Исключительная ситуация

Исключительная ситуация — событие, возникающее в результате попытки выполнения программой команды, которая по каким-то причинам не может быть выполнена до конца. Примерами таких ко­манд могут быть попытки доступа к ресурсу при отсутствии достаточных привилегий или обращения к отсутствующей странице памяти. Исклю­чительные ситуации, как и системные вызовы, являются синхронными событиями, возникающими в контексте текущей задачи.

Исключитель­ные ситуации можно разделить на исправимые и неисправимые.

1. К исправимым относятся такие исключительные ситуации, как отсутствие нуж­ной информации в оперативной памяти. После устранения причины ис­правимой исключительной ситуации программа может выполняться дальше. Возникновение в процессе работы операционной системы ис­правимых исключительных ситуаций считается нормальным явлением.

2. Неисправимые исключительные ситуации чаще всего возникают в ре­зультате ошибок в программах (например, деление на ноль). Обычно в та­ких случаях операционная система реагирует завершением программы, вызвавшей исключительную ситуацию.

Файлы

Файл – это именованная совокупность данных на диске.

Характеристики файла:

1. Имя.

2. Тип.

3. Метаданные.

Имя файла – это обозначение файла, необходимое для обращения к нему.

Конкретные правила составления имен файлов варьируются от системы к системе, но все ныне существующие операционные системы в качестве допустимых имен файлов позволяют использовать от одной до восьми букв. Поэтому для имен файлов можно использовать слова andrea, bruce и cathy. Зачастую допускается также применение цифр и специальных символов, поэтому допустимы также такие имена, как 2, urgent!, и Fig.2-14. Многие файловые системы поддерживают имена длиной до 255 символов.

Некоторые файловые системы различают буквы верхнего и нижнего регистров, а некоторые не делают таких различий. Система UNIX подпадает под первую категорию, a MS-DOS — под вторую. Поэтому система UNIX может рассматривать все последующие сочетания символов как имена трех разных файлов: maria, Maria и MARIA. В MS-DOS все эти имена относятся к одному и тому же файлу.

Многие операционные системы поддерживают имена файлов, состоящие из двух частей, разделенных точкой, как в имени prog.с. Та часть имени, которая следует за точкой, называется расширением имени файла и, как правило, несет в себе некоторую информацию о файле. К примеру, в MS-DOS имена файлов состоят из 1-8 символов, плюс к этому необязательное расширение, состоящее из 1-3 символов. В UNIX размер расширения, если таковое имеется, выбирает сам пользователь, и имя файла может иметь даже два и более расширений, как в имени homepage.html.zip, где .html указывает на наличие веб-страницы в коде HTML, a .zip — на то, что этот файл (homepage.html) был сжат программой zip.

Основные правила именования файлов:

1) Короткое имя (формат MS DOS, формат 8.3). До появления ОС Windows 95 был принят формат имени 8.3 (MS-DOS). Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения. В MS-DOS имя файла может содержать от 1 до 8 символов. Расширение имени файла является необязательным, однако многие программы требуют, чтобы файл конкретного типа обладал и конкретным расширением. Оно, как правило, описывает содержание файла, поэтому использование расширения весьма удобно. Расширение начинается с точки, за которой следует от одного до трех символов. Имя и расширение могут состоять из прописных и строчных латинских букв, цифр и символов, кроме недопустимых

\ / пробел , ; . : + = * ? [ ] < >

Соглашение 8.3не является стандартом, и потому в ряде случаев отклонения от правильной формы записи допускаются как операционной системой, так и ее при­ложениями. Так, например, в большинстве случаев система «не возражает» против использования некоторых специальных символов (восклицательный знак, символ подчеркивания, дефис, тильда и т. п.), а некоторые версии MS-DOSдаже допускают использование в именах файлов символов русского и других алфавитов.

2) Длинное имя (формат Windows). Основным недостатком «коротких» имен является их низкая содержательность. Далеко не всегда удается выразить несколькими символами характеристику файла, поэтому с появлением операционной системы Windows 95было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 255 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. «Длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных:

\ /:*?«<>|

В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Расширением имени считаются все символы, идущие после последней точки, их может быть и больше трех.

