Sistemul de fișiere pentru PC și principiul organizării acestuia. Fișiere și sistem de fișiere. Nume de fișiere și directoare pe diferite sisteme

Calculatorul este folosit pentru a stoca, transforma și vizualiza informațiile care sunt stocate pe disc sub formă de fișiere separate. Fişier- o zonă de memorie numită situată pe medii externe (dischetă, hard disk, CD). O altă definiție poate fi dată: fişier- aceasta este o secțiune a suportului extern în care sunt stocate datele.

Fișierul poate stoca o mare varietate de date: text, rezultate de calcul, imagini grafice, imagini, jocuri, programe - instrucțiuni ale mașinii în cod binar. Fiecare fișier are un nume care constă din două părți separate printr-un punct. Numele fișierului include:

De fapt nume de fișier nu mai mult de opt caractere în DOS și nu mai mult de 255 de caractere în Windows;

- punct;

- extensia numelui de fișier, indicând tipul de informații stocate în fișier; Extensia de nume de fișier poate fi orice convenabilă pentru utilizator sau absentă cu totul. Cu toate acestea, există și extensii standard. De exemplu, fișiere cu extensii exeŞi com- acestea sunt programe gata de executat în coduri de mașină (instrucțiuni) care pot fi lansate direct pentru execuție. Fișier cu extensie băţ este un fișier batch al cărui scop este să execute un grup de comenzi MS-DOS stocate în el ca text. Extensii pas, s, cpp, bas, for conținute de obicei în numele fișierelor cu texte de program în limbajele de programare corespunzătoare - Object Pascal, C, C++, BASIC, Fortran. Fișierele cu informații text au de obicei extensia TXT. Un fișier creat folosind un editor de text WORD va primi extensia doc. Extensie xls atribuite fișierelor create folosind foi de calcul EXCEL. Fișierele imagine pot fi distinse prin extensiile lor gif, pcx, pic, fișiere muzicale - prin extensie mp3Şi wav, și extensii aviŞi dat corespund fișierelor cu informații video. Fișierele paginilor hipertext descărcate de pe Internetul global conțin extensii în numele lor htmŞi html.

Următoarele caractere nu pot fi folosite în numele și extensia fișierului: \ /, : * ? >< | ". Кроме того, ряд имен файлов задействован для служебных целей: prn (имя зарезервировано для принтера), com1, com2, com3, com4 (имена зарезервированы для четырех последовательных портов), lpt1, lpt2 (имена двух параллельных портов, к ним обычно подключаются принтеры), con(устройство консоль, клавиатура при вводе, дисплей при выводе), nul (фиктивное устройство) . Nu le folosiți niciodată în alt scop, chiar dacă apoi sunt extinse. Nume precum CON.TXT sunt trunchiate în CON și tratate ca nume de dispozitiv

Pentru a determina locația fișierului, trebuie să specificați numele unității pe care se află. Numele discului este format din două caractere: o literă latină care definește numele discului și caracterul „:”. Prima unitate de dischetă este numită O:, al doilea (dacă este disponibil) - nume ÎN:. Un hard disk este de obicei împărțit în mai multe unități logice, dintre care prima este numită CU:, al doilea - D: etc. Următoarele litere sunt menite să indice numele unităților CD.

Deci intrarea A:format.com indică faptul că există un fișier executabil pe discheta numită format.com.

Discurile pot stoca mii și zeci de mii de fișiere. Este foarte greu să ne amintim scopul fiecăruia dintre ei. În legătură cu această problemă, la dezvoltarea ideologiei sistemului de fișiere, a fost introdus conceptul de director (dosar).

Director (dosar)- un grup de dosare unite după un principiu logic.

Dacă vorbim despre un fișier stocat pe un anumit disc, atunci, pe lângă numele discului, trebuie să știți unde se află exact fișierul pe disc. Poate fi localizat direct pe disc sau plasat într-unul dintre directoarele de pe acest disc. În interiorul unui director, pe lângă fișierele individuale, pot exista și alte directoare. Să ne uităm la un exemplu. Lasă-l pe disc D: sunt cataloage TP(aici sunt fisierele necesare functionarii cu sistemul de programare TURBO PASCAL), director PCX(programe de lucru cu imagini grafice), catalog STUD(catalog lucrări elevilor) și dosare abc.pasŞi rc.pcx. În interiorul catalogului TR sunt cataloage BGIŞi BIN. În interiorul catalogului STUD există un dosar abc.pas(Fig. 2.1).

Deci sunt două fișiere numite abc.pas. Cum să înțelegem despre care vorbim? Pentru a face acest lucru, pe lângă numele discului, trebuie să specificați numele directorului în care se află fișierul:

D:\STUD\abc.pas- dosar abc.pas situat pe disc D:în catalog STUD;

D:\abc.pas- dosar abc.pas, situat direct pe disc D:.

Și pentru a accesa fișierul turbo.exe, trebuie să indicați că acest fișier este pe disc D:în catalog TR, într-un subdirector BIN, adică trebuie sa stiu cale la acest dosar. Prin urmare, dacă știm numele fișierului și calea către acesta, putem scrie numele complet al fișierului.

De exemplu, numele complet al fișierului excursie.chr, - D:\TP\BGI\trip.chr.

Când lucrați pe un computer, este adesea nevoie să vă mutați dintr-un director în altul. Directorul în care ne aflăm în prezent se numește directorul curent. Dacă este specificat doar numele fișierului, atunci este un fișier din directorul curent. Pentru a accesa un fișier dintr-un alt director, trebuie să specificați numele complet al fișierului. De exemplu, înregistrați D:trip.chrînseamnă accesarea unui fișier din directorul curent al discului D:, A - D:\STUD\abc.pas- la un fișier care se află într-un director care nu este cel curent. Dacă în timpul lucrului nu introducem niciun director pe disc, atunci ei spun că suntem în directorul principal al discului. Pentru a specifica directorul principal, trebuie să specificați simbolul „\” după numele discului. (CD:\). D:\rc.pcxŞi D:\abc.pas- fișiere situate în directorul principal al unității D:.

În toate exemplele discutate mai sus, vorbeam despre accesarea unui singur fișier. Ce să faci dacă trebuie să accesezi un grup de fișiere? Nu are rost să accesezi fiecare fișier individual, deoarece este posibil să accesezi un grup de fișiere de același tip. Pentru a face acest lucru, utilizați caractere joker speciale (măști) - * și?.

Un semn de întrebare înlocuiește un caracter într-un nume de fișier. De exemplu, E:a?.pas(toate fișierele din directorul curent al discului E: cu extensie pas, numele fișierului este format din două caractere și începe cu caracterul o); a??b.txt(toate fișierele cu extensie TXT, primul caracter al numelui fișierului o, ultimul este un simbol b, lungimea numelui fișierului este de 4 caractere, fișierele se află în directorul curent al unității curente).

Caracterul * poate fi folosit pentru a înlocui mai multe caractere. Poate fi folosit pentru a înlocui unul sau toate caracterele unui nume de fișier și extensia acestuia. Pornind de la poziția în care este introdus asteriscul, acesta înlocuiește toate caracterele rămase. De exemplu: D:\TP\*.txt(toate fișierele cu extensie TXT, aflat în director TP disc D:); C:R*.pas(toate fișierele cu extensia pas ale căror nume încep cu simbolul R, situat în directorul curent al discului CU:); D:\abc.*(toate fișierele numite abc directorul rădăcină al discului D:).

Sistemul de fișiere este un regulament care definește modul de organizare, stocare și denumire a datelor pe mediile de stocare. Acesta definește formatul pentru stocarea fizică a informațiilor, care de obicei este grupată sub formă de fișiere. Un anumit sistem de fișiere determină dimensiunea numelui fișierului (dosar), dimensiunea maximă posibilă a fișierului și a partiției și un set de atribute de fișier. Unele sisteme de fișiere oferă capabilități de servicii, cum ar fi controlul accesului sau criptarea fișierelor.

Sistemul de fișiere conectează mediul de stocare pe de o parte și API-ul pentru accesarea fișierelor pe de altă parte. Când un program de aplicație accesează un fișier, nu are idee cum se află informațiile dintr-un anumit fișier și nici pe ce tip de suport fizic (CD, hard disk, bandă magnetică sau unitate de memorie flash) este stocată. Tot ce știe programul este numele fișierului, dimensiunea și atributele acestuia. Acesta primește aceste date de la driverul sistemului de fișiere. Este sistemul de fișiere care determină unde și cum va fi scris fișierul pe suport fizic (de exemplu, un hard disk).

Din punctul de vedere al sistemului de operare, întregul disc este o colecție de clustere cu dimensiuni de la 512 de octeți și mai mari. Driverele sistemului de fișiere organizează clustere în fișiere și directoare (care sunt de fapt fișiere care conțin o listă de fișiere din acel director). Acești drivere țin evidența clusterelor care sunt utilizate în prezent, care sunt gratuite și care sunt marcate ca defecte.

Cu toate acestea, sistemul de fișiere nu este neapărat asociat direct cu mediul fizic de stocare. Există sisteme de fișiere virtuale, precum și sisteme de fișiere de rețea, care sunt doar o modalitate de a accesa fișierele aflate pe un computer la distanță.

Cum funcționează sistemul de fișiere. Pentru fiecare fișier, Windows creează o cale care este numele unității locale și numele directoarelor și subdirectoarelor. Astfel, calea este un fel de adresă unde programul găsește fișierul. Puteți găsi calea către câteva fișiere utile în caseta de mai jos. Când un program necesită un anumit fișier, acesta trimite o solicitare către Windows, pe care sistemul de operare o transmite către sistemul de fișiere. Folosind calea, sistemul de fișiere determină locația fizică a obiectului pe hard disk și îl transmite Windows. Sistemul de fișiere creează o bază de date care mapează diferitele adrese de fișiere de pe hard disk la căile corespunzătoare. În popularul sistem de fișiere NTFS, o astfel de bază de date se numește MFT (Master File Table).

