Systém súborov - čo to je? Súborový systém NTFS, FAT, RAW, UDF. Abstrakt: Súborové systémy

Materiál na recenznú prednášku č.33

pre študentov špecialít

"Softvér informačných technológií"

docent Katedry informatiky, Ph.D. Livák E.N.

SYSTÉMY SPRÁVY SÚBOROV

Základné pojmy, fakty

Účel. Vlastnosti súborových systémovTUKVFATFAT 32,HPFSNTFS. Súborové systémy OS UNIX (s5, ufs), OS Linux Ext2FS Systémové oblasti disku (partícia, zväzok). Princípy umiestňovania súborov a ukladania informácií o umiestnení súborov. Organizácia katalógov. Obmedzenie prístupu k súborom a adresárom.

Zručnosti

Využívanie znalostí o štruktúre súborového systému na ochranu a obnovu informácie o počítači(súbory a adresáre). Organizácia riadenia prístupu k súborom.

Súborové systémy. Štruktúra súborového systému

Dáta na disku sú uložené vo forme súborov. Súbor je pomenovaná časť disku.

Systémy správy súborov sú určené na správu súborov.

Schopnosť narábať s dátami uloženými v súboroch na logickej úrovni poskytuje súborový systém. Je to súborový systém, ktorý určuje spôsob, akým sú dáta organizované na akomkoľvek pamäťovom médiu.

teda systém súborov je súbor špecifikácií a im zodpovedajúci softvér, ktorý je zodpovedný za vytváranie, ničenie, organizovanie, čítanie, zapisovanie, úpravu a presúvanie informácií o súboroch, ako aj za riadenie prístupu k súborom a správu zdrojov, ktoré súbory používajú.

Systém správy súborov je hlavným podsystémom vo veľkej väčšine moderných operačných systémov.

Používanie systému správy súborov

· všetky programy na spracovanie systému sú prepojené pomocou údajov;

· sú vyriešené problémy centralizovanej distribúcie diskového priestoru a správy dát;

· používateľovi sa poskytujú možnosti vykonávať operácie so súbormi (tvorba atď.), vymieňať si údaje medzi súbormi a rôznymi zariadeniami a chrániť súbory pred neoprávneným prístupom.

Niektoré operačné systémy môžu mať viacero systémov správy súborov, čo im dáva možnosť pracovať s viacerými súborovými systémami.

Skúsme rozlíšiť medzi súborovým systémom a systémom správy súborov.

Pojem „súborový systém“ definuje princípy prístupu k údajom organizovaným v súboroch.

Termín "systém správy súborov" odkazuje na konkrétna implementácia súborový systém, t.j. Ide o sadu softvérových modulov, ktoré zabezpečujú prácu so súbormi v konkrétnom OS.

Aby bolo možné pracovať so súbormi organizovanými v súlade s nejakým súborovým systémom, musí byť pre každý OS vyvinutý vhodný systém správy súborov. Tento UV systém bude fungovať iba na OS, pre ktorý je určený.

Pre rodinu OS Windows sa používajú hlavne súborové systémy: VFAT, FAT 32, NTFS.

Pozrime sa na štruktúru týchto súborových systémov.

Na súborovom systéme TUK Diskový priestor ľubovoľnej logickej jednotky je rozdelený do dvoch oblastí:

systémová oblasť a

· dátová oblasť.

Systémová oblasť vytvorené a inicializované počas formátovania a následne aktualizované pri manipulácii so štruktúrou súboru.

Oblasť systému pozostáva z nasledujúcich komponentov:

· boot sektor obsahujúci bootovací záznam (boot record);

· vyhradené sektory (nemusia existovať);

· tabuľky prideľovania súborov (FAT, tabuľka prideľovania súborov);

· koreňový adresár (ROOT).

Tieto komponenty sú umiestnené na disku jeden po druhom.

Dátová oblasť obsahuje súbory a adresáre podriadené koreňovému adresáru.

Údajová oblasť je rozdelená do takzvaných zhlukov. Klaster je jeden alebo viacero susediacich sektorov dátovej oblasti. Na druhej strane klaster je minimálna adresovateľná jednotka diskovej pamäte pridelená súboru. Tie. súbor alebo adresár zaberá celý počet klastrov. Ak chcete vytvoriť a zapísať nový súbor na disk, operačný systém mu pridelí niekoľko voľných diskových klastrov. Tieto zhluky nemusia na seba nadväzovať. Pre každý súbor je uložený zoznam všetkých čísel klastrov, ktoré sú priradené k tomuto súboru.

Rozdelenie oblasti údajov na klastre namiesto použitia sektorov vám umožňuje:

· zmenšiť veľkosť tabuľky FAT;

· znížiť fragmentáciu súborov;

· dĺžka reťazcov súborov je znížená Þ rýchlejší prístup k súboru.

Však tiež veľká veľkosť cluster vedie k neefektívnemu využívaniu dátovej oblasti, najmä v prípade veľkého počtu malých súborov (napokon sa pre každý súbor stratí v priemere polovica klastra).

