Стандартная структура системы каталогов unix и windows

Иерархия каталогов в операционных системах Linux, macOS и Windows имеет несколько отличий.

В Linux и macOS иерархия каталогов основана на стандарте Filesystem Hierarchy Standard (FHS). Основные директории включают:

— /bin: исполняемые файлы системы;

— /etc: конфигурационные файлы;

— /home: пользовательские домашние каталоги;

— /usr: дополнительные программы и ресурсы.

С другой стороны, в Windows иерархия каталогов отличается. Основные директории включают:

— C:\Windows: системные файлы Windows;

— C:\Program Files: установленные приложения;

— C:\Users: пользовательские профили и данные.

Таким образом, хотя иерархия каталогов в разных ОС имеет общие концепции, ее структура и организация могут отличаться.

Linux урок 9. Файловая система LINUX и ее отличия от WINDOWS

Структура файлов и каталогов в Linux

Linux: диски, разделы, файловая система.

What happens if we put Debian Linux 11 on 11 Years Old MacBook Pro?

С MacOS на Linux: это реально?! — Fedora Linux 35 Workstation GNOME (2022)

Структура каталогов в GNU/Linux (для Павлова Александра)

ЧТО ВЫБРАТЬ Windows VS macOS VS Linux?

Windows, MacOS или Linux? Что выбрать?

Какую операционную систему выбрать программисту? Linux, Windows или Mac OS

Unix VS Linux. UNIX и Unix подобная система Linux в чем отличие? Маленький секрет MAC OS

# Не обращайте внимание на непонятные для вас данные
# Об их значении поговорим позже
stat .bashrc

  File: '.bashrc'
  Size: 3771        Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: ca01h/51713d    Inode: 259234      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1002/kirill.m)   Gid: ( 1002/kirill.m)
Access: 2018-08-27 17:24:11.237498138 +0000
Modify: 2015-08-31 23:27:45.000000000 +0000
Change: 2018-01-22 08:13:27.611966864 +0000
 Birth: -

ls -a

.  ..  .bash_history  .bash_logout  .bashrc  .cache  .profile  .ssh

Открыть доступ

Наши выпускники работают в компаниях:

Пользователь
Linux всегда работает
с единым деревом каталогов, даже если
разные данные расположены на разных
носителях: жестких или сетевых дисках,
съемных дисках, CD-ROM
и т. п. Такое представление отличается
от технологии, применяемой в
Windows, где для каждого
устройства, на котором есть файловая
система, используется свой корневой
каталог, обозначенный литерой, например
«a«, «c«,
«d«
и т. д. Для того чтобы отключать и
подключать файловые системы на разных
устройствах в состав одного общего
дерева, используются процедуры
монтирования и размонтирования. После
того, как файловые системы на разных
носителях подключены к общему дереву,
содержащиеся на них данные доступны
так, как если бы все они составляли
единую файловую систему: пользователь
может даже не знать, на каком устройстве
какие файлы хранятся.

1. В чем отличие каталогов /var и /tmp.

/tmp
— Этот каталог предназначен для
временных файлов: в таких файлах программы
хранят необходимые для работы промежуточные
данные. После завершения
работы программы временные файлы теряют
смысл и должны быть удалены. Обычно
каталог /tmp очищается при
каждой загрузке системы.

/var
Название этого каталога — сокращение
от «variable«
(«переменные» данные). Здесь
размещаются те данные, которые создаются
в процессе работы разными программами
и предназначены для передачи другим
программам и системам (очереди печати,
электронной почты и др.)
или для сведения системного администратора
(системные журналы, содержащие протоколы
работы системы).

В
отличие от каталога /tmp
сюда попадают те данные, которые могут
понадобиться после того, как создавшая
их программа завершила работу.

1. Назначение утилиты pwd.

Команда
pwd (print
working directory)
возвращает полный путь
текущего каталога командной оболочки
— естественно, именно той командной
оболочки, при помощи которой была
выполнена команда pwd.

1. Назначение утилиты cat.

Почти
все утилиты по умолчанию читают и создают
файлы в текущем каталоге. Например,
утилита cat
(concatenation –
конкатенация) —
выводит на экран содержимое файла
«text«:
[student@localhost
student]$ cat
text

В
действительности, командная оболочка,
прежде чем передавать параметр «text»
(имя файла) утилите cat,
подставляет значение текущего каталога
— получается полный путь
к этому файлу в файловой системе:
«/home/student/text«.
Содержимое данного файла утилита
cat выведет на экран.

1. Назначение утилиты ls. Использование ключей –f, -a.

Чтобы
иметь возможность ориентироваться
в файловой системе,
нужно знать, что содержится в каждом
каталоге. Просмотреть
содержимое любого каталога можно при
помощи утилиты ls
(сокращение от англ. «list»
— «список»): Команда
ls без параметров
выводит список файлов
и каталогов, содержащихся в текущем
каталоге.