De ce copierea durează mai mult decât mutarea? Când mutați un fișier, se modifică doar intrarea din tabelul principal de fișiere, iar adresa fișierului stocat pe hard disk rămâne aceeași. La copiere, sistemul de fișiere trebuie să salveze din nou datele, iar acest lucru durează de obicei.

Orez. 3.8. Copierea fișierelor

Este menținută ordinea în sistemul de fișiere? La fel ca un depozit, hard disk-ul tău devine aglomerat în timp. Fișierele vechi sunt șterse sau rescrise în zone libere, se adaugă date noi... În plus, Windows salvează fișierele în primele sectoare libere de pe disc care vin la îndemână, împărțind fișierele în mai multe părți (fragmente) - dacă nu se încadrează în zona liberă. Prin urmare, în timp, mai multe adrese încep să corespundă aceleiași căi, iar timpul necesar pentru a deschide un fișier mare, cum ar fi o fotografie, crește constant. Defragmentarea vă permite să restabiliți integritatea fișierelor, crescând astfel viteza computerului dvs.

Cum diferă sistemele de fișiere?În funcție de cerințele pentru dispozitivul de stocare a datelor, poate fi utilizat unul dintre mai multe sisteme de fișiere. Principala diferență între sistemele de fișiere este dimensiunea maximă permisă a fișierului.

Ce sisteme de fișiere există. Există cinci tipuri de sisteme de fișiere utilizate în computere.

FAT16 (Tabelul de alocare a fișierelor 16). A fost dezvoltat în 1983 și a putut funcționa corect doar cu fișiere de până la 2 GB. Avea permisiunea de a utiliza unități de date cu o capacitate de cel mult 4 GB și de a stoca cel mult 65.536 de fișiere. În prezent, acest sistem de fișiere învechit a fost înlocuit cu FAT32 și NTFS.

FAT32. Datorită faptului că volumul de date stocate pe hard disk era în continuă creștere, sistemul de fișiere FAT32 a fost introdus în 1997. Acceptă fișiere de până la 4 GB, hard disk-uri cu o capacitate de până la aproximativ 8 TB și poate stoca aproximativ 270 de milioane de fișiere. Pe lângă Windows 95 și versiuni ulterioare, alte sisteme de operare pot folosi și sistemul de fișiere FAT32, cum ar fi Mac OS X de la Apple. În prezent, dimensiunea medie a fișierului a crescut semnificativ - de exemplu, volumul unui film video este mult mai mare de 4 GB, așa că FAT32 are sens să fie utilizat numai pe unități amovibile (unități flash sau hard disk-uri externe).

NTFS (New Technology File System). Acesta este în prezent sistemul de fișiere standard pentru Windows. Poate gestiona fișiere de până la o dimensiune inimaginabilă de până la 16 TB și acceptă hard disk-uri cu o capacitate de până la 256 TB. Sistemul de fișiere vă permite să stocați un număr practic nelimitat de fișiere - mai mult de 4 miliarde În cazul în care sunt utilizate fișiere mai mari și hard disk-uri cu capacitate mai mare, funcțiile NTFS pot fi extinse. Un alt avantaj al sistemului este înregistrarea. Cu această tehnologie, NTFS înregistrează mai întâi toate modificările fișierelor într-o zonă separată de pe hard disk. Acest lucru previne pierderea datelor în timp ce sunt stocate, cum ar fi în timpul unei întreruperi de curent.

exFAT (Extended File Allocation Table). A fost creat pentru cardurile de memorie pentru a oferi posibilitatea de a salva fișiere mai mari. Cu toate acestea, exFAT funcționează numai pe Windows cu ServicePack 2 sau o versiune ulterioară, Windows Vista cu ServicePack 1 sau Windows 7. Deoarece acest sistem de fișiere este acceptat numai de Windows, este rar utilizat.

HSF+ (Hierarhical File System+). Sistem de fișiere standard în sistemele de operare Mac OS. La fel ca NTFS, este potrivit pentru lucrul cu fișiere și hard disk-uri foarte mari. Acesta este un sistem de fișiere de jurnal. Oricine dorește să folosească un hard disk cu HSF+ în Windows va trebui să instaleze un program suplimentar, cum ar fi MacDrive.

Ce se întâmplă când mutați, copiați și ștergeți. Nu toate operațiunile efectuate în Windows sau alte sisteme de operare asupra fișierelor dintr-o fereastră Explorer duc la transformări fizice pe hard disk. În multe cazuri, tot ce trebuie să faceți este să faceți mici modificări în tabelul principal de fișiere. Imaginile de mai jos demonstrează clar ce se întâmplă de fapt pe hard disk și în sistemul de fișiere în timpul procesului de mutare, copiere și ștergere a diferitelor obiecte (fișiere și foldere) în Windows.

Orez. 3.9. Operații cu fișiere

Este posibil să schimbați sistemul de fișiere. Da, dar pentru a face acest lucru trebuie să formatați hard diskul. Din ce sisteme de fișiere se oferă pentru a alege depinde de sistemul de operare instalat sau de programul utilizat pentru a efectua formatarea. În Windows, de exemplu, acestea sunt FAT32 și NTFS. Când utilizați un hard disk exclusiv pe computere bazate pe Windows, se recomandă, având în vedere toate avantajele enumerate, să selectați NTFS ca sistem de fișiere. Dacă intenționați să conectați un hard disk extern la Mac în scopul partajării datelor, FAT32 este singura alegere potrivită. Acest lucru ridică următoarea problemă: deși atunci când utilizați FAT32 Windows poate funcționa cu hard disk-uri de orice capacitate, în timpul procesului de formatare dimensiunea maximă a unei partiții sau hard disk este limitată la 32 GB. Soluție: Folosind software-ul pentru hard disk, cum ar fi Paragon Disk Manager, vă puteți formata întregul hard disk în FAT32.

Ce sunt bibliotecile? Windows 7 a introdus o caracteristică suplimentară de gestionare a fișierelor - biblioteci. Există patru tipuri de biblioteci disponibile: videoclipuri, documente, imagini și muzică. Acestea afișează toate fișierele de tipul corespunzător într-un singur folder, indiferent de locația lor. Și deși fișierele nu sunt localizate fizic în folderele bibliotecii, puteți efectua orice operațiuni cu ele, fie că este vorba de copiere, redenumire și ștergere, direct în biblioteca corespunzătoare. Unele programe, inclusiv Picasa, folosesc biblioteci pentru a organiza eficient fișierele. Pot chiar să caute în mod independent imagini sau alte fișiere de pe hard disk.

Cum accesează programele datele. Toate programele care doresc să acceseze hard disk-ul trimit mai întâi o solicitare către Windows care conține calea fișierului. Sistemul de operare îl transmite apoi către tabelul sistemului de fișiere. Acest tabel conține adresa fizică a fișierului unde poate fi găsit pe hard disk. Folosind această adresă, sistemul de fișiere găsește fișierul necesar și îl transferă în sistemul de operare. Windows potrivește fișierul primit cu cererea corespunzătoare și îl trimite programului care a trimis solicitarea. După aceasta, programul deschide fișierul, de exemplu în Microsoft Word, oferind astfel posibilitatea de a-l edita. De fiecare dată când fișierul este schimbat, de exemplu când este salvat sau șters, programul inițiază o nouă solicitare.

Orez. 3.10. Organizarea accesului la date

Lucrăm cu sistemul de fișiere. Funcționarea sistemului de fișiere este ascunsă de ochii utilizatorului. Și totuși are ocazia să intervină în acest proces - folosind programe sociale pentru a afla tipul de sistem de fișiere de pe hard disk-ul computerului său și, dacă este necesar, să îl convertească în altul.

Orez. 3.11. Lucrul cu sistemul de fișiere

General. În teoria informatică sunt definite următoarele trei tipuri principale de structuri de date: liniare, tabulare, ierarhice. Exemplu de carte: succesiunea de foi - structură liniară. Părți, secțiuni, capitole, paragrafe - ierarhie. Cuprins – tabel – conectează – ierarhic cu liniar. Datele structurate au un nou atribut - Adresa. Aşa:

Structuri liniare (liste, vectori). Liste regulate. Adresa fiecărui element este determinată în mod unic de numărul său. Dacă toate elementele listei au lungime egală – vectori de date.

Structuri tabulare (tabele, matrice). Diferența dintre un tabel și o listă - fiecare element - este determinată de o adresă, constând nu din unul, ci mai mulți parametri. Cel mai comun exemplu este o matrice - adresa - doi parametri - numărul rândului și numărul coloanei. Tabele multidimensionale.

Structuri ierarhice. Folosit pentru a prezenta date neregulate. Adresa este determinată de traseu - din vârful copacului. Sistem de fișiere - computer. (Traseul poate depăși – cantitatea de date, dihotomie – există întotdeauna două ramuri – stânga și dreapta).

Comandarea structurilor de date. Metoda principală este sortarea. ! La adăugarea unui nou element la o structură ordonată, este posibilă modificarea adresei celor existente. Pentru structurile ierarhice – indexare – fiecare element are un număr unic – care este apoi folosit în sortare și căutare.

Elementele de bază ale unui sistem de fișiere

Primul pas istoric în stocarea și gestionarea datelor a fost utilizarea sistemelor de gestionare a fișierelor.

Un fișier este o zonă denumită a memoriei externe din care poate fi scrisă și citită. Trei parametri:

secvența unui număr arbitrar de octeți,

un nume propriu unic (de fapt o adresă).

date de același tip – tip fișier.

Regulile pentru denumirea fișierelor, modul în care sunt accesate datele stocate într-un fișier și structura acelor date depind de sistemul particular de gestionare a fișierelor și, eventual, de tipul fișierului.

Primul sistem de fișiere dezvoltat, în sensul modern, a fost dezvoltat de IBM pentru seria sa 360 (1965-1966). Dar în sistemele actuale practic nu este folosit. Structuri de date de listă utilizate (EC-volum, secțiune, fișier).

