Учебная работа. Реферат: Файловые системы 4

Учебная работа. Реферат: Файловые системы 4

ОГЛАВЛЕНИЕ……………………………………………………………………2

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

1. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА HPFS
…………………………………………….4

2. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА NTFS (New Technology File System)………….8

2.1. Архитектура NTFS…………………………………………………10

2.2 способности файловой системы NTFS по ограничению доступа к файлам и каталогам………………………………………………………………..11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………16

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.наличие файловой системы дозволяет найти, как именуется файл, где он находится. Мы разглядим четыре файловые системы – HPFS, NTFS.

— это часть операционной системы, предназначение которой заключается в том, чтоб обеспечить юзеру удачный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное внедрение файлов несколькими юзерами и действиями.

В широком смысле понятие «файловая система» включает:

· совокупа всех файлов на диске,

· наборы структур данных, применяемых для управления файлами, такие, к примеру, как сборники файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения вольного и занятого места на диске,

· комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, а именно: создание, ликвидирование, чтение, запись, именование, поиск и остальные операции над файлами.

В данной работе мы разглядим такие файловые системы как HPFS и NTFS, их индивидуальности.

1.
ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА HPFS

Сокращение HPFS расшифровывается как «High Performance File System» -высокопроизводительная файловая система. HPFS в первый раз возникла в OS/2 1.2 и LAN Manager. HPFS была разработана совместными усилиями наилучших профессионалов компании IBM и Microsoft на базе опыта IBM по созданию файловых систем MVS, VM/CMS и виртуального способа доступа1
. Архитектура HPFS начала создаваться как файловая система, которая сумеет применять достоинства многозадачного режима и обеспечит в дальнейшем наиболее эффективную и надёжную работу с файлами на дисках огромного объёма.

Дисковое место в HPFS выделяется не кластерами, а блоками. В современной реализации размер блока взят различным одному сектору, но в принципе он мог бы быть и другого размера.

В блоке (super block) содержится указатель на перечень битовых карт (bitmap block list). В этом перечне перечислены все блоки на диске, в каких размещены битовые карты, применяемые для обнаружения вольных секторов. В перечне дефектных блоков перечислены все покоробленные секторы (блоки) диска. Когда система обнаруживает повреждённый блок, он вносится в этот перечень и для хранения инфы больше не употребляется.

Запасный блок (spare block) содержит указатель на карту аварийного замещения (hotfix map либо hotfix-areas), указатель на перечень вольных запасных блоков (directory emergency free block list), применяемых для операций на практически переполненном диске, и ряд системных флагов и дескрипторов. Этот блок располагается в

17 секторе диска. Запасный блок обеспечивает высшую отказоустойчивость файловой системы HPFS и дозволяет восстанавливать повреждённые данные на диске.

Файлы и сборники в HPFS базируются на базовом объекте, именуемом F-Node.

объект F-Node содержит длину и 1-ые 1 5 знаков имени файла, специальную служебную информацию, статистику по доступу к файлу, расширенные атрибуты файла и перечень прав доступа(либо лишь часть этого перечня, если он весьма большенный), ассоциативную информацию о расположении и руководстве файла и т. д. структура распределения в F-node может принимать несколько форм зависимо от размера каталога либо файлов. HPFS просматривает файл как совокупа 1-го либо наиболее секторов.

В файловом узле можно расположить информацию максимум о восьми экстентах файла. Если файл имеет больше экстентов, то в его файловый узел записывается указатель на блок размещения (allocation block), который может содержать до 40 указателей на экстенты либо, по аналогии с блоком дерева каталогов, на остальные блоки размещения. Таковым образом, двухуровневая структура блоков размещения может хранить информацию о 480 секторах, что дозволяет работать с файлами размером до 7,68 Гбайт.

«Полоса», находящаяся в центре диска, употребляется для хранения каталогов. Эта полоса именуется directory band. Как и все другие «полосы», она имеет размер 8 Мбайт. Размещение данной нам информационной структуры посреди диска существенно уменьшает среднее время позиционирования головок чтения/записи.

Но значительно больший (по сопоставлению с размещением Directory Band посреди логического диска) вклад в производительность HPFS дает внедрение способа равновесных двоичных деревьев для хранения и поиска инфы о местонахождении файлов.

Размер всякого из блоков, в определениях которых выделяются сборники в текущей реализации HPFS, равен 2 Кбайт. Размер записи, описывающей файл, зависит от размера названии файла. Если имя занимает 1 3 байтов (для формата 8.3), то блок из 2 Кбайт вмещает до 40 описателей файлов.