V moderných súborových systémoch (FAT 32, HPFS, NTFS) je tento problém vyriešený obmedzením veľkosti klastra (maximálne 4 KB)

Mapa dátovej oblasti je T tabuľka prideľovania súborov (File Allocation Table - FAT) Každý prvok tabuľky FAT (12, 16 alebo 32 bitov) zodpovedá jednému diskovému zhluku a charakterizuje jeho stav: voľný, zaneprázdnený alebo chybný klaster.

· Ak je súbor alokovaný klaster (t.j. zaneprázdnený), potom zodpovedajúci prvok FAT obsahuje číslo nasledujúceho klastra súboru;

· posledný zhluk súboru je označený číslom v rozsahu FF8h - FFFh (FFF8h - FFFFh);

· ak je klaster voľný, obsahuje nulovú hodnotu 000h (0000h);

· klaster, ktorý je nepoužiteľný (zlyhal), je označený číslom FF7h (FFF7h).

V tabuľke FAT sú teda klastre patriace do rovnakého súboru spojené do reťazcov.

Alokačná tabuľka súborov je uložená hneď po tom, ako je bootovací záznam logického disku popísaný v špeciálnom poli v boot sektore.

Je uložený v dvoch rovnakých exemplároch, ktoré na seba nadväzujú. Ak je prvá kópia tabuľky zničená, použije sa druhá.

Vzhľadom na to, že pri prístupe na disk je FAT využívaný veľmi intenzívne, zvyčajne sa načíta do RAM (do I/O bufferov alebo cache) a zostane tam čo najdlhšie.

Hlavnou nevýhodou FAT je pomalá práca so súbormi. Pri vytváraní súboru platí pravidlo, že sa pridelí prvý voľný klaster. To vedie k fragmentácii disku a zložitým reťazcom súborov. To má za následok pomalšiu prácu so súbormi.

Na zobrazenie a úpravu tabuľky FAT môžete použiť užitočnosťDiskEditor.

Podrobné informácie o samotnom súbore sú uložené v inej štruktúre nazývanej koreňový adresár. Každý logický pohon má vlastný koreňový adresár (ROOT, anglicky - root).

Koreňový adresár popisuje súbory a iné adresáre. Prvok adresára je deskriptor súboru.

Obsahuje ho každý deskriptor súboru a adresára

· Názov

· predĺženie

dátum vytvorenia alebo poslednej úpravy

· čas vytvorenia alebo poslednej úpravy

atribúty (archív, atribút adresára, atribút zväzku, systém, skrytý, len na čítanie)

· dĺžka súboru (pre adresár - 0)

· rezervované pole, ktoré sa nepoužíva

· číslo prvého klastra v reťazci klastrov pridelených súboru alebo adresáru; Po prijatí tohto čísla operačný systém podľa tabuľky FAT zistí všetky ostatné čísla klastrov súboru.

Používateľ teda spustí súbor na vykonanie. Operačný systém hľadá súbor s požadovaným názvom tak, že sa pozrie na popisy súborov v aktuálnom adresári. Keď sa požadovaný prvok nájde v aktuálnom adresári, operačný systém načíta prvé číslo klastra tohto súboru a potom použije tabuľku FAT na určenie zostávajúcich čísel klastrov. Údaje z týchto klastrov sa načítajú do pamäte RAM a zlúčia sa do jednej súvislej sekcie. Operačný systém prenesie kontrolu do súboru a program sa spustí.

Na zobrazenie a úpravu koreňového adresára ROOT môžete tiež použiť užitočnosťDiskEditor.

Systém súborov VFAT

Súborový systém VFAT (virtuálny FAT) sa prvýkrát objavil v systéme Windows for Workgroups 3.11 a bol navrhnutý pre súbor I/O v chránenom režime.

Tento súborový systém sa používa v systéme Windows 95.

Je tiež podporovaný vo Windows NT 4.

VFAT je natívny 32-bitový súborový systém Windows 95. Je riadený ovládačom VFAT .VXD.

VFAT používa 32-bitový kód pre všetky operácie so súbormi, môže používať 32-bitové ovládače chráneného režimu.

ALE, položky tabuľky alokácie súborov zostávajú 12- alebo 16-bitové, takže na disku sa používa rovnaká dátová štruktúra (FAT). Tie. f formát tabuľkyVFAT je to isté, ako je formát FAT.

VFAT spolu s názvami "8.3". podporuje dlhé mená súbory. (VFAT sa často hovorí ako FAT s podporou dlhých názvov).

Hlavnou nevýhodou VFAT sú veľké klastrovacie straty s veľkými veľkosťami logických diskov a obmedzenia veľkosti samotného logického disku.

Systém súborov TUKY 32

Toto je nová implementácia myšlienky používania tabuľky FAT.

FAT 32 je úplne samostatný 32-bitový súborový systém.

Prvýkrát použité v systéme Windows OSR 2 (OEM Service Release 2).

V súčasnosti sa FAT 32 používa v systémoch Windows 98 a Windows ME.

