|
Operatsion · � � tizimlar o‘zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti u
|
| bet | 49/129 | | Sana | 18.11.2023 | | Hajmi | 4,88 Mb. | | #100808 |
Bog'liq a12b69867f018f785135aa04d3624799 Operatsion tizimlar грифли 100 штIndeksli ketma-ket kirish – ushbu mexanizm ham fayllarga ketma-ket kirishga asoslangan. Ushbu usul turli xil bloklar uchun ko‘rsatgichlarni o‘z ichiga olgan fayl uchun indeksni yaratadi. Fayldagi yozuvni topish uchun avval indeks ketma-ketlikda izlanadi, so‘ng uning ko‘rsatgichi yordamida faylga to‘g‘ridan-to‘g‘ri kirish amalga oshiriladi.
Fayllarni fizik tashkil etish, ularni o‘qish va yozish usullari
Fayl tizimlarini fizik tashkil etilishi
Foydalanuvchi fayl tizimi to‘g‘risida kamdan kam holatda fayllar umumiy tartibda saqlaniladigan ierarxik tashkil qilingan ko‘plab axborot obyektlaridan iborat deb tasavvur qiladi. Faylning asosiy maqsadi baytlarni uzluksiz to‘plamidan tasvirlaydi, aslida esa
disk bo‘ylab qismlarga bo‘lingan bo‘ladi. Chunki u bu bo‘linishlar faylni mantiqiy tuzilishi bilan hech qanday bog‘lanmagan. Masalan, uning alohida mantiqiy yozuvi diskning son sanoqsiz sektorlarida joylashgan bo‘lishi mumkin. Real qurilmada faylni, katalogni va axborot tizimlarini joylashtirish faylni fizik tashkil etilishi bilan tavsiflanadi. Turli xil fayl tizimlari turli xil fizik tashkil etilishga ega bo‘ladi.
Disklar, qismlar, sektorlar, klasterlar
Fayllarni saqlashda zamonaviy hisoblash tizimlarida foydalaniladigan asosiy qurilma turi qattiq disk bo‘ladi. Diskli tarqatgich qattiq va yumshoq magnitli disklardagi ma’lumotlarni yozish va solishtirib o‘qish uchun mo‘ljallangan.
Qattiq disk har biri bitta yoki ikkita tomoni magnitli materilallar bilan berkitilgan bir yoki bir nechta shishali yoki metalli plastinkadan iborat bo‘ladi. Bunday ko‘rinishda, umumiy holatda disk plastina paketidan iborat bo‘ladi (5.2- rasm).
Har bir tomondagi har bir plastina ingichka bitta umumiy markazga ega halqa – ma’lumotlar saqlanadigan yo‘lak chizig‘i bo‘ladi. Yo‘laklar miqdori disk turiga bog‘liq bo‘ladi. Yo‘laklar raqami 0 dan boshlanib diskning markazidagi tashqi chiziqgacha boradi. Disk aylanganda kichkina bosh (ma’lumotlarni o‘qish) deb nomlangan element magnitli yo‘lak orqali ikkilik ma’lumotlarni o‘qiydi yoki ularni magnitli diskga yozadi. Ma’lumotlarni o‘qish ushbu yo‘lakga joylashtirilgan bo‘lishi mumkin. Ma’lumotlarni o‘qish diskning yuqorisida diskretli qadamlarni o‘zgartiradi, har bir qadam bitta qadamga siljishga to‘g‘ri keladi.
