Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Негосударственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

“Университет управления ТИСБИ”

Факультет среднего профессионального образования

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Операционные системы»

На тему: «организация файловых систем Linux»

Выполнил:

студент группы ПМ121/1 Воронов В.О.

Руководитель: Евдокимова И.М.

Казань-2014

Содержание

Linux -- общее название Unix-подобных операционных систем, основанных на одноимённом ядре. Ядро Linux создаётся и распространяется в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения. Поэтому общее название не подразумевает какой-либо единой «официальной» комплектации Linux; они распространяются в основном бесплатно в виде различных готовых дистрибутивов, имеющих свой набор прикладных программ и уже настроенных под конкретные нужды пользователя.

«Сравнение Windows и Linux» -- полемичный вопрос, поднимаемый, как правило, далёкими от информатики пользователями персональных компьютеров. Под Windows обычно подразумевается последняя на момент обсуждения версия Microsoft Windows для настольных компьютеров/ноутбуков, под Linux -- наиболее популярный на момент обсуждения дистрибутив GNU/Linux. Подобные дискуссии в основном сводятся к сравнению внешних признаков ОС (таких как графический интерфейс и удобство использования со стороны пользователей, привыкших к Windows) и технических характеристик (таких, как архитектура, API и безопасность со стороны пользователей альтернативных ОС). Здесь стоит отметить, что такое сравнение «в лоб» по сути некорректно, потому как «Windows» и поставляемый с ней набор программ -- это ПО, предназначенное для решения строго определённой задачи, в то время как «Linux» -- это ядро, на базе которого могут быть построены самые разнообразные конфигурации ОС, от пользовательских (например, Fedora для настольных компьютеров или Android для мобильных устройств) до серверных решений и встраиваемых ОС. Также стоит принять во внимание, что помимо ядра Linux в комплект дистрибутивов входит огромное количество программного обеспечения, которое подчиняется общей идеологии и распространяется свободно (что также подлежит обсуждению и сравнению с аналогами такого ПО под Windows).

Файл -- это понятие, привычное любому пользователю компьютера. Для пользователя каждый файл -- это отдельный предмет, у которого есть начало и конец и который отличается от всех остальных файлов именем и расположением («как называется» и «где лежит»). Как и любой предмет, файл можно создать, переместить и уничтожить, однако без внешнего вмешательства он будет сохраняться неизменным неопределенно долгое время. Файл предназначен для хранения данных любого типа -- текстовых, графических, звуковых, исполняемых программ и многого другого. Аналогия файла с предметом позволяет пользователю быстро освоиться при работе с данными в операционной системе.

Для операционной системы Linux файл -- не менее важное понятие, чем для её пользователя: все данные, хранящиеся на любых носителях, обязательно находятся внутри какого-нибудь файла, в противном случае они просто недоступны ни для операционной системы, ни для её пользователей. Более того, все устройства, подключённые к компьютеру (начиная клавиатурой и заканчивая любыми внешними устройствами, например, принтерами и сканерами) Linux представляет как файлы (так называемые файлы-дырки). Конечно, файл, содержащий обычные данные, сильно отличается от файла, предназначенного для обращения к устройству, поэтому в Linux определены несколько различных типов файлов. В основном пользователь имеет дело с файлами трёх типов: обычными файлами, предназначенными для хранения данных, каталогами и файлами-ссылками.

Отдельная область данных на одном из носителей информации, у которой есть собственное имя.

Система файлов: каталоги

Файловая система с точки зрения пользователя -- это «пространство», в котором размещаются файлы, наличие файловой системы позволяет определить не только «как называется файл», но и «где он находится». Различать файлы только по имени было бы слишком неэффективным: про каждый файл приходилось бы помнить, как он называется и при этом заботиться о том, чтобы имена никогда не повторялись. Более того, необходим механизм, позволяющий работать с группами тематически связанных между собой файлов (например, компонентов одной и той же программы или разных главы одной диссертации). Иначе говоря, файлы нужно систематизировать.

Файловая система

Способ хранения и организации доступа к данным на информационном носителе или его разделе. Классическая файловая система имеет иерархическую структуру, в которой файл однозначно определяется полным путём к нему.