Majoritatea dintre voi sunteți familiarizați cu sistemele de fișiere ale sistemelor de operare moderne. Acesta este în primul rând MS DOS, Windows și unele cu construcție de sistem de fișiere pentru diferite variante UNIX.

Structura fișierului. Un fișier reprezintă o colecție de blocuri de date situate pe medii externe. Pentru a schimba cu un disc magnetic la nivel hardware, trebuie să specificați numărul cilindrului, numărul suprafeței, numărul blocului pe pista corespunzătoare și numărul de octeți care trebuie să fie scrisi sau citiți de la începutul acestui bloc. Prin urmare, toate sistemele de fișiere alocă explicit sau implicit un nivel de bază care asigură lucrul cu fișiere care reprezintă un set de blocuri direct adresabile în spațiul de adrese.

Denumirea fișierelor. Toate sistemele de fișiere moderne acceptă denumirea fișierelor pe mai multe niveluri prin menținerea fișierelor suplimentare cu o structură specială - directoare - în memoria externă. Fiecare director conține numele directoarelor și/sau fișierelor conținute în acel director. Astfel, numele complet al unui fișier constă dintr-o listă de nume de directoare plus numele fișierului din directorul care conține imediat fișierul. Diferența dintre modul în care fișierele sunt denumite pe diferite sisteme de fișiere este locul în care începe lanțul de nume. (Unix, DOS-Windows)

Protecția fișierelor. Sistemele de gestionare a fișierelor trebuie să ofere autorizație pentru accesul la fișiere. În general, abordarea este că în raport cu fiecare utilizator înregistrat al unui anumit sistem informatic, pentru fiecare fișier existent, sunt indicate acțiuni care sunt permise sau interzise acestui utilizator. Au existat încercări de implementare integrală a acestei abordări. Dar acest lucru a cauzat o suprasarcină prea mare atât în ​​stocarea informațiilor redundante, cât și în utilizarea acestor informații pentru a controla eligibilitatea accesului. Prin urmare, majoritatea sistemelor moderne de gestionare a fișierelor folosesc abordarea de protecție a fișierelor implementată pentru prima dată în UNIX (1974). În acest sistem, fiecare utilizator înregistrat este asociat cu o pereche de identificatori întregi: identificatorul grupului căruia îi aparține acest utilizator și propriul său identificator în grup. În consecință, pentru fiecare fișier este stocat identificatorul complet al utilizatorului care a creat acest fișier și se notează ce acțiuni poate efectua el însuși cu fișierul, ce acțiuni cu fișierul sunt disponibile pentru alți utilizatori din același grup și ce utilizatorii altor grupuri pot face cu fișierul. Aceste informații sunt foarte compacte, necesită câțiva pași în timpul verificării, iar această metodă de control al accesului este satisfăcătoare în majoritatea cazurilor.

Mod de acces multi-utilizator. Dacă sistemul de operare acceptă modul multi-utilizator, este foarte posibil ca doi sau mai mulți utilizatori să încerce simultan să lucreze cu același fișier. Dacă toți acești utilizatori vor citi doar fișierul, nu se va întâmpla nimic rău. Dar dacă cel puțin unul dintre ei modifică fișierul, este necesară sincronizarea reciprocă pentru ca acest grup să funcționeze corect. Din punct de vedere istoric, sistemele de fișiere au adoptat următoarea abordare. În operațiunea de deschidere a unui fișier (prima și obligatorie operație cu care ar trebui să înceapă o sesiune de lucru cu un fișier), printre alți parametri, a fost indicat modul de funcționare (citire sau modificare). + există proceduri speciale pentru sincronizarea acțiunilor utilizatorului. Nu este permis de înregistrări!

Jurnalizarea în sistemele de fișiere. Principii generale.

Rularea unei verificări de sistem (fsck) pe sisteme de fișiere mari poate dura mult timp, ceea ce este regretabil având în vedere sistemele de mare viteză de astăzi. Motivul pentru care nu există integritate în sistemul de fișiere poate fi demontarea incorectă, de exemplu, discul era scris în momentul încheierii. Aplicațiile ar putea actualiza datele conținute în fișiere, iar sistemul ar putea actualiza metadatele sistemului de fișiere, care sunt „date despre datele sistemului de fișiere”, cu alte cuvinte, informații despre ce blocuri sunt asociate cu ce fișiere, ce fișiere se află în ce directoare, si altele asemenea. Erorile (lipsa integrității) din fișierele de date sunt proaste, dar mult mai grave sunt erorile din metadatele sistemului de fișiere, care pot duce la pierderea fișierelor și alte probleme grave.

Pentru a minimiza problemele de integritate și pentru a minimiza timpul de repornire a sistemului, un sistem de fișiere jurnal menține o listă a modificărilor pe care le va face sistemului de fișiere înainte de a scrie efectiv modificările. Aceste înregistrări sunt stocate într-o parte separată a sistemului de fișiere numită „jurnal” sau „jurnal”. Odată ce aceste intrări de jurnal (jurnal) sunt scrise în siguranță, sistemul de fișiere de jurnal face aceste modificări în sistemul de fișiere și apoi șterge aceste intrări din „jurnal” (jurnal). Intrările de jurnal sunt organizate în seturi de modificări aferente sistemului de fișiere, la fel ca și modul în care modificările adăugate la o bază de date sunt organizate în tranzacții.

Un sistem de fișiere jurnal crește probabilitatea de integritate, deoarece intrările de fișiere jurnal sunt făcute înainte ca modificările să fie aduse sistemului de fișiere și deoarece sistemul de fișiere păstrează acele intrări până când sunt aplicate complet și în siguranță la sistemul de fișiere. Când reporniți un computer care utilizează un sistem de fișiere jurnal, programul de montare poate asigura integritatea sistemului de fișiere prin simpla verificare a fișierului jurnal pentru modificările care au fost așteptate, dar care nu au fost făcute și scriindu-le în sistemul de fișiere. În cele mai multe cazuri, sistemul nu trebuie să verifice integritatea sistemului de fișiere, ceea ce înseamnă că un computer care utilizează un sistem de fișiere jurnal va fi disponibil pentru utilizare aproape imediat după o repornire. În consecință, șansele de pierdere a datelor din cauza problemelor din sistemul de fișiere sunt reduse semnificativ.

Forma clasică a unui sistem de fișiere jurnal este de a stoca modificările în metadatele sistemului de fișiere într-un jurnal (jurnal) și de a stoca modificările la toate datele sistemului de fișiere, inclusiv modificările la fișierele în sine.

Sistem de fișiere MS-DOS (FAT)

Sistemul de fișiere MS-DOS este un sistem de fișiere bazat pe arbore pentru discuri mici și structuri de directoare simple, rădăcina fiind directorul rădăcină, iar frunzele fiind fișiere și alte directoare, eventual goale. Fișierele gestionate de acest sistem de fișiere sunt plasate în clustere, a căror dimensiune poate varia de la 4 KB la 64 KB în multipli de 4, fără a utiliza proprietatea de adiacență într-un mod mixt pentru a aloca memorie pe disc. De exemplu, figura prezintă trei fișiere. Fișierul File1.txt este destul de mare: implică trei blocuri consecutive. Micul fișier File3.txt folosește spațiul unui singur bloc alocat. Al treilea fișier este File2.txt. este un fișier mare fragmentat. În fiecare caz, punctul de intrare indică primul bloc alocabil deținut de fișier. Dacă un fișier folosește mai multe blocuri alocate, blocul anterior indică următorul din lanț. Valoarea FFF este identificată cu sfârșitul secvenței.

Partiție de disc FAT

Pentru a accesa fișierele în mod eficient, utilizați tabelul de alocare a fișierelor– Tabelul de alocare a fișierelor, care se află la începutul partiției (sau al unității logice). Din numele tabelului de alocare provine numele acestui sistem de fișiere – FAT. Pentru a proteja partiția, două copii ale FAT sunt stocate pe ea în cazul în care una dintre ele devine coruptă. În plus, tabelele de alocare a fișierelor trebuie plasate la adrese strict fixe, astfel încât fișierele necesare pornirii sistemului să fie localizate corect.

Tabelul de alocare a fișierelor constă din elemente de 16 biți și conține următoarele informații despre fiecare cluster de disc logic:

clusterul nu este utilizat;

clusterul este folosit de fișier;

cluster prost;

ultimul cluster de fișiere;.

Deoarece fiecărui cluster trebuie să i se aloce un număr unic de 16 biți, FAT acceptă, prin urmare, maximum 216, sau 65.536 clustere pe un singur disc logic (și rezervă, de asemenea, unele dintre clustere pentru propriile nevoi). Astfel, obținem dimensiunea maximă a discului servită de MS-DOS la 4 GB. Dimensiunea clusterului poate fi mărită sau micșorată în funcție de dimensiunea discului. Cu toate acestea, atunci când dimensiunea discului depășește o anumită valoare, clusterele devin prea mari, ceea ce duce la defragmentarea discului intern. Pe lângă informațiile despre fișiere, tabelul de alocare a fișierelor poate conține și informații despre directoare. Aceasta tratează directoarele ca fișiere speciale cu intrări de 32 de octeți pentru fiecare fișier conținut în acel director. Directorul rădăcină are o dimensiune fixă ​​de 512 intrări pentru un hard disk, iar pentru dischete această dimensiune este determinată de dimensiunea dischetei. În plus, directorul rădăcină este localizat imediat după a doua copie a FAT, deoarece conține fișierele necesare pentru încărcătorul de boot MS-DOS.

Când caută un fișier pe un disc, MS-DOS este forțat să caute prin structura de directoare pentru a-l găsi. De exemplu, pentru a rula fișierul executabil C:\Program\NC4\nc.exe găsește fișierul executabil făcând următoarele:

citește directorul rădăcină al unității C: și caută directorul Program în el;

citește programul cluster inițial și caută în acest director o intrare despre subdirectorul NC4;

citește clusterul inițial al subdirectorului NC4 și caută o intrare pentru fișierul nc.exe în el;

citește toate clusterele fișierului nc.exe.