Diskga yozish ma’lumotlarni o‘qish usuli orqali yo‘lakning magnit xususiyatlarini o‘zgartirishi tufayli amalga oshiriladi. Ba’zi disklarda har bir yuza bo‘ylab bitta ma’lumotni o‘qishga (kichkina bosh) o‘zgaradi, boshqalarda esa har bir yo‘lakda ma’lumotlarni o‘qish asosida bo‘ladi. Birinchi holatda “kichkina boshdan” axborotlarni izlash uchun disk radiusi bo‘yicha o‘zgaradi. Barcha kichkina boshlar odatda yagona joyini o‘zgartiruvchi mexanizm va sinxron harakatlanish bilan mustahkamlangan bo‘ladi. Shu sababli “kichkina bosh” bitta yuza qism yo‘lagidagi ma’lumotni qayd etganda qolgan barcha “kichkina bosh” lar xuddi shu raqamli yo‘lakda to‘xtaydi. Har bir yo‘lak bitta yo‘lak boshqa biri bilan kichkina boshni
o‘zgartirishni talab qilmaydigan alohida kichkina boshga ega bo‘ladi va buning hisobiga ma’lumotlarni izlashga sarflanadigan vaqt tejaladi.
5.2- rasm. Qattiq disk qurilmasining sxemasi Plastinaning yuqa qismidagi bitta radiusidagi yo‘lak majmui
silindr (cylinder) deb ataladi. Har bir yo‘lak sektor yoki blok deb ataladigan fragmentlarga (qismlarga) bo‘linadi. Barcha yo‘laklar sektorlar soni bilan teng bo‘ladi. Sektor ikkilik darajasi bilan ifodalanadigan aniq bir tizim hajmi uchun belgilangan bo‘ladi. Ko‘pincha sektorning hajmi 512 baytdan iborat bo‘ladi. Turli xil radiusli yo‘laklar bir xil sektor miqdoriga ega bo‘ladi. Markazga yaqin yo‘lakka nisbatan uzoqrog‘iga yozish zichroq bo‘ladi (markazga yaqin yo‘laklarning hajmi kichikroq bo‘ladi).
Kerakli sektorni diskdan izlashda unga sektorning barcha tashkil etuvchilarini berish kerak bo‘ladi:
silindr raqami;
yuzasi raqami;
yo‘lak sektor raqami.
Sektor – tezkor xotira bilan disk qurilmasi ma’lumotlar almashadigan qisqa manzil. Bu dastur diskdan faqat bitta baytni o‘qishni talab etsa, butun bir sektor o‘qiladi va kerakli ma’lumotni tanlash uchun tizimga uzatishini bildiradi. Amaliy dastur sektorlarda emas baytlarda operatsiyani bajaradi, shu sababli talab etilayotgan ma’lumot sektori qisqa hajmini ko‘rsatish shart bo‘lmaydi, u holda so‘rov zarur axborotlarni o‘z ichiga olgan bir nechta sektorlarni va
talab qilinyotgan ortiqcha ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan bir yoki ikkita sektorni o‘qishni o‘z ichiga oladi.
Operatsion tizim disk bilan ishlaganda klaster deb ataladigan diskdagi yagona joydan foydalanadi. OT faylni yaratish yordamida uning uchun diskdan joy so‘raydi. Masalan, agar fayl 2560 hajmli joyga ega bo‘lsa, fayl tizimida klaster hajmi esa 1024 bilan belgilangan bo‘lsa, u holda fayl diskni 3 ta klasterga ajratadi.
Klaster – diskga xotirani taqsimlash orqali fayl tizimi operatsiyalarini bajaradigan eng kam miqdorli disk joyi. Yo‘laklar va sektorlar fizik yoki past pog‘ona, diskni formatlash protseduralarini bajarish natijasida yaratiladi. Diskda belgilangan blok chegarasi uchun identifikatsiyalangan axborotlar yoziladi. Past pog‘ona disk shakli ushbu disk foydalaniladigan operatsion tizimga bog‘liq emas.
Aniq bir fayl tizimi uchun disk belgisi yuqori pog‘ona yoki mantiqiy formatlash (shakllantirish) protseduralarida bajariladi. Yuqori pog‘onada shakllantirish klaster o‘lchamini begilab beradi va diskga fayl tizimi bilan ishlashda zarur bo‘ladigan axborotlarni yozadi, ya’ni kirishga ruhsat berilgan yoki foydalanilmaydigan to‘g‘risida, fayl va kataloglarni ajratilish hududi chegarasi to‘g‘risida, hududlardagi shikastlanishlar to‘g‘risida axborotlar. Bundan tashqari operatsion tizimga yuklovchini, ya’ni kompyuter reestri yoki manba ulangandan so‘ng operatsion tizimga initsializatsiyalash jarayonini boshlab beradigan uncha katta bo‘lmagan dasturni yozadi.
