Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Файловые системы 2
Введение…………………………………………………………………………………………………3
1. Общие сведения о файловых системах …………………………………….…………..……..3
2. Файловая система FAT…………………………………………………………………………4
3. Файловая система FAT32…………………………….…………………………………………5
4. Файловая система HPFS…………………………………………………………………………………6
5. Файловая система NTFS………………………………………………………………………..8
6. Файловая система ОС семейства unix………………………………………………………11
Заключение……………………………………………………………………………………………12
Перечень литературы……………………………………………………………………….……14
Введение
В истинное время на одном диске в среднем записывается несколько 10-ов тыщ файлов. Как разобраться во всем этом обилии с тем, чтоб буквально адресоваться к файлу? Предназначение файловой системы – действенное решение обозначенной задачки.
Файловая система исходя из убеждений юзера – это «место», в каком располагаются файлы. Как научный термин – этоспособ хранения и организации доступа к данным на информационном носителе либо его разделе. наличие файловой системы дозволяет найти, как именуется файл, где он находится. Так как на IBMPC – совместимых компах информация храниться в главном на дисках, то используемые на их файловые системы определяют компанию данных конкретно на дисках (поточнее, на логических дисках).
Есть разные виды файловых систем. По назначению их можно систематизировать на последующие группы:
· Для носителей с произвольным доступом (к примеру, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2, ext3 и др.
· Для носителей с поочередным доступом (к примеру, магнитные ленты): QIC и др.
· Для оптических носителей – CD и DVD: ISO9660, ISO9690, HFS, UDF и др.
· Виртуальные файловые системы: AEFS и др.
· Сетевые файловые системы: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS и др.
· Для системы FAT, HPFS, NPFS, также файловая система ОС семейства unix.
1. Общие сведения о файловых системах
Совокупа каталогов и системных структур данных, отслеживающих размещение файлов на диске и свободное дисковое место, именуется файловой системой. Главный структурной единицей хоть какой файловой системы является файл и каталог.
Файл – малая структурированная именованная последовательность данных. Любой файл имеет набор атрибутов, состав которого зависит от применяемой файловой системы.
Каталог (папка) является специфичной объединяющей структурой для расположенных на диске файлов. каталог может содержать внутри себя файлы и остальные (вложенные) сборники. Сборники и файлы образуют на диске древовидную иерархическую структуру – дерево каталогов. Единственный каталог не входящий ни в одну из директорий именуется корневым каталогом.
Файловая система содержит в себе систему каталогов и системы размещения файлов на диске, простейшей из которых считается FAT в MS-DOS. Эти системы определяют способности и эффективность манипулирования файлами – сотворения, записи, чтения, поиска, модификации, удаления, восстановления удаленных файлов, – также средства восстановления файловой системы опосля сбоев, вызванных дефектами и неправильными действиями юзеров либо программ. В многопользовательских системах возникает еще одна задачка: защита файлов 1-го юзера от несанкционированного доступа другого юзера, также обеспечение совместной работы с файлами, например, при открытии файла одним из юзеров, для остальных тот же файл временно будет доступен в режиме «лишь чтение».
2. Файловая система
FAT
FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов) – этот термин относится к одному из методов организации файловой системы на диске. Эта таблица хранит информацию о файлах на твердом диске в виде последовательности чисел, определяющих, где находится любая часть всякого файла. С ее помощью операционная система узнает, какие кластеры занимает подходящий файл. Кластер – малый размер места на диске, которое быть может выделено для хранения 1-го файла.
FAT является самой всераспространенной файловой системой и поддерживается подавляющим большинством операционных систем. Поначалу FAT была 12-разрядной и позволяла работать с дискетами и логическими дисками объемом не наиболее 16 Мбайт. В MS-DOS версии 3.0 таблица FAT стала 16-разрядной для поддержки дисков большей емкости, а для дисков объемом до 2 047 Гбайт употребляется 32-разрядная таблица FAT.