Această metodă de căutare nu este cea mai rapidă dintre sistemele de fișiere actuale. Mai mult, cu cât este mai mare adâncimea directoarelor, cu atât căutarea va fi mai lentă. Pentru a accelera operația de căutare, ar trebui să mențineți o structură echilibrată a fișierelor.

Avantajele FAT

Este cea mai bună alegere pentru unitățile logice mici, deoarece... începe cu un cost minim. Pe discurile a căror dimensiune nu depășește 500 MB, funcționează cu performanțe acceptabile.

Dezavantajele FAT

Deoarece dimensiunea de intrare a fișierului este limitată la 32 de octeți, iar informațiile trebuie să includă dimensiunea fișierului, data, atributele etc., dimensiunea numelui fișierului este, de asemenea, limitată și nu poate depăși 8+3 caractere pentru fiecare fișier. Utilizarea așa-numitelor nume scurte de fișiere face ca FAT să fie mai puțin atractiv de utilizat decât alte sisteme de fișiere.

Utilizarea FAT pe discuri mai mari de 500 MB este irațională din cauza defragmentării discului.

Sistemul de fișiere FAT nu are caracteristici de securitate și acceptă capabilități minime de securitate a informațiilor.

Viteza operațiunilor în FAT este invers proporțională cu adâncimea imbricației directoarelor și spațiului pe disc.

Sistem de fișiere UNIX - sisteme (ext3)

Sistemul de operare Linux modern, puternic și gratuit oferă o zonă largă pentru dezvoltarea de sisteme moderne și software personalizat. Unele dintre cele mai interesante dezvoltări ale nucleelor ​​Linux recente sunt tehnologii noi, de înaltă performanță, pentru gestionarea stocării, plasării și actualizării datelor de pe disc. Unul dintre cele mai interesante mecanisme este sistemul de fișiere ext3, care a fost integrat în nucleul Linux încă din versiunea 2.4.16 și este deja disponibil implicit în distribuțiile Linux de la Red Hat și SuSE.

Sistemul de fișiere ext3 este un sistem de fișiere de jurnal, 100% compatibil cu toate utilitățile create pentru a crea, gestiona și ajusta sistemul de fișiere ext2, care a fost folosit pe sistemele Linux în ultimii ani. Înainte de a descrie în detaliu diferențele dintre sistemele de fișiere ext2 și ext3, să clarificăm terminologia sistemelor de fișiere și a stocării fișierelor.

La nivel de sistem, toate datele de pe un computer există ca blocuri de date pe un dispozitiv de stocare, organizate folosind structuri speciale de date în partiții (seturi logice pe un dispozitiv de stocare), care la rândul lor sunt organizate în fișiere, directoare și neutilizate (gratuite). spaţiu.

Sistemele de fișiere sunt create pe partiții de disc pentru a simplifica stocarea și organizarea datelor sub formă de fișiere și directoare. Linux, ca și sistemul Unix, folosește un sistem de fișiere ierarhic format din fișiere și directoare, care conțin fie fișiere, fie directoare. Fișierele și directoarele dintr-un sistem de fișiere Linux sunt puse la dispoziție utilizatorului prin montarea lor (comanda „mount”), care este de obicei parte a procesului de pornire a sistemului. Lista sistemelor de fișiere disponibile pentru utilizare este stocată în fișierul /etc/fstab (FileSystem TABle). Lista sistemelor de fișiere care nu sunt montate în prezent de sistem este stocată în fișierul /etc/mtab (Mount TABle).

Când un sistem de fișiere este montat în timpul pornirii, un bit din antet („bitul curat”) este șters, indicând faptul că sistemul de fișiere este în uz și că structurile de date utilizate pentru a controla plasarea și organizarea fișierelor și directoarelor în acel sistem de fișiere. supuse modificării.

Un sistem de fișiere este considerat complet dacă toate blocurile de date din el sunt fie în uz, fie libere; fiecare bloc de date alocat este ocupat de un singur fișier sau director; toate fișierele și directoarele pot fi accesate după procesarea unei serii de alte directoare din sistemul de fișiere. Când un sistem Linux este oprit în mod deliberat folosind comenzile operatorului, toate sistemele de fișiere sunt demontate. Demontarea unui sistem de fișiere în timpul închiderii setează un „bit curat” în antetul sistemului de fișiere, indicând faptul că sistemul de fișiere a fost demontat corect și, prin urmare, poate fi considerat intact.

Ani de depanare și reproiectare a sistemului de fișiere și utilizarea algoritmilor îmbunătățiți pentru scrierea datelor pe disc au redus considerabil corupția datelor cauzată de aplicații sau de kernel-ul Linux în sine, dar eliminarea corupției și pierderii de date din cauza întreruperilor de curent și a altor probleme de sistem este încă o provocare. . În cazul unui accident sau al unei simple opriri a unui sistem Linux fără a utiliza procedurile standard de oprire, „bitul curat” nu este setat în antetul sistemului de fișiere. Data viitoare când sistemul pornește, procesul de montare detectează că sistemul nu este marcat ca „curat” și își verifică fizic integritatea utilizând utilitarul de verificare a sistemului de fișiere Linux/Unix „fsck” (File System CheckK).

Există mai multe sisteme de fișiere de jurnal disponibile pentru Linux. Cele mai cunoscute dintre ele sunt: ​​XFS, un sistem de fișiere de jurnal dezvoltat de Silicon Graphics, dar acum lansat ca sursă deschisă; RaiserFS, un sistem de fișiere de jurnal conceput special pentru Linux; JFS, un sistem de fișiere de jurnalizare dezvoltat inițial de IBM, dar acum lansat ca sursă deschisă; ext3 este un sistem de fișiere dezvoltat de Dr. Stephan Tweedie de la Red Hat și de alte câteva sisteme.

Sistemul de fișiere ext3 este o versiune Linux jurnalizată a sistemului de fișiere ext2. Sistemul de fișiere ext3 are un avantaj semnificativ față de alte sisteme de fișiere de jurnalizare - este pe deplin compatibil cu sistemul de fișiere ext2. Acest lucru face posibilă utilizarea tuturor aplicațiilor existente concepute pentru a manipula și personaliza sistemul de fișiere ext2.

Sistemul de fișiere ext3 este acceptat de nucleele Linux versiunea 2.4.16 și ulterioară și trebuie activat folosind dialogul Configurare sisteme de fișiere la construirea nucleului. Distribuțiile Linux precum Red Hat 7.2 și SuSE 7.3 includ deja suport nativ pentru sistemul de fișiere ext3. Puteți utiliza sistemul de fișiere ext3 numai dacă suportul ext3 este încorporat în nucleul dumneavoastră și aveți cele mai recente versiuni ale utilitarelor „mount” și „e2fsprogs”.

În cele mai multe cazuri, conversia sistemelor de fișiere dintr-un format în altul implică realizarea de copii de siguranță a tuturor datelor conținute, reformatarea partițiilor sau volumele logice care conțin sistemul de fișiere și apoi restaurarea tuturor datelor în acel sistem de fișiere. Datorită compatibilității sistemelor de fișiere ext2 și ext3, toți acești pași nu trebuie să fie efectuati, iar traducerea se poate face folosind o singură comandă (rulată cu privilegii root):

# /sbin/tune2fs -j<имя-раздела >

De exemplu, convertirea unui sistem de fișiere ext2 situat pe partiția /dev/hda5 într-un sistem de fișiere ext3 se poate face folosind următoarea comandă:

# /sbin/tune2fs -j /dev/hda5

Opțiunea „-j” a comenzii „tune2fs” creează un jurnal ext3 pe un sistem de fișiere ext2 existent. După convertirea sistemului de fișiere ext2 în ext3, trebuie să faceți și modificări la intrările fișierului /etc/fstab pentru a indica faptul că partiția este acum un sistem de fișiere „ext3”. De asemenea, puteți utiliza detectarea automată a tipului de partiție (opțiunea „auto”), dar este totuși recomandat să specificați în mod explicit tipul sistemului de fișiere. Următorul exemplu de fișier /etc/fstab arată modificările înainte și după transferul unui sistem de fișiere pentru partiția /dev/hda5:

/dev/ hda5 /opt ext2 implicite 1 2

/dev/ hda5 /opt ext3 implicite 1 0

Ultimul câmp din /etc/fstab specifică pasul din procesul de pornire în timpul căruia integritatea sistemului de fișiere ar trebui verificată folosind utilitarul „fsck”. Când utilizați sistemul de fișiere ext3, puteți seta această valoare la „0”, așa cum se arată în exemplul anterior. Aceasta înseamnă că programul „fsck” nu va verifica niciodată integritatea sistemului de fișiere, datorită faptului că integritatea sistemului de fișiere este garantată prin derularea jurnalului.

Conversia sistemului de fișiere rădăcină la ext3 necesită o abordare specială și se face cel mai bine în modul utilizator unic după crearea unui disc RAM care acceptă sistemul de fișiere ext3.

Pe lângă faptul că este compatibil cu utilitățile sistemului de fișiere ext2 și cu traducerea ușoară a sistemului de fișiere de la ext2 la ext3, sistemul de fișiere ext3 oferă și mai multe tipuri diferite de jurnalizare.

Sistemul de fișiere ext3 acceptă trei moduri de jurnalizare diferite care pot fi activate din fișierul /etc/fstab. Aceste moduri de înregistrare sunt după cum urmează:

Jurnal / jurnal – înregistrează toate modificările datelor și metadatelor sistemului de fișiere. Cel mai lent dintre toate cele trei moduri de înregistrare. Acest mod minimizează șansa de a pierde modificările de fișiere pe care le faceți sistemului de fișiere.

