байт,  следовательно объём кластера не может превышать 128  секторов (65 536 : 512 = 128). 64 Кбайта × 65 536 кластеров = 4 194 304 Кбайта = 4 Гбайта,  поэтому FAT­16 нельзя использовать для носителей  информации более 4 Гб! Недостатки файловой системы FAT16:  • ограничения на объем диска и размер файла;  • ограничения длины имени файла;  • фрагментация файлов, приводящая к снижению  быстродействия и износу оборудования; • потери памяти диска, вызванные большими размерами  кластера.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА. FAT­32. В файловой системе FAT­32 выделяется 32 бита для хранения  адреса кластера. 232 = 4 294 967 296 кластеров. Объём кластера по умолчанию – 4 Кбайта. 4 Кбайта × 4 294 967 296 кластеров = 16 384 Гбайта = 16 Тбайт,  поэтому FAT­32 можно использоваться для носителей  информации до 16 Тб! Недостатки файловой системы FAT32:  В файловой системе FAT32 были сняты ограничения на длину  имени и размер корневого каталога, но остальные ограничения,  присущие FAT, остаются в силе • ограничения на размер файла; • фрагментация файлов, приводящая к снижению быстродействия  и износу оборудования; • потери памяти диска, вызванные большими размерами кластера.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА. NTFS. Файловая система NTFS (New Technology File System – «файловая  система по новой технологии») поддерживает любые размеры  кластеров от 512 байт до 64 Кбайт, но по умолчанию используется  кластер размером 4 Кбайта. В файловой системе NTFS выделяется 64  бита для хранения адреса кластера. 264 = 18 446 744 073 709 551 616  кластеров (16 эксабайт). По сравнению с FAT­32 файловая система NTFS увеличивает  надёжность и эффективность использования дискового пространства. В  NTFS  для  повышения  надёжности  используется  система  журналирования  –  перед  фактическими  изменениями  в  файловой  системе  сохраняется  список  этих  изменений  в  специальной  части  файловой  системы.    Система  восста­ новления позволяет восстановить рабо­ ту ОС после критических ошибок. В файловой системе NTFS все файлы подразделяются по размеру на приве-денные категории.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА.  ИЕРАРХИЧЕСКАЯ. В  иерархической  файловой  системе  в  процессе  форматирования  создаётся  корневой  каталог.  В  нем  могут  храниться  не  только  файлы, но и другие каталоги более низкого уровня, называемые  подкаталогами, или поддирек­ториями.  В  операционной  системе  Windows  подкаталоги  принято  называть  Диск С: папками. Каталоги, организован-ные в многоуровневую иерархическую струк-туру, называют «деревом каталогов». также Каждый каталог, кроме корневого имеет один единственный «родительский» каталог, внутри

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА.  ИЕРАРХИЧЕСКАЯ. Для ОС Windows корневым каталогом можно считать папку «Рабочий стол», в которой располагаются подкаталоги «Мой компьютер», «Корзина» и «Сетевое окружение». Эти подкаталоги носят стандартные названия и служат для заранее определенных целей. Папка «Мой компьютер» в качестве Папка «Сетевое окружение» содержит папки всех подкаталогов содержит компьютеров, которые подключены в этот момент к все диски, имеющиеся в локальной сети и к которым можно обратиться с данного данном компьютере. компьютера. Папка «Корзина» временно хранит все удаленные на данном компьютере папки и файлы.

ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ LINUX Операционная система Linux поддерживает множество файловых систем, в настоящее время наиболее широко используются: ext2, ext3,ext4, raiserfs. файл Каждый идентифицируется уникальным номером, Inode называемым Имеется один корневой (Индексный дескриптор). раздел - / (он же root, корень). разделы жесткого диска (если их несколько) представляют структуру собой подкаталогов, "примонтированых" определенным каталогам Все Размер  блока 1 KB 2 KB 4 KB 8 KB Макс.  размер  файла 16 GB 256 GB 2 TB 2 TB Макс.  размер  файлово й  системы до 2 TB до 4 TB до 8 TB до 16 TB к