Linux может работать с различными типами файловых систем, которые различаются списком поддерживаемых возможностей, производительностью в разных ситуациях, надёжностью и другими признаками. В этой лекции будут описаны возможности файловой системы Ext2/Ext3, на сегодня de facto стандартной файловой системы для Linux.

Большинство современных файловых систем используют в качестве основного организационного принципа каталоги. Каталог -- это список ссылок на файлы или другие каталоги. Принято говорить, что каталог содержит в себе файлы или другие каталоги, хотя в действительности он только ссылается на них, физическое размещение данных на диске обычно никак не связано с размещением каталога. Каталог, на который есть ссылка в данном каталоге, называется подкаталогом или вложенным каталогом. Каталог в файловой системе более всего напоминает библиотечный каталог, содержащий ссылки на объединённые по каким-то признакам книги и другие разделы каталога (файлы и подкаталоги). Ссылка на один и тот же файл может содержаться в нескольких каталогах одновременно, это может сделать доступ к файлу более удобным. В файловой системе Ext2 каждый каталог -- это отдельный файл особого типа (“d”, от англ. «directory»), отличающийся от обычного файла с данными: в нём могут содержаться только ссылки на другие файлы и каталоги.

В файловой системе Linux нет папок и документов. Есть каталоги и файлы, возможности которых куда шире.

Довольно часто вместо термина каталог можно встретить папка (англ. folder). Этот термин хорошо вписывается в представление о файлах как о предметах, которые можно раскладывать по папкам, однако часть возможностей файловой системы, которая противоречит этому представлению, таким образом затемняется. В частности, с термином «папка» плохо согласуется то, что ссылка на файл может присутствовать одновременно в нескольких каталогах, файл может быть ссылкой на другой файл и т. д. В Linux эти возможности файловой системы весьма важны для эффективной работы, поэтому будем всюду использовать более подходящий термин «каталог».

В файловой системе, организованной при помощи каталогов, на любой файл должна быть ссылка как минимум из одного каталога, в противном случае файл просто не будет доступен внутри этой файловой системы, иначе говоря, не будет существовать.

Имена файлов и каталогов

Главные отличительные признаки файлов и каталогов -- их имена. В Linux имена файлов и каталогов могут быть длиной не более 256 символов, и могут содержать любые символы, кроме “/”. Причина этого ограничения очевидна: этот символ используется как разделитель имён в составе пути, поэтому не должен встречаться в самих именах. Причём Linux всегда различает прописные и строчные буквы в именах файлов и каталогов, поэтому “methody”, “Methody” и “METHODY” будут тремя разными именами.

Есть несколько символов, допустимых в именах файлов и каталогов, которые, при этом, нужно использовать с осторожностью. Это -- так называемые спецсимволы “*”, “\”, “&”, “<”, “>”, “;”, “(”, “)”, “|”, а также пробелы и табуляции. Дело в том, что эти символы имеют особое значение для любой командной оболочки, поэтому нужно будет специально позаботиться о том, чтобы командная оболочка воспринимала эти символы как часть имени файла или каталога.

компьютерный файл linux каталог

Расширения

Многим пользователям знакомо понятие расширение -- часть имени файла после точки, обычно ограничивающаяся несколькими символами и указывающая на тип содержащихся в файле данных. В файловой системе Linux нет никаких предписаний по поводу расширения: в имени файла может быть любое количество точек (в том числе и ни одной), а после последней точки может быть любое количество символов. Хотя расширения не обязательны и не навязываются технологией в Linux, они широко используются: расширение позволяет человеку или программе, не открывая файл, только по его имени определить, какого типа данные в нём содержатся. Однако нужно учитывать, что расширение -- это только набор соглашений по наименованию файлов разных типов. Строго говоря, данные в файле могут не соответствовать заявленному расширению по той или иной причине, поэтому всецело полагаться на расширение просто нельзя.

