SYSTEM PLIKÓW

Zarządzanie zasobami systemu cyfrowego to jedno z zadań
systemu operacyjnego.

Między innymi jest to także

zarządzanie zasobami danych

.

Komputer może być wyposażony w różnego rodzaju urządzenia
przechowujące dane i programy zwane pamięcią masową
(zewnętrzną). Różnorodność tych urządzeń czyni koniecznym
ujednolicenie na poziomie logicznym zarządzaniem informacją
przechowywaną w każdym z nich.

System operacyjny definiuje niezależną od właściwości fizycznych
jego urządzeń pamięciowych jednostkę logiczną magazynowanej
informacji -

plik

.

Plik

jest zbiorem powiązanych ze sobą informacji określonych

przez jego twórcę, jednocześnie jest ciągiem bitów, bajtów,

wierszy, etc.

Plik jest identyfikowany na podstawie nazwy.

Pojęcie typu pliku

- określające jego strukturę, wykorzystywane

jest w niektórych systemach operacyjnych.

System UNIX traktuje każdy plik jako ciąg bajtów

. Pozwala to na

maksymalną elastyczność, ale każdy program użytkowy musi
mieć wbudowane mechanizmy interpretacji pliku w zależności
od jego struktury.

SYSTEM PLIKÓW

System plików

to pojęcie, które stosuje się zarówno do

zbioru

faktycznych plików

jak i do

struktury katalogowej

, która stanowi

informację o wszystkich plikach w systemie.

Pliki w systemie komputerowym reprezentowane są za pomocą
symboli w tzw.

katalogu urządzenia

(ang. Device directory ) lub

tzw.

tablicy dysku logicznego

.

Katalog

to pojęcie logiczne określające pewien obiekt, który ma

za zadanie gromadzić (przechowywać) informacje o plikach

ułatwiające zarządzaniem tymi plikami przez system operacyjny

i użytkownika.

Szczegółowe informacje o każdym z plików umieszczane zwykle w
katalogu to:

nazwa pliku

-

symboliczna nazwa pliku

typ pliku

-

określający strukturę, a także przeznaczenie

pliku

lokalizacja

-

wskaźnik urządzenia i określenie położenia

pliku

rozmiar

-

aktualny rozmiar w bajtach,

słowach ...

ochrona

-

informacje kontroli dostępu do pliku

itd.

SYSTEM PLIKÓW - struktura drzewiasta

System operacyjny podejmuje następujące działania w odniesieniu

do zawartości systemu plikowego ( jako zbioru informacji
zapisanych w plikach) :



identyfikuje (odszukuje) plik na podstawie jego symbolicznej
nazwy przez przeszukanie struktury katalogowej,



tworzy nowe pliki i umieszcza w strukturze katalogowej,



usuwa istniejące pliki ze struktury katalogowej,



rozbudowuje strukturę katalogową,



tworzy kopie zapasowe struktury katalogowej ( bezpieczeństwo
danych ).

W systemie z jednym użytkownikiem i ograniczoną pojemnością
pamięci pojedynczy katalog był wystarczający; obecnie
tworzona

jest

struktura

katalogowa

o

organizacji

hierarchicznej

.

Katalog jednopoziomowy

Katalog urządzenia stanowi przykład takiego katalogu.
Wszystkie pliki umieszczane są w tym samym katalogu.

Nazwa

typ

lokalizacj

a

Nazwa

typ

lokalizacj

a

Nazwa

typ

lokalizacj

a

Nazwa

typ

lokalizacj

a

. . . . . . . .

. .

KATALOG

PLIKI

SYSTEM PLIKÓW - struktura drzewiasta

Rozbudowanie koncepcji katalogu w strukturę katalogową polega
na umieszczaniu w każdym z katalogów struktury innych katalogów
na równi z plikami. W konsekwencji, otrzymujemy tzw.

drzewo

katalogowe

:

Korzeń (ang. Root)

Symbol
katalogu

Symbole plików różnych
typów

LEGENDA:

SYSTEM PLIKÓW - pojęcia podstawowe

korzeń, katalog główny (ang. Root
directory)

Symbol
katalogu

Symbole plików różnych
typów

LEGENDA:

/

ALA

Kot

my

oni

MM

1

MM

2

MM

katalog (podkatalog)
directory (subdirectory)

plik
( ang. file )

PIES

DOC

LAS

PIES

ABC

OZ

RYS
3

RYS
2

RYS
1

SPIS

PRC
1

PRC
2

DOM

ROB

SYSTEM PLIKÓW - pojęcia podstawowe

ŚCIEŻKA

(ang.

path

) - jednoznacznie określona nazwa pliku w

strukturze drzewa katalogów, np.

