Γεια σας φίλοι.

Γνωρίζετε τι στον υπολογιστή σας είναι υπεύθυνο για τη διανομή και την αποθήκευση των πληροφοριών που εισάγετε; Συστήματα αρχείων σκληρών δίσκων. Προτείνω να μάθετε περισσότερα για αυτά για να το κάνετε σωστή επιλογήμεταξύ των τύπων τους και να κατανοήσουν καλύτερα την οργάνωση του χώρου στους σκληρούς δίσκους.

Τι είναι ένα σύστημα αρχείων;

Αυτή η έννοια σημαίνει τη σειρά οργάνωσης, αποθήκευσης και ονομασίας αρχείων σε διάφορα μέσα, στην περίπτωσή μας σε σκληρούς δίσκους. Το σύστημα αρχείων καθορίζει τη μορφή, τον όγκο και τα χαρακτηριστικά ονομασίας των περιεχομένων τους.

Αυτή είναι σύνδεσμοςμεταξύ σκληρών δίσκων και διεπαφής προγράμματος (API). Όταν ένα πρόγραμμα έχει πρόσβαση σε ένα αρχείο, δεν γνωρίζει με ποια σειρά βρίσκονται τα στοιχεία του και πού ακριβώς βρίσκεται. Βλέπει μόνο το όνομα, το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά του, δηλαδή αυτό που της δείχνουν οι οδηγοί FS.

Γενικά μπορεί να οριστεί ως:

• Πολύπλοκα περιεχόμενα σκληρού δίσκου.
• Ένα σύνολο λογισμικού συστήματος που διαχειρίζεται αρχεία (ανάγνωση, εγγραφή, διαγραφή, αναζήτηση, πρόσβαση κ.λπ.)
• Ομάδες δομών πληροφοριών υπηρεσιών (για παράδειγμα, κατάλογοι ή περιγραφείς αρχείων, πίνακες κατανομής χώρου στο δίσκο, κ.λπ.).

Ας δούμε το σύστημα αρχείων από την πλευρά του λειτουργικού συστήματος. Φανταστείτε ένα καρό σημειωματάριο. Αυτός είναι ο σκληρός δίσκος και τα κελιά είναι συμπλέγματα - ζώνες τουλάχιστον 512 MB για αποθήκευση δεδομένων. Μεταφορικά μιλώντας, το σύστημα αρχείων αντιπροσωπεύει το κείμενο αυτού του σημειωματάριου και τα αρχεία είναι λέξεις.

Υπάρχουν συστήματα διαφορετικών τύπων. Η γνώση τους μπορεί να είναι χρήσιμη για εσάς κατά τη διαμόρφωση ενός σκληρού δίσκου ή την εγκατάσταση ενός λειτουργικού συστήματος. Χρησιμοποιείτε Windows; Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να επιλέξετε μεταξύ της οικογένειας FAT και NTFS.

ΛΙΠΟΣ

Η συντομογραφία σημαίνει Πίνακας κατανομής αρχείων, που μεταφράζεται ως πίνακας εκχώρησης αρχείων. Ο Bill Gates και ο Mark McDonald κυκλοφόρησαν αυτό το σύστημα το 1977 για λειτουργικά συστήματα DOS και Windows.

Έχει 4 υποείδη: 12, 16, 32 και ex. Οι αριθμοί υποδεικνύουν τον αριθμό των bit που καταλαμβάνει ένα σύμπλεγμα. Ο πρώτος υποτύπος χρησιμοποιείται για δισκέτες και ο τελευταίος για μονάδες flash. Κυρίως συστήματα 16 και 32 bit εγκαθίστανται σε σκληρούς δίσκους.

Η έκδοση των 16 bit θεωρείται ξεπερασμένη. Προϋποθέτει μέγιστο μέγεθος αρχείου 2 GB και όριο στον αριθμό των χαρακτήρων στα ονόματά τους. Επομένως, εάν πρόκειται να εγκαταστήσετε ένα σύστημα αυτής της οικογένειας, επιλέξτε FAT32. Μπορείτε να εγγράψετε αρχεία χωρητικότητας 4 GB και με μεγάλα ονόματα.

Μειονεκτήματα

Το FAT υποστηρίζεται από διαφορετικά λειτουργικά συστήματα, θεωρείται το πιο απλό και έχει αρκετά μειονεκτήματα:

• Επιλέγει ελεύθερο χώρο στο δίσκο μόνο από την αρχή μέχρι το τέλος. Τι σημαίνει αυτό; Όταν δημιουργείτε ένα νέο έγγραφο ή, για παράδειγμα, αυξάνετε τα περιεχόμενα ενός φακέλου, το σύστημα τα τοποθετεί στο πρώτο ελεύθερο σύμπλεγμα του πίνακα. Αλλά καθώς εργάζεστε, διαγράφετε συνεχώς κάποια αρχεία και γράφετε άλλα, σωστά; Κατά συνέπεια, οι συστάδες απελευθερώνονται σε διαφορετικά μέρη και τα νέα έγγραφα υπερτίθενται χαοτικά. Επομένως, ο δίσκος πρέπει να ξοδεύει όλο και περισσότερο χρόνο αναζητώντας τις απαραίτητες πληροφορίες για το αίτημά σας.

• Δεν διαθέτει επιλογές όπως αποθήκευση πληροφοριών χρήστη ή ρύθμιση περιορισμών πρόσβασης σε έγγραφα.
• Δεν αποτρέπει την καταστροφή δεδομένων λόγω εσφαλμένου τερματισμού λειτουργίας του υπολογιστή.

NTFS

Ένα πιο σύγχρονο και υψηλών επιδόσεων σύστημα από το προηγούμενο. Αυτό είναι εγγενές στην ίδια τη συντομογραφία, η οποία σημαίνει Νέα Τεχνολογία Σύστημα αρχείων(από τα αγγλικά, Νέες τεχνολογίες). Κυκλοφόρησε στις 23 Ιουλίου 1993 για λειτουργικά συστήματα Windows NT.

Διαφορές μεταξύ NTFS και FAT:

• Από προεπιλογή, υπάρχουν επιλογές για διαχωρισμό της πρόσβασης σε δεδομένα για πολλούς χρήστες.
• Υπάρχει μια επιλογή εκχώρησης ποσοστώσεων στο μέγιστο χώρο στο δίσκο που μπορεί να καταλάβει ένας συγκεκριμένος χρήστης.
• Χρησιμοποιείται ένα σύστημα καταγραφής συναλλαγών, ώστε να μπορείτε να επαναφέρετε δεδομένα μετά από έναν εσφαλμένο τερματισμό συνεδρίας.
• Το κύριο χαρακτηριστικό για πολλούς είναι ότι τα μεγέθη αρχείων δεν είναι περιορισμένα.

Πού μπορώ να δω τι FS έχετε τώρα;

Κλικ δεξί κλικποντίκι στον σκληρό δίσκο. Θα εμφανιστεί μια λίστα στην οποία επιλέξτε το τελευταίο στοιχείο - "Πληροφορίες". Θα ανοίξει ένα παράθυρο με ανεπτυγμένη την καρτέλα "Γενικά". Περιέχει τις απαραίτητες πληροφορίες.

Συστήματα αρχείων για άλλα λειτουργικά συστήματα

Από άλλους λειτουργικά συστήματαχρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά από τα Windows, δεν θα μπω σε λεπτομέρειες, αλλά θα δώσω μόνο τις κύριες πληροφορίες.

Χρησιμοποιείτε Linux; Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι αυτό το λειτουργικό σύστημα υποστηρίζει πολλά συστήματα αρχείων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που έχουν σχεδιαστεί για Windows. Αλλά για περισσότερα σωστή λειτουργίαΘα πρέπει να επιλέξετε προϊόντα που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για Linux. Επί του παρόντος, τα πιο δημοφιλή είναι τα Ext4, ReiserFS και XFS.

Έχετε εγκατεστημένο το Mac OS X; Κατάλληλο και σε αυτή την περίπτωση συστήματα αρχείωνγια Windows (FAT32, exFAT και NTFS). Το εγγενές είναι το HFS+, το οποίο είναι το κύριο για υπολογιστές Apple.

Και επιπλέον, θα δώσω μια μικρή πλάκα συμβατότητας:

Αυτό είναι όλο.

Επισκεφθείτε με πιο συχνά για να μάθετε πολλά ενδιαφέροντα και το πιο σημαντικό χρήσιμα πράγματα για τον υπολογιστή σας.

Συστήματα αρχείων

Οι πληροφορίες για τους δίσκους καταγράφονται σε τομείς σταθερού μήκους και κάθε τομέας και η θέση κάθε φυσικής εγγραφής (τομέας) στο δίσκο προσδιορίζονται μοναδικά από τρεις αριθμούς: την επιφάνεια του δίσκου, τον κύλινδρο και τους αριθμούς τομέα στο κομμάτι. Και ο ελεγκτής δίσκου λειτουργεί με τον δίσκο ακριβώς με αυτούς τους όρους. Και ο χρήστης θέλει να χρησιμοποιήσει όχι τομείς, κυλίνδρους και επιφάνειες, αλλά αρχεία και καταλόγους. Επομένως, το λειτουργικό σύστημα ή άλλο πρόγραμμα πρέπει να μεταφράσει τις λειτουργίες με αρχεία και καταλόγους σε δίσκους σε ενέργειες κατανοητές από τον ελεγκτή: ανάγνωση και εγγραφή ορισμένων τομέων του δίσκου. Και για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να καθοριστούν οι κανόνες με τους οποίους πραγματοποιείται αυτή η μετάφραση, δηλαδή, πρώτα απ 'όλα, να καθοριστεί πώς πρέπει να αποθηκεύονται και να οργανώνονται οι πληροφορίες σε δίσκους.

Ένα σύστημα αρχείων είναι ένα σύνολο συμβάσεων που ορίζουν την οργάνωση των δεδομένων στα μέσα αποθήκευσης. Η ύπαρξη αυτών των συμβάσεων επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα, σε άλλα προγράμματα και στους χρήστες να εργάζονται με αρχεία και καταλόγους

Το σύστημα αρχείων ορίζει:

1. πώς αποθηκεύονται τα αρχεία και οι κατάλογοι στο δίσκο.

2. ποιες πληροφορίες αποθηκεύονται για αρχεία και καταλόγους.

3. Πώς μπορείτε να μάθετε ποια μέρη του δίσκου είναι δωρεάν και ποια όχι;

4. μορφή καταλόγων και άλλες πληροφορίες υπηρεσίας στο δίσκο.

Για να χρησιμοποιήσετε δίσκους γραμμένους με σύστημα αρχείων, το λειτουργικό σύστημα ή το ειδικό πρόγραμμα πρέπει να υποστηρίζει αυτό το σύστημα αρχείων.

Οι πληροφορίες αποθηκεύονται κυρίως σε δίσκους και τα συστήματα αρχείων που χρησιμοποιούνται σε αυτούς καθορίζουν την οργάνωση των δεδομένων ειδικά σε αυτούς σκληρό μαγνητικόδίσκους.

Τα λειτουργικά συστήματα της οικογένειας MS Windows χρησιμοποιούν τα ακόλουθα συστήματα αρχείων - FAT, FAT 32, NTFS.

