Реферат на тему организация файловой системы

Файловая система - часть операционной системы. Имена и логическая, физическая организация и адрес файла. Права доступа к нему.

За стартовым сектором располагается FAT. FAT таблица размещения файлов : Область данных диска см. FAT - это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных. FAT - крайне важный элемент Файловой структуры.

Файловая система NTFS операционной системы Windows

Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла папки , максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя CD, жёстком диске, магнитной ленте или блоке флеш-памяти он записан.

Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе например, жёстком диске.

С точки зрения операционной системы, весь диск представляет из себя набор кластеров размером от байт и выше.

Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные. Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Классификация файловых систем По предназначению файловые системы можно классифицировать на следующие категории: Для носителей с произвольным доступом например, жёсткий диск : FAT32, HPFS, ext2 и др. Поскольку доступ к дискам в разы медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Soft updates — в BSD системах. Reiser4 не применяет журналирование, все операции в ней атомарны. Для носителей с последовательным доступом например, магнитные ленты : QIC и др.

Виртуальные файловые системы: AEFS и др. Задачи файловой системы Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач: именование файлов; программный интерфейс работы с файлами для приложений; отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных; организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств; содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы ядро, приложения и пр.

Твердотельные носители, такие, как флеш-диски, своим интерфейсом данных похожи на обычные жёсткие диски, но имеют свои проблемы и недостатки. Когда проходит время поиска они нуждаются в особой обработке такими алгоритмами как, Wear leveling и Error detection and correction.

FAT — исходно дисковая файловая система — теперь часто используется на флеш-дисках. Имеет ограничение на размер файла в 4 гигабайта. Запатентована Microsoft, часто называется как FAT64 — ограничение байт 16 эксабайт. Разработана и запатентована Microsoft в начале х годов. Patent англ. Находится на ранней стадии разработки.

Используется в операционных системах от Microsoft в тех случаях, когда использование других поддерживаемых ими файловых систем FAT и NTFS нецелесообразно. Основными преимуществами перед всеми текущими версиями FAT является: Теоретический лимит на размер файла байт 16 эксбибайт. Максимальный размер кластера увеличен до байт 32 мебибайта. Улучшено распределение свободного места за счёт введения бит-карты свободного места, что уменьшает фрагментацию диска.

Устранён лимит на количество файлов в одной директории. Введена поддержка списка прав доступа. Введена поддержка транзакций опциональная возможность, должна поддерживаться устройством. Существует свободный драйвер exFAT в виде патча для ядра Linux, поддерживающий только чтение этой файловой системы. Лицензионный статус не ясен.

Однако известно, что Microsoft успешно запатентовала файловую систему FAT, и в феврале года подала в суд на компанию TomTom, обвиняя её в их нарушении. Данный порт выполнен на базе драйвера Windows Vista. В декабре года Microsoft начала лицензировать файловую систему exFAT для сторонних производителей. Структура системы FAT загрузочный сектор; таблица размещения файлов — собственно FAT традиционно в двух экземплярах, но вообще-то количество копий указано в загрузочном секторе ; корневой каталог; файлы.

Для хранения файлов всё доступное для них пространство разбивается на кластеры. Таблица размещения файлов содержит ячейки, каждая из которых соответствует определённому кластеру диска. Если кластер принадлежит файлу, то соответствующая ему ячейка содержит номер следующего кластера этого же файла. Таким образом выстраивается цепочка кластеров файла. При удалении файла фактически только делается запись в каталоге, а цепочка кластеров не разрушается и данные не затираются.

Это позволяет восстанавливать удалённые файлы, если на их место ещё не было ничего записано. Максимальный размер кластера, который поддерживается в FAT, составляет 64 Кб.

Зная, что максимальное количество кластеров, которое можно адресовать шестнадцатиразрядным указателем равно , можно вычислить какой величины раздел можно отформатировать, применяя тот или иной размер кластера. Если взять кластер в 2 раза больше, то можно отформатировать раздел уже до 64 Мб.

Ввиду того, что разрядность ФС — величина постоянная, для форматирования дисков различных размеров будут применяться разные размеры кластеров. Например, чтобы отформатировать диск более 1 Гб, нужно применять кластер 16 КБ. Поскольку размер кластера, являющийся максимально допустимым в этой ФС, равен 64 Кб, то можно определить, что максимальный размер раздела, форматируемый под FAT, равен 4 Гб. Каждый кластер может включать один или несколько секторов жесткого диска твой хард обычно разбит на сектора по байт.

