ระบบแฟ้มข้อมูล

1. บทที่ 7 ระบบแฟ้มข้อมูล

2. ข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลักของเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นสามารถเก็บไว้ได้เป็นการชั่วคราวในระหว่างที่มีการทำงานเท่านั้นเมื่อเลิกทำงานข้อมูลดังกล่าวก็จะสูญหายไป ทุกครั้งที่ทำงานเกี่ยวกับข้อมูล จะต้องมีการใส่ข้อมูลเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำทุกครั้ง ซึ่งจะเป็นการเสียเวลาเป็นอย่างมาก จึงใช้เก็บใน หน่วยความจำสรอง

3. แฟ้มข้อมูล (File) ในแต่ละแฟ้มมักเก็บข้อมูลที่เป็นเรื่องเดียวกัน เพื่อความสะดวกรวดเร็วในการอ้างถึง และอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ • การสร้างแฟ้ม • การเข้าถึงข้อมูลในแฟ้ม • การดำเนินการต่าง ๆ เกี่ยวกับแฟ้มข้อมูล

4. ชื่อแฟ้ม (File Name) เป็นสิ่งที่ใช้ในการอ้างถึงแฟ้ม รวมถึงการเข้าถึงและการใช้งานแฟ้ม โดยทั่วไปการแบ่งแฟ้มเป็นชนิดต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับ การใช้งานของแฟ้มนั้น ๆ ส่วนใหญ่มักจำแนกแฟ้มโดยการตั้งชื่อแฟ้มให้มีนามสกุล หรือส่วนขยาย (File Extension) ให้ต่างกันออกไป

5. ตารางแสดงส่วนขยายและชนิดของแฟ้มข้อมูลตารางแสดงส่วนขยายและชนิดของแฟ้มข้อมูล ข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์

6. โครงสร้างแฟ้มข้อมูล (Data Structure) การจัดการโครงสร้างแฟ้มข้อมูล สามารถจัดได้หลายรูปแบบ ส่วนใหญ่นิยมใช้งานใน 3 ลักษณะ • การเก็บข้อมูลแบบไม่มีโครงสร้าง • การเก็บข้อมูลแบบมีโครงสร้าง • การเก็บข้อมูลแบบต้นไม้

7. ภาพแสดงโครงสร้างของแฟ้มข้อมูลภาพแสดงโครงสร้างของแฟ้มข้อมูล 1Byte 1Record a b c a1 a2 b2 b1 b11 b12 b13 A B C

8. ชนิดของแฟ้มข้อมูล (File Type) ระบบปฏิบัติการโดยทั่วไป สนับสนุนการทำงานกับแฟ้มได้หลายชนิด เช่น • แฟ้มทั่วไป • ไดเร็กทอรี่ • แฟ้มอักขระ • แฟ้มของกลุ่มข้อมูล

9. การเข้าถึงแฟ้มข้อมูล • การเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential Access) • การเข้าถึงข้อมูลแบบสุ่ม (Random Access) แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ

10. การเข้าถึงแฟ้มข้อมูล การเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential Access) ระบบปฏิบัติการรุ่นแรก ๆ จะใช้วิธีการเข้าถึงแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับเท่านั้น โดยการอ่านหรือบันทึกข้อมูลในแฟ้มเรียงตามลำดับไบต์หรือเรคอร์ดต่อเนื่องไป สื่อบันทึกข้อมูลที่ใช้ในการเข้าถึงแบบลำดับ (Sequential Access Storage Device : SASD) เช่น เทปแม่เหล็ก

11. การเข้าถึงแฟ้มข้อมูล การเข้าถึงข้อมูลแบบสุ่ม (Random Access) ได้รับความนิยมนำไปใช้กับโปรแกรมประยุกต์ เพราะสามารถเข้าถึงแฟ้มข้อมูลได้โดยตรง เช่น ระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) สื่อบันทึกข้อมูลที่ใช้ในการเข้าถึงแบบโดยตรง คือ ดิสก์