Файловая система FAT представляет собой таблицу размещения файлов, в какой указываются:
- конкретно адреса участков логического диска, созданные для размещения файлов;
- вольные области дискового места;
- дефектные области диска.
В данной нам таблице любому блоку, созданному для хранения данных, соответствует 16-битовое большенный емкости. На таковых устройствах DOS употребляет FAT с 16-битовыми элементами. На еще огромных (наиболее 32 Мбайт) дисках DOS выделяет место не блоками, а кластерами из нескольких блоков.
Рис.1 структура файловой системы FAT
В таблице FAT кластеры, принадлежащие файлу либо каталогу, связываются в цепочки. В 16-разрядной FAT можно иметь до 65536 кластеров. В операционных системах WindowsNT/2000/XP разделы FAT могут иметь до 4097 Мб. В этом случае кластер занимает 128 секторов диска.
Логическое объединение секторов в кластеры дозволяет уменьшить размер таблицы FAT и убыстрить доступ к файлу. Но очень большенный размер кластера приводит к неэффективному использованию области данных, в особенности при большенном количестве малеханьких файлов. к примеру, при размере кластера в 32 сектора (16 Кб) средняя величина утрат на файл составляет 8 Кб. Потому в современных файловых системах размер кластера не превосходит 4 Кб.
Так как файлы на диске подвержены изменению (удаляются, передвигаются, растут либо уменьшаются), то выделение первого вольного кластера для новейшей порции данных приводит к фрагментации файлов. Данные 1-го файла могут размещаться не в смежных кластерах, а в удаленных друг от друга.
Таблица FAT является основой данной файловой системы, потому она хранится на диске в 2-ух экземплярах. Обновляются копии FAT сразу, а для работы употребляется лишь 1-ый экземпляр. Если он окажется покоробленным, то произойдет воззвание ко второму экземпляру. Утилиты проверки и восстановления файловой системы при обнаружении несоответствия первичной и запасной таблицы FAT производит восстановление главный таблицы, используя данные из её копии.
В файловой системе FAT дисковое место логического диска делится на системную область и область данных. Системная область создается и инициализируется при форматировании диска, а в следующем обновляется при работе. Область данных содержит файлы и сборники, которые образуют на диске иерархическое дерево каталогов, с единственной директорией не входящей в остальные – корневым каталогом. Область данных доступна через пользовательский интерфейс операционной системы. Системная область содержит загрузочную запись, зарезервированные сектора, таблицу размещения файлов и корневой каталог. Для всякого файла и каталога в файловой системе хранится справочная информация. Любой элемент такового справочника занимает 32 б и содержит: имя файла либо каталога, расширение названии файла, атрибуты файла – системный, архивный, лишь для чтения и др., дату и время сотворения и крайнего конфигурации файла, номер исходного кластера, размер файла.
Система FAT весьма ординарна и имеет одно суровое достоинство: устойчивость к сбоям. В то же время у нее есть и ряд суровых недочетов. 1-ый недочет заключается в том, что при каждой операции над файлами система обязана обращаться к FAT. Это приводит к частым перемещениям головок дисковода и в итоге к резкому понижению производительности. Вправду, выполнение программки на одной и той же машине под MS DOS и под DOS-эмулятором систем unix либо OS/2 различается по скорости практически в 1,5 раза. В особенности это приметно при архивировании огромных каталогов.
Файловая система FAT 16 может иметь не наиболее 65535 кластеров на логический диск, и это приводит к ограничению размера логического диска. С повышением размера диска приходится наращивать размер кластеров, что приводит к очень неэффективному и никчемному расходу дискового места.
3. Файловая система
FAT32
FAT32 – крайняя версия файловой системы FAT и улучшение предшествующей версии. Она была сотворена, чтоб преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при всем этом применять старенькый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 употребляет 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 возникла вкупе с Windows 95 OSR2.