Из чего следует, что минимальный размер кластера - байт. Для хранения одного файла можно использовать один или несколько кластеров. Каждому кластеру диска в таблице FAT соответствует отдельная запись, которая либо указывает на следующий кластер файла, либо содержит метку конца файла. В составе каждого каталога хранятся имена входящих в него файлов. Вместе с именем файла хранится указатель на первый кластер этого файла.

Помимо этого в каталоге хранится дата создания файла, его размер и атрибуты. Атрибуты могут указывать на то, что файл является скрытым, зарезервированным для использования операционной системой, требует архивирования резервного копирования или предназначен только для чтения.

Это теория, а теперь недостатки: ты никогда не задумывался, что значит "16" в названии файловой системы? А значат они то, что таблица размещения файлов FAT File Allocation Table идентифицирует записи, соответствующие дисковым кластерам, при помощи разрядных чисел. Таким образом, в таблице можно разместить не более 65 записей 2 в ой степени. А если учитывать то, что максимальный размер кластера - 32 Кбайта, то выходит, что максимальный раздел дискового тома - 2 Гбайта.

Это недостаток номер "раз" хотя надо отметить, что FAT32 этот недостаток почти что преодолела. Пример: имеем размер кластера 32 Кбайта и файл размером в 2 Кбайта - в результате файл занимает весь кластер, то есть мы теряем 30 Кбайт…Примерно тоже самое получится, если файл будет размером 34 Кбайта - тогда он займет два кластера и во втором мы опять потеряем 30 Кбайт… Недостатки номер "четыре и пять" - сведения о физическом расположении файлов хранятся в одном месте - таблице размещения файлов FAT, что: а увеличивает вероятность повреждения и потери всей информации; б снижает скорость поиска, так как для поиска определенного файла нужно обработать всю таблицу.

Её отличие в том, что таблица размещения файлов FAT File Allocation Table идентифицирует записи, соответствующие дисковым кластерам, при помощи разрядных чисел.

В соответствии с этим максимальное количество записей становится равным 4 2 в ой степени. В связи с чем максимальный размер дискового тома существенно увеличивается до 2 Тбайт.

Однако это позволяет преодолеть лишь недостаток номер "раз", однако все остальные - увы остаются, что особенно обидно для владельцев небольших винтов - нерациональное расходование дискового пространства… а также частые повреждения разнообразной природы и т.

Отказоустойчивость системы Поскольку система FAT хранит данные о файлах и данные о свободном месте на диске в одной таблице, то операция записи файла, традиционно состоящая из двух этапов добавление занимаемого блока в перечень занятых и исключение этого же блока из списка свободных происходит в FAT в одно действие.

Благодаря этому система FAT обладает врождённой устойчивостью к сбоям, то есть сбой например, питания в момент выполнения операции чтения или записи в большинстве случаев не приведёт к разрушению файловой системы. Однако следует помнить, что в данном случае речь идёт именно о целостности файловой системы, а не самих файлов.

Они отличаются количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. Изначально FAT не поддерживала иерархическую систему каталогов. Все файлы располагались в корневом каталоге.

Это оказалось неудобно. И к тому же малый размер корневого каталога ограничивал количество файлов на диске. В различных операционных системах также были внедрены различные расширения FAT. Автором является Charles Manning из Новой Зеландии.

Старые модели флеш-памяти позволяли выполнять всего 2 или 3 цикла перезаписи, при отказе записи на страницу, YAFFS помечала ее как сбойную, выставляя байт в служебной области.

Главное отличие — YAFFS2 позволяет в современных моделях флеш-памяти пропускать страницы, помеченные для однократной записи. YAFFS2 использует еще более абстрактные определения флеш-памяти, которые позволяют использовать эту файловую систему с большим количеством разных типов памяти со своей геометрией, правилами определения сбойных секторов и др. Вместо этого сведения о распределении дискового пространства между файлами сохраняются в составе специальных пакетов, которые могут располагаться в любом месте раздела.

Дисковые каталоги NTFS лучше приспособлены для осуществления поиска файлов, так как записи о файлах сохраняются с использованием бинарного дерева, а не простого линейного списка как это было в FAT. Это означает, что для того, чтобы обнаружить файл, требуется проанализировать меньшее количество записей. А если к этому еще прибавить возможность индексирования, то система будет просто летать! Файловая система NTFS обладает встроенной поддержкой длинных имен и расширяемых файловых атрибутов.

Благодаря этому разделы NTFS могут хранить информацию, связанную с защитой файлов например, списки ACL , аудитом доступа к файлам, а также сведения, связанные с правами на владение файлами.