12. การกระทำกับแฟ้มข้อมูลการกระทำกับแฟ้มข้อมูล ระบบปฏิบัติการที่ต่างกัน อาจมีการกระทำกับแฟ้มที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะเตรียมการกระทำกับแฟ้ม ดังนี้ • การสร้าง (Create)  การลบ (Delete) • การเปิด (Open)  การปิด (Close) • การอ่าน (Read)  การบันทึก (Write) • การเพิ่มข้อมูลต่อท้ายแฟ้ม (Append) • การค้นหา (Seek) การเปลี่ยนชื่อ (Rename)

13. ไดเร็กทอรี่ (Directory) เป็นแฟ้มประเภทหนึ่ง ทำหน้าที่เก็บรวบรวมรายชื่อของแฟ้ม และข้อมูลบางอย่างที่สำคัญของแฟ้มเอาไว้ ผู้ใช้สามารถสร้าง ลบ ไดเร็กทอรี่ได้

14. โครงสร้างของระบบไดเร็กทอรี่โครงสร้างของระบบไดเร็กทอรี่ ประกอบด้วยหน่วยย่อยหลายหน่วย แต่ละหน่วยจะเก็บข้อมูลของแฟ้ม 1 แฟ้ม โดยข้อมูลที่เก็บคือ File Name, Attribute, File Address

15. ภาพแสดง ระบบไดเร็กทอรี่ 1 ระดับ

16. ภาพแสดง ระบบไดเร็กทอรี่ 2 ระดับ

17. ภาพแสดง ระบบไดเร็กทอรี่ 3 ระดับ

18. เส้นทาง (Path) ในการอ้างถึงแฟ้มในไดเร็กทอรี่ หรือการอ้างไดเร็กทอรี่ย่อยในไดเร็กทอรี่ จะต้องอ้างโดยการบอกเส้นทาง หรือพาธ (Path) ของแฟ้มนั้น ๆ เพื่อเป็นการระบุว่ากำลังอ้างถึงแฟ้มในไดเร็กทอรี่ใด

19. เส้นทาง (Path) การอ้างอิงแฟ้มมี 2 วิธี • การอ้างอิงด้วยเส้นทางสมบูรณ์ (Absolute Path Name) • การอ้างอิงด้วยเส้นทางสัมพันธ์ (Relative Path Name)

20. การอ้างอิงแฟ้ม เส้นทางสมบูรณ์ (Absolute Path Name) เป็นการอ้างอิงแฟ้มโดยเริ่มต้นจากไดเร็กทอรี่รากแล้วตามด้วยชื่อไดเร็กทอรี่ย่อยต่าง ๆ ไล่มาตามลำดับชั้นของไดเร็กทอรี่ จนกระทั่งถึงไดเร็กทอรี่ย่อยที่เก็บแฟ้ม เช่น D:\jubejang\krut.jpg

21. การอ้างอิงแฟ้ม เส้นทางสัมพันธ์ (Relative Path Name) โดยนิยมใช้เครื่องหมาย . (จุด) แทนไดเร็กทอรี่ปัจจุบัน และ .. (จุดจุด) แทนไดเร็กทอรี่ที่อยู่เหนือขึ้นไปหนึ่งระดับ ขณะนี้อยู่ที่ “D:\jubejang\krut.jpg” Path ที่ใช้จะเป็น “.\krut.jpg”

22. การจัดระบบแฟ้ม (File System) การจัดการข้อมูลของผู้ใช้จะเกี่ยวข้องกับการจัดการเก็บ การแบ่งข้อมูลลงแฟ้ม และการจัดการไดเร็กทอรี่ เพื่อให้สะดวกในการใช้งาน รวมถึงการจัดการเนื้อที่ในอุปกรณ์เก็บข้อมูล (ดิสก์) และวิธีการจัดเก็บแฟ้ม

23. รูปแบบของระบบแฟ้ม แบ่งออกได้เป็น 4 รูปแบบ • การจัดเก็บแฟ้มเรียงต่อเนื่องกันตลอดทั้งแฟ้ม (Continuous Allocation) 2. การจัดเก็บแฟ้มแบบใช้ลิงก์ลิสต์ (Linked List Allocation) 3. ไอโหนด (I-node) 4. การจัดการแฟ้มแบบตารางแฟต (File Allocation Table : FAT)

