Технологическая карта занятия "Физическая организация и адрес файла. Права доступа к файлу" 11 класс

1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ
Дисциплина "Операционные системы и среды"
Специальность 230701 "Прикладная информатика (по отраслям)" ( 2 курс)
Тема Физическая организация и адрес файла. Права доступа к файлу.
Дидактические задачи:
Образовательные: систематизировать знания, полученные на предыдущих занятиях, изучить
особенности построения файловых систем..
Развивающие: развивать умения конфигурировать и обслуживать операционные системы
семейства Windows и Linux, умения работать с материалом, формулировать вопросы.
Воспитательные: формирование мотивации для изучения специальных дисциплин,
воспитывать у обучающихся коммуникативность, дисциплинированность, аккуратность;
совершенствовать умения работать в коллективе.
Формирующие компетенции
ПК 4.1. Управлять содержанием проекта.
ПК 4.4. Управлять ресурсами проекта.
ОК 1.Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней
устойчивый интерес
ОК 2.Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения
профессиональных задач, оценивать их эффективность и качеств
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами
Тип занятия: лекция
Основные термины и понятия: критическая секция. блокирующие переменные, поток,
процесс, ядро операционной системы, системные вызовы,
Междисциплинарные связи:
1. Информатика
2. Архитектура ЭВМ
3. ПМ 02 Разработка, внедрение и адаптация отраслевого программного обеспечения. Раздел 4.
Разработка, внедрение и адаптация программного обеспечения на "Visual Basic"
Оборудование: проектор, ПК
Раздаточный материал: кроссворды, текст лекции
Ход занятия:
I. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
1. Организационно-мотивационный этап
1. Объявить тему и цели занятия.
Показать связь учебного материала с будущей профессией
2. Актуализация опорных знаний (командная игра)
1. Конкурс кроссвордов
2. Конкурс "Дуэль"
3. Конкурс капитанов.
4. Конкурс "Вопросы от экспертов"
2
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ (ОБЪЯСНЕНИЕ НОВОЙ ТЕМЫ)
Физическая организация и адрес файла
Физическая организация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в
частности на диске. Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных,
которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью. Непрерывное размещение -
простейший вариант физической организации (рисунок а), при котором файлу предоставляется
последовательность блоков диска, образующих единый сплошной участок дисковой памяти. Для задания
адреса файла в этом случае достаточно указать только номер начального блока. Другое достоинство этого
метода - простота. Но имеются и два существенных недостатка. Во-первых, во время создания файла
заранее не известна его длина, а значит не известно, сколько памяти надо зарезервировать для этого
файла, во-вторых, при таком порядке размещения неизбежно возникает фрагментация, и пространство на
диске используется не эффективно, так как отдельные участки маленького размера (минимально 1 блок)
могут остаться не используемыми.
Следующий способ физической организации - размещение в виде связанного списка блоков дисковой
памяти (рисунок б ). При таком способе в начале каждого блока содержится указатель на следующий
блок. В этом случае адрес файла также может быть задан одним числом - номером первого блока. В
отличие от предыдущего способа, каждый блок может быть присоединен в цепочку какого-либо файла,
следовательно фрагментация отсутствует. Файл может изменяться во время своего существования,
наращивая число блоков. Недостатком является сложность реализации доступа к произвольно заданному
месту файла: для того, чтобы прочитать пятый по порядку блок файла, необходимо последовательно
прочитать четыре первых блока, прослеживая цепочку номеров блоков. Кроме того, при этом способе
количество данных файла, содержащихся в одном блоке, не равно степени двойки (одно слово
израсходовано на номер следующего блока), а многие программы читают данные блоками, размер
которых равен степени двойки.
Физическая организация файла
а - непрерывное размещение; б - связанный список блоков;
в - связанный список индексов; г - перечень номеров блоков
3
Популярным способом, используемым, например, в файловой системе FAT операционной системы MS-
DOS, является использование связанного списка индексов. С каждым блоком связывается некоторый
элемент - индекс. Индексы располагаются в отдельной области диска MS-DOS это таблица FAT). Если
некоторый блок распределен некоторому файлу, то индекс этого блока содержит номер следующего
блока данного файла. При такой физической организации сохраняются все достоинства предыдущего
способа, но снимаются оба отмеченных недостатка: во-первых, для доступа к произвольному месту файла
достаточно прочитать только блок индексов, отсчитать нужное количество блоков файла по цепочке и
определить номер нужного блока, и, во-вторых, данные файла занимают блок целиком, а значит имеют
объем, равный степени двойки.
В заключение рассмотрим задание физического расположения файла путем простого перечисления
номеров блоков, занимаемых этим файлом. ОС UNIX использует вариант данного способа, позволяющий
обеспечить фиксированную длину адреса, независимо от размера файла. Для хранения адреса файла
выделено 13 полей. Если размер файла меньше или равен 10 блокам, то номера этих блоков
непосредственно перечислены в первых десяти полях адреса. Если размер файла больше 10 блоков, то
следующее 11-е поле содержит адрес блока, в котором могут быть расположены еще 128 номеров
следующих блоков файла. Если файл больше, чем 10+128 блоков, то используется 12-е поле, в котором
находится номер блока, содержащего 128 номеров блоков, которые содержат по 128 номеров блоков
данного файла. И, наконец, если файл больше 10+128+128(128, то используется последнее 13-е поле для
тройной косвенной адресации, что позволяет задать адрес файла, имеющего размер максимум 10+ 128 +
128(128 + 128(128(128.
Права доступа к файлу
Определить права доступа к файлу - значит определить для каждого пользователя набор операций,
которые он может применить к данному файлу. В разных файловых системах может быть определен свой
список дифференцируемых операций доступа. Этот список может включать следующие операции:
создание файла,
уничтожение файла,
открытие файла,
закрытие файла,
чтение файла,
запись в файл,
дополнение файла,
поиск в файле,
получение атрибутов файла,
установление новых значений атрибутов,
переименование,
выполнение файла,
чтение каталога,
и другие операции с файлами и каталогами.
В самом общем случае права доступа могут быть описаны матрицей прав доступа, в которой столбцы
соответствуют всем файлам системы, строки - всем пользователям, а на пересечении строк и столбцов
указываются разрешенные операции (рисунок 2.35). В некоторых системах пользователи могут быть
разделены на отдельные категории. Для всех пользователей одной категории определяются единые права
доступа. Например, в системе UNIX все пользователи подразделяются на три категории: владельца файла,
членов его группы и всех остальных.