Obsahuje množstvo vylepšení a doplnkov oproti predchádzajúcim implementáciám FAT.

1. Využíva miesto na disku oveľa efektívnejšie vďaka tomu, že využíva klastre menšej veľkosti(4 KB) – odhaduje sa, že úspora je až 15 %.

2. Má rozšírený zavádzací záznam, ktorý vám umožňuje vytvárať kópie kritických dátových štruktúr Þ zvyšuje odolnosť disku proti poškodeniu štruktúr disku

3. Môžete použiť zálohu FAT namiesto štandardnej.

4. Môže presunúť koreňový adresár, inými slovami, koreňový adresár môže byť na akomkoľvek mieste Þ odstraňuje obmedzenie veľkosti koreňového adresára (512 prvkov, keďže ROOT mal zaberať jeden klaster).

5. Vylepšená štruktúra koreňového adresára

Objavili sa ďalšie polia, napríklad čas vytvorenia, dátum vytvorenia, dátum posledného prístupu, kontrolný súčet

Stále existuje viacero popisovačov pre dlhý názov súboru.

Systém súborov HPFS

HPFS (High Performance File System) je vysokovýkonný súborový systém.

HPFS sa prvýkrát objavil v OS/2 1.2 a LAN Manager.

Uveďme zoznam hlavné vlastnosti HPFS.

· Hlavným rozdielom sú základné princípy umiestňovania súborov na disk a princípy ukladania informácií o umiestnení súborov. Vďaka týmto princípom má HPFS vysoký výkon a odolnosť voči chybám, je spoľahlivý systém súborov.

· Miesto na disku v HPFS nie je alokované v klastroch (ako vo FAT), ale bloky. V modernej implementácii sa veľkosť bloku rovná jednému sektoru, ale v zásade môže mať inú veľkosť. (V skutočnosti je blok zhlukom, iba zhluk sa vždy rovná jednému sektoru). Umiestňovanie súborov do takýchto malých blokov umožňuje efektívnejšie využívať miesto na disku, keďže réžia voľného miesta je v priemere len (pol sektora) 256 bajtov na súbor. Pamätajte, že čím väčšia je veľkosť klastra, tým viac miesta na disku sa plytvá.

· Systém HPFS sa snaží súbor usporiadať do súvislých blokov, alebo ak to nie je možné, umiestniť ho na disk tak, aby rozsahov(úlomky) súboru boli fyzicky čo najbližšie k sebe. Tento prístup je nevyhnutný znižuje čas polohovania hlavy na zápis/čítanie pevný disk a čas čakania (oneskorenie medzi inštaláciou čítacej/zápisovej hlavy na požadovanú stopu). Pripomeňme si, že v súbore FAT je jednoducho alokovaný prvý voľný klaster.

Rozsahy(rozsah) - fragmenty súborov umiestnené v susedných sektoroch disku. Súbor má aspoň jeden rozsah, ak nie je fragmentovaný, a v opačnom prípade má viacero rozsahov.

· Použité metóda vyvážené binárne stromy na ukladanie a vyhľadávanie informácií o umiestnení súborov (adresáre sú uložené v strede disku, navyše je zabezpečené automatické triedenie adresárov), čo je nevyhnutné zvyšuje produktivitu HPFS (vs. FAT).

· HPFS poskytuje špeciálne rozšírené atribúty súborov, ktoré to umožňujú kontrolovať prístup k súborom a adresárom.

Rozšírené atribúty (rozšírené atribúty, EAs ) vám umožní uložiť ďalšie informácie o súbore. Ku každému súboru môže byť napríklad priradená jeho jedinečná grafika (ikona), popis súboru, komentár, informácia o vlastníkovi súboru atď.

C Štruktúra oddielov HPFS

Na začiatku oddielu s nainštalovaným HPFS sú tri blokové ovládanie:

zavádzací blok

· prídavný blok (superblok) a

· náhradný (záložný) blok (náhradný blok).

Zaberajú 18 sektorov.

Všetok zostávajúci priestor na disku v HPFS je rozdelený na časti zo susedných sektorov - pruhy(pásik - pás, páska). Každý pásik zaberá 8 MB miesta na disku.

Každý pásik má svoj vlastný bitmapa prideľovania sektorov.Bitmapa ukazuje, ktoré sektory daného pásma sú obsadené a ktoré voľné. Každý sektor dátového pruhu zodpovedá jednému bitu v jeho bitovej mape. Ak bit = 1, sektor je zaneprázdnený, ak 0, potom je voľný.

Bitmapy dvoch pruhov sú umiestnené vedľa seba na disku, rovnako ako samotné pruhy. To znamená, že postupnosť pruhov a kariet vyzerá ako na obr.

Porovnať sTUK. Pre celý disk existuje iba jedna „bitová mapa“ (tabuľka FAT). A aby ste s ním mohli pracovať, musíte pohybovať čítacími/zápisovými hlavami v priemere cez polovicu disku.

Aby sa skrátil čas umiestňovania čítacích/zápisových hláv pevného disku, v HPFS je disk rozdelený na pruhy.