Σύστημα αρχείων FAT

Το FAT είναι το απλούστερο σύστημα αρχείων που υποστηρίζεται από τα Windows NT. Η βάση του αρχείου Συστήματα FATείναι ένας πίνακας εκχώρησης αρχείων που τοποθετείται στην αρχή του τόμου. Σε περίπτωση βλάβης, δύο αντίγραφα αυτού του πίνακα αποθηκεύονται στο δίσκο. Επιπλέον, ο πίνακας εκχώρησης αρχείων και ο ριζικός κατάλογος πρέπει να αποθηκευτούν σε μια συγκεκριμένη θέση στο δίσκο (για να προσδιορίσετε σωστά πού βρίσκονται τα αρχεία εκκίνησης). Ένας δίσκος που έχει μορφοποιηθεί με το σύστημα αρχείων FAT χωρίζεται σε συμπλέγματα, το μέγεθος των οποίων εξαρτάται από το μέγεθος του τόμου. Ταυτόχρονα με τη δημιουργία του αρχείου, δημιουργείται μια καταχώρηση στον κατάλογο και ορίζεται ο αριθμός του πρώτου συμπλέγματος που περιέχει τα δεδομένα. Μια τέτοια καταχώρηση στον πίνακα εκχώρησης αρχείων σηματοδοτεί ότι αυτό είναι το τελευταίο σύμπλεγμα του αρχείου ή οδηγεί στο επόμενο σύμπλεγμα.

Η ενημέρωση του πίνακα εκχώρησης αρχείων είναι σημαντική και χρονοβόρα. Εάν ο πίνακας εκχώρησης αρχείων δεν ενημερώνεται τακτικά, μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια δεδομένων. Η διάρκεια της λειτουργίας εξηγείται από την ανάγκη να μετακινούνται οι κεφαλές ανάγνωσης στο λογικό μηδενικό κομμάτι του δίσκου κάθε φορά που ενημερώνεται ο πίνακας FAT. Ο κατάλογος FAT δεν έχει συγκεκριμένη δομή και τα αρχεία εγγράφονται στον πρώτο διαθέσιμο ελεύθερο χώρο στο δίσκο. Επιπλέον, το σύστημα αρχείων FAT υποστηρίζει μόνο τέσσερα χαρακτηριστικά αρχείων: System, Hidden, Read-Only και Archive.

Σε έναν υπολογιστή με Windows NT, δεν μπορείτε να αναιρέσετε τη διαγραφή σε οποιοδήποτε υποστηριζόμενο σύστημα αρχείων. Το πρόγραμμα αναίρεσης διαγραφής επιχειρεί να αποκτήσει απευθείας πρόσβαση στο υλικό, κάτι που δεν είναι δυνατό με χρησιμοποιώντας Windows N.T. Ωστόσο, εάν το αρχείο βρισκόταν σε διαμέρισμα FAT, τότε με την εκκίνηση του υπολογιστή σε λειτουργία MS-DOS, η διαγραφή του αρχείου μπορεί να ακυρωθεί. Σύστημα αρχείων Το ΛΙΠΟΣ είναι καλύτεροΕίναι γενικά κατάλληλο για χρήση σε δίσκους και διαμερίσματα μεγέθους έως 200 MB επειδή λειτουργεί με ελάχιστη επιβάρυνση.

Κατά γενικό κανόνα, δεν πρέπει να χρησιμοποιείτε το σύστημα αρχείων FAT για δίσκους και διαμερίσματα μεγαλύτερα από 200 MB. Αυτό συμβαίνει επειδή η απόδοση του συστήματος αρχείων FAT υποβαθμίζεται γρήγορα καθώς αυξάνεται το μέγεθος του όγκου. Δεν μπορούν να οριστούν δικαιώματα για αρχεία που βρίσκονται σε κατατμήσεις FAT. Τα διαμερίσματα FAT έχουν όριο μεγέθους: 4 GB για Windows NT και 2 GB για MS-DOS.

Σύστημα αρχείων. Δίσκοι

Ένας υπολογιστής έχει συνήθως πολλούς δίσκους. Σε κάθε δίσκο εκχωρείται ένα όνομα, το οποίο καθορίζεται με ένα λατινικό γράμμα με άνω και κάτω τελεία, για παράδειγμα, A:, B:, C:, κ.λπ. Είναι τυπικά αποδεκτό ότι οι A: και B: είναι μονάδες δισκέτας και οι μονάδες C:, D:, κ.λπ. – σκληρούς δίσκους, μονάδες οπτικού δίσκου ή ηλεκτρονικοί δίσκοι.

Οι ηλεκτρονικοί δίσκοι αποτελούν μέρος της μνήμης RAM, η οποία στον χρήστη μοιάζει με VRAM. Η ταχύτητα ανταλλαγής πληροφοριών με έναν ηλεκτρονικό δίσκο είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι με μια ηλεκτρομηχανική εξωτερική συσκευή αποθήκευσης. Όταν λειτουργούν ηλεκτρονικοί δίσκοι, δεν υπάρχει φθορά στα ηλεκτρομηχανικά μέρη. Ωστόσο, μετά την απενεργοποίηση του ρεύματος, οι πληροφορίες στον ηλεκτρονικό δίσκο δεν αποθηκεύονται.

Οι φυσικώς υπάρχοντες μαγνητικοί δίσκοι μπορούν να χωριστούν σε πολλούς λογικούς δίσκους, οι οποίοι θα φαίνονται ίδιοι στον χρήστη στην οθόνη όπως και φυσικά υπάρχοντες δίσκους. Λογική κίνησηείναι μέρος ενός κανονικού σκληρού δίσκου που έχει το δικό του όνομα.

Ο δίσκος στον οποίο έχει εγγραφεί το λειτουργικό σύστημα καλείται συστήματοςδίσκος (ή εκκίνησης). Σκληρός δίσκος C: χρησιμοποιείται συχνότερα ως δίσκος εκκίνησης. Κατά την αντιμετώπιση ιών ή αστοχιών συστήματος, το λειτουργικό σύστημα φορτώνεται συχνά από μια δισκέτα. Εκδοθείς οπτικούς δίσκους, το οποίο μπορεί επίσης να είναι bootable.

Προκειμένου οι πληροφορίες να εγγραφούν σε έναν νέο μαγνητικό δίσκο, πρέπει να έχουν μορφοποιηθεί προηγουμένως. Μορφοποίηση- Πρόκειται για την προετοιμασία ενός δίσκου για την εγγραφή πληροφοριών.

Κατά τη μορφοποίηση, οι πληροφορίες υπηρεσίας εγγράφονται στο δίσκο (η σήμανση γίνεται), η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την εγγραφή και την ανάγνωση πληροφοριών, τη διόρθωση της ταχύτητας περιστροφής του δίσκου και την κατανομή μιας περιοχής συστήματος, η οποία αποτελείται από τρία μέρη:

τομέας εκκίνησης,

πίνακες κατανομής αρχείων,

ριζικός κατάλογος.

Τομέας εκκίνησης(Εγγραφή εκκίνησης) βρίσκεται σε κάθε δίσκο με αριθμό λογικού τομέα 0. Περιέχει δεδομένα σχετικά με τη μορφή του δίσκου, καθώς και ένα σύντομο πρόγραμμα που χρησιμοποιείται στη διαδικασία bootstrapλειτουργικό σύστημα.

Υπάρχει μια περιοχή στον σκληρό σας δίσκο που ονομάζεται κύρια εκκίνηση Καταχώρηση MBR (Master BootΕγγραφή) ή τον κύριο τομέα εκκίνησης. Το MBR καθορίζει από ποια λογική μονάδα δίσκου θα εκκινήσει το λειτουργικό σύστημα.

Πίνακας κατανομής αρχείων(Πίνακας κατανομής αρχείων - συντομογραφία FAT) βρίσκεται μετά τον τομέα εκκίνησης και περιέχει μια περιγραφή της σειράς θέσης όλων των αρχείων στους τομείς αυτού του δίσκου, καθώς και πληροφορίες για ελαττωματικές περιοχές του δίσκου. Ο πίνακας FAT ακολουθείται από αυτό ακριβές αντίγραφο, γεγονός που αυξάνει την αξιοπιστία της αποθήκευσης αυτού του πολύ σημαντικού πίνακα.

Κατάλογος ρίζαςΤο (Root Directory) βρίσκεται πάντα πίσω από το αντίγραφο FAT. Ο ριζικός κατάλογος περιέχει μια λίστα αρχείων και καταλόγων που βρίσκονται στο δίσκο. Ακριβώς πίσω από τον ριζικό κατάλογο βρίσκονται τα δεδομένα.

Σύστημα αρχείωνείναι ένα μέρος του λειτουργικού συστήματος που παρέχει οργάνωση και αποθήκευση αρχείων, καθώς και εκτέλεση λειτουργιών σε αρχεία.

Αρχείο

Δεδομένου ότι τα δεδομένα διεύθυνσης έχουν επίσης ένα μέγεθος και πρέπει επίσης να αποθηκευτούν, η αποθήκευση δεδομένων σε μικρές μονάδες όπως byte είναι άβολη. Δεν είναι επίσης βολικό να αποθηκεύονται σε μεγαλύτερες μονάδες (kilobyte, megabyte, κ.λπ.), καθώς η ατελής πλήρωση μιας μονάδας αποθήκευσης οδηγεί σε αναποτελεσματικότητα αποθήκευσης.

Η αποθήκευση και η ανάκτηση πληροφοριών σε εξωτερικές συσκευές αποθήκευσης έχει σπουδαίος. Οι εξωτερικές συσκευές αποθήκευσης είναι ένα είδος αποθήκες πληροφοριών,όπου τα προγράμματα και τα δεδομένα αποθηκεύονται για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι να χρειαστούν για την επίλυση ενός προβλήματος. Τώρα φανταστείτε ότι τα εμπορεύματα αποθηκεύονται σε μια αποθήκη χωρίς κανένα σύστημα. Όσο μεγαλύτερη είναι η αποθήκη, τόσο πιο δύσκολο είναι να βρείτε το σωστό προϊόν. Ή πάρτε, για παράδειγμα, μια ντουλάπα στην οποία διάφορα έγγραφα, βιβλία, εκθέσεις, πιστοποιητικά κ.λπ. Ελλείψει συγκεκριμένης οργάνωσης αποθήκευσης, η εύρεση των απαραίτητων εγγράφων, ειδικά αν ο αριθμός τους είναι σημαντικός, μπορεί να είναι μια πολύ δύσκολη και χρονοβόρα εργασία.

Η μονάδα αποθήκευσης δεδομένων είναι ένα αντικείμενο μεταβλητού μήκους που ονομάζεται αρχείο.

Αρχείοείναι μια ονομασμένη συλλογή δεδομένων που έχει μια συγκεκριμένη εσωτερική οργάνωση και καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη περιοχή του φορέα πληροφοριών.

Συνήθως, τα δεδομένα που ανήκουν στον ίδιο τύπο αποθηκεύονται σε ξεχωριστό αρχείο. Σε αυτήν την περίπτωση, καθορίζεται ο τύπος δεδομένων τύπο αρχείου.

Εφόσον δεν υπάρχει όριο μεγέθους στον ορισμό ενός αρχείου, μπορείτε να φανταστείτε ένα αρχείο με 0 byte (ένα κενό αρχείο) και ένα αρχείο με οποιοδήποτε αριθμό byte.