Secvențial/ordonat – Scrie modificări numai la metadatele sistemului de fișiere, dar scrie actualizările datelor fișierelor pe disc înainte de modificările metadatelor sistemului de fișiere asociate. Acest mod de înregistrare ext3 este instalat implicit.

Scriere inversă - sunt scrise numai modificările aduse metadatelor sistemului de fișiere, pe baza procesului standard de scriere a modificărilor la datele fișierului. Aceasta este cea mai rapidă metodă de înregistrare.

Diferențele dintre aceste moduri de înregistrare sunt atât subtile, cât și profunde. Utilizarea modului jurnal necesită ca sistemul de fișiere ext3 să scrie fiecare modificare în sistemul de fișiere de două ori - mai întâi în jurnal și apoi în sistemul de fișiere însuși. Acest lucru poate reduce performanța generală a sistemului dvs. de fișiere, dar acest mod este cel mai îndrăgit de utilizatori, deoarece minimizează șansa de a pierde modificările datelor din fișierele dvs., deoarece atât modificările metadatelor, cât și modificările datelor fișierului sunt scrise în jurnalul ext3 și pot fi repetat la repornirea sistemului.

Folosind modul „secvențial”, sunt înregistrate doar modificările aduse metadatelor sistemului de fișiere, ceea ce reduce redundanța dintre scrierea în sistemul de fișiere și în jurnal, motiv pentru care această metodă este mai rapidă. Deși modificările la datele fișierului nu sunt scrise în jurnal, acestea trebuie făcute înainte ca demonul de jurnalizare ext3 să facă modificări la metadatele sistemului de fișiere asociate, ceea ce poate reduce ușor performanța sistemului dumneavoastră. Utilizarea acestei metode de jurnalizare asigură că fișierele din sistemul de fișiere nu sunt niciodată desincronizate cu metadatele asociate sistemului de fișiere.

Metoda writeback este mai rapidă decât celelalte două metode de jurnalizare, deoarece stochează doar modificările aduse metadatelor sistemului de fișiere și nu așteaptă ca datele asociate fișierului să se modifice la scriere (înainte de a actualiza lucruri precum dimensiunea fișierului și informațiile despre director). Deoarece datele fișierelor sunt actualizate asincron în raport cu modificările jurnalizate ale metadatelor sistemului de fișiere, fișierele din sistemul de fișiere pot prezenta erori în metadate, de exemplu, o eroare în indicarea proprietarului blocurilor de date (a căror actualizare nu a fost finalizată la momentul în care sistemul a fost repornit). Acest lucru nu este fatal, dar poate interfera cu experiența utilizatorului.

Specificarea modului de jurnalizare utilizat pe un sistem de fișiere ext3 se face în fișierul /etc/fstab pentru acel sistem de fișiere. Modul „Secvenţial” este implicit, dar puteţi specifica diferite moduri de înregistrare prin modificarea opţiunilor pentru partiţia dorită din fişierul /etc/fstab. De exemplu, o intrare în /etc/fstab care indică utilizarea modului de înregistrare a returului ar arăta astfel:

/dev/hda5 /opt ext3 data=writeback 1 0

Sistemul de fișiere de familie Windows NT (NTFS)

Structura fizică a NTFS

Să începem cu faptele generale. O partiție NTFS, în teorie, poate avea aproape orice dimensiune. Desigur, există o limită, dar nici nu o voi indica, deoarece va fi suficientă pentru următoarea sută de ani de dezvoltare a tehnologiei informatice - în orice ritm de creștere. Cum funcționează acest lucru în practică? Aproape la fel. Dimensiunea maximă a unei partiții NTFS este limitată în prezent doar de dimensiunea hard disk-urilor. Cu toate acestea, NT4 va întâmpina probleme atunci când încearcă să se instaleze pe o partiție dacă orice parte a acesteia este mai mare de 8 GB de la începutul fizic al discului, dar această problemă afectează doar partiția de pornire.

Digresiune lirică. Metoda de instalare a NT4.0 pe un disc gol este destul de originală și poate duce la gânduri greșite despre capacitățile NTFS. Dacă îi spuneți instalatorului că doriți să formatați unitatea în NTFS, dimensiunea maximă pe care vi o va oferi este de doar 4 GB. De ce atât de mic dacă dimensiunea unei partiții NTFS este practic nelimitată? Faptul este că secțiunea de instalare pur și simplu nu cunoaște acest sistem de fișiere :) Programul de instalare formatează acest disc într-un FAT obișnuit, a cărui dimensiune maximă în NT este de 4 GB (folosind un cluster imens de 64 KB nu tocmai standard) și NT se instalează pe acest FAT. Dar deja în timpul primei porniri a sistemului de operare în sine (încă în faza de instalare), partiția este rapid convertită în NTFS; astfel încât utilizatorul nu observă nimic în afară de ciudata „limitare” a dimensiunii NTFS în timpul instalării. :)

Structura secțiunii - vedere generală

Ca orice alt sistem, NTFS împarte tot spațiul util în clustere - blocuri de date utilizate la un moment dat. NTFS acceptă aproape orice dimensiune de cluster - de la 512 octeți la 64 KB, în timp ce un cluster de 4 KB este considerat un anumit standard. NTFS nu are anomalii în structura clusterului, așa că nu sunt multe de spus despre acest subiect, în general, destul de banal.

Un disc NTFS este împărțit în mod convențional în două părți. Primele 12% din disc sunt alocate așa-numitei zone MFT - spațiul în care crește metafișierul MFT (mai multe despre asta mai jos). Nu este posibil să scrieți date în această zonă. Zona MFT este întotdeauna păstrată goală - acest lucru se face astfel încât cel mai important fișier de serviciu (MFT) să nu devină fragmentat pe măsură ce crește. Restul de 88% din disc este spațiu normal de stocare a fișierelor.

Totuși, spațiul liber pe disc include tot spațiul liber fizic - bucăți neumplute din zona MFT sunt incluse și acolo. Mecanismul de utilizare a zonei MFT este următorul: atunci când fișierele nu mai pot fi scrise în spațiul obișnuit, zona MFT este pur și simplu redusă (în versiunile actuale ale sistemelor de operare exact la jumătate), eliberând astfel spațiu pentru scrierea fișierelor. Când spațiul este eliberat în zona MFT obișnuită, zona se poate extinde din nou. În același timp, nu poate fi exclusă o situație când fișierele obișnuite rămân în această zonă: nu există nicio anomalie aici. Ei bine, sistemul a încercat să o mențină liberă, dar nimic nu a funcționat. Viața continuă... Metafișierul MFT poate deveni în continuare fragmentat, deși acest lucru ar fi de nedorit.

MFT și structura sa

Sistemul de fișiere NTFS este o realizare remarcabilă a structurii: fiecare element al sistemului este un fișier - chiar și informații de serviciu. Cel mai important fișier de pe NTFS se numește MFT sau Master File Table - un tabel general de fișiere. Este situat în zona MFT și este un director centralizat al tuturor celorlalte fișiere de disc și, paradoxal, el însuși. MFT este împărțit în intrări de dimensiune fixă ​​(de obicei 1 KB), iar fiecare intrare corespunde unui fișier (în sensul general al cuvântului). Primele 16 fișiere sunt de natură de serviciu și sunt inaccesibile sistemului de operare - se numesc metafișiere, primul metafișier fiind MFT însuși. Aceste prime 16 elemente MFT sunt singura parte a discului care are o poziție fixă. Interesant este că a doua copie a primelor trei înregistrări, pentru fiabilitate (sunt foarte importante), este stocată exact în mijlocul discului. Restul fișierului MFT poate fi localizat, ca orice alt fișier, în locuri arbitrare de pe disc - îi puteți restabili poziția folosind fișierul în sine, „agățându-se” pe bază - primul element MFT.

Metafișiere

Primele 16 fișiere NTFS (metafișiere) sunt de natură de serviciu. Fiecare dintre ei este responsabil pentru un anumit aspect al funcționării sistemului. Avantajul unei astfel de abordări modulare este flexibilitatea sa uimitoare - de exemplu, pe FAT, deteriorarea fizică în zona FAT în sine este fatală pentru funcționarea întregului disc, iar NTFS poate muta, chiar fragmenta pe disc, toate serviciile sale. zone, ocolind orice defecțiuni de suprafață - cu excepția primelor 16 elemente MFT.

Metafișierele sunt situate în directorul rădăcină al unui disc NTFS - ele încep cu simbolul numelui „$”, deși este dificil să obțineți informații despre ele folosind mijloace standard. Este curios că aceste fișiere au și o dimensiune foarte reală indicată - puteți afla, de exemplu, cât cheltuiește sistemul de operare pentru catalogarea întregului disc, uitându-vă la dimensiunea fișierului $MFT. Următorul tabel arată metafișierele utilizate în prezent și scopul lor.

	o copie a primelor 16 înregistrări MFT plasate în mijlocul discului
	fișier de suport pentru înregistrare (vezi mai jos)
	informații despre serviciu - etichetă de volum, versiunea sistemului de fișiere etc.
	lista de atribute standard ale fișierului de pe volum
	directorul rădăcină
	hartă spațiu liber volum
	sector de boot (dacă partiția este bootabilă)
	un fișier care înregistrează drepturile utilizatorului de a utiliza spațiul pe disc (a început să funcționeze numai în NT5)
	fișier - un tabel de corespondență între literele mari și mici din numele fișierelor de pe volumul curent. Este necesar în principal pentru că în NTFS numele fișierelor sunt scrise în Unicode, care are 65 de mii de caractere diferite, căutarea de echivalente mari și mici, a căror căutare este foarte netrivială.

Fișiere și fluxuri

Deci, sistemul are fișiere - și nimic altceva decât fișiere. Ce include acest concept pe NTFS?

În primul rând, un element obligatoriu este înregistrarea în MFT, deoarece, după cum am menționat mai devreme, toate fișierele de disc sunt menționate în MFT. Toate informațiile despre fișier sunt stocate în acest loc, cu excepția datelor în sine. Numele fișierului, dimensiunea, locația pe disc a fragmentelor individuale etc. Dacă o înregistrare MFT nu este suficientă pentru informații, atunci sunt utilizate mai multe, și nu neapărat la rând.