Uvažujme kontrolné bloky.

Bootovací blok (bootblokovať)

Obsahuje názov zväzku, jeho sériové číslo, blok parametrov systému BIOS a zavádzací program.

Bootstrap program nájde súbor OS 2 LDR , načíta ho do pamäte a odovzdá riadenie tomuto zavádzaciemu programu OS, ktorý naopak načíta jadro OS/2 z disku do pamäte - OS 2 KRNL. A už OS 2 KRIML pomocou informácií zo súboru KONFIG. SYS načíta do pamäte všetky ostatné potrebné softvérové ​​moduly a dátové bloky.

Bootovací blok sa nachádza v sektoroch 0 až 15.

SuperBlokovať(super blok)

Obsahuje

· ukazovateľ na zoznam bitmapových máp (zoznam bitmapových blokov). V tomto zozname sú uvedené všetky bloky na disku, ktoré obsahujú bitové mapy používané na detekciu voľných sektorov;

· ukazovateľ na zoznam chybných blokov (zlý zoznam blokov). Keď systém zistí poškodený blok, pridá sa do tohto zoznamu a už sa nepoužíva na ukladanie informácií;

· ukazovateľ na pásmo adresára

· ukazovateľ na súborový uzol (F -uzol) koreňového adresára,

dátum posledná kontrola oddiel s CHKDSK;

· informácie o veľkosti pruhu (v aktuálnej implementácii HPFS - 8 MB).

Super blok sa nachádza v sektore 16.

Rezervnýblokovať(náhradný blok)

Obsahuje

· ukazovateľ na núdzovú náhradnú mapu (mapa alebo oblasti rýchlej opravy);

· ukazovateľ na zoznam voľných náhradných blokov (adresár zoznam núdzových voľných blokov);

· množstvo systémových príznakov a deskriptorov.

Tento blok sa nachádza v sektore 17 disku.

Záložný blok poskytuje vysokú odolnosť voči chybám systému súborov HPFS a umožňuje vám obnoviť poškodené údaje na disku.

Princíp umiestnenia súboru

Rozsahy(rozsah) - fragmenty súborov umiestnené v susedných sektoroch disku. Súbor má aspoň jeden rozsah, ak nie je fragmentovaný, a v opačnom prípade má viacero rozsahov.

Systém HPFS sa snaží skrátiť čas potrebný na umiestnenie čítacích/zápisových hláv pevného disku

1) umiestnite súbor do susedných blokov;

2) ak to nie je možné, umiestnite rozsahy fragmentovaného súboru čo najbližšie k sebe,

HPFS na to používa štatistiku a tiež sa snaží podmienečne vyhradiť aspoň 4 kilobajty miesta na konci súborov, ktoré rastú.

Zásady ukladania informácií o umiestnení súborov

Každý súbor a adresár na disku má svoj vlastný uzol súboru F-Node. Toto je štruktúra, ktorá obsahuje informácie o umiestnení súboru a jeho rozšírených atribútoch.

Každý F-uzol zaberá jeden sektor a je vždy umiestnený v blízkosti jeho súboru alebo adresára (zvyčajne bezprostredne pred súborom alebo adresárom). Objekt F-Node obsahuje

· dĺžka,

· prvých 15 znakov názvu súboru,

· špeciálne servisné informácie,

· štatistiky o prístupe k súborom,

· rozšírené atribúty súboru,

· zoznam prístupových práv (alebo iba časť tohto zoznamu, ak je veľmi veľký); Ak sú rozšírené atribúty pre uzol súboru príliš veľké, zapíše sa na ne ukazovateľ.

· asociatívne informácie o umiestnení a podriadenosti súboru a pod.

Ak je súbor súvislý, jeho umiestnenie na disku je opísané dvoma 32-bitovými číslami. Prvé číslo je ukazovateľ na prvý blok súboru a druhé je dĺžka rozsahu (počet po sebe nasledujúcich blokov, ktoré patria do súboru).

Ak je súbor fragmentovaný, umiestnenie jeho rozsahov je opísané v uzle súboru ďalšími pármi 32-bitových čísel.

Uzol súboru môže obsahovať informácie až o ôsmich rozsahoch súboru. Ak má súbor viac rozsahov, do jeho súborového uzla sa zapíše ukazovateľ na alokačný blok, ktorý môže obsahovať až 40 ukazovateľov na rozsahy alebo podobne ako blok adresárového stromu na iné alokačné bloky.

Štruktúra a umiestnenie adresára

Používa sa na ukladanie adresárov prúžok umiestnený v strede disku.

Tento pás sa nazýva adresárkapela.

Ak je úplne plný, HPFS začne umiestňovať adresáre súborov do iných pruhov.

Umiestnenie tejto informačnej štruktúry do stredu disku výrazne znižuje priemerný čas polohovania hlavy na čítanie/zápis.

Výrazne väčší príspevok k výkonu HPFS (v porovnaní s umiestnením adresárového pásma do stredu logického disku) sa však dosiahne použitím metóda vyvážené binárne stromy na ukladanie a získavanie informácií o umiestnení súborov.