Το όνομα αρχείου πρέπει να είναι μοναδικό - χωρίς αυτό είναι αδύνατο να διασφαλιστεί η σαφής πρόσβαση στα δεδομένα. Στην τεχνολογία υπολογιστών, η απαίτηση της μοναδικότητας του ονόματος διασφαλίζεται αυτόματα - ούτε ο χρήστης ούτε ο αυτοματισμός μπορούν να δημιουργήσουν ένα αρχείο με όνομα ίδιο με ένα υπάρχον.

Το αρχείο μπορεί να περιέχει: ένα πρόγραμμα σε κώδικα μηχανής, κείμενο προγράμματος σε αλγοριθμική γλώσσα, κείμενο εγγράφου, έκθεση, δελτίο μισθού, άρθρο, αριθμητικά δεδομένα, καταγραφή ανθρώπινης ομιλίας ή μουσική μελωδία, σχέδιο, εικονογράφηση, σχέδιο, φωτογραφία, βίντεο κ.λπ.

Το αρχείο δημιουργείται κατ' εντολή του χρήστη ή αυτόματα, χρησιμοποιώντας διάφορα συστήματα λογισμικού, όπως λειτουργικά συστήματα, κελύφη, εργαλεία προγραμματισμού κ.λπ. Για δημιουργημένο αρχείοεκχωρείται ένα συγκεκριμένο όνομα, του εκχωρείται χώρος στο μέσο δίσκου και καταχωρείται με συγκεκριμένο τρόπο στο λειτουργικό σύστημα. Το αρχείο που δημιουργήθηκε πρόσφατα μπορεί να συμπληρωθεί με ορισμένες πληροφορίες.

Κάθε αρχείο έχει μια σειρά από χαρακτηριστικές ιδιότητες - ιδιότητες. Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του αρχείου είναι:

Ονομα,

επέκταση,

ώρα και ημερομηνία δημιουργίας.

Όνομα αρχείου, ακριβώς όπως το όνομα ενός ατόμου, ο τίτλος ενός εγγράφου, ενός βιβλίου, χρησιμεύει για να μπορεί να διακρίνει ένα αρχείο από ένα άλλο, να υποδεικνύει απαιτούμενο αρχείο. Σε διαφορετικά λειτουργικά συστήματα, τα ονόματα αρχείων σχηματίζονται σύμφωνα με διαφορετικούς κανόνες. Για παράδειγμα, στο λειτουργικό σύστημα MS DOS, το όνομα αρχείου είναι

ακολουθία γραμμάτων του λατινικού αλφαβήτου,

ορισμένους ειδικούς χαρακτήρες (~, _, -, $, &, @, %,",!,(>)> (>). #).

Το όνομα μπορεί να περιέχει από έναν έως οκτώ (1 ... 8) χαρακτήρες και επιλέγεται αυθαίρετα. Συνιστάται να επιλέξετε ονόματα αρχείων έτσι ώστε ο χρήστης να θυμάται εύκολα τι ακριβώς είναι αποθηκευμένο σε αυτό το αρχείο. Για παράδειγμα, ένα αρχείο που περιέχει μια αναφορά για το 4ο τρίμηνο μπορεί να ονομάζεται otchet4, ένα αρχείο με απόδειξη μισθού μπορεί να ονομάζεται vedzarpl και ένα αρχείο με κάποιο είδος σχεδίου μπορεί να ονομάζεται εικόνα.

Στο λειτουργικό σύστημα MS DOS, το όνομα αρχείου δεν μπορεί να περιέχει

χώρους,

γράμματα Ρωσικό αλφάβητο,

Επιπλέον, δεν μπορεί να περιέχει περισσότερους από οκτώ χαρακτήρες. Σε γενικές γραμμές, πρόκειται για αρκετά σημαντικούς περιορισμούς. Για παράδειγμα, ένα αρχείο που περιέχει την αναφορά μιας εταιρείας για το 4ο τρίμηνο, το οποίο ονομάσαμε otchet4, θα ονομαζόταν κατά προτίμηση "Αναφορά για το 4ο τρίμηνο", σε ακραίες περιπτώσεις "Otchet za 4 kvartal", χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη μεταγραφή , όταν λέξεις μιας γλώσσας γράφονται με γράμματα μιας άλλης. Σε χειρουργεία Συστήματα Unixκαι Windows 9.x, οι περιορισμοί στο μήκος του ονόματος, η χρήση διαστημάτων και τελείων στο όνομα έχουν καταργηθεί. Και στο λειτουργικό σύστημα Windows 9.x, επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ρωσικά γράμματα στο όνομα. Έτσι, ένα αρχείο στο Unix μπορεί να ονομάζεται "Αναφορά za 4 kvartal" και στα Windows 9.x επιτρέπεται επίσης το όνομα "Αναφορά για το 4ο τρίμηνο".

Εκτός από το όνομα, κάθε αρχείο μπορεί να έχει ή να μην έχει επέκταση.Η επέκταση χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει τα περιεχόμενα του αρχείου με συγκεκριμένο τρόπο. Για παράδειγμα, επεκτάσεις εγγράφωνκαι txt υποδηλώνουν ότι το αρχείο περιέχει κάποιο έγγραφο ή κείμενο και bmp επέκτασηέχει ένα αρχείο που περιέχει μια εικόνα σε μορφή bitmap. Η επέκταση, εάν υπάρχει, διαχωρίζεται από το όνομα του αρχείου με μια τελεία. Στο λειτουργικό σύστημα MS DOS, η επέκταση μπορεί να περιέχει από έναν έως τρεις χαρακτήρες, για παράδειγμα, otchet4.doc, vedzarpl.txt, picture.bmp και στα συστήματα Unix και Windows 9.x επιτρέπονται περισσότεροι από τρεις χαρακτήρες. Εάν δεν υπάρχει επέκταση, τότε δεν υπάρχει τελεία στο όνομα του αρχείου.

Εάν ένα αρχείο δημιουργείται χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε σύστημα λογισμικού, τότε, κατά κανόνα, λαμβάνει αυτόματα μια τυπική επέκταση για αυτό το σύστημα και ο χρήστης χρειάζεται μόνο να επιλέξει ή να καθορίσει το όνομα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τυπικές επεκτάσεις σύστημα λογισμικούαναγνωρίζει τα αρχεία «του». Τα λειτουργικά συστήματα παρέχουν έναν αριθμό τυπικών επεκτάσεων (Πίνακας 3.1).

Πίνακας 3.1

Ορισμένες επεκτάσεις MS DOS και Windows 9.x

Τα αρχεία με την επέκταση .som (κοινό) και .exe (εκτέλεση) περιέχουν προγράμματα γλώσσα μηχανής. Αυτά τα αρχεία ονομάζονται συχνά αρχεία προγράμματος. Οι διαφορές μεταξύ αρχείων com και αρχείων exe σχετίζονται με την εσωτερική τους οργάνωση. Αυτές οι διαφορές δεν επηρεάζουν με κανέναν τρόπο τον τρόπο χειρισμού των αρχείων. Τα αρχεία με την επέκταση .bat (batch) περιέχουν αυθαίρετες ακολουθίες εντολών του λειτουργικού συστήματος. Τέτοια αρχεία ονομάζονται συνήθως ομαδικά αρχεία. Ορος « εκτελέσιμο αρχείο" συνδυάζει τις έννοιες " αρχείο προγράμματος"Και" αρχείο δέσμης" Με άλλα λόγια, ένα "εκτελέσιμο αρχείο" σημαίνει ότι το αρχείο περιέχει είτε ένα πρόγραμμα γλώσσας μηχανής που μπορεί να εκτελεστεί απευθείας από τον επεξεργαστή του υπολογιστή (αρχεία με τις επεκτάσεις .exe και .com) είτε μια ακολουθία εντολών του λειτουργικού συστήματος (το .bat αρχείο) που εκτελούνται επίσης, αλλά μόνο με πρόσβαση στα κατάλληλα προγράμματα και εργαλεία του λειτουργικού συστήματος.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός αρχείου είναι το μήκος.Το μήκος του αρχείου είναι ίσο με το χώρο που καταλαμβάνει το αρχείο στο δίσκο ή την ταινία και επομένως μετράται σε byte. Η τιμή αυτού του χαρακτηριστικού χρησιμοποιείται για να καθοριστεί εάν ένα αρχείο μπορεί να τοποθετηθεί σε μια ελεύθερη περιοχή του μέσου δίσκου και για κάποιους άλλους σκοπούς.

Όταν ένα αρχείο εγγράφεται αρχικά στο δίσκο, καθώς και όταν γίνονται αλλαγές στο αρχείο χρησιμοποιώντας το ρολόι συστήματος (ένα ειδικό πρόγραμμα που περιλαμβάνεται στο λειτουργικό σύστημα), η ώρα και η ημερομηνία εγγραφής του αρχείου στη συσκευή δίσκου καταγράφονται αυτόματα. Τα χαρακτηριστικά ημερομηνίας και ώρας χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των πιο πρόσφατων εκδόσεων ενός αρχείου.

Εκτός από τα θεωρούμενα βασικά χαρακτηριστικά αρχείου στο λειτουργικό σύστημα MS αρχεία DOSέχουν τέσσερα ακόμη χαρακτηριστικά - μόνο για ανάγνωση, σύστημα, κρυφό και αρχειοθέτηση. Κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά έχει ακριβώς δύο καταστάσεις - το χαρακτηριστικό είναι ενεργοποιημένο ή το χαρακτηριστικό είναι απενεργοποιημένο.

Η ενεργοποίηση του χαρακτηριστικού μόνο για ανάγνωση σημαίνει ότι το αρχείο δεν μπορεί να τροποποιηθεί με κανέναν τρόπο. Επιπλέον, η καταστροφή ενός τέτοιου αρχείου είναι περίπλοκη. Το χαρακτηριστικό system είναι συνήθως ενεργοποιημένο μόνο για τα κύρια αρχεία λειτουργικού συστήματος. Το χαρακτηριστικό κρυφό είναι ενεργοποιημένο για εκείνα τα αρχεία που, κατά την προβολή της λίστας αρχείων που βρίσκονται σε μια συσκευή δίσκου, δεν περιλαμβάνονται σε αυτήν τη λίστα από την εντολή του λειτουργικού συστήματος.

Τα λειτουργικά συστήματα παρέχουν έναν τρόπο για να διευκολύνουν τις συλλογικές ενέργειες με αρχεία. Η ενέργεια που πρέπει να εκτελεστεί σε μια ομάδα αρχείων καθορίζεται μόνο μία φορά, αλλά μαζί με την ενέργεια δεν καθορίζεται το πλήρες όνομα ενός αρχείου, αλλά ένα ειδικό όνομα που επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα να αναγνωρίζει όλα τα αρχεία στο ομάδα και μετά εκτελέστε το πάνω τους απαιτούμενη ενέργεια. Αυτό το όνομα ονομάζεται όνομα μπαλαντέρ, μοτίβο ή μάσκα. Το όνομα της ομάδας των αρχείων σχηματίζεται χρησιμοποιώντας τους χαρακτήρες «*» και «?».