Element opțional - fluxuri de date fișier. Definiția „opțional” poate părea ciudată, dar, cu toate acestea, nu este nimic ciudat aici. În primul rând, este posibil ca fișierul să nu aibă date - în acest caz, nu consumă spațiul liber al discului în sine. În al doilea rând, fișierul poate să nu fie foarte mare.

Situația cu datele fișierului este destul de interesantă. Fiecare fișier pe NTFS, în general, are o structură oarecum abstractă - nu are date ca atare, dar există fluxuri. Unul dintre fluxuri are sensul cu care suntem familiarizați - date fișier. Dar majoritatea atributelor fișierelor sunt și fluxuri! Astfel, se dovedește că fișierul are o singură entitate de bază - numărul în MFT, iar orice altceva este opțional. Această abstracție poate fi folosită pentru a crea lucruri destul de convenabile - de exemplu, puteți „atașa” un alt flux la un fișier scriind orice date în el - de exemplu, informații despre autor și conținutul fișierului, așa cum se face în Windows 2000 (fila cea mai din dreapta din proprietățile fișierului, vizualizată din Explorer). Interesant este că aceste fluxuri suplimentare nu sunt vizibile prin mijloace standard: dimensiunea fișierului observat este doar dimensiunea fluxului principal care conține datele tradiționale. Puteți, de exemplu, să aveți un fișier de lungime zero, care, atunci când este șters, va elibera 1 GB de spațiu liber - pur și simplu pentru că un program sau o tehnologie vicleană a blocat un flux suplimentar de dimensiunea unui gigabyte (date alternative) în el. Dar de fapt, în momentul de față, firele practic nu sunt folosite, așa că nu trebuie să se teamă de astfel de situații, deși ipotetic sunt posibile. Rețineți că un fișier pe NTFS este un concept mai profund și mai global decât s-ar putea imagina prin simpla răsfoire în directoarele discului. Și în sfârșit: numele fișierului poate conține orice caractere, inclusiv întregul set de alfabete naționale, deoarece datele sunt prezentate în Unicode - o reprezentare pe 16 biți care oferă 65535 de caractere diferite. Lungimea maximă a numelui fișierului este de 255 de caractere.

Cataloage

Un director NTFS este un fișier specific care stochează link-uri către alte fișiere și directoare, creând o structură ierarhică a datelor de pe disc. Fișierul de catalog este împărțit în blocuri, fiecare dintre ele conține numele fișierului, atributele de bază și un link către elementul MFT, care oferă deja informații complete despre elementul de catalog. Structura directorului intern este un arbore binar. Iată ce înseamnă asta: pentru a găsi un fișier cu un nume dat într-un director liniar, cum ar fi un FAT, sistemul de operare trebuie să caute prin toate elementele directorului până îl găsește pe cel potrivit. Un arbore binar aranjează numele fișierelor în așa fel încât căutarea unui fișier să fie efectuată într-un mod mai rapid - prin obținerea de răspunsuri din două cifre la întrebările despre locația fișierului. Întrebarea la care poate răspunde un arbore binar este: în ce grupă, raportat la un element dat, se caută numele, deasupra sau dedesubt? Începem cu o astfel de întrebare la elementul din mijloc și fiecare răspuns restrânge zona de căutare în medie de două ori. Fișierele sunt, să zicem, pur și simplu sortate alfabetic, iar la întrebare se răspunde într-un mod evident - prin compararea literelor inițiale. Zona de căutare, restrânsă la jumătate, începe să fie explorată într-un mod similar, pornind din nou de la elementul din mijloc.

Concluzie - pentru a căuta un fișier dintre 1000, de exemplu, FAT va trebui să facă o medie de 500 de comparații (cel mai probabil fișierul va fi găsit la mijlocul căutării), iar un sistem bazat pe arbore va trebuie să facă aproximativ 10 (2^10 = 1024). Economiile de timp de căutare sunt evidente. Cu toate acestea, nu ar trebui să vă gândiți că în sistemele tradiționale (FAT) totul este atât de neglijat: în primul rând, menținerea unei liste de fișiere sub forma unui arbore binar este destul de laborioasă, iar în al doilea rând, chiar și FAT realizat de un sistem modern (Windows2000). sau Windows98) utilizează căutare de optimizare similară. Acesta este doar un alt fapt de adăugat la baza ta de cunoștințe. De asemenea, aș dori să elimin ideea greșită comună (pe care eu însumi am împărtășit-o destul de recent) că adăugarea unui fișier într-un director sub formă de arbore este mai dificilă decât într-un director liniar: acestea sunt operațiuni destul de comparabile în timp - faptul este că pentru a adăuga un fișier în director, trebuie mai întâi să te asiguri că un fișier cu acel nume nu este încă acolo :) - și aici într-un sistem liniar vom avea dificultăți în a găsi un fișier, descris mai sus, care mai mult decât să compenseze însăși simplitatea adăugării unui fișier în director.

Ce informații pot fi obținute prin simpla citire a unui fișier de catalog? Exact ceea ce produce comanda dir. Pentru a efectua o navigare simplă pe disc, nu trebuie să intrați în MFT pentru fiecare fișier, trebuie doar să citiți cele mai generale informații despre fișierele din fișierele directoare. Directorul principal al discului - rădăcina - nu este diferit de directoarele obișnuite, cu excepția unei legături speciale către acesta de la începutul metafișierului MFT.

Înregistrare

NTFS este un sistem tolerant la erori care se poate restabili cu ușurință la o stare corectă în cazul aproape oricărei defecțiuni reale. Orice sistem de fișiere modern se bazează pe conceptul de tranzacție - o acțiune efectuată în întregime și corect sau deloc efectuată. NTFS pur și simplu nu are stări intermediare (eronate sau incorecte) - cantitatea de modificare a datelor nu poate fi împărțită în înainte și după eșec, aducând distrugere și confuzie - este fie comisă, fie anulată.

Exemplul 1: datele sunt scrise pe disc. Dintr-o dată se dovedește că nu a fost posibil să scriem în locul în care tocmai ne-am hotărât să scriem următoarea bucată de date - deteriorarea fizică a suprafeței. Comportamentul NTFS în acest caz este destul de logic: tranzacția de scriere este anulată în întregime - sistemul realizează că scrierea nu a fost efectuată. Locația este marcată ca eșuată, iar datele sunt scrise într-o altă locație - începe o nouă tranzacție.

Exemplul 2: un caz mai complex - datele sunt scrise pe disc. Brusc, bang - alimentarea este oprită și sistemul repornește. În ce fază s-a oprit înregistrarea, unde sunt datele și unde sunt prostii? Un alt mecanism de sistem vine în ajutor - jurnalul de tranzacții. Faptul este că sistemul, realizând dorința de a scrie pe disc, a marcat această stare în metafișierul $LogFile. La repornire, acest fișier este examinat pentru prezența tranzacțiilor neterminate care au fost întrerupte de un accident și al căror rezultat este imprevizibil - toate aceste tranzacții sunt anulate: locul în care s-a făcut scrierea este marcat din nou ca liber, indici și elemente MFT. sunt readuse la starea în care se aflau înainte de eșec, iar sistemul în ansamblu rămâne stabil. Ei bine, ce se întâmplă dacă a apărut o eroare în timpul scrierii în jurnal? De asemenea, este în regulă: tranzacția fie nu a început încă (există doar o încercare de a înregistra intențiile de a o efectua), fie s-a încheiat deja - adică există o încercare de a înregistra că tranzacția a fost deja deja finalizat. În acest din urmă caz, la următoarea pornire, sistemul însuși va înțelege pe deplin că, de fapt, totul a fost scris corect oricum și nu va acorda atenție tranzacției „nefinalizate”.

Totuși, rețineți că înregistrarea în jurnal nu este un panaceu absolut, ci doar un mijloc de a reduce semnificativ numărul de erori și defecțiuni ale sistemului. Este puțin probabil ca utilizatorul mediu NTFS să observe vreodată o eroare de sistem sau să fie forțat să ruleze chkdsk - experiența arată că NTFS este restabilit la o stare complet corectă chiar și în cazul unor eșecuri în momente foarte ocupate cu activitatea discului. Puteți chiar să optimizați discul și să apăsați pe resetare în mijlocul acestui proces - probabilitatea de pierdere a datelor chiar și în acest caz va fi foarte mică. Este important să înțelegeți, totuși, că sistemul de recuperare NTFS garantează corectitudinea sistemului de fișiere, nu datele dvs. Dacă ați scris pe un disc și ați avut un accident, este posibil ca datele dvs. să nu fie scrise. Nu există miracole.

Fișierele NTFS au un atribut destul de util - „comprimat”. Faptul este că NTFS are suport încorporat pentru compresia discului - ceva pentru care anterior trebuia să folosești Stacker sau DoubleSpace. Orice fișier sau director poate fi stocat individual pe disc sub formă comprimată - acest proces este complet transparent pentru aplicații. Comprimarea fișierelor are o viteză foarte mare și o singură proprietate negativă mare - uriașa fragmentare virtuală a fișierelor comprimate, care, totuși, nu deranjează pe nimeni. Comprimarea se realizează în blocuri de 16 clustere și utilizează așa-numitele „clustere virtuale” - din nou o soluție extrem de flexibilă care vă permite să obțineți efecte interesante - de exemplu, jumătate din fișier poate fi comprimat, iar jumătate nu. Acest lucru se realizează datorită faptului că stocarea informațiilor despre comprimarea anumitor fragmente este foarte similară cu fragmentarea obișnuită a fișierelor: de exemplu, o înregistrare tipică a aspectului fizic pentru un fișier real, necomprimat:

clusterele de fișiere de la 1 la 43 sunt stocate în clustere de discuri începând de la 400, clusterele de fișiere de la 44 la 52 sunt stocate în clustere de discuri începând de la 8530...