FAT32 намного эффективнее расходует дисковое место. Кластеры в данной нам файловой системе меньше, чем кластеры в прошлых версиях FAT. Как следует, для дисков размером до 8 Гб FAT 32 может применять кластеры размером 4 Кб. Таблица размещения файлов в FAT 32 может содержать до 
кластеров (в 32-разрядном коде, применяемом для представления номера кластера, практически употребляются лишь 28 разрядов). Система FAT 32 также может перемещать корневой каталог и применять запасную копию FAT заместо обычной. Расширенная загрузочная запись дозволяет создавать копии принципиальных структур данных. Это увеличивает устойчивость файловой системы к нарушениям структуры таблицы размещения данных. Корневой каталог представлен в виде обыкновенной цепочки кластеров и может находиться в случайном месте диска. Файловая система FAT 32 имеет ряд усовершенствований структуры корневого каталога. Для представления длинноватых имен употребляются элементы корневого каталога.
Для этого число файлов в нем увеличено с 512 до 2048. Не считая того, для того чтоб понизить расход частей каталога на описание файлов с длинноватыми именами, рекомендуется не давать файлам очень длинноватые имена.
Длинноватое название файла в VFAT представлено последующим образом.
1-ые 11 б элемента каталога DOS употребляются для хранения имени файла. Такое имя состоит из 2-ух частей: в первых восьми б хранятся знаки фактически имени, а в крайних 3-х – знаки расширения названии файла. Если имя состоит наименее чем из восьми знаков, то в элементе каталога оно дополняется знаками пробела, для того чтоб на сто процентов заполнить все восемь байтов. При работе с именованием файла необходимость в отображении точки, которая употребляется для отделения имени файла от расширения, отпадает. В 12-ом б элемента каталога хранятся атрибуты файла:
1) А – архив. Указывает, что файл был открыт программкой имеющей возможность поменять его содержимое.
2) D – каталог. Указывает, что данный элемент показывает на подкаталог (папку), а не на файл.
3) V – том (volume). Применяется лишь к одному элементу каталога в корневом каталоге. В нем фактически и хранится имя дискового тома.
4) S – системный. Указывает, что файл является частью операционной системы либо специально помечен схожим образом.
5) H – сокрытый. К сокрытым файлам относятся также системные файлы.
6) R – лишь для чтения. Показывает, что данный файл не следует изменять. Этот атрибут употребляется для примитивной защиты от ошибок юзера.
На дисках с FAT12 либо FAT16 последующие 10 б не употребляются. На диске с FAT 32 они содержат различную информацию о файле. Тринадцатый б зарезервирован для WindowsNT и в подсистеме DOS не употребляется.
Для длинноватого имени файла употребляется несколько частей каталога. Таковым образом, применение длинноватых имен приводит к уменьшению количества файлов, находящихся в корневом каталоге. Длинноватое имя может содержать до 256 знаков и всего один файл с полным длинноватым именованием займет до 25 частей таблицы FAT. При всем этом на диске с файловой системой FAT16 наибольшее число файлов в корневом каталоге сократится до 21. Потому нужно избегать длинноватых названий файлов в корневом каталоге. Длина полной спецификации файла, включающая в себя путь к файлу и его имя, также ограничена. В файловой системе FAT32 удачно решена неувязка длинноватых имен в корневом каталоге, но неувязка с ограничением длинны полной файловой спецификации остается. Потому рекомендуется ограничивать длинноватые имена 75-80 знаками, для того чтоб бросить довольно места для пути к файлу.
4. Файловая система
HPFS
Файловая система HPFS (высокопроизводительная файловая система) в первый раз возникла в операционной системе OS/2. HPFS является файловой системой для многозадачного режима работы, поддерживает длинноватые названия файлов, и обеспечивает высшую производительность при работе с дисками огромного размера. Она, как и FAT, имеет древовидную структуру каталогов, но в ней еще предусмотрены автоматическая сортировка каталогов и особые расширенные атрибуты, упрощающие обеспечение сохранности на файловом уровне и создание множественных имен. Расширенные атрибуты разрешают хранить доп информацию о файле. К примеру, любому файлу быть может сопоставлено его личное графическое изображение (значок).