Ο χαρακτήρας * που βρίσκεται σε ένα όνομα ομάδας ερμηνεύεται από το λειτουργικό σύστημα ως "οποιαδήποτε ακολουθία οποιωνδήποτε χαρακτήρων ονόματος". Έτσι, το όνομα της ομάδας a* αντιστοιχεί σε οποιαδήποτε ονόματα που ξεκινούν με το γράμμα "a": a1, azbuka, a2z4.

Σύμβολο; γίνεται αντιληπτό από το ΛΣ ως οποιοσδήποτε μεμονωμένος χαρακτήρας, δηλαδή αντιστοιχεί ακριβώς σε έναν αυθαίρετο χαρακτήρα ονόματος. Για παράδειγμα, το μοτίβο otchet?.doc ταιριάζει με οποιαδήποτε ονόματα με την επέκταση .doc, στο όνομα της οποίας το τμήμα ονόματος otchet ακολουθείται από έναν ακριβώς χαρακτήρα, για παράδειγμα, otchet1.doc, otchet4.doc, otchet%.doc, otchet#.doc, κ.λπ.

Μερικά ακόμη παραδείγματα:

Txt – αρχεία με ονόματα δύο γραμμάτων και επέκταση .txt.

*.bak – αρχεία με οποιοδήποτε όνομα και επέκταση .bak;

prog1.* – αρχεία με το όνομα progl και οποιαδήποτε επέκταση.

*.* – αρχεία με οποιαδήποτε ονόματα και τυχόν επεκτάσεις.

Κατάλογοι

Για να διαβάσετε τα περιεχόμενα ενός αρχείου, πρέπει να γνωρίζετε τη θέση του στη συσκευή δίσκου. Κάθε αρχείο καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη ομάδα τομέων στο δίσκο. Επομένως, η θέση του αρχείου μπορεί να καθοριστεί με τον καθορισμό των αριθμών τομέα και κομματιών, απασχολημένος με το αρχείο. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος καθορισμού της θέσης του αρχείου είναι πολύ άβολη, καθώς σε αυτήν την περίπτωση ο χρήστης πρέπει να γνωρίζει τους αριθμούς όλων των τομέων δίσκου που έχουν εκχωρηθεί για το αρχείο. Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής δεδομένων, συνδυάζονται αρκετοί διαδοχικοί τομείς σύμπλεγμα, και η ανταλλαγή πραγματοποιείται αμέσως από ολόκληρη την ομάδα τομέων (βλ. Εικ. 2.7). Αυτό το σχήμα οργάνωσης ανταλλαγής αυξάνει σημαντικά την ταχύτητα των εργασιών ανταλλαγής δεδομένων με σκληρούς δίσκους. Για να μην προσδιορίζονται τρεις ξεχωριστοί αριθμοί (αριθμός επιφάνειας εργασίας, αριθμός κομματιού και αριθμός τομέα) ως διεύθυνση του τομέα από τον οποίο ξεκινά το σύμπλεγμα, έχει εισαχθεί μια ενιαία, συνεχής αρίθμηση για όλα τα συμπλέγματα δίσκων. Για να προσδιορίσετε το σύμπλεγμα στο οποίο ξεκινά το αρχείο, αρκεί να καθορίσετε μόνο έναν αριθμό - αύξων αριθμόςσύμπλεγμα στο δίσκο.

Κατάλογοςονομάζεται πίνακας συστήματος αρχείων δίσκου που περιέχει μια λίστα με όλα τα αρχεία που είναι γραμμένα σε αυτόν τον δίσκο. Για κάθε αρχείο, αυτός ο πίνακας υποδεικνύει τις τιμές όλων των χαρακτηριστικών του, καθώς και τον αριθμό του πρώτου συμπλέγματος που έχει εκχωρηθεί στο αρχείο.

Από την άποψη του σκοπού του, ένας κατάλογος μπορεί να συγκριθεί με έναν πίνακα περιεχομένων ενός βιβλίου, στον οποίο αναφέρεται ο αριθμός αρχικής σελίδας για κάθε κεφάλαιο, ή με έναν κατάλογο εγγράφων που είναι αποθηκευμένα σε αρχειοθήκη. Ακριβώς όπως σε ένα βιβλίο, για να προσδιορίσετε τη θέση ενός συγκεκριμένου κεφαλαίου, μπορείτε να προσδιορίσετε από τον τίτλο του κεφαλαίου στα περιεχόμενα του βιβλίου σε ποια σελίδα ξεκινάει, έτσι και το λειτουργικό σύστημα, με το όνομα του αρχείου, βρίσκει στο τον κατάλογο το σύμπλεγμα από το οποίο ξεκινά.

Η αναλογία μεταξύ του καταλόγου και του πίνακα περιεχομένων ενός βιβλίου είναι μόνο μερική λόγω του γεγονότος ότι τα συμπλέγματα εκχωρούνται σε ένα αρχείο στο δίσκο όχι ως συνεχής πίνακας, αλλά διάσπαρτα, ενώ σε ένα βιβλίο τοποθετούνται όλες οι σελίδες ενός κεφαλαίου. σε μια σειρά. Φανταστείτε ένα κεφάλαιο ενός βιβλίου να περιλαμβάνει τις σελίδες 5, 15, 16, 17, 31, 123, 124 αντί να καταλαμβάνει τις σελίδες 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 στη σειρά. Αυτή η μη συνεχής κατανομή συμπλεγμάτων σε αρχεία οργανώνεται με σκοπό τη βελτιστοποίηση της χρήσης του ελεύθερου χώρου στο δίσκο κατά τη διάρκεια πολλών καταστροφών και εγγραφής αρχείων.

Για να εξακολουθήσει να γνωρίζει ποια συμπλέγματα και με ποια σειρά έχουν εκχωρηθεί για την αποθήκευση ενός αρχείου, το σύστημα αρχείων παρέχει έναν πίνακα εκχώρησης αρχείων (FAT). Ο κατάλογος περιέχει μόνο τον αρχικό αριθμό συμπλέγματος του αρχείου. Και ο πίνακας FAT περιέχει τους αριθμούς όλων των άλλων συμπλεγμάτων που καταλαμβάνει το αρχείο. Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, ο χρήστης δεν χρειάζεται να εργαστεί με τον πίνακα FAT, αφού συμπληρώνεται όταν γράφεται το αρχείο και αναλύεται αυτόματα όταν διαβάζεται.

Για τα συμπλέγματα, υπάρχει γραμμική διευθυνσιοδότηση: όλα τα συμπλέγματα αριθμούνται από το 1 έως το 2n (εδώ n είναι η χωρητικότητα bit FAT). Για ένα FAT 16-bit, ο αριθμός των συμπλεγμάτων στο δίσκο είναι 216 = 65536. Δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί ότι για δίσκους 1 GB, ένα σύμπλεγμα είναι 32 KB.

Μέγεθος σύγχρονο σκληρόΟι δίσκοι συνήθως υπερβαίνουν το 1 GB. Κατά την εγγραφή πληροφοριών σε τέτοιους δίσκους, σημαντικό μέρος χώρο στο δίσκομπορεί να σπαταληθεί επειδή, για παράδειγμα, στην περίπτωση FAT 16-bit, αρχεία 31 KB και λιγότερο από 1 KB το καθένα καταλαμβάνουν τον ίδιο χώρο στο δίσκο - 32 KB. Ο αχρησιμοποίητος χώρος ενός συμπλέγματος ονομάζεται "προεξοχή συμπλέγματος". Οι απώλειες στις προεξοχές των συστάδων είναι μεγαλύτερες, τόσο περισσότερες περισσότερομικρά αρχεία που έχουν εγγραφεί στο δίσκο.

Ο πιο φυσικός τρόπος για να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα της χρήσης συστάδων είναι να μειώσετε το μέγεθός τους. Επί του παρόντος, το σύστημα αρχείων είναι FAT32, το οποίο χρησιμοποιεί 232 συμπλέγματα.

Συζητήθηκε παραπάνω απλή δομήένας κατάλογος στον οποίο όλα τα αρχεία αποτελούν μια κοινή λίστα μπορεί να παρέχει ικανοποιητική λειτουργία του λειτουργικού συστήματος μόνο στην περίπτωση μικρών μεγεθών δίσκου και περιορίζει τον συνολικό αριθμό αρχείων που μπορούν να εγγραφούν στο δίσκο. Έτσι, σε μια δισκέτα 1,44 MB, ο ριζικός κατάλογος μπορεί να περιέχει πληροφορίες για όχι περισσότερα από 224 αρχεία. Και όταν ο χώρος στο δίσκο γίνει αρκετά μεγάλος και, επομένως, μπορούν να εγγραφούν εκατοντάδες και χιλιάδες αρχεία στο δίσκο, μια απλή δομή καταλόγου οδηγεί σε σημαντική επιβράδυνση της διαδικασίας αναζήτησης ενός αρχείου στο δίσκο ή ο κατάλογος γεμίζει.

Ο κατάλογος στα λειτουργικά συστήματα έχει πιο σύνθετη δομή. Αυθαίρετες ομάδες αρχείων καταλόγου μπορούν να συνδυαστούν και να σχηματιστούν υποκαταλόγους.Σε ορισμένα λειτουργικά συστήματα, ονομάζονται υποκατάλογοι φακέλους.Στην πραγματικότητα, οι υποκατάλογοι, όπως ο ριζικός κατάλογος, είναι πίνακες που βρίσκονται στο δίσκο και περιέχουν πληροφορίες σχετικά με τα αρχεία που έχουν εκχωρηθεί στον υποκατάλογο. Σε αντίθεση με τον ριζικό κατάλογο, η θέση των υποκαταλόγων στο δίσκο δεν είναι συνδεδεμένη με περιοχή συστήματος. Επομένως, τα μεγέθη των υποκαταλόγων μπορεί να είναι αρκετά αυθαίρετα, γεγονός που καθιστά δυνατή την κατάργηση του περιορισμού στον αριθμό των αρχείων που καθορίζονται σε έναν υποκατάλογο.

Οι υποκατάλογοι δημιουργούνται από τους χρήστες κατά την κρίση τους. Κάθε υποκατάλογος έχει το δικό του όνομα (συνήθως χωρίς επέκταση), το οποίο επιλέγεται σύμφωνα με τους ίδιους κανόνες με το όνομα του αρχείου.

Η ομαδοποίηση και η συμπερίληψη αρχείων σε έναν υποκατάλογο μπορεί να γίνει σύμφωνα με οποιαδήποτε κριτήρια. Για παράδειγμα, σε έναν ξεχωριστό υποκατάλογο που ονομάζεται WINDOWS (Εικ. 3.3), συνιστάται η συλλογή όλων των αρχείων που σχετίζονται με το λειτουργικό σύστημα. Με τον ίδιο τρόπο, συνιστάται να ομαδοποιήσετε σε ξεχωριστό υποκατάλογο όλα τα αρχεία που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία οποιουδήποτε επεξεργαστής κειμένουή πρόγραμμα παιχνιδιού. Εάν πολλοί χρήστες εργάζονται εναλλάξ σε ένα μηχάνημα, τότε είναι λογικό να οργανώνονται ξεχωριστοί υποκατάλογοι για κάθε χρήστη. Για παράδειγμα, ονομάστε τους υποκαταλόγους: user1, user2, user3,... (χρήστης - χρήστης), ομαδοποιώντας τα αρχεία του πρώτου χρήστη στον υποκατάλογο user1, του δεύτερου στον υποκατάλογο user2 κ.λπ. Εκτός από την κατάργηση των ποσοτικών περιορισμών που σχετίζονται με τη χρήση ενός καταλόγου, αυτό δημιουργεί μια ορισμένη τάξη κατά την αποθήκευση πληροφοριών σε δίσκους.