сейчас коротко разглядим вопросец надёжности хранения данных в HPFS. Неважно какая файловая система обязана владеть средствами исправления ошибок, возникающих при записи инфы на диск. Система HPFS для этого употребляет механизм аварийного замещения (hotfix).

Если файловая система HPFS сталкивается с неувязкой в процессе записи данных на диск, она выводит на экран соответственное сообщение о ошибке. Потом HPFS сохраняет информацию, которая обязана была быть записана в дефектный сектор, в одном из запасных секторов, заблаговременно зарезервированных на этот вариант. Перечень вольных запасных блоков хранится в запасном блоке HPFS. При обнаружении ошибки во время записи данных в обычный блок HPFS выбирает один из вольных запасных блоков и сохраняет эти данные в нём. Потом файловая система обновляет карту аварийного замещения в запасном блоке. Эта карта представляет собой просто пары двойных слов, каждое из которых является 32-битным номером сектора. 1-ый номер показывает на дефектный сектор, а 2-ой — на тот сектор посреди имеющихся запасных секторов, который был избран для его подмены. Опосля подмены дефектного сектора запасным карта аварийного замещения записывается на диск, и на дисплее возникает всплывающее окно, информирующее юзера о произошедшей ошибке записи на диск.

Для всякого замещённого блока (сектора) программка CHKDSK выделяет новейший сектор в более пригодном для файла (которому принадлежат данные) месте жёсткого диска. Потом программка перемещает данные из запасного блока в этот сектор и обновляет информацию о положении файла, что может востребовать новейшей балансировки дерева блоков размещения. Опосля этого CHKDSK заносит повреждённый сектор в перечень дефектных блоков, который хранится в доп блоке HPFS, и возвращает освобожденный сектор в перечень вольных запасных секторов запасного блока. Потом удаляет запись из карты аварийного замещения и записывает отредактированную карту на диск.

HPFS относится к так именуемым монтируемым файловым системам.

В конце концов, следует сказать и ещё о одной системе управления файлами — речь идет о реализации HPFS для работы на серверах, функционирующих под управлением OS/2. Это система управления файлами, получившая заглавие HPFS386.IPS.

2. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА NTFS (New Technology File System)

Современные индивидуальные компы так сильны, что часто делают ранее нехарактерные им функции серверов файлов, вычислений и баз данных. Они подступают для инженерных и научных приложений, а при объединении в сеть могут служить платформой для корпоративных систем.

Таковым масштабным приложениям нужна адекватная файловая система. Непременно, FAT, которая использовалась в свое время в MS-DOS, не подступает для данной нам роли. Даже наиболее современная HPFS, разработанная для операционной системы OS/2, нуждается в значимой модификации. (А именно, в HPFS агрессивно определен размер блока как единицы выделения дискового места – 512 б, а размер файла ограничен 4 Гбайт.) Потому создатели Windows NT решили сделать для нее новейшую файловую систему – NTFS. Она продолжает употребляться в Windows 2000 и отвечает ряду главных требований.

– Восстанавливаемость. Опосля отказа гарантировано восстановление согласованного состояния файловой системы. На вариант повреждения отдельных дисковых блоков, в каких хранятся системные данные, есть копии всех системных данных, включая журнальчик обновлений.

– Защищенность. Аутентифицированный вход в систему и проверка прав доступа к любому файлу с внедрением перечня контроля доступа обеспечивают защиту от несанкционированных файловых операций.

– Избыточность данных и отказоустойчивость. Нужна определенным категориям приложений, для которых недопустима утрата данных из-за отказа носителя. Мультислойная структура системы ввода-вывода дозволяет динамически загружать нужные дисковые драйверы, а именно обеспечить зазеркаливание и чередование дисков.

– Поддержка огромных дисков и файлов. Размер полей данных, в каких хранятся значения размеров диска и файла, достаточен для того, чтоб не служить ограничением. Не считая того, любой компонент путного имени (файла либо каталога) может иметь длину до 255 знаков.

Дальше описаны свойства NTFS, отличающие ее от прошлых систем.

– Поддержка почти всех потоков данных. В NTFS любая единица инфы, сплетенная с файлом, в том числе его имя, также имя обладателя, содержимое и т.д., представлена как атрибут файла. Любой атрибут состоит из 1-го потока, другими словами последовательности байтов. Обозначенная схема дозволяет добавлять к файлу новейшие атрибуты, включая доп именованные потоки содержимого. А именно, один поток может употребляться для главных операций над данными, а иной для протоколирования.