24. การจัดเก็บแฟ้มเรียงต่อเนื่องกันตลอดทั้งแฟ้ม (Continuous Allocation) การจัดเก็บแฟ้มข้อมูลจะอยู่ในรูปของลำดับบล็อก ที่ต่อเนื่องกัน เช่น หากแต่ละบล็อกมีขนาด 1KB แฟ้มข้อมูลขนาด 50KB ก็ต้องใช้เนื้อที่ขนาด 50 KB ที่ต่อเนื่องกันในดิสก์

25. การจัดเก็บแฟ้มเรียงต่อเนื่องกันตลอดทั้งแฟ้ม (Continuous Allocation)

26. การจัดเก็บแฟ้มแบบใช้ลิงค์ลิสต์ (Linked List Allocation) เป็นการเก็บแฟ้มโดยการแบ่งแฟ้มออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ที่มีขนาดแน่นอนเรียกว่า บล็อก (block) แต่ละบล็อกจะแบ่งไว้ที่ไหนในดิสก์ก็ได้ ไม่จำเป็นต้องเรียงต่อกันตลอดทั้งแฟ้ม และแต่ละบล็อกจะเชื่อมโยงถึงกันโดยลิงค์ ช่วยลดปัญหาการเกิดที่ว่างที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์ลงได้มาก

27. ไอโหนด (I-node) ระบบปฏิบัติการยูนิกซ์ มีวิธีในการจัดเก็บแฟ้มอีกลักษณะหนึ่ง ซึ่งแต่ละแฟ้มจะมีการสร้างตารางประจำแฟ้มขึ้นมาเรียกว่า ไอโหนด (I-node)โดยจะเก็บข้อมูลต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับตัวแฟ้มเอาไว้

28. ภาพแสดงโครงสร้างแฟ้มแบบไอโหนดภาพแสดงโครงสร้างแฟ้มแบบไอโหนด Single

29. การจัดเก็บแฟ้มแบบตารางแฟต(File Allocation Table : FAT) นอกจากการใช้ลิงค์ลิสต์ในการควบคุมบล็อกสำหรับเก็บแฟ้มแล้ว ยังมีวิธีการอื่นที่ช่วยลดปัญหาที่เกิดขึ้น คือการสร้างตารางเก็บค่าหมายเลขบล็อกแต่ละบล็อกที่เก็บแฟ้มไว้แทนการเก็บไว้ที่ท้ายบล็อกนั้น ๆ เรียกว่า ตารางการจัดสรรแฟ้มหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ตารางแฟต

30. การจัดระบบแฟ้มแบบเรด (RAID) เมื่อเกิดปัญหาในการปรับปรุงการทำงาน ผู้ออกแบบฮาร์ดแวร์หันไปอาศัยแนวคิดการทำงานแบบขนาน ซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานในการปรับปรุงการทำงานของดิสก์และได้ออกแบบโครงสร้างการทำงานของดิสก์ในรูปแบบใหม่เรียกว่า เรด (RAID)

31. หลักการทำงานของเรด แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ • เรดแบบเงากระจก (Mirroring RAID) • เรดแบบแบ่งส่วนแฟ้ม (Striping RAID)

32. เรดแบบเงากระจก (Mirroring RAID) เป็นความพยายามเพิ่มความเชื่อมั่นในระบบการจัดเก็บแฟ้ม โดยติดตั้งดิสก์ 2 ตัวหรือมากกว่า (ดิกส์ที่มีขนาดและคุณสมบัติเหมือนกัน) เพื่อทำการเก็บข้อมูลชุดเดียวกัน

33. เรดแบบแบ่งส่วนแฟ้ม (Striping RAID) เป็นความพยายามเพิ่มความเร็วในการทำงานและเพิ่มอัตราการขนถ่าย ข้อมูลให้สูงขึ้น โดยการแบ่งส่วนของแฟ้มออกเป็นส่วน ๆ และกระจายแต่ละส่วนไปจัดเก็บในดิสก์แต่ละตัวของเรด

34. จบบทที่ 7 ค่ะ