- •Связанный список. Хранение файла в виде связанного списка дисковых блоков.
- •Индексные узлы.
- •Управление свободным и занятым дисковым пространством.
- •Структура файловой системы на диске. Примерная структура файловой системы на диске.
- •Связывание файлов. Структура файловой системы с возможностью связывания файла с новым именем.
- •Кооперация процессов при работе с файлами.
- •Примеры разрешения коллизий и тупиковых ситуаций.
- •Hадежность файловой системы.
- •Целостность файловой системы.
- •Порядок выполнения операций.
- •Журнализация.
- •Производительность файловой системы. Кэширование.
- •Современные архитектуры файловых систем.
- •Дополнительные возможности современных файловых систем (на примере ntfs ос Windows xp).
- •Система управления вводом-выводом
- •Физические принципы организации ввода-вывода.
- •Общие сведения об архитектуре компьютера.
- •Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – dma).
- •Структура системы ввода-вывода. Логические принципы организации ввода-вывода.
- •Структура подсистемы ввода-вывода. Драйверы.
- •Функции подсистемы ввода-вывода.
- •Компоненты подсистемы ввода-вывода (структурная схема).
- •Диспетчер ввода-вывода.
- •Типовая обработка ввода-вывода.
- •Установка драйвера.
- •Диспетчер электропитания.
- •Сетевые и распределенные операционные системы.
- •Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей.
- •Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами.
- •Понятие протокола.
- •Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем. Семиуровневая эталонная модель osi/iso.
- •Проблемы адресации в сети. Одноуровневые адреса. Двухуровневые адреса.
- •Удаленная адресация и разрешение адресов. Схема разрешения имен с использованием dns-серверов.
- •Основные понятия информационной безопасности. Угрозы безопасности
- •Формализация подхода к обеспечению информационной безопасности.
- •Криптография как одна из базовых технологий безопасности ос.
- •Шифрование. Шифрование открытым ключом.
- •Шифрование с использованием алгоритма rsa.
- •Защитные механизмы ос. Идентификация и аутентификация
- •Пароли, уязвимость паролей.
- •Шифрование пароля.
- •Авторизация. Разграничение доступа к объектам ос.
- •Аудит системы защиты.
- •Анализ некоторых популярных ос с точки зрения их защищенности: ms-dos; Windows nt/2000/xp; Windows Vista; Windows 7.
- •Брандмауэр ос ms Windows.
Hадежность файловой системы.
Важный аспект надежной работы файловой системы – контроль ее целостности. В результате файловых операций блоки диска могут считываться в память, модифицироваться и затем записываться на диск. Причем многие файловые операции затрагивают сразу несколько объектов файловой системы.
В современных ОС предусмотрены меры, которые позволяют свести к минимуму ущерб от порчи файловой системы и затем полностью или частично восстановить ее целостность.
Порядок выполнения операции
Для правильного функционирования файловой системы значимость отдельных данных неравноценна. Искажение содержимого пользовательских файлов не приводит к серьезным последствиям, тогда как несоответствия в файлах, сод-щих управляющую инфо, могут быть катастрофическими. Поэтому должен быть тщательно продуман порядок выполнения операций со структурами данных файловой системы.
Рассмотрим пример создания жесткой связи для файла. Для этого файловой системе необходимо выполнить следующие операции:
создать новую запись в каталоге, указывающую на индексный узел файла;
увеличить счетчик связей в индексном узле.
Другим средством поддержки целостности является заимствованный из систем управления базами данных прием, называемый журнализация. Последовательность действий с объектами во время файловой операции протоколируется, и если произошел останов системы, то, имея в наличии протокол, можно осуществить откат системы назад в исходное целостное состояние, в котором она пребывала до начала операции.
Для отката необходимо, чтобы для каждой протоколируемой в журнале операции существовала обратная, в файловых системах протоколируются не все изменения, а лишь изменения метаданных. Изменения в данных пользователя в протокол не заносятся. Кроме того, если протоколировать изменения пользовательских данных, то этим будет нанесен серьезный ущерб производительности системы, поскольку кэширование потеряет смысл.
К сожалению, приходится констатировать, что не существует никаких средств, гарантирующих абсолютную сохранность информации в файлах, и в тех ситуациях, когда целостность информации нужно гарантировать с высокой степенью надежности, прибегают к дорогостоящим процедурам дублирования.
Целостность файловой системы.
Важный аспект надежной работы файловой системы – контроль ее целостности. В результате файловых операций блоки диска могут считываться в память, модифицироваться и затем записываться на диск. Причем многие файловые операции затрагивают сразу несколько объектов файловой системы. Например, копирование файла предполагает выделение ему блоков диска, формирование индексного узла, изменение содержимого каталога и т. д. В течение короткого периода времени между этими шагами информация в файловой системе оказывается несогласованной. И если вследствие непредсказуемого останова системы на диске будут сохранены изменения только для части этих объектов (нарушена атомарность файловой операции), файловая система на диске может быть оставлена в несовместимом состоянии. В результате могут возникнуть нарушения логики работы с данными, например, появиться «потерянные» блоки диска, которые не принадлежат ни одному файлу и в то же время помечены как занятые, или, наоборот, блоки, помеченные как свободные, но в то же время занятые (на них есть ссылка в индексном узле), или другие нарушения. В современных ОС предусмотрены меры, которые позволяют свести к минимуму ущерб от порчи файловой системы и затем полностью или частично восстановить ее целостность.