Pripomeňme si to v súborovom systéme TUK adresár má lineárnu štruktúru, ktorá nie je špeciálne usporiadaná, takže pri hľadaní súboru ho musíte prezerať postupne od úplného začiatku.

V HPFS je adresárová štruktúra vyvážený strom s položkami usporiadanými v abecednom poradí.

Každá položka v strome obsahuje

· atribúty súboru,

· ukazovateľ na príslušný uzol súboru,

informácie o čase a dátume vytvorenia súboru, čase a dátume najnovšia aktualizácia a odvolania,

dĺžka údajov obsahujúcich rozšírené atribúty,

· počítadlo prístupu k súborom,

dĺžka názvu súboru

· samotný názov,

· a ďalšie informácie.

Súborový systém HPFS sa pri hľadaní súboru v adresári pozerá len na potrebné vetvy binárneho stromu. Táto metóda je mnohonásobne efektívnejšia ako postupné čítanie všetkých záznamov v adresári, čo je prípad systému FAT.

Veľkosť každého bloku z hľadiska toho, ktoré adresáre sú alokované v aktuálnej implementácii HPFS, je 2 KB. Veľkosť položky popisujúcej súbor závisí od veľkosti názvu súboru. Ak má názov 13 bajtov (pre formát 8,3), potom 2 KB blok môže obsahovať až 40 deskriptorov súborov. Bloky sú navzájom spojené pomocou zoznamu.

Problémy

Pri premenovávaní súborov môže dôjsť k takzvanému opätovnému vyváženiu stromu. Výsledkom môže byť vytvorenie súboru, jeho premenovanie alebo vymazanie kaskádové adresárové bloky. V skutočnosti môže premenovanie zlyhať z dôvodu nedostatku miesta na disku, aj keď sa veľkosť samotného súboru nezväčšila. Aby sa predišlo tejto katastrofe, HPFS udržiava malý fond voľných blokov, ktoré možno použiť v prípade katastrofy. Táto operácia môže vyžadovať pridelenie ďalších blokov na plný disk. Ukazovateľ na túto oblasť voľných blokov je uložený v SpareBlock.

Zásady umiestňovania súborov a adresárov na diskHPFS:

· informácie o umiestnení súborov sú rozptýlené po celom disku, pričom záznamy o každom z nich konkrétny súbor umiestnené (ak je to možné) v susedných sektoroch av blízkosti údajov o ich polohe;

· adresáre sú umiestnené uprostred miesta na disku;

· Adresáre sú uložené ako binárny vyvážený strom so záznamami usporiadanými v abecednom poradí.

Spoľahlivosť ukladania dát v HPFS

Každý súborový systém musí mať prostriedky na opravu chýb, ktoré sa vyskytujú pri zapisovaní informácií na disk. Používa na to systém HPFS mechanizmus núdzovej výmeny ( rýchla oprava).

Ak systém súborov HPFS narazí na problém pri zapisovaní údajov na disk, zobrazí sa chybové hlásenie. HPFS potom uloží informácie, ktoré mali byť zapísané do chybného sektora, v jednom z rezervných sektorov vopred rezervovaných pre túto možnosť. Zoznam voľných náhradných blokov je uložený v náhradnom bloku HPFS. Ak sa pri zápise údajov do normálneho bloku zistí chyba, HPFS vyberie jeden z voľných náhradných blokov a uloží tam údaje. Systém súborov sa potom aktualizuje núdzová náhradná karta v rezervnej jednotke.

Táto mapa sú jednoducho dvojice dvojitých slov, z ktorých každé je 32-bitové číslo sektora.

Prvé číslo označuje chybný sektor a druhé označuje sektor medzi dostupnými náhradnými sektormi, ktorý bol vybraný na jeho nahradenie.

Po výmene chybného sektora za náhradný sa na disk zapíše mapa núdzovej výmeny a na obrazovke sa zobrazí kontextové okno informujúce používateľa, že nastala chyba zápisu na disk. Zakaždým, keď systém zapíše alebo načíta sektor disku, pozrie sa na mapu obnovy a nahradí všetky čísla chybných sektorov číslami náhradných sektorov zodpovedajúcimi údajmi.

Je potrebné poznamenať, že tento preklad čísel výrazne neovplyvňuje výkon systému, pretože sa vykonáva iba pri fyzickom prístupe na disk, a nie pri čítaní údajov z vyrovnávacej pamäte disku.

Systém súborov NTFS

Súbor systém NTFS(Nová technológia Systém súborov) obsahuje množstvo významných vylepšení a zmien, ktoré ho výrazne odlišujú od iných súborových systémov.

Všimnite si, že až na zriedkavé výnimky, s oddiely NTFS môžete pracovať iba priamo zWindowsN.T. aj keď existujú zodpovedajúce implementácie systémov správy súborov na čítanie súborov zo zväzkov NTFS pre množstvo OS.