/kot/pies

oraz

/ALA/MM/pies

to dwa odrębne pliki

/

ALA

Kot

my

oni

MM

1

MM

2

MM

PIES

DOC

LAS

PIES

ABC

OZ

RYS
3

RYS
2

RYS
1

SPIS

PRC
1

PRC
2

DOM

ROB

/ podkatalog1 / podkatalog2 / ... / podkatalogN /
nazwapliku

root

delimiter

unikalna nazwa w obrębie podkataloguN

delimiter

Ścieżka
bezwzględna

SYSTEM PLIKÓW - pojęcia podstawowe

Katalog aktualny (roboczy)

- wyróżniony umownie podkatalog w

strukturze drzewa

np.

MM / PIES

dla katalogu

aktualnego

/ ALA

/

ALA

Kot

my

oni

MM

1

MM

2

MM

PIES

DOC

LAS

PIES

ABC

OZ

RYS
3

RYS
2

RYS
1

SPIS

PRC
1

PRC
2

DOM

ROB

podkatalog2 / ... / podkatalogN /
nazwapliku

podkatalog w katalogu bieżącym delimiter

unikalna nazwa w obrębie podkataloguN

Ścieżka względna

SYSTEM PLIKÓW - UNIX - cechy charakterystyczne

Nazwa symboliczna pliku

- indywidualny identyfikator pliku ( w

obrębie katalogu)

Zasady tworzenia nazwy symbolicznej pliku są zindywidualizowane
dla określonych systemów operacyjnych.

Na przykład systemie UNIX V nazwa jest ciągiem maksymalnie 14
znaków. Do tworzenia nazwy pliku można wykorzystać:



znaki alfabetu łacińskiego (A-Z, a-z) ; system rozróżnia małe i

duże litery,



cyfry 0-9



znaki specjalne , np. : + - _ .



UWAGA: w nazwie należy unikać spacji oraz ukośnika ( / ), a także

pytajnika (?) oraz gwiazdki ( * ) oraz niektórych innych znaków
specjalnych.

Nazwy prawidłowe

alfa_12.Doku

1235

12-14.As.cs

tytul

____fast

Nazwy nieprawidłowe

tato mama

( spacja w

nazwie!!! )

kotek/synek

( ukośnik w

nazwie!!! )

12345678901234567

(za

długa !!!)

SYSTEM PLIKÓW - UNIX - cechy charakterystyczne

Typy plików

 pliki zwykłe

, (ang. regular file) zawiera pewną liczbę (zero lub

więcej) bajtów danych,

 katalogi

, (ang. directory) zawiera informacje o strukturze danych

na dysku, m.inn. informację o pliku, takie jak jego umiejscowienie
na dysku,

 znakowy plik specjalny

(ang. character special file) i

blokowy plik

specjalny

(ang. block special file) są urządzeniami wejścia -

wyjścia, które wyglądają jak zwykłe pliki w systemie Unixa.
Obsługa plików specjalnych zależy od tego, do jakiego urządzenia
wejścia - wyjścia odnosi się dany plik,

 kolejka FIFO

(ang. fifo queue), zwana także łączem nazwanym

(ang. named pipe), jest specjalnym plikiem, uporządkowanym
zgodnie z zasadą : pierwszy przyszedł - pierwszy obsłużony (

F

irst

I

n

F

irst

O

ut).

 dowiązanie symboliczne

(ang. symbolic link)

-

miękkie

jest plikiem, który zawiera nazwę pełnej

(bezwzględnej) ścieżki

drugiego pliku ( który jest

wzorcem ), może dotyczyć też

katalogu i

wykraczać poza zakresy systemu plikowego,

-

twarde

jest

występowaniem nazwy pojedynczego pliku w różnych

miejscach systemu plikowego (tylko pliki),

 sieciowy plik specjalny

(ang. network special file), zawiera adres

innego systemu zdalnego,

 gniazdo

(ang. socket) jest specjalnym rodzajem pliku, związanym

z obsługą komunikacji między procesami lokalnie lub zdalnie,
najczęściej jednak wykorzystywany do obsługi interface’u
sieciowego.

SYSTEM PLIKÓW - UNIX - cechy charakterystyczne



W systemie UNIX plik jest ciągiem byte’ów, jądro nie narzuca
struktury pliku, jest to sprawą indywidualnych aplikacji.



Pliki są zorganizowane w drzewiastą strukturę katalogów. W
odróżnieniu do innych systemów operacyjnych (np.. DOS,
WINDOWS 95/98 ), system plików jest jeden dla wszystkich
urządzeń pamięci masowej ( fizycznych i logicznych ). Każde nowe
(dodatkowe) urządzenie pamięci masowej reprezentowane jest
przez odpowiedni fragment struktury drzewiastej katalogów.



Urządzenia w systemie UNIX są traktowane jako pliki (specjalne
pliki) co powoduje unifikację obsługi urządzeń. Każde urządzenie
sprzętowe ma w systemie swój plik specjalny, rozpoznawany przez
jądro systemu jako interface urządzenia ( ale użytkownik posiada
prawo dostępu do tych plików przy użyciu tych samych funkcji
systemowych jak do innych plików ) .