Aspectul fizic al unui fișier comprimat tipic:

clusterele de fișiere de la 1 la 9 sunt stocate în clustere de discuri începând de la 400 clustere de fișiere de la 10 la 16 nu sunt stocate nicăieri clusterele de fișiere de la 17 la 18 sunt stocate în clustere de discuri începând de la 409 clustere de fișiere de la 19 la 36-lea nu este stocat nicăieri. ...

Se poate observa că fișierul comprimat are clustere „virtuale”, în care nu există informații reale. De îndată ce sistemul vede astfel de clustere virtuale, înțelege imediat că datele din blocul anterior, un multiplu de 16, trebuie decomprimate, iar datele rezultate vor umple doar clusterele virtuale - acesta este, de fapt, întregul algoritm. .

Siguranţă

NTFS conține multe mijloace de delimitare a drepturilor obiectelor - se crede că acesta este cel mai avansat sistem de fișiere dintre toate existente în prezent. În teorie, acest lucru este fără îndoială adevărat, dar în implementările actuale, din păcate, sistemul de drepturi este destul de departe de ideal și, deși rigid, nu este întotdeauna un set logic de caracteristici. Drepturile atribuite oricărui obiect și respectate în mod clar de sistem evoluează - modificări majore și completări la drepturi au fost deja făcute de mai multe ori, iar prin Windows 2000 au ajuns în sfârșit la un set destul de rezonabil.

Drepturile sistemului de fișiere NTFS sunt indisolubil legate de sistemul în sine - adică, în general, nu trebuie să fie respectate de un alt sistem dacă i se acordă acces fizic la disc. Pentru a preveni accesul fizic, Windows 2000 (NT5) a introdus în continuare o caracteristică standard - vedeți mai jos pentru mai multe despre aceasta. Sistemul drepturilor în starea sa actuală este destul de complex și mă îndoiesc că pot spune cititorului general ceva interesant și util pentru el în viața de zi cu zi. Dacă sunteți interesat de acest subiect, veți găsi multe cărți despre arhitectura de rețea NT care descriu acest lucru mai detaliat.

În acest moment, descrierea structurii sistemului de fișiere poate fi completată, rămâne să descrie doar un anumit număr de lucruri pur și simplu practice sau originale.

Acest lucru a fost în NTFS din timpuri imemoriale, dar a fost folosit foarte rar - și totuși: Hard Link este atunci când același fișier are două nume (mai multe indicatori de director de fișiere sau directoare diferite indică aceeași înregistrare MFT). Să presupunem că același fișier are numele 1.txt și 2.txt: dacă utilizatorul șterge fișierul 1, fișierul 2 va rămâne Dacă șterge 2, va rămâne fișierul 1, adică ambele nume, din momentul creării. sunt complet egali. Fișierul este șters fizic numai atunci când numele său de familie este șters.

Legături simbolice (NT5)

O caracteristică mult mai practică, care vă permite să creați directoare virtuale - exact la fel ca discurile virtuale folosind comanda subst în DOS. Aplicațiile sunt destul de variate: în primul rând, simplificarea sistemului de catalog. Dacă nu vă place directorul Documente și setări\Administrator\Documente, îl puteți conecta la directorul rădăcină - sistemul va comunica în continuare cu directorul cu o cale sălbatică și veți avea un nume mult mai scurt, care este complet echivalent la el. Pentru a crea astfel de conexiuni, puteți folosi programul de joncțiune (junction.zip(15 Kb), 36 kb), scris de celebrul specialist Mark Russinovich (http://www.sysinternals.com). Programul funcționează numai în NT5 (Windows 2000), la fel ca și caracteristica în sine. Pentru a elimina o conexiune, puteți utiliza comanda standard rd. AVERTISMENT: Încercarea de a șterge o legătură folosind Explorer sau alți manageri de fișiere care nu înțeleg natura virtuală a unui director (cum ar fi FAR) va șterge datele la care face referire link-ul! Atenție.

Criptare (NT5)

O caracteristică utilă pentru persoanele care sunt preocupate de secretele lor - fiecare fișier sau director poate fi, de asemenea, criptat, făcând imposibilă citirea acesteia de către o altă instalare NT. Combinată cu o parolă standard și practic indestructibilă pentru pornirea sistemului în sine, această caracteristică oferă suficientă securitate pentru majoritatea aplicațiilor pentru datele importante pe care le selectați.

Sarcina 2

Obiecte de bază și tehnici de management ale sistemului de operare Windows

Windows modern este un sistem de operare care controlează funcționarea unui computer personal. Sistemul de operare Windows are o interfață grafică convenabilă. Spre deosebire de vechiul sistem de operare DOS cu interfață text, Windows nu necesită cunoștințe despre comenzile sistemului de operare și introducerea lor precisă de la tastatură. Marea majoritate a operațiunilor de control al funcționării unui computer personal sunt efectuate cu mouse-ul peste obiecte grafice, sau cu combinații scurte de taste (taste rapide) de pe tastatură.

Interfata utilizator– acestea sunt metode și mijloace de interacțiune umană cu hardware-ul și software-ul computerului.
Ecranul de pornire Windows este un obiect de sistem numit desktop.

Birou este un mediu grafic în care sunt afișate obiectele și comenzile sistemului de operare Windows. Pe desktop puteți vedea pictograme (pictograme), comenzi rapide și bara de activități (elementul principal de control). Când Windows pornește, există cel puțin trei pictograme pe desktop: Computerul meu, Locuri de rețea, Coș de reciclare. Este posibil să existe și alte pictograme pe desktop. Poate fi folosit și ca stocare temporară pentru fișierele dvs., dar după terminarea lucrului în clasă, acestea ar trebui fie șterse, fie mutate în propriile dosare.

Ecusoane sunt o reprezentare grafică a obiectelor și vă permit să le gestionați. Pictogramă - Aceasta este o reprezentare grafică a unui obiect într-o formă restrânsă, corespunzătoare unui folder, program, document, dispozitiv de rețea sau computer. Pictogramele, de regulă, au etichete - inscripții care sunt situate sub ele. Făcând clic stânga pe o pictogramă vă permite să o selectați, iar dublu clic pe ea deschide (lansează) aplicația corespunzătoare acestei pictograme.

Eticheta este un pointer către un obiect. O scurtătură este un fișier special care conține un link către obiectul pe care îl reprezintă (informații despre locația obiectului pe hard disk). Făcând dublu clic pe o comandă rapidă vă permite să lansați (deschideți) obiectul pe care îl reprezintă. Ștergerea acestuia nu șterge obiectul în sine, spre deosebire de ștergerea unei pictograme. Avantajul comenzilor rapide este că oferă acces rapid la un obiect din orice folder, fără a utiliza memoria. Puteți distinge o comandă rapidă de o pictogramă prin săgeata mică din colțul din stânga jos al pictogramei.

Bara de activități este un instrument pentru comutarea între foldere sau aplicații deschise. În partea stângă a barei de activități este butonul Start; în dreapta este panoul de afișare. Panoul în sine afișează toate obiectele deschise în prezent.

butonul Start se deschide Meniul principal. Cu ajutorul acestuia, puteți lansa toate programele înregistrate în sistemul de operare, puteți obține acces la toate instrumentele de configurare a sistemului de operare, sistemele de căutare și ajutor și alte funcții.

Conceptul central al sistemului de operare Windows este fereastra. Fereastră– un element structural și de control al interfeței cu utilizatorul, care este o zonă dreptunghiulară a ecranului limitată de un cadru în care poate fi afișat o aplicație, un document sau un mesaj.

Imaginea de mai sus arată un desktop Windows cu meniul principal deschis, fereastra procesorului de text MS Word, pictograme și comenzi rapide și unele documente minimizate pe bara de activități.

Printre alte concepte ale sistemului de operare Windows, ar trebui remarcate conceptele de director și folder.

Catalog– un grup numit de fișiere unite printr-o anumită caracteristică.

Pliant– un concept care este folosit în Windows în locul conceptului de director în sistemele de operare anterioare. Conceptul de folder are o interpretare extinsă, deoarece, alături de directoarele obișnuite, folderele reprezintă și obiecte precum My Computer, Explorer, Printer, Modem etc.

Structura ferestrei folderului

O fereastră tipică de folder este prezentată în figură.

Fereastra conține următoarele elemente necesare.

· Bara de titlu- numele folderului este scris în el. Folosit pentru a trage o fereastră.

· Pictograma de sistem. Deschide meniul de servicii, care vă permite să controlați dimensiunea și locația ferestrei.

· Butoane de control al mărimii: desfacere (restaurare), pliere, inchidere.

· Bara de meniu(meniu derulant). Garantat pentru a oferi acces la toate comenzile dintr-o anumită fereastră.

· Bara de instrumente. Conține butoane de comandă pentru efectuarea celor mai comune operațiuni. Adesea, utilizatorul poate personaliza acest panou prin plasarea butoanelor necesare pe el.

· Bara de adrese. Indică calea de acces la folderul curent. Vă permite să navigați rapid la alte secțiuni ale structurii fișierelor.

· Zona de lucru. Afișează pictograme pentru elementele stocate într-un folder și puteți controla modul în care sunt afișate.

· Bare de defilare– vă permite să defilați conținutul ferestrei pe orizontală sau pe verticală dacă informațiile nu se potrivesc în fereastră.

· Bara de stare. Afișează informații suplimentare despre obiectele din fereastră.

Sistemul de fișiere al unui computer personal

Sistemul de fișiere oferă stocare și acces la fișierele de pe disc. Principiul organizării sistemului de fișiere este tabelar. Suprafața discului este considerată ca o matrice tridimensională, ale cărei dimensiuni sunt numerele de suprafață, cilindru și sector. Sub cilindruînseamnă colecția tuturor pistelor aparținând unor suprafețe diferite și echidistante de axa de rotație. Datele despre locul în care este scris un anumit fișier sunt stocate în zona de sistem a discului într-un tabel special de alocare a fișierelor ( Tabelul FAT). Tabelul FAT este stocat în două copii, a căror identitate este controlată de sistemul de operare.