Neexistujú však žiadne plnohodnotné implementácie pre prácu s NTFS mimo Windows NT.

Systém NTFS nie je podporovaný v široko používaných operačných systémoch Windows 98 a Windows Millennium Edition.

Kľúčové vlastnostiNT FS

· práca na veľkých diskoch prebieha efektívne (oveľa efektívnejšie ako vo FAT);

· existujú nástroje na obmedzenie prístupu k súborom a adresárom Þ Oddiely NTFS poskytujú miestna bezpečnosť súbory aj adresáre;

· bol zavedený transakčný mechanizmus, v ktorom ťažba dreva operácie so súbormi Þ výrazné zvýšenie spoľahlivosti;

· mnohé obmedzenia týkajúce sa maximálneho počtu diskových sektorov a/alebo klastrov boli odstránené;

· názov súboru v NTFS, na rozdiel od súborových systémov FAT a HPFS, môže obsahovať ľubovoľné znaky, vrátane Plný set národné abecedy, pretože údaje sú prezentované v Unicode - 16-bitovej reprezentácii, ktorá dáva 65535 rôznych znakov. Maximálna dĺžka názvu súboru v systéme NTFS je 255 znakov.

· NTFS má tiež vstavané možnosti kompresie, ktoré môžete použiť na jednotlivé súbory, celé adresáre a dokonca aj zväzky (a následne ich vrátiť späť alebo priradiť podľa potreby).

Štruktúra zväzku so systémom súborov NTFS

Oddiel NTFS sa nazýva zväzok (zväzok). Maximálna možná veľkosť zväzku (a veľkosť súboru) je 16 EB (exabajt 2**64).

Podobne ako iné systémy, aj NTFS rozdeľuje diskový priestor zväzku na klastre – bloky údajov, ktoré sú adresované ako dátové jednotky. NTFS podporuje veľkosti klastrov od 512 bajtov do 64 KB; štandardom je klaster s veľkosťou 2 alebo 4 KB.

Všetok diskový priestor v systéme NTFS je rozdelený na dve nerovnaké časti.

Prvých 12% disku je alokovaných do takzvanej MFT zóny - priestoru, ktorý môže byť obsadený hlavnou službou metasúbor MFT.

Do tejto oblasti nie je možné zapisovať žiadne údaje. Zóna MFT je vždy prázdna – robí sa to preto, aby sa súbor MFT, ak je to možné, nefragmentoval pri raste.

Zvyšných 88 % objemu tvorí bežný priestor na ukladanie súborov.

MFT (majstersúborstôl - všeobecná tabuľka súborov) je v podstate adresár všetkých ostatných súborov na disku vrátane seba samého. Je určený na určenie umiestnenia súborov.

MFT pozostáva zo záznamov s pevnou veľkosťou. Veľkosť záznamu MFT (minimálne 1 kB a maximálne 4 kB) sa určuje pri formátovaní zväzku.

Každý záznam zodpovedá súboru.

Prvých 16 záznamov má charakter služby a nie sú dostupné pre operačný systém – sú tzv metasúbory, a úplne prvým metasúborom je samotný MFT.

Týchto prvých 16 prvkov MFT je jedinou časťou disku, ktorá má striktne pevnú polohu. Kópia týchto 16 záznamov sa kvôli spoľahlivosti uchováva v strede zväzku.

Zostávajúce časti súboru MFT môžu byť umiestnené, ako každý iný súbor, na ľubovoľných miestach na disku.

Metasúbory sú servisného charakteru – každý z nich je zodpovedný za nejaký aspekt fungovania systému. Metasúbory sa nachádzajú v koreňovom adresári zväzku NTFS. Všetky začínajú symbolom názvu „$“, hoci je ťažké získať o nich akékoľvek informácie štandardnými prostriedkami. V tabuľke Uvádzajú sa hlavné metasúbory a ich účel.

Príslušný záznam MFT ukladá všetky informácie o súbore:

· názov súboru,

· veľkosť;

· atribúty súboru;

· pozície na disku jednotlivých fragmentov atď.

Ak jeden záznam MFT pre informáciu nestačí, použije sa niekoľko záznamov, a nie nevyhnutne po sebe idúcich záznamov.

Ak súbor nie je príliš veľký, dáta súboru sa uložia priamo do MFT, do priestoru zostávajúceho z hlavných dát v rámci jedného MFT záznamu.

Súbor na zväzku NTFS je identifikovaný tzv odkaz na súbor(File Reference), ktorý je reprezentovaný ako 64-bitové číslo.

· číslo súboru, ktoré zodpovedá číslu záznamu v MFT,

· a poradové čísla. Toto číslo sa zvýši vždy, keď sa dané číslo v MFT znova použije, čo umožňuje systému súborov NTFS vykonávať kontroly vnútornej integrity.

Každý súbor v systéme NTFS je reprezentovaný tokov(streamy), to znamená, že nemá „len dáta“ ako také, ale existujú streamy.

Jedným z prúdov sú dáta súboru.

Väčšina atribútov súborov sú tiež prúdy.