Όλοι οι υποκατάλογοι που βρίσκονται στον ριζικό κατάλογο ταξινομούνται ως το πρώτο επίπεδο. Στο Σχ. 3.3 οι υποκατάλογοι πρώτου επιπέδου είναι οι υποκατάλογοι των Windows, user1, Αρχεία προγράμματος. Ο ριζικός κατάλογος, σε σχέση με τους υποκαταλόγους πρώτου επιπέδου που περιλαμβάνονται σε αυτόν, καλείται γονικός, και οι υποκατάλογοι σε σχέση με τη ρίζα λαμβάνονται υπόψη θυγατρικέςή φωλιασμένος.

Κάθε υποκατάλογος πρώτου επιπέδου, με τη σειρά του, είναι δομημένος ακριβώς όπως ο ριζικός. Σε έναν υποκατάλογο πρώτου επιπέδου, μπορούν να οργανωθούν υποκατάλογοι δεύτερου επιπέδου κ.λπ. Για παράδειγμα, ο κάτοχος του υποκαταλόγου user1 μπορεί να ομαδοποιήσει σε αυτόν τον υποκατάλογο όλες τις αναφορές που έχει ετοιμάσει σε έναν ξεχωριστό υποκατάλογο που ονομάζεται otcheti και, ας πούμε, αρχεία που περιέχουν πληροφορίες σχετικά με επαγγελματικές επαφές μπορούν να συλλεχθούν στον υποκατάλογο kontakti. Οι υποκατάλογοι πρώτου επιπέδου θεωρούνται γονείς των υποκαταλόγων δεύτερου επιπέδου που περιέχουν. Οι υποκατάλογοι δεύτερου επιπέδου λειτουργούν ως παιδιά υποκαταλόγων πρώτου επιπέδου.

Ρύζι. 3.3. Δομή δέντρουκατάλογος

Η δομή του καταλόγου μοιάζει με δέντρο. Ο ριζικός κατάλογος μπορεί να αντιστοιχιστεί στον κορμό ενός δέντρου, οι υποκατάλογοι λειτουργούν ως κλάδοι και τα αρχεία είναι τα φύλλα του δέντρου. Αυτή η δομή καταλόγου ονομάζεται δενδροειδήςή ιεραρχικός.

Σε λειτουργικά συστήματα με γραφική διεπαφήοι κατάλογοι εμφανίζονται ως φάκελοι. Το σχήμα δείχνει το δέντρο φακέλων ενός από τους δίσκους. Από το Σχ. 3.4 μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν τέσσερις φάκελοι στον ριζικό κατάλογο: A, B, C και D. Ταυτόχρονα, μέσα στο φάκελο A υπάρχουν οι φάκελοι A1 και A2. Ο φάκελος C περιέχει τους φακέλους C1 και C2. Στον φάκελο Α1 υπάρχει ο φάκελος Α11 και στον τελευταίο φάκελο υπάρχει ο φάκελος Α111. Ένας σταυρός στο δέντρο υποδεικνύει ότι υπάρχουν άλλοι φάκελοι μέσα στους αντίστοιχους φακέλους (υπάρχουν φάκελοι μέσα στους φακέλους D και A12 που δεν είναι ορατοί). Αυτό το σχήμα δεν εμφανίζει αρχεία που μπορούν να βρίσκονται είτε στον ριζικό κατάλογο είτε σε οποιονδήποτε φάκελο.

Ρύζι. 3.4. Κατάλογοι ως φάκελοι

Διαδρομή αρχείου

Το λειτουργικό σύστημα αναζητά ένα αρχείο σε έναν κατάλογο με το πλήρες όνομά του. Αυτό σημαίνει ότι καταρχήν δεν μπορούν να υπάρχουν δύο διαφορετικά αρχεία με το ίδιο όνομα στον ίδιο κατάλογο ή υποκατάλογο . Σας υπενθυμίζουμε ότι το όνομα αποτελείται από το όνομα του αρχείου και την επέκτασή του. Επίσης, δεν επιτρέπεται να υπάρχουν δύο ένθετοι υποκατάλογοι με τα ίδια ονόματα σε έναν κατάλογο ή υποκατάλογο.

Οι κατάλογοι ή οι υποκατάλογοι επιτρέπεται να έχουν αρχεία ή θυγατρικούς υποκαταλόγους με το ίδιο όνομα. Αλλά τότε το όνομα του αρχείου δεν είναι αρκετό για να υποδείξει ξεκάθαρα το επιθυμητό αρχείο. Για να διακρίνουμε αρχεία με το ίδιο όνομα, είναι επίσης απαραίτητο να υποδεικνύονται οι υποκατάλογοι στους οποίους βρίσκονται. Αλλά στη γενική περίπτωση, πρέπει να καθορίσετε όχι μόνο έναν υποκατάλογο, αλλά ολόκληρη την αλυσίδα υποκαταλόγων, η οποία πρέπει να ακολουθηθεί από τον ριζικό κατάλογο στον υποκατάλογο που περιέχει το αρχείο που αναζητάτε για να φτάσετε στο επιθυμητό αρχείο και να προσδιορίσετε τη θέση του.

Η αλυσίδα των ονομάτων των υποκαταλόγων που πρέπει να διασχιστούν, ξεκινώντας από τον ριζικό κατάλογο και τελειώνοντας στον υποκατάλογο που περιέχει το αρχείο, ονομάζεται διαδρομή ή διαδρομή προς το αρχείο.

Στα λειτουργικά συστήματα MS DOS και root των WindowsΟ κατάλογος στη διαδρομή υποδεικνύεται από τον χαρακτήρα \. Το ίδιο σύμβολο διαχωρίζει τα ονόματα των υποκαταλόγων στην αλυσίδα μεταξύ τους, καθώς και το όνομα του αρχείου από το όνομα του υποκαταλόγου στον οποίο βρίσκεται. Αυτό το σύμβολο ονομάζεται πίσω κάθετο.

Έτσι, για αρχεία που βρίσκονται στον ριζικό κατάλογο (βλ. Εικόνα 3.3), η διαδρομή είναι μόνο ο προσδιοριστής ριζικού καταλόγου \ και τα αρχεία καθορίζονται ως εξής:

Το αρχείο στον υποκατάλογο user1 έχει τη διαδρομή \user1:

\user1\picture.bmp.

Και η διαδρομή προς τα αρχεία από τον υποκατάλογο kontakti πρέπει να περιλαμβάνει τα ονόματα και των δύο υποκαταλόγων - \user1\kontakti:

\user1\kontakti\ivanov.doc,

\user1\kontakti\postavki.txt

Οι διαδρομές μπορούν να καθοριστούν όχι μόνο για αρχεία, αλλά και για υποκαταλόγους. Έτσι, για τον υποκατάλογο kontakti η διαδρομή είναι \user1.

Δεδομένου ότι ο υπολογιστής σας περιλαμβάνει πολλές διαφορετικές συσκευές δίσκου, για να προσδιορίσετε μοναδικά ένα αρχείο, πρέπει να καθορίσετε σε ποια συσκευή βρίσκεται. Αυτό μπορεί να γίνει καθορίζοντας το όνομα της συσκευής δίσκου που περιέχει το αρχείο. Το όνομα της συσκευής συνήθως τοποθετείται πριν από τη διαδρομή προς το αρχείο. Πλήρες όνομα αρχείου (προδιαγραφή αρχείου) περιέχει

ü όνομα συσκευής,

ü διαδρομή προς το αρχείο,

ü όνομα αρχείου.

<имя носителя>\<имя каталога-1>\...\<имя каталога-N>\<собственное имя файла>.

Εάν, για παράδειγμα, ένας κατάλογος του οποίου η δομή φαίνεται στο Σχ. 3.3 βρίσκεται στον σκληρό δίσκο C:, τότε η πλήρης προδιαγραφή του αρχείου postavki.txt μοιάζει με:

C:\user1\kontakti\postavki.txt

Εάν αυτός ο κατάλογος βρίσκεται σε μια δισκέτα, δηλαδή στη συσκευή δίσκου A:, τότε η προδιαγραφή θα γραφτεί ως εξής:

Α:\user1\kontakti\postavki.txt

Μια πλήρης προδιαγραφή αρχείου προσδιορίζει πλήρως και ξεκάθαρα το επιθυμητό αρχείο, το οποίο απαιτεί το λειτουργικό σύστημα για την ακριβή εκτέλεση των εντολών του χρήστη. Εάν γίνει το παραμικρό λάθος στην καταχώριση προδιαγραφών αρχείου, ας πούμε, λείπει ή παραμορφωθεί τουλάχιστον ένας χαρακτήρας, το λειτουργικό σύστημα δεν θα μπορεί να βρει ένα τέτοιο αρχείο.

Το σύστημα αρχείων καθορίζει πώς θα αποθηκευτούν τα δεδομένα στο δίσκο και ποιες αρχές πρόσβασης στις αποθηκευμένες πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά την ανάγνωσή τους.

Έχουμε συνηθίσει να αντιλαμβανόμαστε πληροφορίες στον υπολογιστή μας με τη μορφή συγκεκριμένα αρχεία, τακτοποιημένα (ή όχι :)) σε φακέλους. Εν τω μεταξύ, ο υπολογιστής σας λειτουργεί με δεδομένα με εντελώς διαφορετική αρχή. Δεν υπάρχουν στερεά αρχεία για αυτό στον σκληρό δίσκο. "Βλέπει" μόνο τομείς που απευθύνονται καθαρά με bytecode. Επιπλέον, ο κώδικας ενός αρχείου δεν αποθηκεύεται πάντα σε παρακείμενους τομείς (ο λεγόμενος κατακερματισμός δεδομένων).

Πώς «καταλαβαίνει» ένας υπολογιστής πού, για παράδειγμα, πρέπει να αναζητήσει το δικό μας έγγραφο κειμένου, που βρίσκεται, ας πούμε, στην επιφάνεια εργασίας; Αποδεικνύεται ότι είναι υπεύθυνος για αυτό σύστημα αρχείων σκληρό δίσκο. Και σήμερα θα μάθουμε ποια είναι τα συστήματα αρχείων και ποια είναι τα χαρακτηριστικά τους.

Τι είναι ένα σύστημα αρχείων

Για να κατανοήσετε τι είναι ένα σύστημα αρχείων, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο των αναλογιών. Ας το φανταστούμε σκληρό δίσκο- αυτό είναι ένα είδος κουτιού στο οποίο αποθηκεύονται πολύχρωμοι κύβοι. Αυτοί οι κύβοι είναι μέρη διαφορετικών αρχείων που είναι αποθηκευμένα σε κελιά περιορισμένου μεγέθους που ονομάζονται συστάδες. Μπορούν απλά να στοιβάζονται σε ένα σωρό ή να έχουν μια συγκεκριμένη σειρά τοποθέτησης. Έτσι, εάν αυτοί οι υπό όρους κύβοι αποθηκεύονται όχι σε ένα χαοτικό σωρό, αλλά σύμφωνα με κάποιο είδος λογικής, μπορούμε να μιλήσουμε για την παρουσία κάποιου είδους αναλόγου ενός συστήματος αρχείων.