OS MS-DOS, OS/2, Windows-95/NT implementează câmpuri pe 16 biți în tabelele FAT. Acest sistem a fost numit FAT-16. Un astfel de sistem vă permite să plasați nu mai mult de 65536 de înregistrări despre locația unităților de stocare a datelor. Cea mai mică unitate de stocare a datelor este sector. Dimensiunea sectorului este de 512 octeți. Grupurile de sectoare sunt combinate condiționat în clustere, care sunt cea mai mică unitate de adresare a datelor. Dimensiunea clusterului depinde de capacitatea discului: în Fat-16, pentru discuri de la 1 la 2 GB, 1 cluster ocupă 64 de sectoare sau 32 KB. Acest lucru este irațional, deoarece chiar și un fișier mic ocupă 1 cluster. Fișierele mari care ocupă mai multe clustere ajung cu un cluster gol. Prin urmare, pierderea de capacitate pentru discuri într-un sistem FAT-16 poate fi foarte mare. Cu discuri de peste 2,1 GB, FAT-16 nu funcționează deloc.

În Windows 98 și versiunile mai vechi, este implementat un sistem de fișiere mai avansat - FAT-32 cu câmpuri de 32 de biți în tabelul de alocare a fișierelor. Oferă o dimensiune mică a clusterului pentru discuri de capacitate mare. De exemplu, pentru un disc de până la 8 GB, 1 cluster ocupă 8 sectoare (4 KB).

Fişier este o secvență numită de octeți de lungime arbitrară. Înainte de apariția Windows 95, schema general acceptată de denumire a fișierelor era 8.3 (nume scurt) - 8 caractere pentru numele propriu-zis al fișierului, 3 caractere pentru extensia numelui său. Dezavantajul numelor scurte este conținutul lor scăzut. Începând cu Windows 95, a fost introdus conceptul de nume lung (până la 256 de caractere). Poate conține orice caractere, cu excepția celor nouă speciale: \ / : * ? "< > |.

Extensie de nume Toate caracterele de după ultimul punct sunt numărate. În sistemele de operare moderne, extensia de nume transportă informații importante despre tipul de fișier către sistem. Tipurile de fișiere sunt înregistrate și asociază fișierul cu programul (aplicația) care îl deschide. De exemplu, fișierul MyText.doc va fi deschis de procesorul de text MS Word, deoarece extensia .doc este de obicei asociată cu această aplicație. De obicei, dacă un fișier nu este asociat cu niciun program de deschidere, atunci pe pictograma acestuia este indicat un steag - sigla Microsoft Windows, iar utilizatorul poate specifica programul de deschidere selectându-l din lista furnizată.

În mod logic, structura fișierelor este organizată după un principiu ierarhic: folderele de niveluri inferioare sunt imbricate în foldere de niveluri superioare. Nivelul superior de imbricare este directorul rădăcină al discului. Termenii „dosar” și „director” sunt echivalenti. Fiecare director de fișiere de pe disc corespunde unui folder de sistem de operare cu același nume. Cu toate acestea, conceptul de folder este oarecum mai larg. Deci, în Windows 95 există foldere speciale care oferă acces convenabil la programe, dar care nu corespund niciunui director de pe disc.

Atributele fișierului- aceștia sunt parametrii care definesc unele proprietăți ale fișierelor. Pentru a accesa atributele unui fișier, faceți clic dreapta pe pictograma acestuia și selectați meniul Proprietăți. Există 4 atribute principale: „Numai citire”, „Ascuns”, „Sistem”, Arhivă”. Atributul „Numai citire” sugerează că fișierul nu este destinat să fie modificat. Atributul „Ascuns” indică faptul că acest fișier nu ar trebui să fie afișate pe ecran atunci când se efectuează operațiuni cu fișiere. Atributul „Sistem” marchează cele mai importante fișiere ale sistemului de operare (de regulă, acestea au și atributul „Ascuns”) nici un sens special.

Mai devreme sau mai târziu, un utilizator de computer începător se confruntă cu un astfel de concept precum sistemul de fișiere (FS). De regulă, prima cunoaștere a acestui termen are loc la formatarea unui mediu de stocare: unități logice și medii conectate (unități flash, carduri de memorie, hard disk extern).

Înainte de formatare, sistemul de operare Windows vă solicită să selectați tipul de sistem de fișiere pe suport media, dimensiunea clusterului și metoda de formatare (rapidă sau completă). Să ne dăm seama ce este un sistem de fișiere și de ce este necesar?

Toate informațiile sunt înregistrate pe mass-media în formular, care trebuie să fie localizat într-o anumită ordine, altfel sistemul de operare și programele nu vor putea funcționa cu datele. Această ordine este organizată de sistemul de fișiere folosind anumiți algoritmi și reguli pentru plasarea fișierelor pe suport.

Când un program are nevoie de un fișier stocat pe disc, nu trebuie să știe cum sau unde este stocat. Tot ceea ce este necesar programului este să cunoască numele fișierului, dimensiunea și atributele acestuia pentru a transfera aceste date în sistemul de fișiere, care va oferi acces la fișierul dorit. Același lucru se întâmplă atunci când scrieți date pe un mediu: programul transferă informații despre fișier (nume, dimensiune, atribute) către sistemul de fișiere, care le salvează conform propriilor reguli specifice.

Pentru a înțelege mai bine, imaginați-vă un bibliotecar dând o carte unui client pe baza titlului acesteia. Sau în ordine inversă: clientul returnează bibliotecarului cartea citită, care o pune înapoi în depozit. Clientul nu trebuie să știe unde și cum este stocată cartea, aceasta este responsabilitatea angajatului unității. Bibliotecarul cunoaște regulile de catalogare a bibliotecii și, conform acestor reguli, caută publicația sau o plasează înapoi, i.e. își îndeplinește funcțiile oficiale. În acest exemplu, biblioteca este un mediu de stocare, bibliotecarul este un sistem de fișiere, iar clientul este un program.

Funcții de bază ale sistemului de fișiere

Principalele funcții ale sistemului de fișiere sunt:

• plasarea și organizarea pe un suport de date sub formă de fișiere;
• determinarea cantității maxime de date suportate pe mediul de stocare;
• crearea, citirea și ștergerea fișierelor;
• atribuirea și modificarea atributelor fișierului (dimensiune, timp de creare și modificare, proprietar și creator al fișierului, numai citire, fișier ascuns, fișier temporar, arhivat, executabil, lungime maximă a numelui fișierului etc.);
• determinarea structurii fișierului;
• Organizare de directoare pentru organizarea logică a fișierelor;
• protecția fișierelor în caz de defecțiune a sistemului;
• protejarea fișierelor împotriva accesului neautorizat și modificarea conținutului acestora.

Informațiile înregistrate pe un hard disk sau orice alt mediu sunt plasate acolo pe baza unei organizații de cluster. Un cluster este un fel de celulă de o anumită dimensiune în care se încadrează întregul fișier sau o parte a acestuia.

Dacă fișierul are dimensiunea unui cluster, atunci ocupă doar un cluster. Dacă dimensiunea fișierului depășește dimensiunea celulei, atunci acesta este plasat în mai multe celule cluster. Mai mult decât atât, clusterele libere pot să nu fie situate unul lângă altul, dar pot fi împrăștiate pe suprafața fizică a discului. Acest sistem vă permite să utilizați cât mai eficient spațiul atunci când stocați fișiere. Sarcina sistemului de fișiere este de a distribui fișierul atunci când scrieți în clustere libere într-un mod optim și, de asemenea, de a-l asambla când citiți și de a-l da programului sau sistemului de operare.

Tipuri de sisteme de fișiere

În timpul evoluției computerelor, mediilor de stocare și sistemelor de operare, un număr mare de sisteme de fișiere au apărut și au dispărut. În procesul unei astfel de selecții evolutive, astăzi următoarele tipuri de sisteme de fișiere sunt utilizate în principal pentru a lucra cu hard disk-uri și dispozitive de stocare externe (unități flash, carduri de memorie, hard disk-uri externe, CD-uri):

1. FAT32
2. ISO9660

Ultimele două sisteme sunt proiectate să funcționeze cu CD-uri. Sistemele de fișiere Ext3 și Ext4 funcționează cu sisteme de operare bazate pe Linux. NFS Plus este un sistem de fișiere pentru sistemele de operare OS X utilizat pe computerele Apple.

Cele mai utilizate sisteme de fișiere sunt NTFS și FAT32, iar acest lucru nu este surprinzător, deoarece... sunt concepute pentru sistemele de operare Windows, care rulează marea majoritate a computerelor din lume.

Acum FAT32 este înlocuit în mod activ de sistemul NTFS mai avansat datorită fiabilității sale mai mari în siguranța și protecția datelor. În plus, cele mai recente versiuni ale sistemului de operare Windows pur și simplu nu se vor permite să fie instalate dacă partiția hard diskului este formatată în FAT32. Programul de instalare vă va cere să formatați partiția în NTFS.

Sistemul de fișiere NTFS acceptă discuri cu o capacitate de sute de teraocteți și o dimensiune de fișier unică de până la 16 teraocteți.

Sistemul de fișiere FAT32 acceptă discuri de până la 8 teraocteți și o singură dimensiune de fișier de până la 4 GB. Cel mai adesea, acest FS este utilizat pe unități flash și carduri de memorie. Unitățile externe sunt formatate în FAT32 din fabrică.

Cu toate acestea, limitarea dimensiunii fișierului de 4 GB este deja un mare dezavantaj astăzi, deoarece... Datorită distribuției de videoclipuri de înaltă calitate, dimensiunea fișierului filmului va depăși această limită și nu va fi posibilă înregistrarea pe suport.

Distribuie.