Ukazuje sa teda, že súbor má iba jednu základnú entitu – číslo v MFT a všetko ostatné, vrátane jeho streamov, je voliteľné.

Tento prístup sa dá efektívne využiť – napríklad môžete k súboru „pripojiť“ ďalší prúd zapísaním akýchkoľvek údajov.

Štandardné atribúty pre súbory a adresáre na zväzku NTFS majú pevné názvy a kódy typov.

Katalóg v NTFS je špeciálny súbor, ktorý ukladá odkazy na iné súbory a adresáre.

Katalógový súbor je rozdelený do blokov, z ktorých každý obsahuje

· názov súboru,

základné atribúty a

Koreňový adresár disku sa nelíši od bežných adresárov, až na špeciálny odkaz naň zo začiatku metasúboru MFT.

Vnútorná adresárová štruktúra je binárny strom podobný HPFS.

Počet súborov v koreňovom a nekorenovom adresári nie je obmedzený.

Podporuje súborový systém NTFS objektový model Bezpečnosť NT: NTFS zaobchádza s adresármi a súbormi ako s rôznymi typmi objektov a udržiava samostatné (hoci prekrývajúce sa) zoznamy povolení pre každý typ.

NTFS poskytuje zabezpečenie na úrovni súborov; to znamená, že prístupové práva k zväzkom, adresárom a súborom môžu závisieť od účtu používateľa a skupiny, do ktorých patrí. Zakaždým, keď používateľ pristupuje k objektu súborového systému, jeho prístupové práva sa kontrolujú podľa zoznamu povolení daného objektu. Ak má používateľ dostatočné práva, jeho žiadosti je vyhovené; v opačnom prípade je žiadosť zamietnutá. Tento bezpečnostný model sa vzťahuje na lokálnu registráciu používateľov na počítačoch NT aj na požiadavky vzdialenej siete.

Systém NTFS má tiež určité schopnosti samoopravy. NTFS podporuje rôzne mechanizmy na overovanie integrity systému, vrátane protokolovania transakcií, ktoré umožňuje prehrávať operácie zápisu súborov proti špeciálnemu systémovému protokolu.

o ťažba dreva operácie so súbormi, systém správy súborov zaznamenáva zmeny, ktoré nastanú v špeciálnom servisnom súbore. Na začiatku operácie zmeny štruktúra súboru, urobí sa zodpovedajúca poznámka. Ak počas operácií so súbormi dôjde k zlyhaniu, uvedená značka začiatku operácie zostane označená ako nedokončená. Keď vykonáte kontrolu integrity súborového systému po reštarte počítača, tieto čakajúce operácie budú zrušené a súbory budú obnovené do pôvodného stavu. Ak je operácia zmeny údajov v súboroch dokončená normálne, potom práve v tomto súbore podpory protokolovania služby je operácia označená ako dokončená.

Hlavná nevýhoda súborového systémuNTFS- servisné dáta zaberajú veľa miesta (napr. každý adresárový prvok zaberá 2 KB) - pre malé partície môžu servisné dáta zaberať až 25 % objemu média.

Þ NTFS nie je možné použiť na formátovanie diskiet. Nemali by ste ho používať na formátovanie oddielov menších ako 100 MB.

súborový systém OS UNIX

Vo svete UNIX existuje niekoľko rôznych typov súborových systémov s vlastnou štruktúrou externá pamäť. Najznámejšie sú tradičný súborový systém UNIX System V (s5) a UNIX rodina BSD (ufs).

Zvážte s 5.

Súbor v systéme UNIX je kolekcia znakov s náhodným prístupom.

Súbor má štruktúru, ktorá je mu uložená používateľom.

Súborový systém Unix je hierarchický súborový systém pre viacerých používateľov.

Súborový systém má stromovú štruktúru. Vrcholy (medziuzly) stromu sú adresáre s odkazmi na iné adresáre alebo súbory. Listy stromu zodpovedajú súborom alebo prázdnym adresárom.

Komentujte. V skutočnosti nie je súborový systém Unix založený na strome. Faktom je, že systém má možnosť narušiť hierarchiu vo forme stromu, pretože je možné priradiť viac mien s rovnakým obsahom súboru.

Štruktúra disku

Disk je rozdelený na bloky. Veľkosť bloku údajov sa určuje pri formátovaní systému súborov pomocou príkazu mkfs a možno ju nastaviť na 512, 1024, 2048, 4096 alebo 8192 bajtov.

Počítame 512 bajtov (veľkosť sektora).

Miesto na disku je rozdelené do nasledujúcich oblastí (pozri obrázok):

· nakladací blok;

· ovládanie superbloku;

· rad i-uzlov;

· oblasť na ukladanie obsahu (údajov) súborov;

· súbor voľných blokov (prepojených do zoznamu);

Komentujte. Pre súborový systém UFS - toto všetko sa opakuje pre skupinu valcov (okrem Boot bloku) + je pridelená špeciálna oblasť na popis skupiny valcov

Bootovací blok

Blok sa nachádza v bloku #0. (Pamätajte, že umiestnenie tohto bloku do bloku nula systémové zariadenie určuje hardvér, pretože zavádzač hardvéru vždy pristupuje k bloku nula systémového zariadenia. Toto je posledný komponent súborového systému, ktorý je závislý od hardvéru.)