Pliki poszczególnych użytkowników są przechowywane w
oddzielnych katalogach (ang. User home directory ).



Mogą wystąpić twarde i miękkie dowiązania (ang. Hard and soft
links)

SYSTEM PLIKÓW - UNIX - cechy charakterystyczne

/

dev

usr

bin

etc

lib

hom

e

tm

p

bin

lib

tm

p

local

Stud

enci

staf

met

al

fizyk

a

IM_1

PP_1

MM_

1

ada

m

akoz

a

bkot

efus

Pliki specjalne

Programy
ładowalne
(binarne)

Programy admin.
+ dane chronione

Pliki
pomocnicze i
tymczasowe

Biblioteki
programów, funkcji
systemowych

Inne programy
użytkowe

Inne biblioteki

Pliki
pomocnicze i
tymczasowe

Katalogi
użytkowników

Katalog

i

osobist

e

użytko

w-

ników

SYSTEM PLIKÓW - ochrona

Do podstawowych zagadnień związanych z przechowywaniem

informacji należy zarówno chronienie jej przed

fizycznym

uszkodzeniem

jak i

nieuprawnionym dostępem

do informacji.

Potrzeba ochrony plików jest bezpośrednią konsekwencją
możliwości dostępu do nich. W systemach, które nie dozwalają
na dostęp do plików innych użytkowników, ochrona w zasadzie
nie jest potrzebna. W przeciwnym wypadku, potrzebny jest
dostęp kontrolowany.

Typowe schematy ochrony plików



ukrywanie przed użytkownikami tych plików, do których nie
powinni mieć dostępu,



nadawanie każdemu plikowi hasła dostępu,



uzależnienie dostępu do pliku od identyfikacji użytkownika i
przydziale dla każdego pliku wykazu praw dostępu.

Podmiot + Obiekt + Prawa
dostępu

Podmiot to użytkownik,
grupa użytkowników,
terminal. komputer lub
aplikacja.

Jednostka, do której
kontroluje się dostęp.
Obiekty to pola
danych, grupy
programów, pliki lub
całe bazy danych

Określają
dozwolony/niedozwol
ony sposób dostępu
podmiotu do obiektu

SYSTEM PLIKÓW - ochrona

System UNIX jest systemem wielodostępnym co oczywiście
determinuje

wielodostęp do systemu plikowego

. To oznacza, że

wielu użytkowników posiada dostęp do plików i katalogów na
dysku komputera zdalnego.

By chronić zawartość plików i katalogów przed użyciem przez
niepowołanych

użytkowników

w

systemie

UNIX

istnieje

zezwolenie dostępu

do

każdego

pliku

i

katalogu

(ang. File Access

Permission) nazywany inaczej trybem zastrzeżonym (ang.
protected mode).

Inaczej mówiąc każdy plik i katalog jest przypisany do
"

właściciela

" (ang.

owner

), czyli użytkownika (ang.

user

) i do

grupy użytkowników

(ang

group

), którą wraz z innymi

użytkownikami tworzy dany użytkownik.

Pliki i katalogi są zazwyczaj własnością tego użytkownika, który
je stworzył.

Zezwolenia dostępu dotyczą trzech kategorii użytkowników:

właściciela

grupy użytkowników innych

użytkowników

(owner,user)

(group)

(others)

Grupa

użytkowników jest złożona zazwyczaj z tych, którzy pracują

nad tym samym zagadnieniem np. grupa studencka. Przydział do
danej grupy użytkowników jest zależny od Administratora
systemu.

Inni

, oznacza tych użytkowników, którzy nie są

właścicielem pliku lub katalogu lub nie należą do danej grupy
użytkowników.

SYSTEM PLIKÓW - ochrona

ZEZWOLENIE CZYTANIA

(ang. Read Permission )

pozwala na czytanie zawartości pliku, bądź przeglądnięcie
zawartości katalogu. Nie jest możliwe zmienianie zawartości
pliku. Słowo czytanie ma tu raczej znaczenie słowa kopiować,
bowiem prawo czytania ma sens nawet w stosunku do plików
innych niż tekstowe, nie nadających się do przeczytania w sensie
dosłownym.

ZEZWOLENIE PISANIA

(ang. Write Permission)

pozwala na zmianę zawartości pliku. Zezwolenie dotyczące
katalogu pozwala na tworzenie, bądź zmianę plików znajdujących
się w nim.

ZEZWOLENIE WYKONYWANIA

(ang. Execution Permission)

pozwala na potraktowanie pliku jako program do wykonania; nie
wiąże się z prawem czytania, gdyż użytkownik chcąc wykonać
program nie musi go kopiować ani przeglądać.