ファイルシステムとOS

ファイル file
„
– 例：ディジタルカメラで撮影した写真１枚
– 例：２０枚の写真をアルバム風にまとめたもの
– 例：１時間半の講演の音声
情報処理
ファイルシステムとOS
亀山幸義（電子・情報工学系）
[email protected]
http://www.is.tsukuba.ac.jp/~kam
木構造
コンピュータ上でのひとまとまりの｢データ」
„
データに対する種々の操作はファイルに対して
行われる
– 例：複製する
– 例：写真の色合いを調整する
„
ファイルの構成要素
– 中身
– 名前（⇒木構造）
– 属性（ファイルの性質：作成日時、持ち主　等）
木構造の例
根（root)
企業(com)
日本(jp)
„ インターネットのドメイン名（インターネットに接
続されたコンピュータ名）
– 電子メイルアドレス
大学関係(ac)
筑波大学(tsukuba)
ネットワーク
関係（ne)
京都大学(kyoto-u)
木　tree　とは何か？
„ ファイル名
– １つのコンピュータ上のファイル名
„ 会社組織　等
WWWページのアドレス（URL)
はドメイン名とファイル名を組
み合わせている
木構造の性質
„ 根が１つだけある
„ ノードに対してパスが一意的に決まる
„ 各ノードに｢親」が１つある
„ パスに対してノードが一意的に決まる
„ 「子」は０個以上いくつでも
– 「子」のないノードを「葉」という
„ 各ノードに名前がついている
„ 同じ親を持つノードは相異なる名前をもつ
„ パス：根からノードまでの経路（経路上のノード
の名前を列挙したもの）
(根) – jp – ac – tsukuba
tsukuba . ac . jp　←根を省略
1
木構造の拡張
別名
筑波大学
„ 木の限界
– １つのノードの｢親ノード」は(たかだか）１つ
△△学類
○○学系
– 親ノードを複数持ちたいことがある
• 例：複数の学科に所属する人
„ 解１：親ノードを複数もてるようにする
A教官
B教官
– 木構造の利点を失う
C教官
別名
リンク（link)
ショートカット
„ 解２：「別名」の導入
– 木構造の利点を壊さずに済む
オペレーティングシステム（OS)
ファイルシステム
„ ファイルシステムとは？
アプリケーション(応用）ソフトウェア
アプリケーション 応用）ソフトウェア
Word, Excel, PowerPoint, …
– 物理的なメディアそのものをユーザに見せるのでは
なく、利用しやすい形態（ファイルの集まり）としてみ
せるもの
– OSがユーザに対して提供する機能の１つ
オペレーティングシステム(基本ソフトウェア）
オペレーティングシステム 基本ソフトウェア）
CD-ROM
ユーザ
ファイルシステム
ハード
ディスク
物理的な
メディア
PC/AT互換機
生のコンピュータを使い易くする様々な機能を提供
– 例１：TSS(複数の利用者が１つのコンピュータを同時に
利用）
– 例２：仮想記憶　（実際に搭載しているメモリより多くの記
憶領域を使える仕組み）
– 例３：物理的な資源を、「論理的」な（頭の中での）資源に
見せる（⇒ファイルシステム）
„
OSの種類
„
Windows
– Windows 3.x, 95, 98, Me, NT, 2000, XT
– IBM PC/AT互換機、NEC PC98で動作
– Microsoft一社独占だが、圧倒的に高いシェア
„
Linux
– 中心部分(カーネル）は１種類だが、OS全体としては極めて
多数の種類あり
– IBM PC互換機のほか多くのハードウェア上で動作
– オープンソース
個々のハードウェアの違いを吸収する
– 例：ハードディスク、フロッピディスク、MO, CD,　DVD等
のどれにも同じ仕組みでデータを読み書きできる
– 同じOSが動いているコンピュータでは、(ほぼ)同じ応用ソ
フトウェアが動く
Sun
いろいろなハードウェア
OSの役割
„
Macintosh
„
そのほか
– UNIX　系、MacOS　など
2
Windowsのファイルシステム
„
少し変わった木構造
–
–
–
–
„
„
第一レベルの名前は C:　や　A:　などのドライブ名
第二レベル以下はファイル名またはフォルダ名
区切りは「¥」（または「＼」を使う）
例：　C:¥windows¥abc.exe
用語
木
ノード
Windows系
UNIX系
フォルダ
ディレクトリ
Windowsのファイル名
„
区切りをあらわす記号
„
フォルダ名、ファイル名
– 「￥」（「＼」バックスラッシュと表示されることもある）
– 英数字、日本語の文字の大多数が使える
– 区切りを示す「￥」は使用不可
– ピリオド「.」も使わないほうがよい（→拡張子）
„
ファイル名の拡張子 extension
„ ファイルの｢種類」を示すために、ファイル名の
最後につける2－３文字程度
– abc.txt
– winzip.exe
– lecture.doc
– slide.ppt
– kam.html
Note.
通常のWindowsシステム
の設定では拡張子は見
えない（フォルダオプショ
ン）
参考：UNIX　ファイルシステム
– 「／」が区切り、ファイル名には空白文字「　」等が使えない
（日本語の文字も使わない方がよい）
葉（リーフ） ファイル
ファイル
別名
ショートカット リンク
正式にはFAT16、FAT32などと呼ばれる
拡張子のいろいろ
„ Windowsでは、ファイルの種類ごとに、それを
「開く」ために使う応用ソフトを登録する
„ 例（拡張子、種類、ソフトウェア名称）
– ソフトウェア（OS,応用ソフト）が勝手に付けてくれる
– 人間が間違った拡張子を付けるとOSが混乱する
– txt テキストファイル Notepad
– doc Word文書　Word
– xls Excel資料
Excel
– ppt PowerPoint資料　PowerPoint
– pdf　ＰＤＦ形式の文書　Acrobat Reader
– htm WWWページ　Internet Explorer
Windowsから見える世界
ちょっと寄り道：オープンソース
„ 通常は利用者が気にする必要はない
デスクトップ
ファイルシステム以外の
資源も１つの木構造に
組み込んで表示
„
– ソース・プログラム：人間が読み書きする形式、改変が容易
– バイナリ・コード：　人間にとってはブラックボックス、コンピュー
タ上で実行可能
– コンパイル：　ソース・プログラムをバイナリ・コードへ変換す
ること
ファイルシステム
マイコンピュータ
フロッピ
ディスクA
マイドキュメント
„
商用ソフトウェア（Windowsなど)は通常バイナリコード
のみが配布される
Linux はソース・プログラムを無償配布
„
もともと、GNUプロジェクトの試み
„
ハードディスクC
ダイアルアップ
ソース・プログラムとは？
– 利用者が自分で修正することが可能
My Documents
3
まとめ
„
ファイルシステム
– ファイル：いろいろな操作の単位
– ファイル名は木構造を利用して管理される
„
木構造
– 多数の名前空間を管理する方式の１つ
– ノードとパス名が一対一に対応
„
オペレーティングシステム(ＯＳ）
– ハードウェアと応用ソフトウェアの間に位置する「基
本ソフトウェア」
– 多数の応用ソフトウェアが使う共通機能を提供
– 個別のハードウェアの違いを吸収
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