По сопоставлению с FATHPFS владеет наиболее высочайшей производительностью, надежностью, и эффективнее употребляет дисковое место. Еще одна изюминка состоит в том, что место, освобожденное стертым файлом, обычно употребляется не сходу и файл можно вернуть.
Для заслуги наиболее этого в HPFS применяется:
· размещение каталогов посреди дискового места;
· употребляется способ бинарных равновесных деревьев, для убыстрения поиска инфы о файле;
· информация о местоположении файловых записей рассредоточена по всему диску, при размещении самого файла (по способности) в смежных секторах и поблизости от данных о их местоположении.
Файлы и сборники в HPFS базируются на файловом узле. Файловый узел – это структура, содержащая информацию о расположении файла и о его расширенных атрибутах. Любой файл и каталог имеет собственный файловый узел. Любой файловый узел занимает один сектор и постоянно размещается поблизости собственного файла (обычно конкретно перед файлом).
Файловый узел содержит размер файла и 1-ые 15 знаков имени файла, специальную служебную информацию, статистику доступа к файлу, расширенные атрибуты файла и перечень управления доступом.
Сокращенное имя файла употребляется, когда файл с длинноватым именованием копируется на диск с файловой системой FAT, не допускающей схожих имен. В этом случае употребляются 1-ые восемь знаков необычного имени и 1-ые три знака расширения. Если имя файла содержит несколько точек, что допустимо в HPFS, то употребляются три знака опосля крайней из этих точек.
Файловая система HPFS при записи файла на диск стремится избежать фрагментации. Если файл непрерывен то, его размещение описывается 2-мя 32-разрядными числами. 1-ое число представляет собой указатель на 1-ый блок файла, а 2-ое – длину экстента, другими словами число последующих друг за другом блоков, принадлежащих файлу. Из этого следует, что наибольший размер диска в HPFS составляет 2 Тб. Если файл фрагментирован, то размещение его экстентов описывается доп парами 32-разрядных чисел. Фрагментация происходит, когда на диске нет непрерывного вольного участка, достаточного для размещения файла полностью. В этом случае файл делится на несколько частей и размещается в различных местах диска. Файловая система HPFS старается поместить части фрагментированного файла как можно поближе друг к другу, для того чтоб уменьшить время позиционирования головок чтения/записи при чтении файла с твердого диска. Также файловая система старается резервировать минимум 4 Кб места в конце файлов подлежащих изменению.
Пользовательская программка может указать размер файла при его разработке. В этом случае система сходу попробует выделить пространство под файл так, чтоб он занимал как можно меньше экстентов. Если программка не сказала размера файла, употребляется пространство, под файл, начиная выделение с большего непрерывного участка вольного места. В итоге фрагментированными оказываются лишь файлы, длина которых увеличивалась неоднократно либо же те, которые создавались при практически заполненном диске. При обычной работе файл изредка занимает больше 3-4 экстентов.
В файловом узле можно поместить информацию о 8 экстентах файла. Если их больше, то в файловый узел этого файла записывается указатель на блок размещения, который может содержать до 40 указателей на экстенты либо остальные блоки размещения.
Огромное способ равновесных двоичных деревьев, применяемый для хранения и поиска инфы о местонахождении файлов. В файловой системе FAT каталог имеет линейную неупорядоченную структуру и при поиске файла нужно поочередно просматривать его с самого начала. В HPFS структура каталога представляет собой равновесное дерево с записями, расположенными в алфавитном порядке. Любая запись содержит атрибуты файла, указатель на соответственный файловый узел, информацию о времени и дате сотворения, крайнего конфигурации и воззвания к файлу, о размере файла, счетчик воззвания к файлу, информацию о длине названии файла и само имя, и иная схожая информация. Таковым образом, при поиске файла в каталоге просматриваются лишь нужные ветки двоичного дерева. Записи каталога заранее не относящиеся к разыскиваемому файлу не рассматриваются.
При переименовании файлов может появиться перебалансировка дерева. Попытка переименования может окончиться неудачей из-за недочета дискового места, даже если файл в размере не возрастет. Для предотвращения этого HPFS имеет небольшой пул вольных блоков, применяемых при недочете места. Указатель на этот пул хранится в запасном блоке.