Утилита
ls принимает один
параметр — имя каталога,
содержимое которого нужно вывести. Имя
может быть задано любым доступным
способом: в виде полного или относительного
пути.

Ключ
–F используется,
чтобы отличать файлы от каталогов.
При наличии этого ключа
ls в конце имени
каждого каталога ставит символ «/»,
чтобы показать, что в нем может содержаться
что-то еще

Для
того чтобы посмотреть полный список
содержимого каталога, и используется
ключ «-a» (all)

Соседние файлы в предмете Операционные системы

• #
• #
• #
• #
• #

Литература

• Современные операционные системы, Э. Таненбаум, 2002, СПб, Питер, 1040 стр., (в djvu 10.1Мбайт) подробнее>>
• Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер (в zip архиве 1.1Мбайт)
• Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер, 2001, СПб, Питер, 544 стр., (в djvu 6.3Мбайт) подробнее>>

2.1 Файлы

Требования к хранению информации:

• возможность хранения больших объемов данных

• информация должна сохраняться после прекращения работы процесса

• несколько процессов должны иметь одновременный доступ к информации

2.1.1 Именование файлов

Длина имени файла зависит от ОС, может быть от 8 (MS-DOS) до 255 (Windows, LINUX) символов.

ОС могут различать прописные и строчные символы. Например, WINDOWS и windows для MS-DOS одно и тоже, но для UNIX это разные файлы.

Во многих ОС имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой, например windows.exe. Часть после точки называют расширением файла. По нему система различает тип файла.

У MS-DOS расширение составляет 3 символа. По нему система различает тип файла, а также можно его исполнять или нет.

У UNIX расширение ограничено размером имени файла в 255 символов, также у UNIX может быть несколько расширений, но расширениями пользуются больше прикладные программы, а не ОС. По расширению UNIX не может определить исполняемый это файл или нет.

2.1.2 Структура файла

Три основные структуры файлов:

1. Последовательность байтов — ОС не интересуется содержимым файла, она видит только байты. Основное преимущество такой системы, это гибкость использования. Используются в Windows и UNIX.

2. Последовательность записей — записей фиксированной длины (например, перфокарта), считываются последовательно. Сейчас не используются.

3. Дерево записей — каждая запись имеет ключ, записи считываются по ключу. Основное преимущество такой системы, это скорость поиска. Пока еще используется на мэйнфреймах.

Три типа структур файла.

2.1.3 Типы файлов

Основные типы файлов:

• Регулярные — содержат информацию пользователя. Используются в Windows и UNIX.

• Каталоги — системные файлы, обеспечивающие поддержку структуры файловой системы. Используются в Windows и UNIX.

• Символьные — для моделирования ввода-вывода. Используются только в UNIX.

• Блочные — для моделирования дисков. Используются только в UNIX.

Основные типы регулярных файлов:

• ASCII файлы — состоят из текстовых строк. Каждая строка завершается возвратом каретки (Windows), символом перевода строки (UNIX) и используются оба варианта (MS-DOS). Поэтому если открыть текстовый файл, написанный в UNIX, в Windows, то все строки сольются в одну большую строку, но под MS-DOS они не сольются (это достаточно частая ситуация). Основные преимущества ASCII файлов:
  — могут отображаться на экране, и выводится на принтер без преобразований
  — могут редактироваться почти любым редактором

• Двоичные файлы — остальные файлы (не ASCII). Как правило, имеют внутреннею структуру.

Основные типы двоичных файлов:

• Исполняемые — программы, их может обрабатывать сама операционная система, хотя они записаны в виде последовательности байт.

• Неисполняемые — все остальные.

Примеры исполняемого и не исполняемого файла

«Магическое число» — идентифицирующее файл как исполняющий.

2.1.4 Доступ к файлам

Основные виды доступа к файлам:

• Последовательный — байты читаются по порядку. Использовались, когда были магнитные ленты.

• Произвольный — файл можно читать с произвольной точки. Основное преимущество возникает, когда используются большие файлы (например, баз данных) и надо считать только часть данных из файла. Все современные ОС используют этот доступ.

2.1.5 Атрибуты файла

Основные атрибуты файла:

• Защита — кто, и каким образом может получить доступ к файлу (пользователи, группы, чтение/запись). Используются в Windows и UNIX.

• Пароль — пароль к файлу

• Создатель — кто создал файл

• Владелец — текущий владелец файла

• Флаг «только чтение» — 0 — для чтения/записи, 1 — только для чтения. Используются в Windows.

• Флаг «скрытый» — 0 — виден, 1 — невиден в перечне файлов каталога (по умолчанию). Используются в Windows.

• Флаг «системный» — 0 — нормальный, 1 — системный. Используются в Windows.