Задание дисковой квоты - еще одна возможность NTFS, связанная с возможностью сохранения расширенного количества атрибутов файла. Заключается она в том, что определенному пользователю можно назначить определенный размер дискового пространства, который он может использовать для хранения своих файлов ты наверно уже сталкивался с этим, если имел дело с каким либо хостингом. Если же ты подобного опыта не имел, то объясняю: при попытке сохранения файла, система анализирует размер всех файлов, которые уже принадлежат тебе ага, по тому самому атрибуту "владелец" о котором говорилось только что и сравнивает с назначенной тебе дисковой квотой.

Если остаток квоты достаточен для размещения этого файла, то будет выполнено сохранение, в противном случае тебя пошлет подальше сообщением "превышена дисковая квота". Если при использовании FAT самое лучшее на что ты мог рассчитывать - это то, что файл будет занимать на диске не более, чем собственный размер, то при использовании NTFS можешь об этом забыть! В NTFS минимальная единица равна сектору жесткого диска и один файл не означает один кластер!

Помимо этого файловая система поддерживает атрибут, позволяющий осуществлять индивидуальную компрессию файлов и каталогов. Кроме того наверняка всех порадует возможность монтирования. Ну и в довершение всего NTFS поддерживает очень большие диски - до 16 экзабайт.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Управленческий учет без бухгалтера

Файловая система играет роль промежуточного слоя, экранирующего все сложности физической организации долговременного хранилища данных. Файловая система - часть операционной системы. Имена и логическая, физическая организация и адрес файла. Права доступа к нему. Кэширование.

Информация о каждом разделе сохраняется в загрузочном секторе раздела или логического диска в начале каждого раздела. Существует также основная таблица списка разделов, помещенная в загрузочный сектор главного раздела. Загрузочный сектор главного раздела или главная загрузочная запись Master Boot Record - MBR является первым сектором на жестком диске цилиндр 0, головка 0, сектор 1 и состоит из двух элементов. Таблица главного раздела. Содержит список разделов на диске и расположение загрузочных секторов соответствующих логических дисков. Эта таблица очень маленькая и может содержать максимум четыре записи. Таким образом, для получения большего количества разделов в операционной системе например, DOS можно создать один дополнительный раздел и поместить в него несколько логических дисков. Главный загрузочный код. Небольшая программа, которая выполняется системой BIOS. Основная функция этого кода - передача управления в раздел, который обозначен как активный или загрузочный. Загрузочный сектор - это первый сектор на любом логическом диске DOS. Например, на дискете или на диске Zip это самый первый физический сектор, так как дискету нельзя разбить на разделы и она имеет только один логический диск. На жестком диске загрузочный сектор секторы располагается в начале каждого раздела, не являющегося дополнительным, или в начале любой области диска, распознаваемой как логический диск DOS. Эти секторы немного похожи на загрузочные секторы разделов, так как содержат таблицы со специальной информацией о логическом диске.

Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла папки , максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла.

Соглашение именований в NTFS ……….. Как разобраться во всем этом многообразии с тем, чтобы точно адресоваться к файлу?

Реферат: Файловые системы

Общие сведения о файловых системах 2. Файловая система FAT 3. Файловая система FAT 32 4. Файловая система HPFS 6. Общие сведения о файловых системах Совокупность каталогов и системных структур данных, отслеживающих размещение файлов на диске и свободное дисковое пространство, называется файловой системой.

Файловые системы - реферат

NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей списки контроля доступа — Access Control Lists ACL , а также назначать квоты ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями. NTFS использует систему журналирования для повышения надёжности файловой системы. Но, получив такие, несомненно, полезные новшества, как квотирование, журналируемость, разграничение доступа и аудит, в значительной степени утратила присущую прародительнице HPFS весьма высокую производительность файловых операций. Практически, максимальный размер раздела NTFS в данный момент ограничен лишь размерами жестких дисков. NT4, правда, попытка установки на раздел будет несколько проблематична, если хоть какая-нибудь его часть отступает более чем на 8 Гб от физического начала диска, но эта проблема касается, только загрузочного раздела. Каждый распределенный на томе сектор принадлежит некоторому файлу, даже метаданные — информация, описывающая саму файловую систему. NTFS основана на атрибутах и обрабатывает все файлы как объекты с набором атрибутов, определенных как системой, так и пользователем. Записи в MFT сортируются по алфавиту, что позволяет использовать двоичный поиск, существенно ускоряющий работу файловой системы. Для еще большей оптимизации диспетчером кэша используется алгоритм отложенной записи, когда данные не пишутся сразу на диск, а хранятся в памяти до тех пор, пока нагрузка на процессор не уменьшиться, а затем сбрасываются на диск фоновым процессом.

Уникализировать текст Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.

.

Реферат на тему: "Файл и файловая система"

.

Файлы и файловая система

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое файловая система
Похожие публикации