Файловая система HPFS для исправления ошибок, возникающих при записи файлов на диск, употребляет механизм аварийного замещения. Информация, созданная для записи в сектор, оказавшийся дефектным, сохраняется в одном из запасных секторов, заблаговременно зарезервированных на этот вариант. Их перечень хранится в запасном блоке файловой системы. Потом происходит обновление карты аварийного замещения. Она представляет собой пары 32-разрядных чисел. 1-ое число таковой пары показывает на дефектный сектор, а 2-ое на сектор его замещающий. Чистка карты аварийного замещения производится программкой CHKDISK при проверке тома HPFS. Для всякого замещенного блока (сектора) выделяется новейший сектор в более пригодном месте. Потом данные записываются в этот сектор, и обновляется информация о положении файла. Опосля этого программка заносит покоробленный сектор в перечень дефектных блоков, и возвращает освобожденный сектор в перечень вольных запасных секторов запасного блока. Опосля этого происходит удаление записей из карты аварийного замещения.
Существует еще одна реализация HPFS для работы на серверах – HPFS386.IFS. Ее отличие в том, что она дозволяет средством наиболее полного использования расширенных атрибутов, организовать ограничение доступа к файлам, при помощи списков управления доступом. Также в данной нам системе нет ограничения на размер памяти, выделяемой для кэширования файловых записей. В HPFS этот размер не может превосходить 2 Мб.
В HPFS386.IFS при установке режимов работы файлового КЭШа, есть возможность упорядочить запись на диск. Более эффективен метод, при котором операции записи данных из КЭШа на диск за ранее упорядочиваются так, чтоб уменьшить время, затрачиваемое на размещение головок чтения (записи).
5. Файловая система
NTFS
Файловая система NTFS (файловая система новейшей технологии), как и почти все остальные файловые системы, разделяет дисковое место тома на кластеры размером от 512 б до 64 Кб. На практике размер кластера обычно не превосходит 4Кб. Все дисковое место в NTFS делится на две неравные части (рис.2). 1-ые 12% диска отводятся под зону MFT – главной таблицы файлов. Эта таблица представляет собой особый файл, содержащий информацию о размещении всех других файлов. Другие 88% тома представляют собой обыденное место для записи файлов.
MFT
Зона MFT
Зона для размещения
Файлов и каталогов
Копия первых 16 записей MFT
Зона для размещения
файлов и каталогов
Рис. 2 структура тома NTFS
Таблица 1. Метафайлы NTFS
имя метафайла
Описание
$MFT
Файл с таблицей MFT
$MFTmirr
Копия первых 16 записей табл.MFT, размещенная
в центре тома
$LogFile
файл журнальчика
$Volume
Служебная информация – метка тома, версия ФС и т.д.
$AttrDef
Перечень обычных атрибутов файлов на томе
$
Корневой каталог
$Bitmap
Битовая карта вольного места тома
$Boot
Загрузочный сектор (если раздел загрузочный)
$Quota
файл, с записями прав юзеров на работу с данными
$Upcase
файл с таблицей соответствия строчных и строчных букв в именах
файлов. В NTFS названия файлов в Unicode.
Таблица файлов поделена на записи фиксированного размера в 1 Кб. Любая запись соответствует определенному файлу. 1-ые 16 файлов тома являются служебными и недосягаемы через интерфейс операционной системы. Эти файлы именуются метафайлами, при этом самый 1-ый метафайл – это сам файл MFT. Часть диска, содержащая метафайлы, является единственной частью диска имеющей строго фиксированное положение. Копии этих файлов (для надежности, так как они весьма важны) хранится посреди тома. Оставшаяся часть MFT может размещаться в случайном месте диска. Найти её положение можно при помощи самого файла MFT. Метафайлы находятся в корневом каталоге тома NTFS. Их имена начинаются с знака « $ ». Главные метафайлы приведены в таблице 1.