• Флаг «архивный» — готов или нет для архивации (не путать сжатием). Используются в Windows.

• Флаг «сжатый» — файл сжимается (подобие zip архивов). Используются в Windows.

• Флаг «шифрованный» — используется алгоритм шифрования. Если кто-то попытается прочесть файл, не имеющий на это прав, он не сможет его прочесть. Используются в Windows.

• Флаг ASCII/двоичный — 0 — ASCII, 1 — двоичный

• Флаг произвольного доступа — 0 — только последовательный, 1 — произвольный доступ

• Флаг «временный» — 0 — нормальный, 1 — для удаления файла по окончании работы процесса

• Флаг блокировки — блокировка доступа к файлу. Если он занят для редактирования.

• Время создания — дата и время создания. Используются UNIX.

• Время последнего доступа — дата и время последнего доступа

• Время последнего изменения — дата и время последнего изменения. Используются в Windows и UNIX.

• Текущий размер — размер файла. Используются в Windows и UNIX.

2.1.6 Операции с файлами

Основные системные вызовы для работы с файлами:

• Create — создание файла без данных.

• Delete — удаление файла.

• Open — открытие файла.

• Close — закрытие файла.

• Read — чтение из файла, с текущей позиции файла.

• Write — запись в файл, в текущею позицию файла.

• Append — добавление в конец файла.

• Seek — устанавливает файловый указатель в определенную позицию в файле.

• Get attributes — получение атрибутов файла.

• Set attributes — установить атрибутов файла.

• Rename — переименование файла.

2.1.7 Файлы, отображаемые на адресное пространство памяти

Иногда удобно файл отобразить в памяти (не надо использовать системные вызовы ввода-вывода для работы с файлом), и работать с памятью, а потом записать измененный файл на диск.

При использовании страничной организации памяти, файл целиком не загружается, а загружаются только необходимые страницы.

При использовании сегментной организации памяти, файл загружают в отдельный сегмент.

Пример копирования файла через отображение в памяти.

Алгоритм:

1. Создается сегмент для файла 1

2. Файл отображается в памяти

3. Создается сегмент для файла 2

4. Сегмент 1 копируется в сегмент 2

5. Сегмент 2 сохраняется на диске

Недостатки этого метода:

• Тяжело определить длину выходного файла

• Если один процесс отобразил файл в памяти и изменил его, но файл еще не сохранен, второй процесс откроет это же файл, и будет работать с устаревшим файлом.

• Файл может оказаться большим, больше сегмента или виртуального пространства.

2.2 Каталоги

2.2.1 Одноуровневые каталоговые системы

В этой системе все файлы содержатся в одном каталоге.

Однокаталоговая система, содержащая четыре файла, файлов А два, но разных владельцев

Преимущества системы:

• Простота

• Возможность быстро найти файл, не надо лазить по каталогам

Недостатки системы:

• Различные пользователи могут создать файлы с одинаковыми именами.

2.2.2 Двухуровневые каталоговые системы

Для каждого пользователя создается свой собственный каталог.

Двухуровневая каталоговая система

Пользователь, при входе в систему, попадает в свой каталог и работает только с ним. Это делает проблематичным использование системных файлов.

Эту проблему можно решить созданием системного каталога, с общим доступом.

Если у одного пользователя много файлов, то у него тоже может возникнуть необходимость в файлах с одинаковыми именами.

2.2.3 Иерархические каталоговые системы

Каждый пользователь может создавать столько каталогов, сколько ему нужно.

Иерархическая каталоговая система

Почти все современные универсальные ОС, организованы таким образом. Специализированным ОС это может быть не нужным.

2.2.4 Имя пути

Для организации дерева каталогов нужен некоторый способ указания файла.

Два основных метода указания файла:

• абсолютное имя пути — указывает путь от корневого каталога, например:
  — для Windows \usr\ast\mailbox
  — для UNIX /usr/ast/mailbox
  — для MULTICS >usr>ast>mailbox

• относительное имя пути — путь указывается от текущего каталога (рабочего каталога), например:
  — если текущий каталог /usr/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в ast/mailbox
  — если текущий каталог /usr/ast/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в mailbox
  — если текущий каталог /var/log/, то абсолютный путь /usr/ast/mailbox перепишется в ../../usr/ast/mailbox

./ — означает текущий каталог

../ — означает родительский каталог

2.2.5 Операции с каталогами

Основные системные вызовы для работы с каталогами:

• Create — создать каталог

• Delete — удалить каталог

• OpenDir — закрыть каталог

• CloseDir — закрыть каталог

• ReadDir — прочитать следующий элемент открытого каталога

• Rename — переименование каталога

• Link — создание жесткой ссылки, позволяет файлу присутствовать сразу в нескольких каталогах.

• Unlink — удаление ссылки из каталога