Το σύστημα αρχείων καθορίζει τη σειρά με την οποία αποθηκεύονται τα δεδομένα στο δίσκο και τις αρχές για την πρόσβαση σε αυτόν, ωστόσο, ο τύπος του συστήματος αρχείων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του μέσου. Για παράδειγμα, είναι προφανές ότι για μια μαγνητική ταινία που υποστηρίζει την εγγραφή μόνο διαδοχικών μπλοκ δεδομένων, είναι κατάλληλο μόνο ένα σύστημα αρχείων ενός επιπέδου με διαδοχική πρόσβαση σε συστάδες πληροφοριών και για μια σύγχρονη μονάδα SSD - οποιοδήποτε πολυεπίπεδο με τυχαία πρόσβαση:

Με βάση την αρχή της ακολουθίας αποθήκευσης μπλοκ δεδομένων, τα συστήματα αρχείων, όπως έχουμε ήδη δει, μπορούν να χωριστούν σε αυτά που αποθηκεύουν συμπλέγματα με θραύσματα αρχείων διαδοχικάή αυθαιρετώς. Όσον αφορά τα επίπεδα, το FS μπορεί να χωριστεί σε μονοεπίπεδοΚαι δενδροειδής(πολυεπίπεδο).

Στην πρώτη περίπτωση, όλα τα αρχεία εμφανίζονται ως ενιαία επίπεδη λίστα και στη δεύτερη - ως ιεραρχική λίστα. Σε αυτήν την περίπτωση, το επίπεδο των επενδύσεων είναι, κατά κανόνα, απεριόριστο και η διακλάδωση προέρχεται είτε από έναν μόνο ("root" στο UNIX) είτε από πολλούς ριζικούς καταλόγους (λογικές μονάδες δίσκου στα Windows):

Τα χαρακτηριστικά των συστημάτων αρχείων περιλαμβάνουν επίσης την παρουσία διαφόρων μηχανισμών που προστατεύουν τη δομή δεδομένων από αστοχίες. Ένας από τους πιο σύγχρονους μηχανισμούς για τη διασφάλιση της ανοχής σφαλμάτων FS είναι ξύλευση. Σας επιτρέπει να καταγράφετε όλες τις ενέργειες που εκτελούνται με αρχεία σε ειδικά αρχεία υπηρεσίας (ονομάζονται "logs" ή "logs").

Η καταγραφή μπορεί να είναι πλήρης, όταν για κάθε λειτουργία δημιουργείται αντίγραφο ασφαλείας όχι μόνο της κατάστασης των συμπλεγμάτων, αλλά και όλων των καταγεγραμμένων δεδομένων. Αυτή η καταγραφή χρησιμοποιείται συχνά για διάφορες βάσεις δεδομένων, αλλά επιβραδύνει σημαντικά το σύστημα και αυξάνει το μέγεθος των αρχείων καταγραφής (στην πραγματικότητα, τα αρχεία καταγραφής αποθηκεύουν ένα πλήρες αντίγραφο ασφαλείας ολόκληρου του συστήματος αρχείων με όλα τα δεδομένα του).

Καταγράφεται πολύ πιο συχνά μόνο λογικές πράξεις και (προαιρετικά) την κατάσταση των συμπλεγμάτων συστήματος αρχείων. Δηλαδή, το αρχείο καταγραφής καταγράφει μόνο ότι, ας πούμε, ένα αρχείο με το όνομα "file.txt" με μέγεθος 52 KB γράφτηκε σε τέτοια συμπλέγματα. Τα περιεχόμενα του ίδιου του αρχείου δεν εμφανίζονται στο αρχείο καταγραφής. Αυτή η προσέγγιση σάς επιτρέπει να αποφύγετε την αντιγραφή δεδομένων, επιταχύνει τη διαδικασία εργασίας με αρχεία και μειώνει σημαντικά το μέγεθος του ίδιου του αρχείου καταγραφής. Το μόνο μειονέκτημαμε αυτήν τη μέθοδο ημερολογίου, εάν παρουσιαστεί μια αποτυχία, τα δεδομένα που γράφονται μπορεί να χαθούν (καθώς δεν υπάρχει αντίγραφό τους), αλλά η κατάσταση του ίδιου του συστήματος αρχείων θα παραμείνει λειτουργική.

Μορφοποίηση

Δεδομένου ότι μιλάμε για συστήματα αρχείων στο πλαίσιο των σύγχρονων υπολογιστών με τους σκληρούς ή SSD δίσκους τους, θα δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή σε συστήματα αρχείων πολλαπλών επιπέδων με τυχαία πρόσβαση σε συμπλέγματα. Τα πιο δημοφιλή στον κόσμο των υπολογιστών σήμερα είναι: FAT32, NTFS, exFAT, ext3/ext4, ReiserFS και HFS+.

Η αλλαγή του συστήματος αρχείων στο δίσκο επιτυγχάνεται με μορφοποίηση. Προβλέπει τη δημιουργία σε επίπεδο σκληρού δίσκου στον αρχικό του τομέα ετικετών ειδικών υπηρεσιών που καθορίζουν τις αρχές της πρόσβασης στα δεδομένα. Σε αυτήν την περίπτωση, τα συμπλέγματα με υπάρχοντα δεδομένα κατά τη μορφοποίηση συνήθως διαγράφονται ή επισημαίνονται ως κενά και διαθέσιμα για αντικατάσταση. Εξαιρέσεις αποτελούν ειδικές περιπτώσεις μετατροπή συστήματος αρχείων(για παράδειγμα, από το FAT32 έως το NTFS), στο οποίο διατηρείται ολόκληρη η δομή δεδομένων.

Για μορφοποίηση μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τακτικά μέσαλειτουργικό σύστημα (για παράδειγμα, κονσόλα Εντολές Linuxή μενού περιβάλλοντοςδίσκος στα Windows), λειτουργίες που είναι διαθέσιμες κατά το προπαρασκευαστικό στάδιο της εγκατάστασης του λειτουργικού συστήματος ή ειδικά προγράμματα. Το μόνο που πρέπει να εξετάσετε πότε λύση λογισμικού, είναι ότι το λειτουργικό σας σύστημα ενδέχεται να μην υποστηρίζει το σύστημα αρχείων που επιλέγετε χωρίς να το εγκαταστήσετε επιπλέον προγράμματα οδήγησης(π.χ. ext3/4 σε Windows):

Υπάρχει επίσης μια έννοια μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου . Αρχικά, συνεπαγόταν τον καθαρισμό του δίσκου και την εγγραφή ειδικών πληροφοριών υπηρεσίας στα συμπλέγματά του για την ευθυγράμμιση των κεφαλών ανάγνωσης. Για μοντέρνα σκληρούς δίσκουςμια τέτοια λειτουργία σε επίπεδο προγράμματοςδεν παρέχεται πλέον (αυτό μπορεί να γίνει μόνο με τη βοήθεια ειδικού εξοπλισμού), ωστόσο, η έννοια της μορφοποίησης χαμηλού επιπέδου έχει διατηρηθεί, αν και έχει ελαφρώς μετατραπεί.

Πλέον εκτελείται με τη χρήση ειδικού λογισμικού (HDD Low Level Format Tool για Windows) ή εντολών (DD για Linux). Όταν το χρησιμοποιείτε, όλα τα συμπλέγματα σκληρών δίσκων αντικαθίστανται με μηδενικά και οποιαδήποτε σήμανση καταστρέφεται εντελώς. Μετά από αυτό, το σύστημα αρχείων ουσιαστικά εξαφανίζεται και εμφανίζεται στα Windows ως ΑΚΑΤΕΡΓΑΣΤΟΣ. Για να αποκτήσετε πρόσβαση στη μονάδα δίσκου μετά από αυτήν τη μορφοποίηση, πρέπει να τη μορφοποιήσετε με ένα από τα διαθέσιμα παραδοσιακά συστήματα αρχείων υψηλότερου επιπέδου.

Χαρακτηριστικά συστημάτων αρχείων

Λοιπόν, τώρα ας δούμε μερικά χαρακτηριστικά των πιο κοινών συστημάτων αρχείων.

FAT32

Ένα από τα παλαιότερα συστήματα αρχείων δίσκων που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα είναι FAT32(συντομογραφημένα Αγγλικά: “File Allocation Table” - “file allocation table”). Λόγω της επικράτησης του, υποστηρίζεται από τον μέγιστο αριθμό όλων των ειδών εξοπλισμού, από ραδιόφωνα αυτοκινήτου έως ισχυρά σύγχρονους υπολογιστές. Οι περισσότερες μονάδες flash που πωλούνται σήμερα είναι επίσης μορφοποιημένες σε FAT32.

Αυτό το FS εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα Windows 95 OSR2 το 1996, αποτελώντας μια λογική εξέλιξη του ακόμη προηγούμενου FAT16 (1983). Ένας από τους κύριους λόγους για τη μετάβαση σε ένα νέο σύστημα αρχείων ήταν η εμφάνιση ευρύχωρων (τότε) σκληρών δίσκων με χωρητικότητα μεγαλύτερη από 2 GiB (gibibyte - μια πιο ακριβής έκδοση gigabyte (109) - 230 byte) ( το μέγιστο δυνατό μέγεθος διαμερίσματος στο FAT16). Το FAT32 επέτρεπε έως και 268.435.445 συμπλέγματα με μέγιστο μέγεθος 32 KB, που ισοδυναμεί με 8 TiB ανά τόμο. Ωστόσο, εάν το μέγεθος του συμπλέγματος είναι τυπικό (512B), τότε το μέγιστο μέγεθος όγκου θα είναι μόνο ελαφρώς μεγαλύτερο από 127 GB.

Η βάση του FAT32, όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι ένας πίνακας αρχείων. Αποθηκεύει αρχεία των υπαρχόντων αρχείων, καθώς και την ώρα δημιουργίας και τελευταίας πρόσβασης σε αυτά. Δεν υπάρχει ημερολόγιο, επομένως οι διαδικασίες ανάγνωσης/εγγραφής σε αυτό το σύστημα αρχείων είναι ταχύτερες από ό,τι, για παράδειγμα, στο NTFS, το οποίο διατηρεί πιο πλήρη αρχεία καταγραφής. Ακριβώς για τον λόγο καλή απόδοσηΤο FAT32 εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα.

Το κύριο μειονέκτημα του FAT32 αυτή τη στιγμή είναι ο περιορισμός στο μέγιστο μέγεθος αρχείου - 4 GiB. Τα αρχεία που υπερβαίνουν αυτό το όριο πρέπει να χωριστούν σε μέρη, γεγονός που με τη σειρά του καθιστά δύσκολη την πρόσβαση σε αυτά. Επιπλέον, το FAT32 έχει κάποιους άλλους περιορισμούς περιβάλλον Windows. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τυπικά εργαλεία δεν θα μπορείτε να δημιουργήσετε διαμερίσματα μεγαλύτερα από 32 GB. Επομένως, οι μονάδες flash 64 GB και άνω θα πρέπει να διαμορφωθούν είτε με χρήση ειδικού λογισμικού είτε σε Linux.

Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, αν και η πρόσβαση στα μέσα θα διατηρηθεί, θα παρεμποδιστεί από «φρένα» τόσο κατά την ανάγνωση όσο και κατά την εγγραφή δεδομένων. Επομένως, όταν χρησιμοποιείτε μονάδες δίσκου μεγαλύτερες από 32 GB, είναι καλύτερο να τις μορφοποιήσετε σε άλλα συστήματα αρχείων, όπως exFAT ή NTFS.

NTFS

Αν Γραμμή WindowsΤο 95/98 συνέχισε τις παραδόσεις του ήδη ξεπερασμένου λειτουργικού συστήματος DOS εκείνη την εποχή νέα γραμμήΗ NT επικεντρώθηκε αρχικά στην καινοτομία. Ως εκ τούτου, με την έλευση των Windows NT 3.1 το 1993, δημιουργήθηκε ένα νέο σύστημα αρχείων ειδικά για αυτό NTFS(συντομογραφία Αγγλικά: "New Technology File System" - "new technology file system").

Αυτό το σύστημα αρχείων εξακολουθεί να είναι το κύριο για όλους τους σύγχρονους εκδόσεις Windows, αφού παρέχει καλή ταχύτητα λειτουργίας, υποστηρίζει δίσκους χωρητικότητας έως 16 EiB (exbibyte - 260) (με μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος 64 KB) χωρίς περιορισμούς στα μεγέθη αρχείων και έχει αρκετά καλή λειτουργικότητα στο οπλοστάσιό του. Για παράδειγμα, το NTFS είναι ένα σύστημα αρχείων ημερολογίου και υποστηρίζει επίσης τη διανομή ρόλων χρήστη για πρόσβαση σε μεμονωμένα δεδομένα, κάτι που δεν συνέβαινε στο FAT32.

Όπως το FAT32, το NTFS βασίζεται σε έναν πίνακα, αλλά είναι μια πιο προηγμένη βάση δεδομένων και ονομάζεται MFT(συντομογραφία αγγλικά" Κύριο αρχείοΠίνακας" - "κύριος πίνακας αρχείων"). Οι σειρές σε αυτόν τον πίνακα αντιστοιχούν σε αρχεία που είναι αποθηκευμένα σε ένα συγκεκριμένο διαμέρισμα και οι στήλες περιέχουν τα χαρακτηριστικά αυτών των αρχείων (ημερομηνία δημιουργίας, μέγεθος, δικαιώματα πρόσβασης κ.λπ.).

Επιπλέον, για να αυξηθεί η ανοχή σφαλμάτων στο NTFS, περιοδικό USN(συντομογραφία Αγγλικά "Update Sequence Number" - αυτολεξεί "update order number"). Αυτό το αρχείο καταγραφής, παρόμοιο με τον πίνακα FAT32, καταγράφει δεδομένα σχετικά με αλλαγές σε ένα συγκεκριμένο αρχείο. Ωστόσο, εάν ο πίνακας FAT32 κατέγραψε μόνο την ώρα της τελευταίας πρόσβασης στα δεδομένα, η οποία δεν παρείχε ιδιαίτερα πρακτικά οφέλη, τότε το USN μπορεί να αποθηκεύσει την προηγούμενη κατάσταση του συστήματος αρχείων, η οποία επιτρέπει την επαναφορά του σε περίπτωση αποτυχίας .

Ένα ακόμα Δυνατότητα NTFSείναι υποστήριξη εναλλακτικές ροές δεδομένων(Αγγλικά: "Alternate Data Streams" - ADS). Αρχικά σχεδιάστηκαν για να οριοθετήσουν την εκτέλεση διάφορες διαδικασίες. Στη συνέχεια (στα Windows 2000) χρησιμοποιήθηκαν για την αποθήκευση ορισμένων χαρακτηριστικών αρχείων (όνομα συγγραφέα, εικονίδιο κ.λπ.), παρόμοια με το πώς γινόταν στο HFS από το MacOS. ΣΕ σύγχρονα WindowsΟι εναλλακτικές ροές μπορούν να αποθηκεύσουν σχεδόν οποιαδήποτε πληροφορία. Ορισμένοι ιοί το χρησιμοποιούν ακόμη και για να κρύψουν την παρουσία τους στο σύστημα.

Γεγονός είναι ότι οι εναλλακτικές ροές δεν είναι εύρεση κατεύθυνσης Windows Explorerκαι είναι ουσιαστικά αόρατα στους χρήστες και στα περισσότερα προγράμματα. Ωστόσο, μπορείτε να τα δείτε και να τα χρησιμοποιήσετε, για παράδειγμα, για να αποκρύψετε τυχόν δεδομένα χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό. Είναι βολικό να προβάλλετε δεδομένα σε εναλλακτικές ροές χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα NTFS Stream Explorer και να τα χρησιμοποιείτε για να κρύβετε αρχεία χρησιμοποιώντας το Xp-lore:

Από πρόσθετα χαρακτηριστικά, που αξίζει να αναφερθούν για το NTFS, είναι η υποστήριξη για κρυπτογράφηση, συμπίεση δεδομένων, «απαλοί» και «σκληροί» σύνδεσμοι σε αρχεία (για φακέλους, δυστυχώς, δεν υπάρχει τέτοια επιλογή), ποσοστώσεις δίσκουγια διαφορετικούς χρήστες του συστήματος, καθώς και φυσικά διαφοροποίηση των δικαιωμάτων πρόσβασης στα αρχεία.

Το NTFS δημιουργήθηκε αρχικά αποκλειστικά για Windows, ωστόσο, σήμερα υποστηρίζεται από τις περισσότερες συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων (οι μονάδες flash μπορούν επίσης να διαμορφωθούν σε αυτό), λειτουργικά συστήματα Συστήματα Linuxκαι MacOS (αν και με ορισμένους περιορισμούς εγγραφής). Αξίζει να σημειωθεί, ωστόσο, η αδύναμη υποστήριξη για NTFS στις δημοφιλείς κονσόλες παιχνιδιών. Από αυτά, μόνο το Xbox One έχει υποστήριξη για αυτό.

exFAT

Με την αύξηση του όγκου των μονάδων flash κατά το δεύτερο μισό της δεκαετίας του 2000, έγινε σαφές ότι το σύστημα αρχείων FAT32 που χρησιμοποιείται συνήθως θα εξαντλούσε σύντομα τις δυνατότητές του. Χρησιμοποιήστε journaled NTFS για μονάδες flash μαζί τους περιορισμένη ποσότηταΟι κύκλοι επανεγγραφής και η πιο αργή λειτουργία αποδείχτηκε ότι δεν ήταν απολύτως ενδεδειγμένες. Ως εκ τούτου, το 2006, η ίδια εταιρεία Microsoft κυκλοφόρησε ένα νέο σύστημα αρχείων exFAT(συντομογραφία "Extended FAT" - "extended FAT") σε πακέτο με το λειτουργικό σύστημα Windows Embedded CE 6.0:

Έγινε μια λογική συνέχεια της ανάπτυξης του FAT32, γι' αυτό μερικές φορές ονομάζεται και FAT64. Το βασικό ατού του νέου συστήματος αρχείων ήταν η άρση των περιορισμών στα μεγέθη των αρχείων και η αύξηση του θεωρητικού ορίου για ένα διαμέρισμα δίσκου στα 16 E&B (όπως στο NTFS). Ταυτόχρονα, λόγω έλλειψης ημερολογίου, το exFAT διατηρήθηκε υψηλή ταχύτηταπρόσβασης και συμπαγούς δεδομένων.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του exFAT ήταν η δυνατότητα αύξησης του μεγέθους του συμπλέγματος στα 32 MB, το οποίο βελτιστοποίησε σημαντικά την αποθήκευση μεγάλα αρχεία(για παράδειγμα, βίντεο). Επιπλέον, η αποθήκευση δεδομένων στο exFAT είναι οργανωμένη με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιεί τις διαδικασίες κατακερματισμού και επανεγγραφής των ίδιων συστάδων. Όλα αυτά έγιναν, και πάλι, για χάρη της βελτιστοποίησης της λειτουργίας των μονάδων flash, για την οποία αναπτύχθηκε αρχικά το σύστημα αρχείων.

Λόγω του γεγονότος ότι το exFAT είναι ένα σχετικά νέο σύστημα αρχείων, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στη χρήση του. ΣΕ Τα Windows γεμάταΗ υποστήριξή του εμφανίστηκε μόνο στο Vista SP1 (αν και υπάρχει ενημέρωση για το Windows XP SP2 - ). Το MacOS υποστηρίζει exFAT από την έκδοση 10.6.5, ενώ το Linux απαιτεί την εγκατάσταση ενός ξεχωριστού προγράμματος οδήγησης (ορισμένες διανομές το έχουν ενσωματωμένο, κάποιες είναι μόνο για ανάγνωση).

ext2, ext3 και ext4

Αν στο περιβάλλον Windows ήδηΕνώ το NTFS κυριαρχεί εδώ και δεκαετίες, το στρατόπεδο του Linux ήταν παραδοσιακά πολύ διαφορετικό, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων αρχείων που χρησιμοποιούνται. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει μία γραμμή από αυτές που χρησιμοποιείται από τις περισσότερες διανομές από προεπιλογή. Αυτά είναι συστήματα αρχείων της οικογένειας εσωτ(Αγγλική συντομογραφία "Extended File System" - "extended File System"), τα οποία από το 1992 δημιουργήθηκαν αρχικά ειδικά για Linux.

Η δεύτερη έκδοση είναι η πιο διαδεδομένη ext2, το οποίο, όπως και το NTFS, εμφανίστηκε το 1993. Είναι αλήθεια ότι, σε αντίθεση με το NTFS, το ext2 δεν είναι ένα σύστημα αρχείων ημερολογίου. Αυτό είναι και το συν και το μείον του. Το πλεονέκτημα είναι ότι είναι ένα από τα πιο γρήγορα συστήματα αρχείων για την εγγραφή δεδομένων. Επίσης, η έλλειψη καταγραφής καθιστά προτιμότερη τη χρήση του σε μονάδες flash και μονάδες SSD. Η τιμή για την απόδοση είναι χαμηλή ανοχή σφαλμάτων.

Προκειμένου να βελτιωθεί η σταθερότητα του ext2, αναπτύχθηκε μια βελτιωμένη έκδοση το 2001 ext3. Εισήγαγε τη σύνδεση που μπορεί να λειτουργήσει τρεις λειτουργίες: "writeback" (εγγράφονται μόνο τα μεταδεδομένα του συστήματος αρχείων), "ordered" (η εγγραφή στο περιοδικό γίνεται πάντα ΠΡΙΝ την αλλαγή του FS) και "journal" (ένα πλήρες αντίγραφο ασφαλείας των μεταδεδομένων και των ίδιων των αρχείων που αλλάζουν).

Κατά τα άλλα, δεν υπήρχαν ιδιαίτερες καινοτομίες. Και η ταχύτητα της εργασίας, σε σύγκριση με προηγούμενη έκδοση, μειώθηκε σημαντικά, έτσι ήδη το 2006 εμφανίστηκε ένα πρωτότυπο του επόμενου σταδίου ανάπτυξης συστήματος αρχείων ext4, η τελική κυκλοφορία του οποίου πραγματοποιήθηκε το 2008. Το τέταρτο εκτεταμένο σύστημα αρχείων διατήρησε το journaling, αλλά αύξησε σημαντικά την ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων, η οποία ήταν ακόμη μεγαλύτερη από ό,τι στο ext2!