Ma’lum bir fayl tizimidagi diskni formatlashga nisbatan uni qismlarga ajratish mumkin. Qism - operatsion tizim foydalanuvchiga mantiqiy qurilma sifatida taqdim etadigan fizik diskning uzluksiz qismi.
Mantiqiy vosita aynan foydalanuvchi bilan birga ishlaydi, unga nomlari bo‘yicha murojaat etadi, masalan, A, V, S, SYS va boshqalar. Turli turdagi operatsion tizimlar ularning barchasi uchun yagona qismlar to‘g‘risidagi tushunchadan foydalanadilar, lekin har bir OT turi uchun maxsuslashtirilgan uning mantiqiy vositasi asosida yaratadi. Har bir mantiqiy vosita faqat bitta fayl tizimini yaratishi mumkin.
Ushbu fizik diskdagi turli xil mantiqiy vositalar shu va turli xil turdagi fayl tizimlarida joylashadi. 5.3- rasmda ikkita fayl tizimi o‘rnatilgan NTFS (C va E qismlar) va bitta FAT (D qism) fayl tizimi o‘rnatilgan 3 qismga ajratilgan disk keltirilgan.
Operatsion tizim qismlarni turli xil holatlarini qo‘llab- quvvatlashi mumkin, asosan operatsion tizim modelini yuklash uchun foydalanilishi mumkin bo‘lgan qismlarni qayd etadigan va faqat fayl ma’lumotlarini saqlash va ilovalarni o‘rnatish mumkin bo‘lgan bo‘limlarni tasvirlaydi. Diskning bo‘limlaridan biri faol bo‘ladi. Aynan shu bo‘lim operatsion tizimni yuklovchi hisoblanadi.
5.3- rasm. Ikkita NTFS fayl tizimi va bitta FAT fayl tizimi o‘rnatilgan 3 qismga ajratilgan disk
Faylni manzillash va fizik tashkil etish
Fayl tizimining fizik tuzilishining muhim komponentlaridan biri faylning fizik tuzilishi bo‘ladi, ya’ni diskga faylni joylashtirish usuli mavjud.
Faylni fizik tashkil etishning asosiy samaradorlik mezonlari quyidagilar:
ma’lumotlarga kirish tezligi;
faylni axborot manzili hajmi;
disk bo‘sh joyi qismi miqdori;
faylning maksimal hajmi.
Uzluksiz joylashtirish – fizik tuzilishning sodda ko‘rinishi, ya’ni disk xotirasida uzluksiz ishtirok etishini ko‘rsatuvchi diskning klasterlar ketma-ketligini taqdim etuvchi fayl. Ushbu usulning asosiy afzalligi yuqori tezlikda kira olishi, bu fayl klasterini o‘qish va izlashga sarflanadigan vaqtni minimallashtiradi. Shuningdek axborot manzil hajmini minimallashtirish – fayl hajmi va birinchi raqamli klasterda saqlash yetarli. Ushbu fizik tuzilishning fayl miqdorining
maksimal imkoniyatlari chegaralanmagan. Biroq bu variantda qator kamchiliklarga ega, ya’ni uning mantiqiy soddaligiga qaramasdan amaliyotda qo‘llashning murakkabligi hisoblanadi. Ahamiyat berilsa ushbu sxemani joriy qilish oson emas. Darhaqiqat, agar har bir o‘zgarishda fayl o‘zining hajmini oshirib borsa faylga ajratilgan joyning o‘lchami qanday bo‘ladi? Yana bir muammo qismlarga bo‘linish (fragmentlash).