В таблице MFT хранится вся информация о файлах: название файла, его размер, размещение на диске и т.п. Если для размещения инфы не хватает одной записи MFT, то употребляется несколько таковых записей, при этом необязательно поочередных. Если файл небольшой, то информация, содержащаяся в нем, хранится прямо в соответственной записи MFT в оставшемся от служебных данных месте. Таковым образом, файлы, занимающие не наиболее сотки байтов, обычно не записываются в основную файловую область – вся информация таковых файлов хранится прямо в таблице MFT.
файл на томе NTFS идентифицируется файловой ссылкой, которая представляет собой 64-разрядное число. Файловая ссылка состоит из номера файла, соответственного позиции его файловой записи в таблице MFT, и номера последовательности. Номер последовательности возрастает всякий раз, когда данная позиция в MFT употребляется повторно, что дозволяет файловой системе NTFS делать внутренние проверки собственной целостности.
Любой файл в NTFS представлен при помощи потоков данных. В их содержатся фактически данные файла, атрибуты файла, доборная информация о создателе и содержании файла. Файлу можно назначить еще один поток данных и записать в него любые данные. Любопытно, что эти доп потоки не заметны обычными средствами работы с файлом: наблюдаемый размер файла – это только размер потока главных данных. к примеру, можно удалить файл нулевой длинны, и при всем этом освободится несколько мб места на диске, просто поэтому, что какая-нибудь программка назначила этому файлу поток доп данных такового огромного объёма.
Атрибуты файлов в системе NTFS:
1) Обычная информация о файле – обычные атрибуты (лишь для чтения, сокрытый, архивный, системный), размер файла, время и дата сотворения и крайнего конфигурации;
2) Перечень атрибутов – перечень атрибутов файла и ссылка на запись в таблице MFT. Файловая ссылка употребляется, если файлу нужно наиболее одной записи в MFT;
3) Название файла – имя в шифровке Unicode. Файл может иметь несколько имен (как в unix) если у файла есть автоматом сгенерированное имя формата 8.3 либо имеется связь POSIX к этому файлу;
4) Дескрипторы защиты – структура данных соответственная списку управления доступом (ACL) и защищает файлы от неправомерного доступа;
5) Данные – фактически содержимое файла;
6) Корень индекса, размещение индекса и битовая карта (лишь для каталогов) – атрибуты, применяемые для индексов названий файлов в огромных каталогах;
7) Расширенные атрибуты HPFS – атрибуты для реализации расширенных атрибутов HPFS для системы OS/2, также для OS/2 клиентов файл-серверов WindowsNT.
Разрешения NTFS – это набор особых расширенных атрибутов файла либо каталога, данных для ограничения доступа юзеров к сиим объектам. к примеру, одному юзеру можно дозволить считывать и изменять файл, другому лишь считывать, третьему совершенно запретить доступ. Рекомендуется устанавливать разрешения, используя не учетные записи отдельных юзеров, а учетные записи групп юзеров. У всякого файла имеется два перечня разрешения. Первым является DACL – дискреционный перечень управления доступом. Этот перечень обрисовывает ограничения на доступ к файлу, перечисляя юзеров и указывая нелегальные либо разрешенные для их операции. Этот перечень может поменять хоть какой юзер, имеющий разрешение на изменение разрешений для данного файла. 2-ой перечень именуется SACL – системный перечень управления доступом. Этот перечень может составлять и редактировать лишь админ системы. Обрабатываться элементы этого перечня будут, если в системе включен аудит на доступ к файлам. Операционная система, при воззвании юзера к файлам, ассоциирует записи в SACL с запросом и с записями в перечне DACL и фиксирует в журнальчике сохранности соответственное событие.
Файловая система NTFS рассчитана на работу с дисками огромного размера. Очень вероятный теоретический размер тома – 16 экзабайт! один экзабайт равен 
б (примерно 16 000 млрд гб)!
количество файлов в корневом и остальных каталогах не ограничено.
