Thema heute und in den nächsten Wochen wird jetzt sein Betriebssystem Konzepte, nachdem wir jetzt

über allerlei grundlegende Fragestellungen vom Betriebssystem und uns mit etlichen grundlegenden

Fragestellungen vom Betriebssystem beschäftigt haben in den letzten Wochen. Geht es jetzt eigentlich

darum, was sind so die grundlegenden Abstraktionen, die ein Betriebssystem seinen Anwendungen

anbietet. Und im Wesentlichen gibt es da drei Bereiche, die man da unterscheiden kann. Das

eine ist so der ganze Hintergrundspeicherbereich, also letztendlich die Abstraktion Dateisystem.

Und dann, also Dateien und Dateisysteme, dann haben wir diesen Bereich überhaupt Speicher,

Hauptspeicherbereiche, virtuelle Adressräume und all diese Sachen und schließlich der ganze

Bereich Prozesse, also das ist die Abstraktion von der CPU. Im Wesentlichen Hintergrundspeicher,

mit allem was so dazugehört, das müssen jetzt also nicht nur die Platten sein, das können also

auch andere Medien sein, aber letztendlich langfristige Speicherung großer Datenmengen

und auch persistente Speicherung, also auch Speicherung über den Zeitpunkt der Nutzung

hinaus. Ist jetzt also der erste Punkt, ist auch im Hinblick auf die Übungen. Wir werden nächste

Woche in den Übungen uns ein Programm, dann mit einem Programm beschäftigen, das den Inhalt von

Dateiverzeichnissen, von Direktories ausgibt, also so was Ähnliches, wie was ein LDS macht oder ein

Filebrowser macht. Und dann ist natürlich ganz gut einfach mal zu wissen, was sind denn so die

Strukturen dahinter und die Konzepte, die das Betriebssystem einem anbietet. So, zu diesem

Thema Massenspeicher gehören zwei Dinge. Erstmal das Konzept einer Datei überhaupt, das ich

erst einmal erläutern möchte und dann die Fragestellung, wie organisiert man Dateien,

größere Mengen von Dateien, also Dateisysteme, wie sind die aufgebaut, wie sehen da drin solche

Sachen wie Namensräume aus, wie werden Namen in konkrete Dateien abgebildet. Dann gibt es diese

Querverweise, Symbolik Links, um Dateien auch unter unterschiedlichen Namen, in unterschiedlichem

Kontext vielleicht ansprechen zu können und wie sehen die Systemschnittstellen aus. Aber zuerst

schauen wir uns erst mal das Thema Datei als solches an. Was ist überhaupt eine Datei? Datei

gesehen von außen, aus Sicht einer Anwendung, gesehen von innen, aus Sicht des Betriebssystems,

wie wird es verwaltet und wie hängt das so intern zusammen. Eine Datei ist ein relativ altes

Konzept inzwischen und dient letztendlich dazu, irgendwelche Sammlungen von Daten,

die irgendwie eine zusammenhängende, abgeschlossene Einheit bilden, im System irgendwo zu verwalten.

In der Praxis haben wir an der Stelle eine beliebige Anzahl eindimensional adressierter

Bytes, das heißt wir haben einen Bytesstrom, der irgendwo dann auf einem Hintergrundspeicher

liegt. Das ist so das Grundkonzept, das dahinter steckt. Die Dauerhaftigkeit von

Dateien ist eine Frage natürlich des Speichermediums, das dahinter steckt. Das kann nicht flüchtig sein,

solche Sachen wie Platten, auch Magnetbänder, CDs, DVDs, EEPROMs, solche Sachen. Es können aber auch

flüchtige Datenträger sein. Man kann letztendlich auch Dateien im flüchtigen Hauptspeicher, im RAM

speichern und wenn dann der Strom ausfällt, dann werden die Dateien, die dort gespeichert sind,

auch wieder weg. Also das Konzept der Datei ist jetzt nicht unbedingt abhängig davon,

wie lange sie lebt, wobei in aller Regel werden Dateien eben auf Hintergrundspeichern verwendet.

Die Datei selber muss kein beständiges Gebilde sein. Sie kann zum Beispiel auch

verwendet werden als Kommunikationsmittel für kooperierende Prozesse, also zumindest das Konzept

an der Datei, zum Beispiel als Mechanismus für die Weiterleitung von Informationen, also diese

Pipes, die man zwischen Prozessen aufbauen kann, auch die können in Form von Dateien angelegt

werden. Jetzt merkt man schon, irgendwie sind Dateien offensichtlich ganz unterschiedliche

Geschichten. Einerseits haben wir also so Sachen, denen wir Namen geben, die wir dann auf dem

Hintergrundspeicher ablegen können. Auf der anderen Seite ist es dann doch irgendwie nur

ein Kommunikationskanal oder so was. Also es ist irgendwie ein sehr vielfältiges, abstraktes Mittel,

um irgendwie Daten zu hinterlegen und auszutauschen. Inwieweit das Konzept einer Datei wirklich ein

gutes Abstraktionsmittel ist, ist durchaus umstritten. Eigentlich seit den 60er Jahren

gibt es diese Abstraktion im Betriebssystem, auch sehr unterschiedlich. Also auch das,

was hier steht, das ist also eine beliebige Anzahl eindimensional adressierter Bites. Das muss

nicht unbedingt stimmen. Es gibt durchaus auch Betriebssysteme, wo Dateien durch erheblich