Faylni fizik tashkil qilishning keyingi usuli – disk xotirasi klasteri ro‘yxati bilan bog‘langan ko‘rinishda joylashishi. Har bir klaster boshlanishida keyingi klasterni ko‘rsatishni o‘z ichiga oladi. Bu holatda axborot manzili minimallashtiriladi: faylni joylashtirib unga birinchi klaster raqamini berish mumkin bo‘ladi. Avvalgi usuldan farqi har bir klaster biron bir fayl bilan klaster zanjiri bo‘ylab birlashishi mumkin bo‘ladi, shubhasiz, klaster darajasida fragmentlash bo‘lmaydi. Fayl klasterlar miqdorini oshirib o‘zining mavjudlik davrida o‘lchamini o‘zgartirishi mumkin. Kamchiligi ushbu fayl joyiga ixtiyoriy kirishni joriy qilish murakkab – faylni klaster tartib raqami bo‘yicha beshinchisini o‘qish uchun klaster zanjirida joylashgan dastlabki to‘rtta klasterni o‘qishi kerak bo‘ladi. Bundan tashqari fayl ma’lumotlar miqdori ikkilik darajasiga teng bo‘lmagan bitta klasterni o‘z ichiga oladi, ko‘plab dasturlar esa ikkilik darajasiga teng o‘lchamda klaster ma’lumotlarini o‘qiydi.
Keng tarqalgan qo‘llash usullaridan masalan FAT fayl tizimida indeks ro‘yxati bilan bog‘langan ko‘rinishda joylashtirilish bo‘ladi. Ushbu usulda avvalgilariga ba’zi bir o‘zgartirishlar kiritilgan. Bu yerda xam fayl klaster ro‘yxati bilan bog‘langan ko‘rinishda xotirani ajratadi. Birinchi klaster raqami ushbu fayl xarakteristkalari saqlanadigan katalog yozuvini xotirlaydi. Qolgan manzil axborotlar fayl klasteridan alohida bo‘ladi. Diskdagi har bir klaster ba’zi bir element – indeks bilan bog‘langan bo‘ladi. Indekslar diskning alohida bir qismida joylashadi – bu FAT (File Allocation Table) jadval MS- DOS da bitta klasterni band qiladi. Agar xotira bo‘sh bo‘lsa, barcha indekslar nol qiymatiga ega bo‘ladi. Agar ayrim fayllarga berilgan bo‘lsaba’zi klasterlar Nunda bu klasterda indeks ushbu faylning keyingi klasteri M raqamiga yoki bu klaster navbatdagi fayl uchun qabul qilingan maxsus belgiga teng bo‘ladi. Faylni avvalgi klaster indeksi Nbelgisini qabul qilishi klasterga yangiddan berilganligini ko‘rsatadi.
Bunday fizik tashkil qilinish avvalgi usullarning barcha afzalliklarini saqlab qoladi: minimal axborot manzili, fragmentatsiyaning yo‘qligi, o‘lchamning o‘zgarish muammolari mavjud emasligi. Bundan tashqari, ushbu usul qo‘shimcha afzalliklarga ega. Birinchidan fayl klasteriga ixtiyoriy kirish uchun indeks jadvalini o‘z ichiga olgan faqat disk sektorlarini o‘qish yetarli bo‘ladi, zanjir bo‘yicha faylning kerakli klasterlar miqdorini hisoblaydi va kerakli klaster raqamini aniqlaydi. Ikkinchidan, ushbu fayl klasterni to‘liqligicha band qiladi, demak, hajm ikkining darajasiga teng bo‘ladi.
Faylni fizik joylashtirishning yana bir usuli ushbu faylni band qilgan klaster raqamlarini hisoblab chiqish bo‘ladi. Bu raqamlar to‘plami va fayl manzil xizmati bo‘ladi. Ushbu usulning kamchiliklari: manzil uzunligi fayl o‘lchamiga bog‘liqligi va katta fayllar uchun manzil uzunligi sezilarli darajada uzun bo‘lishi mumkin. Afzalliklari fayl klasteriga ixtiyoriy kirish tezligining yuqoriligi. Bu yerda faylning ixtiyoriy klasteri manzilini izlash orqali ko‘rsatuvchi zanjirni ko‘rib chiqishni rad etib, manzilga to‘g‘ridan-to‘g‘ri kirish qo‘llaniladi. Ushbu usulda klaster darajasida fragmentlash mavjud emas.