Άλλες καινοτομίες που αξίζει να σημειωθούν περιλαμβάνουν αύξηση του μέγιστου όγκου ενός διαμερίσματος δίσκου σε 1 EiB (από 32 TiB σε ext2 και ext3), αύξηση του μέγιστου μεγέθους αρχείου σε 16 TiB (από 2 TiB σε περισσότερα προηγούμενες εκδόσεις) και η εμφάνιση του μηχανισμού έκτασης (από το αγγλικό «extent» - «space»). Το τελευταίο σας επιτρέπει να έχετε πρόσβαση όχι σε μεμονωμένα μπλοκ, όπως εφαρμόζεται σε άλλα συστήματα αρχείων (και ειδικότερα στο ext3), αλλά σε συνδυασμένους χώρους δίσκου από διαδοχικά συμπλέγματα, με συνολικό όγκο έως 128 MB, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την απόδοση και μειώνει κατακερματισμός δεδομένων.

Σήμερα, η υποστήριξη για συστήματα αρχείων της οικογένειας ext της μιας ή της άλλης έκδοσης υπάρχει από προεπιλογή σε όλα σχεδόν τα συστήματα Linux, σχεδόν όλα τα συστήματα που κυκλοφόρησαν το 2010 και παλαιότερα υποστηρίζουν ext4 για να εγκαταστήσετε ειδικό λογισμικό ή/και προγράμματα οδήγησης.

ReiserFS

Ένα άλλο νέο και πολλά υποσχόμενο σύστημα αρχείων «αρχικά» από τον κόσμο του Linux είναι ReiserFS. Μέσω των προσπαθειών της ομάδας του Αμερικανού προγραμματιστή Hans Reiser, έγινε το πρώτο ημερολογιακό σύστημα αρχείων που προστέθηκε στον πυρήνα εκδόσεις Linux 2.4.1 το 2001, λίγο πριν προστεθεί η υποστήριξη ext3.

Στην πραγματικότητα, όπως το ext3 που το ακολούθησε, το ReiserFS κατέστησε δυνατή τη χρήση πλήρους ή μερικού journaling στο Linux. Ωστόσο, σε αντίθεση με το ext3, είχε μεγαλύτερο επιτρεπόμενο μέγεθος αρχείου (έως 8 TiB έναντι 2) και μέγιστο μήκοςόνομα αρχείου ίσο με 255 χαρακτήρες, όχι byte (4032 byte).

Επίσης, ένα από τα χαρακτηριστικά του ReiserFS για το οποίο οι χρήστες το ερωτεύτηκαν ήταν η δυνατότητα αλλαγής του μεγέθους ενός διαμερίσματος χωρίς να το αποσυναρμολογήσετε. Παρόμοια λειτουργίαΤο ext2 δεν το είχε, αλλά αργότερα εμφανίστηκε στο ext3, αν και το ReiserFS ήταν επίσης το πρώτο από αυτή την άποψη.

Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα εναλλακτικά συστήματα αρχείων της εποχής του, το ReiserFS δεν ήταν επίσης χωρίς τα μειονεκτήματά του. Τα πιο σημαντικά από αυτά περιλαμβάνουν μάλλον ασθενή ανοχή σφαλμάτων σε περίπτωση βλάβης στη δομή των μεταδεδομένων και έναν αναποτελεσματικό αλγόριθμο ανασυγκρότησης. Ως εκ τούτου, το 2004, άρχισαν οι εργασίες για τη βελτίωση του συστήματος αρχείων, το οποίο έγινε γνωστό ως Reiser4.

Είναι αλήθεια ότι παρά τις πολλές καινοτομίες, βελτιώσεις και διορθώσεις, το νέο σύστημα αρχείων παρέμεινε στην ιδιοκτησία λίγων ενθουσιωδών. Γεγονός είναι ότι το 2006, ο Hans Reiser διέπραξε τον φόνο της ίδιας του της συζύγου και τέθηκε υπό κράτηση και αργότερα φυλακίστηκε. Κατά συνέπεια, η εταιρεία του Namesys, η οποία ανέπτυζε το Reiser4, διαλύθηκε. Έκτοτε, η υποστήριξη και η τροποποίηση του συστήματος αρχείων πραγματοποιείται από μια ομάδα προγραμματιστών υπό την επίβλεψη του Ρώσου προγραμματιστή Eduard Shishkin.

Τελικά, η υποστήριξη για το Reiser4 δεν έχει προστεθεί ακόμη στον πυρήνα του Linux, αλλά το ReiserFS είναι διαθέσιμο. Επομένως, πολλοί συνεχίζουν να το χρησιμοποιούν σε διάφορες συναρμολογήσεις ως το προεπιλεγμένο σύστημα αρχείων.

HFS

Μιλώντας για συστήματα αρχείων που είναι χαρακτηριστικά διαφόρων λειτουργικών συστημάτων, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε το MacOS μαζί του HFS(συντομογραφία αγγλικά: "Hierarchical File System" - "hierarchical file system"). Οι πρώτες εκδόσεις αυτού του συστήματος εμφανίστηκαν το 1985 μαζί με το λειτουργικό σύστημα Σύστημα MacintoshΣύστημα 1.0:

Σύμφωνα με τα σύγχρονα πρότυπα, αυτό το σύστημα αρχείων ήταν πολύ αναποτελεσματικό, έτσι το 1998, μαζί με το MacOS 8.1, μια βελτιωμένη έκδοση που ονομάζεται HFS+ή Mac OS Extended, που διατηρείται μέχρι σήμερα.

Όπως και ο προκάτοχός του, το HFS+ διαιρεί το δίσκο σε μπλοκ 512 KB (από προεπιλογή), τα οποία συνδυάζονται σε συμπλέγματα υπεύθυνα για την αποθήκευση ορισμένων αρχείων. Ωστόσο, το νέο FS έχει διευθυνσιοδότηση 32-bit (αντί για 16-bit). Αυτό σας επιτρέπει να αποφύγετε περιορισμούς στο μέγεθος του γραπτού αρχείου και παρέχει υποστήριξη για μέγιστο μέγεθος τόμου έως και 8 E&B (και στις πιο πρόσφατες αναθεωρήσεις έως και 16 E&B).

Άλλα πλεονεκτήματα του HFS+ περιλαμβάνουν την καταγραφή (ένα ολόκληρο κρυφός όγκοςονομάζεται HFSJ), καθώς και multithreading. Επιπλέον, εάν στο NTFS οι εναλλακτικές ροές δεν έχουν ιδιαίτερα σαφείς κανονισμούς για τους τύπους αποθηκευμένων πληροφοριών, τότε στο HFS+ διακρίνονται συγκεκριμένα δύο ροές: μια ροή δεδομένων (αποθηκεύει βασικά δεδομένα αρχείου) και μια ροή πόρων (αποθηκεύει τα μεταδεδομένα αρχείου).

Το HFS+ είναι σχεδόν ιδανικό για παραδοσιακούς σκληρούς δίσκους, ωστόσο, όπως το ReiserFS που συζητήθηκε παραπάνω, δεν διαθέτει τους πιο αποτελεσματικούς αλγόριθμους για την καταπολέμηση του κατακερματισμού δεδομένων. Ως εκ τούτου, με την εξάπλωση των δίσκων SSD και την εισαγωγή τους σε Τεχνολογία Appleαντικαθίσταται όλο και περισσότερο από το σύστημα αρχείων που αναπτύχθηκε το 2016 APFS(συντομογραφία αγγλικά" Αρχείο Apple System" - "Apple File System"), που εμφανίστηκε στην επιφάνεια εργασίας macOS High Sierra (10.13) και iOS για κινητά 10.3.

Από πολλές απόψεις, το APFS είναι παρόμοιο με το exFAT όσον αφορά τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών ανάγνωσης/εγγραφής, ωστόσο, σε αντίθεση με αυτό, διαθέτει journaling, υποστηρίζει τη διανομή δικαιωμάτων πρόσβασης δεδομένων, έχει βελτιωμένους αλγόριθμους κρυπτογράφησης και συμπίεσης δεδομένων και μπορεί επίσης να λειτουργήσει με αύξηση όγκου σε μέγεθος 9 YB (μην γελάτε - "yobibyte") λόγω διευθυνσιοδότησης 64 bit!

Το μόνο μειονέκτημα του APFS είναι ότι υποστηρίζεται μόνο σύγχρονη τεχνολογία Apple και δεν είναι ακόμη διαθέσιμο σε άλλες πλατφόρμες.

Σύγκριση συστημάτων αρχείων

Σήμερα εξετάσαμε πολλά διαφορετικά δημοφιλή συστήματα αρχείων, οπότε δεν θα ήταν κακό να συνοψίσουμε όλα τα δεδομένα σχετικά με αυτά σε έναν ενιαίο πίνακα:

Χαρακτηριστικά / FS	FAT32	NTFS	exFAT	ext2	ext4	ReiserFS	HFS+	APFS
Έτος υλοποίησης	1996	1993	2008	1993	2006	2001	1998	2016
Πεδίο εφαρμογής		Windows αφαιρούμενες μονάδες δίσκου, Linux	αφαιρούμενες μονάδες δίσκου, Windows Vista+, Linux	Linux, αφαιρούμενος αποθηκευτικός χώρος	Linux	Linux	MacOS	MacOS
Μέγιστο μέγεθος αρχείου	4 GiB	16 E&B	16 E&B	2 TiB	16 TiB	8 TiB	16 E&B	9 YiB
Μέγιστο μέγεθος όγκου	8 TiB	16 E&B	64 ZiB (zebibyte)	32 TiB	1 E&B	16 TiB	16 E&B	9 YiB
Ξύλευση	-	+	-	-	+	+	+	+
Διαχείριση δικαιωμάτων πρόσβασης	-	+	-	-	+	+	+	+

συμπεράσματα

Όπως μπορείτε να δείτε, κάθε λειτουργικό σύστημα έχει το δικό του βέλτιστο σύστημα αρχείων, το οποίο σας επιτρέπει να εργάζεστε με δεδομένα πιο αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, για Windows είναι NTFS, για MacOS είναι HFS+ ή APFS. Οι μόνες εξαιρέσεις στον κανόνα μπορούν να θεωρηθούν πολλές Διανομές Linux. Υπάρχουν περισσότερα από δώδεκα συστήματα αρχείων, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Πλέον χρήστες WindowsΑξίζει να θυμάστε μόνο τα τρία πιο κοινά FS: FAT32 - για μικρές μονάδες flash και παλιό εξοπλισμό, NTFS - για τους περισσότερους υπολογιστές και exFAT - για μεγάλες μονάδες flash και εξωτερικές μονάδες SSD (σχετικά με τη συνάφεια της μορφοποίησης δίσκο συστήματοςΤο exFAT εξακολουθεί να είναι αμφιλεγόμενο λόγω της έλλειψης ημερολογίου και της μεγαλύτερης ευαισθησίας σε αστοχίες).

P.S. Χορηγείται άδεια για ελεύθερη αντιγραφή και προσφορά. αυτό το άρθρουπό την προϋπόθεση ότι υποδεικνύεται ένας ανοιχτός ενεργός σύνδεσμος προς την πηγή και διατηρείται η πατρότητα του Ruslan Tertyshny.