Реклама:

Один из способов виртуального ввода-вывода - использование абстракции под названием файл. Файл состоит из последовательности байтов, записанных на устройство ввода-вывода. Если устройство ввода-вывода является устройством хранения информации (например, диском), то файл можно считать обратно. Если устройство не является устройством хранения информации (например, это принтер), то файл оттуда считать нельзя. На диске может храниться множество файлов, в каждом из которых содержатся данные определенного типа, например, изображение, электронная таблица или текст. Файлы имеют разную длину и обладают разными свойствами. Эта абстракция позволяет легко организовать виртуальный ввод-вывод.

Для операционной системы файл является просто последовательностью байтов. Ввод-вывод файла осуществляется путем системных вызовов открытия, чтения, записи и закрытия файлов. Перед тем как считывать файл, его нужно открыть. Процесс открытия файла позволяет операционной системе найти файл на диске и передать в память информацию, необходимую для доступа к этому файлу.

После открытия файла его можно считывать. Системный вызов для считывания должен иметь, как минимум, следующие параметры:

♦ информацию о том, какой именно открытый файл нужно считывать;

♦ указатель на буфер в памяти, в который нужно поместить данные;

♦ число считываемых байтов.

Данный системный вызов помещает требующиеся данные в буфер. Обычно он возвращает число считанных байтов. Это число может быть меньше запрошенного числа (например, нельзя считать 2000 байт из файла размером 1000 байт).

С каждым открытым файлом связан указатель, который сообщает, какой байт должен считываться следующим. После команды read указатель дополняется числом считанных байтов, поэтому последовательные команды read считывают последовательные блоки данных из файла. Обычно этот указатель можно установить на особое значение, чтобы программы могли получить доступ к любой части файла. Когда программа заканчивает считывание файла, она может закрыть его и сообщить операционной системе, что больше не будет использовать этот файл. Тогда операционная система сможет освободить пространство в структуре, в которой хранилась информация об этом файле.

В операционных системах для универсальных вычислительных машин файл представляет собой более сложную структуру. Здесь файл может быть последовательностью логических записей, каждая из которых имеет строго определенную структуру. Например, логическая запись может представлять собой структуру данных, состоящую из пяти полей: двух символьных строк, "Имя" и "Начальник", двух целых чисел, "Отдел" и "Комната", и одного логического числа "Пол женский". Некоторые операционные системы различают файлы, в которых все элементы имеют одинаковую структуру, и файлы, содержащие разные типы данных.

Основная виртуальная команда ввода считывает следующую запись из нужного файла и помещает ее в основную память, начиная с определенного адреса, как показано на рис. 6.17. Чтобы выполнить эту операцию, виртуальная команда должна получить сведения о том, какой файл считывать и куда в памяти поместить запись. Часто существуют параметры для чтения некоторой записи, которые определяются либо по ее месту в файле, либо по ее ключу.

Файлы

Рис. 6.17. Чтение файла, состоящего из логических записей: до чтения записи 19 (а);

после чтения записи 19 (б)

Основная виртуальная команда вывода записывает логическую запись из памяти в файл. Последовательные команды write выполняют последовательные логические записи в файл.

Виртуальные команды ввода-вывода || Оглавление || Реализация виртуальных команд ввода-вывода