Что такое файл? Что такое набор данных? Какие действия по управлению файлами и директориями выполняет ОС? Что такое директория? Что такое путь к файлу? (ПК-12)

Файл (англ. file) — именованная область данных на носителе информации. Работа с файлами реализуется средствами операционных систем.

Набор данных-Множество элементов данных, объединенных в отдельное целое для решения определенной задачи.Чаще всего набор данных представляется в виде файла, сообщения либо блока данных.
[Гипертекстовый энциклопедический словарь по информатике Э. Якубайтиса]

Управление данными в операционных системах

Управление данными включает следующие компоненты:

- долговременное планирование - организацию размещения данных на внешних носителях, их выборку и представление пользовательским программам;

- оперативное управление - распределение оперативной памяти под программы и данные, реализацию обмена данными между оперативной и внешней памятью;

- управление внешними устройствами ввода-вывода и размещения данных.

Внешние устройства ЭВМ

Типовая конфигурация внешних устройств (ВУ) IBM PC – совместимых ПЭВМ включает: экран, клавиатура, накопители на магнитных дисках, принтер и т.д. Контроллеры ВУ представляют собой стандартного размера электронные платы (интерфейсные карты, адаптеры и т.д.). Практически все устройства требуют для своей работы программной поддержки – запуска и непрерывного функционирования специальных программ – драйверов устройств. В настоящее время основным видом накопителя является НМД (накопитель на магнитных дисках), но также используется НМЛ (накопитель на магнитных лентах), в основном для резервного (архивного) хранения (стримеры).

В состав внешних запоминающих устройств ЭВМ входят такие, как НГМД, оптические диски, флэш-карты.

Понятие файл появилось впервые в операционной системе OS/360 (IBM), причем в ранних версиях системы «настоящим файлом» считался только массив перфокарт, данные на МД и МЛ обозначались как DS (Data Set – набор данных). В последующих ОС (RSX, UNIX, DOS), файлами становятся именованные организационные наборы данных на любых носителях и устройствах, за сохранность и обновляемость которых (а также передачу в прикладные программы/из прикладных программ) и несет ответственность ОС ЭВМ.

Цикл обработки файла включает следующие операции:

- открытие файла – занятие устройства, на котором файл размещён (МД), создание в оперативной памяти (ОП) управляющего блока, в котором записывается;

- считывание (ввод) порции (блок) данных с накопителя (ВУ) и помещение его в область ОП (буфер);

- извлечение данных из буфера, их обработка и помещение обратно или в другой (выходной) буфер;

- после окончания обработки – вывод (запись) результатов на выходной накопитель также в форме одного или нескольких блоков.

На уровне ОС осуществляется связь между адресом данных и именем (файла). В эпоху до появления ОС и систем программирования программист должен был писать программы в непосредственных адресах ЭВМ

Директория - каталог, папка сущность в файловой системе, упрощающая организацию файлов.

Путь к файлу (англ. path) — набор символов, показывающий расположение файла или каталога в файловой системе. В операционных системах UNIX разделительным знаком при записи пути является «/». В Windows — «\».

Что такое основная (оперативная) память? Что такое архитектуры памяти big endian и little endian ми в чем различие между ними? Сохраняется ли состояние основной памяти после завершения программы или при отключении питания?

Оперативная память - это рабочая область для процессора компьютера. В ней во время работы хранятся программы и данные. Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище, потому что данные и программы в ней сохраняются только при включенном компьютере или до нажатия кнопки сброса (reset). Перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые изменениям во время работы, необходимо сохранить на запоминающем устройстве, которое может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск). При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.

Понятие Byte order, или порядок следования байт (или endianness) относится к очередности размещения в памяти многобайтовых величин (обычно целых чисел и чисел с плавающей точкой; хотя числа с плавающей точкой не используются в Linux kernel, они могут работать в пользовательских программах), как это поддерживается аппаратурой процессора. Соответственно бывает 2 варианта порядка байт - big endian и little endian. Big endian это такой порядок байт, когда самый значимый по значению байт числа (most significant byte) сохранен в памяти первым по порядку (т. е. у него самый маленький абсолютный адрес байта, в сравнении с остальными байтами числа). Соответственно little endian это противоположный порядок байт, когда наименее значимый байт сохраняется в памяти первым.

Что такое критическая секция? В чем суть принципа взаимного исключения критических секций? Что такое атомарная операция? Что такое взаимная блокировка процессов (deadlock)? (ПК-15)

Критическаясекция — участок исполняемого кода программы, в котором производится доступ к общему ресурсу (данным или устройству), который не должен быть одновременно использован более чем одним потоком выполнения.

Как использовать семафоры для синхронизации по событиям? Как используются семафоры для решения проблемы критических секций? Как реализуется решение задачи обедающие философы с использованием семафоров? Что такое критические области? (ПК-15)