В некоторых системах (например, в UNIX) расширения имен файлов используются в соответствии с соглашениями и не навязываются операционной системой. Файл file.txt может быть текстовым файлом, но это скорее напоминание его владельцу, чем передача некой значимой информации компьютеру. С другой стороны, компилятор языка С может выдвигать требование, чтобы компилируемые им файлы имели расширение .с, и отказываться проводить компиляцию, если они не имеют такого расширения.

Подобные соглашения особенно полезны, когда одна и та же программа должна управлять различными типами файлов. Например, компилятору языка С может быть предоставлен список файлов, которые он должен откомпилировать и скомпоновать, причем некоторые из этих файлов могут содержать программы на языке С, тогда как другие — являться ассемблерными файлами. В таком случае компилятор сможет отличить одни файлы от других именно по их расширениям.

Система Windows, напротив, знает о расширениях имен файлов и назначает каждому расширению вполне определенное значение. Пользователи (или процессы) могут регистрировать расширения в операционной системе, указывая программу, которая станет их «владельцем». При двойном щелчке мыши на имени файла запускается программа, назначенная этому расширению, с именем файла в качестве параметра. Например, двойной щелчок мыши на имени file.doc запускает Microsoft Word, который открывает файл file.doc в качестве исходного файла для редактирования.

Для обозначения группы файлов используют шаблоны - это специаль­ные записи, в которых применяют символы * и ?.

* заменяет любое число любых символов в имени или расширении файла;

?  заменяет один символ в данной позиции.

Примеры:

*.* — все файлы.

*.ехе - файлы с расширением ехе.

ргоg.* - файлы с именем ргоg, расширение любое.

???gruppa.txt - три первых символа любые, затем символы gruppa, расширение txt.

Типы файлов

Многие операционные системы поддерживают несколько типов файлов.

Обычными считаются файлы, содержащие информацию пользователя.

Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере.

Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл.

Специальные файлы – это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода и дисками, которые позволяют пользователю выполнять операции, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством.

Символьные специальные файлы имеют отношение к вводу-выводу и используются для моделирования последовательных устройств ввода-вывода, к которым относятся терминалы, принтеры и сети.

Блочные специальные файлы используются для моделирования дисков.

Каталоги – это файлы специального вида, в которых регистрируются обычные файлы. В них хранятся имена файлов, сведения о размере файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т. д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге.

Каждая операционная система должна распознавать по крайней мере один тип файла — свой собственный исполняемый файл.

Метаданные

У каждого файла есть свое имя и данные. Вдобавок к этому все операционные системы связывают с каждым файлом и другую информацию, к примеру, дату и время последней модификации файла и его размер. Мы будем называть эти дополнительные сведения метаданными.

Список метаданных существенно варьируется от системы к системе. В табл. показаны некоторые из возможных метаданных, но кроме них существуют также и другие метаданные. Ни одна из существующих систем не имеет всех этих метаданных, но каждый из них присутствует в какой-либо системе.

Первые четыре метаданных относятся к защите файла и сообщают о том, кто может иметь к нему доступ, а кто нет. Возможно применение разнообразных схем, некоторые из них мы рассмотрим чуть позже. В некоторых системах для доступа к файлу пользователь должен ввести пароль, в этом случае этот пароль может быть одним из метаданных файла.

Атрибуты и флаги представляют собой биты или небольшие поля, с помощью которых происходит управление некоторыми конкретными свойствами или разрешение их применения. Например, скрытые файлы не появляются в листинге файлов. Атрибут архивации представляет собой бит, с помощью которого отслеживается, была ли недавно сделана резервная копия файла. Этот атрибут сбрасывается программой архивирования и устанавливается операционной системой при внесении в файл изменений. Таким образом, программа архивирования может определить, какие файлы следует архивировать. Флаг «временный» позволяет автоматически удалять помеченный им файл по окончании работы создавшего его процесса.

Различные показатели времени позволяют отслеживать время создания файла, время последнего доступа к этому файлу, его последнего изменения. Эти сведения могут оказаться полезными для достижения различных целей. К примеру, если исходный файл был изменен уже после создания соответствующего объектного файла, то он нуждается в перекомпиляции. Необходимую для этого информацию предоставляют поля времени.

Текущий размер показывает, насколько большим является файл в настоящее время. Некоторые старые операционные системы универсальных машин требуют при создании файла указывать его максимальный размер, чтобы позволить операционной системе заранее выделить максимальное место для его хранения. Операционные системы рабочих станций и персональных компьютеров достаточно разумны, чтобы обойтись без этой особенности.