– Хранение имен в шифровке Unicode. Благодаря использованию всепригодной 16-разрядной шифровки имен файлы можно свободно переносить с 1-го компа на иной. Таковая разрядность обеспечивает неповторимое количество точек.

– Всепригодное средство индексации. Архитектура NTFS дозволяет регистрировать атрибуты файлов тома, по этому вероятен резвый поиск файлов, удовлетворяющих данному аспекту. Не считая того, NTFS может сортировать файлы по данному атрибуту.

– Подмена секторов. Сущность технологии заключается в динамической подмене потерянных данных, когда сектор диска становится нечитаемым. Для этого употребляется способ их лишнего хранения. Если отказоустойчивый драйвер не был загружен, NTFS подменяет покоробленный сектор и больше его не употребляет, но вернуть его данные не может.

– Поддержка POSIX. В согласовании с требованиями этого эталона в NTFS реализована поддержка названий файлов и каталогов, различающихся лишь регистром букв и отметкой времени конфигурации файла.

– Сменные диски. NTFS не создана для гибких дисков, так как эталоном для их является FAT, но ее можно применять на сменных носителях остальных типов, таковых как диски Бернулли. Сменные диски, отформатированные для NTFS, защищены теми же механизмами контроля доступа, что и неизменные.

2.1.
Архитектура NTFS

NTFS является надежной и резвой файловой системой, встроенной в многоуровневую модель загружаемых драйверов, на базе которой построена вся система ввода-вывода Windows NT и 2000.

Сервис журнальчика транзакций обеспечивает протоколирование операций записи на диск в журнальчике транзакций, который употребляется для восстановления тома NTFS опосля сбоя. Менеджеркэша производит общесистемную поддержку кэширования для всех драйверов, включая драйверы удаленных сетевых файловых систем. кэширование производится методом отображения файлов в память. В случае промаха кэша менеджер виртуальной памяти вызывает NTFS для чтения содержимого файла с диска. Менеджеркэша улучшает дисковый ввод-вывод, используя средство отложенной записи, которое при помощи диспетчера виртуальной памяти временами в фоновом режиме сбрасывает содержимое кэша на диск.

2.2
Способности файловой системы NTFS по ограничению доступа к файлам и каталогам

Разглядим главные способности, связанные как с организацией разных прав доступа к файлам и каталогам при использовании сетевого доступа, так и локальные ограничения на файлы и сборники. NTFS разглядывает сборники (папки) и файлы как разнотипные объекты и ведёт отдельные (хотя и перекрывающиеся) списки прав доступа для всякого типа. Ниже перечислены права NTFS, назначаемые папкам (надлежащие права для файлов приведены ниже):

♦нет доступа (no access) (None) (нет);

полный доступ (full control) (All)(All) (все)(все);

Право чтения (read) (RX)(RX) (чтение)(чтение);

право прибавления (add) (WX)(not specified) (запись/выполнение не обозначено);

Право прибавления и чтения (add&read) (RWX)(RX) (чтение/запись/выполнение) (чтение/выполнение);

Право просмотра (list) (RX)(not specified) (чтение/выполнение)(не обозначено);

Право конфигурации (change) (RWXD)(RWXD) (чтение/запись/ выполнение/ удаление) (чтение/запись/выполнение/удаление).

Обратите внимание на два выражения в скобках, обозначенные опосля имени права доступа. 1-ое выражение относится к самой папке, а 2-ое — ко всем файлам, которые могут быть сделаны снутри неё. к примеру, при полном доступе для папки разрешаются любые деяния, но юзер с полным доступом к папке также будет владеть полным правом доступа ко всем сделанным в ней файлам (если лишь права доступа к файлу не были изменены его обладателем либо админом). Иными словами, в NTFS файлы и папки по дефлоту наследуют права доступа, установленные для их родительской папки, но эти права могут быть изменены хоть каким юзером, которому разрешено изменять права доступа для соответственных объектов NTFS.

Файлы в NTFS могут владеть последующими правами:

♦полный доступ (full control) (All) (все);

нет доступа (no access) (None) (нет);

Право конфигурации (change) (RWXD) (чтение/запись/выполнение/удаление);

Право чтения (read) (RX) (чтение/выполнение).

Для прав доступа NTFS, как и для прав общих каталогов, действует принцип поглощения. Исключение составляет Право «нет доступа», отменяющее действие всех других прав.