Файловая система NTFS владеет высочайшей надежностью. Система NTFS содержит две копии MFT (аналог FAT). Но в отличие от FAT, MTF больше припоминает базу данных. Система NTFS имеет разные механизмы проверки целостности данных, включая ведение журналов транзакции, позволяющих воспроизвести операции записи файлов по специальному системному журнальчику. Сначала операции, связанной с конфигурацией файловой структуры, делается соответственная пометка. Если происходит какой-нибудь сбой, то операция остается помеченной как незавершенная. При выполнении проверки целостности файловой системы опосля перезагрузки машинки эти незавершенные деяния отменяются, и файлы ворачиваются в начальное состояние. Если запись данных в файл прошла без ошибок, запись из журнальчика транзакции удаляется. В NTFS, как и в HPFS имеется механизм аварийной подмены дефектных секторов твердого диска.
6. Файловая система ОС семейства
unix
Файл в операционной системе UNIX представляет собой огромное количество знаков с произвольным доступом. В файле могут содержаться любые данные, и файл не имеет никакой другой структуры, не считая той какую создаст в нем юзер. В семействе UNIX трактуют понятие файла наиболее обширно – там файлом именуется хоть какой объект, имеющий имя в файловой системе. Но файлы, не являющиеся совокупностями данных (сборники, наружные устройства, псевдоустройства, именованные программные каналы, семафоры Xenix), нередко именуют не ординарными файлами, а «особыми».
информация на диске располагается блоками. Малый размер блока 512 б. В современных файловых системах, разработанных для определенной версии unix размер блока несколько больше. Это дозволяет повысить быстродействие файловых операций. Раздел на диске делится на последующие области (рис.3): загрузочный блок; управляющий блок (суперблок) в каком хранится размер логического диска и границы остальных областей;
-список, состоящий из описаний файлов; область для хранения содержимого файлов.
Загрузочный блок
Суперблок
i-узел 1
i-узел 2
i-узел 3
…
i-узел n
Блок с данными файла
Блок с данными файла
Блок с данными файла
Вольный блок
файл
Вольный блок
Рис. 3 Организация файловой системы в UNIX
Любой
-узел содержит: идентификатор обладателя, идентификатор группы обладателя, биты защиты, физические адреса на диске, время сотворения файла, время его крайнего конфигурации, время крайнего конфигурации атрибутов файла, число связей-ссылок указывающих на файл, идентификатор типа файла – каталог, обыденный либо особый файл. За
-списком размещены блоки для хранения содержимого файлов. место, не заполненное файлами, образует связанный перечень вольных блоков.
Таковым образом, файловая система unix содержит управляющий суперблок с описанием файловой системы в целом, массив
-узлов, в каком определены все файлы, сами файлы и совокупа вольных блоков.
Сборники также как и в остальных системах имеют древовидную структуру. файл, не являющийся каталогом, может встречаться в разных каталогах, под различными именами. Это именуется связыванием. В unix-системах файлы не принадлежат каталогам, а есть вроде бы независимо от каталогов. Связи в каталогах указывают на настоящие физические файлы. файл «исчезает», когда удаляется крайняя связь, указывающая на него. От файловой системы не требуется, чтоб она на сто процентов располагалась на диске содержащий корневой каталог. Имеется возможность подключения файловой подсистемы к системе таковым образом, что её содержимое подменяет собой содержимое данного каталога. Потому для монтирования имеющегося тома нужно применять пустой каталог.
Размонтирование – оборотная операция, отсоединяющая файловую систему, опосля чего же диск можно на физическом уровне извлечь из системы. Монтирование файловых систем дозволяет получить единое логическое файловое место, в то время как настоящие файлы могут находиться в различных разделах либо на различных твердых дисках. Также принципиально, что сами файловые системы для монтируемых разделов могут быть разными.
При повреждении файловой системы могут появиться последующие нарушения в ее структуре:
· некий блок может оказаться вне системы, другими словами не являться частью файла и не быть в перечне вольных блоков;
· могут показаться дубли
-узлов – записи, описывающие один и этот же файл два раза;
· какой-нибудь блок быть может частью файла и быть в перечне вольных блоков;
· некий файл может существовать, не будучи включенным ни в один каталог.