So‘nggi usul Unix OT ning an’anaviy fayl tizimlari s5 va ufs da foydalaniladigan ba’zi bir modifikatsiyalar bo‘ladi. Axborot manzili hajmini qisqartirish uchun ufs fayl tizimida chetki qismlarni manzillashni bevosita qo‘shishga imkon beradigan kombinatsiyalashgan klasterni manzillash sxemasidan foydalaniladi. Fayl manzilini saqlash uchun 15 ta maydon ajratiladi, ularning har biri 4 baytdan iborat bo‘ladi (5.4- rasm). Agar fayl miqdori 12 ta klasterga teng yoki kichik bo‘lsa, u holda bu klaster manzilning birinchi o‘n ikkita maydoniga o‘tkaziladi. Agar klaster 8 Kbayt o‘lchamga (ufs qo‘llab-quvvatlaydigan klasterning maksimal o‘lchami) ega bo‘lsa, unda 8192 * 12 = 98 304 baytgacha faylni manzillash mumkin.
Agar fayl o‘lchami 12 klasterdan oshsa, u holda navbatdagi 13- maydon keyingi klaster raqamini emas, navbatdagi fayl klasteri raqami joylashishi mumkin bo‘lgan klaster raqamini o‘z ichiga oladi. Bunday ko‘rinishda 13- manzil elementi chekka qism manzili uchun foydalaniladi. 8 Kbayt o‘lchamli klaster 13- elementni ko‘rsatib navbatdagi ma’lumotlar fayli klasterini 2048 raqamini o‘z ichiga olishi mumkin va fayl hajmi 8192 * (12 + 2048) = 16 875 520
baytgacha o‘sishi mumkin. Agar o‘lchami 12 + 2048 = 2060 klastergacha ortsa, u holda 14- maydondan foydalaniladi. Unda har biri ma’lumotlar faylining 2048 ta raqamini saqlaydigan 2048 ta klaster raqamini o‘z ichiga oladigan klaster raqami joylashadi. Bu yerda ikkilik bilvosita manzillashdan foydalaniladi. Uning yordami bilan 8192 * (12 + 2048 + 20482) = 3,43766 * 1010 baytgacha fayldagi klasterlarni manzillash mumkin.
5.4- rasm. Fayl manzili
Va nihoyat agar fayl 12 + 2048+ 20482 = 4 196 364 klasterni o‘z ichiga olsa, u holda uchtali bilvosita manzillash uchun, so‘ngi 15- maydondan foydalaniladi, ya’ni faylga manzil berish imkoniga ega bo‘lish uchun quyidagi maksimal hajmdan foydalanadi.
8192 * (12 + 2048 + 20482 + 20483) =7,0403* 1013bayt.
Bunday ko‘rinishda, 8 kbayt klaster o‘lchami orqali ufs fayl tizimi 8 milliard klaster saqlanadigan 70 trillion bayt ma’lumotidan iborat faylni qo‘llab-quvvatlaydi. 5.4- rasmda ko‘rinib turibdiki maksimal darajada katta fayl to‘g‘risida axborot manzilini berish uchun manzil markaziy qismida 4 bayt (60 bayt) hamda bilvosita manzil qismida 1 + (1 + 2048) + (1 + 2048 + + 20482) = 4 198 403
klasteri bo‘yicha 15 ta element talab etiladi. O‘lchamning kattaligiga
qaramasdan, bu miqdor manzillanyotgan ma’lumot hajmining 0,005
% atrofida bo‘ladi.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Operatsion · � � tizimlar o‘zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti u
|