При сетевом подключении юзеров права NTFS могут вступить в конфликт с правами общих каталогов. В таковой ситуации применяется Право доступа с более твердыми ограничениями. У почти всех появляются трудности с осознанием получаемых при сетевом доступе ограничений. Но тут можно просто разобраться, если держать в голове, что при доступе по сети к каталогам и файлам, располагающихся на томах с NTFS, у нас получаются задействованными два поочередных механизма. Поначалу мы получаем доступ к файлам, который был определён сетевыми механизмами. Это Право «нет доступа» — «по access», право на «чтение» — «read», Право «изменение» — «change» и «полный доступ» — «full control». Опосля этого вступают в силу ограничения на файлы и сборники, определённые качествами NTFS. Кроме перечисленных прав имеется ещё так именуемый особый доступ (Special Access). Если избрать это Право доступа, то по сути возникает возможность выбирать несколько прав сразу из последующего списка:

♦полный доступ (full control) (All);

чтение (read) (R);

запись (write) (W);

выполнение (execute) (X);

удаление (delete) (D);

изменение разрешений (change permissions) (P);

изменение обладателя (take ownership) (O).

Разглядим сейчас, что происходит с правами на защищённые файлы в NTFS при их перемещении. Папки наиболее высочайшего уровня в NTFS обычно владеют теми же правами, что и находящиеся в их файлы и папки. Если к примеру, если из папки с правами чтения для группы everyone файл {перемещается} в папку такого же раздела с полным доступом для той же группы, то для перемещенного файла будет сохранено начальное Право чтения. Дело в том, что при перемещении ф
айлов в границах 1-го раздела NTFS меняется лишь указатель местопребывания объекта, а все другие атрибуты (включая атрибуты сохранности) остаются без конфигураций.

Три последующих принципиальных правила посодействуют найти состояние прав доступа при перемещении либо копировании объектов NTFS:

♦При перемещении файлов в границах раздела NTFS сохраняются начальные права доступа.

При выполнении остальных операций (разработке либо копировании файлов, также их перемещении меж разделами NTFS) наследуются права доступа родительской папки.

При перемещении файлов из раздела NTFS в раздел FAT все права NTFS теряются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Cегодня в Windows используются файловые системы: FAT, FAT32, HPFS и NTFS.
HPFS была первой файловой системой для ПК , в какой была реализована поддержка длинноватых имен. HPFS, как FAT и почти все остальные файловые системы, владеет структурой каталогов, но в ней также предусмотрены автоматическая сортировка каталогов и особые расширенные атрибуты2
, упрощающие реализацию сохранности файлового уровня и создание множественных имен. HPFS поддерживает те же самые атрибуты, что и файловая система FAT, по историческим причинам, но также поддерживает и новейшую форму file-associated, другими словами информацию, именуемую расширенными атрибутами (EAs).

Некие из способностей, обеспечиваемых на нынешний денек лишь файловой системой NTFS, перечислены ниже:

1). 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.

2). 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.

3). 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.

4). NTFS дозволяет производить сжатие отдельных папок и файлов, можно читать сжатые файлы и писать в их без необходимости вызова программки, производящей декомпрессию.

В то же время NTFS – это непростая реляционная база данных, которая поддерживает способности протоколирования и восстановления данных, также множественные потоки данных и индексирование атрибутов файлов. В конце концов, она участвует в реализации объектной модели операционной системы, поддерживая файловые объекты, защищенные от несанкционированного доступа диспетчером объектов и системой контроля доступа ОС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Блокбастер — 2-е изд.: Питер, 2005.

2. В.Э. Фигурнов «IBM PC для юзера» — 7е изд., перераб. и доп. – М. ИНФА-М, 1998.

3. 1. Гордеев А.В., “Операционные системы”, СПб: Питер, 2006 г.

4. 2. Попов И.И., “Операционные системы, среды и оболочки”, Москва: Инфра-М, 2003 г.

5. 3. Бойс Д., “От установки до оптимизации работы Windows XP”, Москва: НТ Пресс, 2007 г.

6. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие. -М.: ФОРУМ: ИНФРА -М, 2006. -400 с: ил. -( Проф образование)

7. Операционные системы / Д. Бэкон, Т. Харрис. – СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. – 800 с: ил.

8. Базы операционных систем. Курс лекций. Учебное пособие / В.Е. Карпов, К.А. Коньков / Под редакцией В.П. Иванникова. – М.: ИНТУИТ.РУ «Веб-Институт Информационных Технологий», 2004. – 632 с.

9. В.Э.Фигурнов IBM для юзера. Издательский дом «ИНФРА-М»,2001.- 480с.:ил.

10. гордеев А. В. Операционные системы: Учебник для вузов. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 416 с.

]]>