Но файловая система имеет некую избыточность, позволяющую поправить эти ошибки:
· блок данных, являющийся каталогом, содержит названия файлов и номера
-узлов. Другими словами существует
-узел, соответственный этому каталогу, и этот
-узел должен быть каталогом, а не обыденным файлом;
· блок, включенный в перечень вольных блоков, не быть может частью файла. Для проверки этого довольно сопоставить перечень занятых и вольных блоков.
· блок, принадлежащий файлу должен принадлежать лишь одному файлу.
При проверке файловой системы выполняются: проверка целостности
-узлов; проверка каталогов указывающих на
-узлы, содержащие ошибки; проверка каталогов на которые нет ссылок; проверка счетчиков связи в каталогах и файлах; проверка неправильных и дублированных блоков в перечнях – вольных и неиспользуемых блоков, которые не включены в перечень вольных блоков; проверка общего числа вольных блоков.
Заключение
сейчас в Windows используются файловые системы: FAT, FAT32, HPFS и NTFS.
Достоинства FAT – низкие затратные расходы на хранение данных и полная сопоставимость с большим количеством операционных систем и аппаратных платформ. Данной файловой системой как и раньше пользуются для форматирования дискет, где большенный размер раздела, поддерживаемый иными файловыми системами, не играет роли, а низкие затратные расходы разрешают экономично применять малый размер дискеты (NTFS просит для хранения данных больше места, что совсем не приемлемо для дискет).
Область внедрения FAT32 по сути еще уже – эту файловую систему стоит использовать, если собираетесь получать доступ к разделам и при помощи Windows 9x и при помощи Windows 2000/XP. Но потому что актуальность Windows 9x сейчас фактически сошла на нет, то и внедрение данной нам файловой системы не представляет особенного энтузиазма.
По сопоставлению с FATHPFS владеет наиболее высочайшей производительностью, надежностью, и эффективнее употребляет дисковое место. Еще одна изюминка состоит в том, что место, освобожденное стертым файлом, обычно употребляется не сходу и файл можно вернуть.
Некие из способностей, обеспечиваемых на нынешний денек лишь файловой системой NTFS, перечислены ниже:
· NTFS обеспечивает широкий спектр разрешений, в отличие от FAT, что дает возможность персональной установки разрешений для определенных файлов и каталогов. Это дозволяет указать, какие юзеры и группы имеют доступ к файлу либо папке и указать тип доступа.
· Интегрированные средства восстановления данных; потому ситуации, когда юзер должен запускать на томе NTFS программку восстановления диска, довольно редки. Даже в случае краха системы NTFS имеет возможность автоматом вернуть непротиворечивость файловой системы, используя журнальчик транзакций и информацию контрольных точек.
· Реализованная в виде бинарного дерева структура папок файловой системы NTFS дозволяет значительно убыстрить доступ к файлам в папках огромного размера по сопоставлению со скоростью доступа к папкам такового же размера на томах FAT.
· NTFS дозволяет производить сжатие отдельных папок и файлов, можно читать сжатые файлы и писать в их без необходимости вызова программки, производящей декомпрессию.
Таковым образом, в данной работе рассмотрены перечисленные выше файловые системы, их организация, структура, индивидуальности, также достоинства и недочеты одних систем перед иными.
Перечень литературы
1. Бойс Д., «От установки до оптимизации работы WindowsXP», Москва, НТ Пресс, 2007 г.
2. Гордеев А.В., «Операционные системы», Санкт-Петербург, Питер, 2006 г.
3. Гук М. «Аппаратные средства IBMPC: Блокбастер» 2-е издание, Санкт-Петербург, Питер, 2005 г.
4. Попов И.И., «Операционные системы, среды и оболочки», Москва, Инфра-М, 2003 г.
5. Столлингс В., «Операционные системы», Москва, Вильямс, 2002 г.
6. www.osys.ru
7. www.support.microsoft.com
]]>