Определить тип содержимого файла можно и на основании самих данных. Многие форматы предусматривают указание в начале файла, как следует интерпретировать дальнейшую информацию: как программу, исходные данные для текстового редактора, страницу HTML, звуковой файл, изображение или что-то другое. В распоряжении пользователя Linux всегда есть утилита file, которая предназначена именно для определения типа данных, содержащихся в файле.

[methody@localhost methody]$ file -- -filename-with-

-filename-with-: ASCII English text

[methody@localhost methody]$ file /home/methody

/home/methody: directory

Дерево каталогов

Размещение компонентов системы: Стандарт FHS

Попробуем более подробно разобраться, как устроено дерево каталогов Linux и где что в нём можно найти. Фрагмент дерева каталогов типичной файловой системы Linux (Some Linux). Что бы обследовать свою файловую систему, начиная с корневого каталога: пользователю нужно использовать команду ls каталог, где каталог -- это полный путь к каталогу: утилита ls выведет список всего, что в этом каталоге содержится.

[methody@localhost methody]$ ls /

bin dev home mnt root tmp var

boot etc lib proc sbin usr

[methody@localhost methody]$

Пример 1. Стандартные каталоги

Утилита ls вывела список подкаталогов корневого каталога. Этот список будет таким же или почти таким же в любом дистрибутиве Linux. В корневом каталоге Linux-системы обычно находятся только подкаталоги со стандартными именами. Более того, не только имена, но и тип данных, которые могут попасть в тот или иной каталог, также регламентированы этим стандартом. Этот стандарт называется Filesystem Hierarchy Standard («стандартная структура файловых систем»).

/bin

Название этого каталога происходит от слова «binaries» («двоичные», «исполняемые»). В этом каталоге находятся исполняемые файлы самых необходимых утилит. Сюда попадают такие программы, которые могут понадобиться системному администратору или другим пользователям для устранения неполадок в системе или при восстановлении после сбоя.

/boot

«Boot» -- загрузка системы. В этом каталоге находятся файлы, необходимые для самого первого этапа загрузки: загрузки ядра и, обычно, само ядро. Пользователю практически никогда не требуется непосредственно работать с этими файлами.

/dev

В этом каталоге находятся все имеющиеся в системе файлы-дырки: файлы особого типа, предназначенные для обращения к различным системным ресурсам и устройствам (англ. «devices» -- «устройство», отсюда и сокращённое название каталога). Например, файлы/dev/ttyN соответствуют виртуальным консолям, где N -- номер виртуальной консоли. Данные, введённые пользователем на первой виртуальной консоли, система считывает из файла /dev/tty1, в этот же файл записываются данные, которые нужно вывести пользователю на эту консоль. В файлах-дырках в действительности не хранятся никакие данные, при их помощи данные передаются. Подробнее о принципе работы с файлами-дырками речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.

/etc

Каталог для системных конфигурационных файлов. Здесь хранится информация о специфических настройках данной системы: информация о зарегистрированных пользователях, доступных ресурсах, настройках различных программ. Подробно системные конфигурационные файлы будут рассмотрены в лекции Конфигурационные файлы.

/home

Здесь расположены каталоги, принадлежащие пользователям системы -- домашние каталоги, отсюда и название «home». Отделение всех файлов, создаваемых пользователями, от прочих системных файлов даёт очевидное преимущество: серьёзное повреждение системы или необходимость обновления не затронет наиболее ценной информации -- пользовательских файлов.

/lib

Название этого каталога -- сокращение от «libraries» (англ. «библиотеки»). Библиотеки -- это собрания наиболее стандартных функций, необходимых многим программам: операций ввода/вывода, рисования элементов графического интерфейса и проч. Чтобы не включать эти функции в текст каждой программы, используются стандартные функции библиотек -- это значительно экономит место на диске и упрощает написание программ. В этом каталоге содержатся библиотеки, необходимые для работы наиболее важных системных утилит (размещённых в /bin и /sbin).

/mnt

Каталог для монтирования (от англ. «mount») -- временного подключения файловых систем, например, на съёмных носителях (CD-ROM и др.). Подробно о монтировании файловых систем речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.

/proc

В этом каталоге все файлы «виртуальные» -- они располагаются не на диске, а в оперативной памяти. В этих файлах содержится информация о программах (процессах), выполняемых в данный момент в системе.

