Разработка уроков. 
Профильное обучение: проблемы, перспективы, управление организацией внедрения профильной подготовки и профильного обучения

Тема: Логическая организация файловой системы Урок 1. Цели и задачи файловой системы. Иерархическая структура файловой системы.

Цели:

• 1) Образовательные: сформировать понятие файл, сформировать понятие «каталог», сформировать понятие файловая система, сформировать представление об иерархической структуре файловой системы
• 2) Развивающие: развить память, развить внимание, развить речь.
• 3) Воспитательные: воспитать умение слушать, воспитать аккуратность при работе в тетради, воспитать дисциплинированность.

Ход урока Как вы думаете, что такое файл? Это область памяти, в которую можно заносить данные.

Запишите определение Файл — это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные.

Каталог — это особый тип файлов, которые содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователем по какому-либо неформальному признаку.

Где хранятся файлы?

На жестком диске, на дискетах, компакт дисках.

Как вы думаете, могут ли файлы хранится в оперативной памяти?

Наверное, могут Да, есть одно исключение — это электронный диск, когда в оперативной памяти создается структура, имитирующая файловую систему.

1) Как вы думаете, для чего используют файлы?

Долговременное хранение информации.

Надежность.

За счет чего достигается долговременное хранение?

За счет использования запоминающих устройств, А надежное хранение?

За счет средств защиты доступа Правильно, запишите:

Цели использования файла.

• · Долговременное и надежное хранение информации. Долговременность достигается за счет использования запоминающих устройств, не зависящих от питания, а высокая надежность определяется средствами защиты доступа к файлам и общей организацией программного кода ОС, при которой сбои аппаратуры чаще всего не разрушают информацию, хранящуюся в файлах.
• · Совместное использование информации. Файлы обеспечивают естественный и легкий способ разделения информации между приложениями и пользователями за счет наличия понятного человеку символьного шпени и постоянства хранимой информации и расположения файла. Пользователь должен иметь удобные средства работы с файлами, включая каталоги-справочники, объединяющие файлы в группы, средства поиска файлов по признакам, набор команд для создания, модификации и удаления файлов. Файл может быть создан одним пользователем, а затем использоваться совсем другим пользователем, при этом создатель файла или администратор могут определить права доступа к нему других пользователей.

Эти цели реализуются в ОС файловой системой.

Запишите определение Файловая система (ФС) — это часть операционной системы, включающая:

• · совокупность всех файлов на диске;
• · наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;
• · комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именование и поиск файлов.

Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно иметь дело с деталями действительного расположения данных на диске, буферизацией данных и другими низкоуровневыми проблемами передачи данных с долговременного запоминающего устройства. Все эти функции файловая система берет на себя. Файловая система распределяет дисковую память, поддерживает именование файлов, отображает имена файлов в соответствующие адреса во внешней памяти, обеспечивает доступ к данным, поддерживает разделение, защиту и восстановление файлов.

Запишите вывод Таким образом, файловая система играет роль промежуточного слоя, экранирующего все сложности физической организации долговременного хранилища данных, и создающего для программ более простую логическую модель этого хранилища, а также предоставляя им набор удобных в использовании команд для манипулирования файлами.

Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип — это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС, к числу которых относится, например, MS-MS-DOS. Основные функции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:

Запишите: Задачи файловой системы.

• · именование файлов;
• · программный интерфейс для приложений;
• · отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
• · устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.

Задачи ФС усложняются в операционных однопользовательских мультипрограммных ОС, которые, хотя и предназначены для работы одного пользователя, но дают ему возможность запускать одновременно несколько процессов. Одной из первых ОС этого типа стала OS/2. К перечисленным выше задачам добавляется новая задача совместного доступа к файлу из нескольких процессов. Файл в этом случае является разделяемым ресурсом, а значит, файловая система должна решать весь комплекс проблем, связанных с такими ресурсами.

В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

Запишите, в многопользовательских операционных системах к выше перечисленным задачам добавляются еще две задачи: задача совместного доступа к файлу и защита файлов от несанкционированного доступа.

Запишите подзаголовок Иерархическая структура файловой системы Пользователи обращаются к файлам по символьным именам. Однако способ человеческой памяти ограничивают количество имен объектов, к которым пользователь может обращаться по имени. Иерархическая организация пространства имен позволяет значительно расширить эти границы. Именно поэтому большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог и сеть — если файл может входить сразу в несколько каталогов. Например, в MS-MS-DOS и Windows каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX — сетевую. В древовидной структуре каждый файл является листом. Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом, или корнем (root).

При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех файлов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл, чтобы путем последовательного просмотра каталогов найти его. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны.

Частным случаем иерархической структуры является одноуровневая организация, когда все файлы входят в один каталог. (см. Приложение 1).

Урок 3. Лабораторная работа по теме иерархическая структура файловой системы Цели:

• 1) Образовательные: проверить знание команд MS-DOS, проверить умение создавать дерево каталогов, проверить умение создавать текстовые файлы, научить работать с эмулятором MS-DOS.
• 2) Развивающие: развить память, развить воображение, развить творческое мышление.
• 3) Воспитательные: сформировать поведение (усидчивость, уважение к окружающим)

Ход урока:

Задание 1. Вспомним команды MS-DOS. Запустите эмулятор и выполните ниже предложенные команды.

1. Запустить эмулятор MS-DOS.

Ha экране появится приглашение операционной системы MS-DOS к работе в виде С: >.

2. Создадим на диске С: каталог (папку) РЗ:

С: >MD РЗ.

Приглашение ОС МS MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:>

3. Посмотрим постранично содержимое диска С: и убедимся что каталог РЗ создан:

С: >DIR.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С:>

4. Сделаем текущим каталог РЗ:

С: >CD РЗ.

Приглашение MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С: Р3>

5. Создадим в каталоге РЗ Текстовый документ «a.txt»: Создадим документ a. txt следующего содержания: «Операционная система»:

С: P3>COPY CON a.txt.

• — введем текст «MS-DOS»;
• — наберем ^z;
• — нажмем клавишу Enter.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид С: Р3>

6. Просмотрим содержимое каталога РЗ и убедимся, что в нем находится текстовый документ «a.txt»:

С: P3>DIR.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: Р3>

7. Просмотрим содержимое текстового документа a. txt:

С: РЗ >TYPE a.txt.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: РЗ>

8. Просмотрим содержимое каталога РЗ и убедимся, что он пустой:

С: РЗ > DIR.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: РЗ>

• 9. Удалим каталог РЗ:
  • — выйдем из каталога РЗ;

С: РЗ> CD.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С: >

— удалим каталог РЗ С: >RD P3.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С:>

10. Просмотрим содержимое диска С:

С: > DIR.

Убедимся, что удален каталог РЗ.

Приглашение ОС MS-DOS к дальнейшей работе будет иметь вид: С:>

11. Вернемся к работе с операционной системой MS Windows:

С: > EXIT.

Задание 2. Творческое задание. Создайте свое дерево каталогов так, чтобы получилось ваше генеалогическое дерево. Подумайте, как это можно организовать.