/root

Домашний каталог администратора системы -- пользователя root. Смысл размещать его отдельно от домашних каталогов остальных пользователей состоит в том, что /home может располагаться на отдельном устройстве, которое не всегда доступно (например, на сетевом диске), а домашний каталог root должен присутствовать в любой ситуации.

/sbin

Каталог для важнейших системных утилит (название каталога -- сокращение от «system binaries»): в дополнение к утилитам /bin здесь находятся программы, необходимые для загрузки, резервного копирования, восстановления системы. Полномочия на исполнение этих программ есть только у системного администратора.

/tmp

Этот каталог предназначен для временных файлов: в таких файлах программы хранят промежуточные данные, необходимые для работы. После завершения работы программы временные файлы теряют смысл и должны быть удалены. Обычно каталог /tmp очищается при каждой загрузке системы.

/usr

Каталог /usr -- это «государство в государстве». Здесь можно найти такие же подкаталоги bin, etc, lib, sbin, как и в корневом каталоге. Однако в корневой каталог попадают только утилиты, необходимые для загрузки и восстановления системы в аварийной ситуации, все остальные программы и данные располагаются в подкаталогах /usr. Прикладных программ в современных системах обычно установлено очень много, поэтому этот раздел файловой системы может быть очень большим.

/var

Название этого каталога -- сокращение от «variable» («переменные» данные). Здесь размещаются те данные, которые создаются в процессе работы разными программами и предназначены для передачи другим программам и системам (очереди печати и электронной почты и др.) или для сведения системного администратора (системные журналы, содержащие протоколы работы системы). В отличие от каталога /tmp сюда попадают те данные, которые могут понадобиться после того, как создавшая их программа завершила работу.

Стандарт FHS регламентирует не только перечисленные каталоги, но и их подкаталоги, а иногда даже приводит список конкретных файлов, которые должны присутствовать в определённых каталогах. Этот стандарт последовательно соблюдается во всех Linux-системах, хотя и не без горячих споров между разработчиками при выходе каждой новой его версии.

Стандартное размещение файлов позволяет и человеку, и даже программе предсказать, где находится тот или иной компонент системы. Для человека это означает, что он сможет быстро сориентироваться в любой системе Linux (где файловая система организована в соответствии со стандартом) и найти то, что ему нужно. Для программ стандартное расположение файлов -- это возможность организации автоматического взаимодействия между разными компонентами системы.

Рекомендации стандарта по размещению файлов и каталогов основываются на принципе разносить в разные подкаталоги файлы, которые по-разному используются в системе. По типу использования файлов их можно разделить на следующие группы:

пользовательские/системные файлы

Пользовательские файлы -- это все файлы, созданные пользователем и не принадлежащие ни одному из компонентов системы. О пользе разграничения пользовательских и системных файлов речь уже шла выше.

изменяющиеся/неизменные файлы

К неизменным файлам относятся все статические компоненты программного обеспечения: библиотеки, исполняемые файлы и др. -- всё, что не изменяется само без вмешательства системного администратора. Изменяющиеся -- это те, которые изменяются без вмешательства человека в процессе работы системы: системные журналы, очереди печати и пр. Выделение неизменных файлов в отдельную структуру (например, /usr) позволяет использовать соответствующую часть файловой системы в режиме «только чтение», что уменьшает вероятность случайного повреждения данных и позволяет использовать для хранения этой части файловой системы CD-ROM и другие носители, доступные только для чтения.

разделяемые/неразделяемые файлы

Это разграничение становится полезным, если речь идёт о сети, в которой работает несколько компьютеров. Значительная часть информации при этом может храниться на одном из компьютеров и использоваться всеми остальными по сети (к такой информации относятся, например, многие программы и домашние каталоги пользователей). Однако часть файлов нельзя разделять между системами (например, файлы для начальной загрузки системы).

Список использованной литературы

1.heap.altlinux.org - основная информация

2. ru.wikipedia.org - Введение

3. linuxcookbook.ru - Определения

Размещено на Allbest.ru