Zavádzací blok obsahuje propagačný program, ktorý sa používa na počiatočné spustenie operačného systému UNIX. V súborových systémoch S 5 sa v skutočnosti používa iba zavádzací blok koreňového súborového systému. V ďalších súborových systémoch je táto oblasť prítomná, ale nepoužíva sa.

Superblok

Obsahuje prevádzkové informácie o stave súborového systému, ako aj údaje o nastaveniach súborového systému.

Superblok obsahuje najmä nasledujúce informácie

· počet i-uzlov (indexové deskriptory);

· veľkosť partície???;

· zoznam voľných blokov;

· zoznam voľných i-uzlov;

· a ďalšie.

Venujme pozornosť! Voľné miesto na disku je prepojený zoznam voľných blokov. Tento zoznam je uložený v superbloku.

Prvky zoznamu sú polia s 50 prvkami (ak blok = 512 bajtov, potom prvok = 16 bitov):

· Prvky poľa č. 1-48 obsahujú počty voľných blokov priestoru súborových blokov od 2 do 49.

· prvok #0 obsahuje smerník na pokračovanie zoznamu a

· posledný prvok (č. 49) obsahuje ukazovateľ na voľný prvok v poli.

Ak niektorý proces potrebuje voľný blok na rozšírenie súboru, potom systém vyberie prvok poľa pomocou ukazovateľa (na voľný prvok) a blok s číslom uloženým v tomto prvku sa poskytne súboru. Ak sa súbor zmenší, uvoľnené čísla sa pridajú do poľa voľných blokov a upraví sa ukazovateľ na voľný prvok.

Keďže veľkosť poľa je 50 prvkov, sú možné dve kritické situácie:

1. Keď uvoľníme bloky súborov, ale nezmestia sa do tohto poľa. V tomto prípade sa zo súborového systému vyberie jeden voľný blok a do tohto bloku sa skopíruje úplne vyplnené pole voľných blokov, po čom sa vynuluje hodnota ukazovateľa na voľný prvok a nulový prvok poľa, ktorý sa nachádza v superbloku, obsahuje číslo bloku, ktorý systém zvolil na skopírovanie obsahu poľa. V tomto momente je vytvorený nový prvok zoznam voľných blokov (každý s 50 prvkami).

2. Po vyčerpaní obsahu prvkov poľa voľných blokov (v tomto prípade je nulový prvok poľa nula Ak sa tento prvok nerovná nule, znamená to, že ide o pokračovanie). pole. Toto pokračovanie sa načíta do kópie superbloku v RAM.

Voľný zoznami-uzly. Toto je vyrovnávacia pamäť pozostávajúca zo 100 prvkov. Obsahuje informácie o 100 číslach i-uzlov, ktoré sú momentálne voľné.

Superblok je vždy v RAM

Þ všetky operácie (uvoľňovanie a obsadzovanie blokov a i-uzlov prebieha v RAM Þ minimalizácia výmeny diskov.

Ale! Ak sa obsah superbloku nezapíše na disk a vypne sa napájanie, nastanú problémy (rozpor medzi skutočným stavom súborového systému a obsahom superbloku). Ale to je už požiadavka na spoľahlivosť vybavenia systému.

Komentujte. Súborové systémy UFS podporujú viacero kópií superbloku (jedna kópia na skupinu valcov) na zlepšenie stability.

Oblasť Inode

Toto je pole popisov súborov tzv i-uzly (ja-uzol).(64 bajtov?)

Každý indexový deskriptor (i-uzol) súboru obsahuje:

· Typ súboru (súbor/adresár/špeciálny súbor/fifo/socket)

· Atribúty (prístupové práva) - 10

ID vlastníka súboru

· ID skupiny vlastníka súboru

· Čas vytvorenia súboru

Čas úpravy súboru

· Čas posledného prístupu k súboru

· Dĺžka súboru

· Počet odkazov na daný i-uzol z rôznych adresárov

Adresy blokov súborov

!Poznámka. Nie je tu žiadny názov súboru

Pozrime sa bližšie na to, ako je to organizované blokové adresovanie, v ktorom súbor uverejnený. Takže v poli adresy sú čísla prvých 10 blokov súboru.

Ak súbor presiahne desať blokov, začne fungovať nasledujúci mechanizmus: 11. prvok poľa obsahuje číslo bloku, ktoré obsahuje 128 (256) odkazov na bloky tohto súboru. Ak je súbor ešte väčší, potom sa použije 12. prvok poľa – obsahuje číslo bloku, ktorý obsahuje 128(256) čísel blokov, pričom každý blok obsahuje 128(256) čísel blokov systému súborov. A ak je súbor ešte väčší, potom sa použije 13. prvok - kde sa hĺbka vnorenia zoznamu zvýši o ďalší.

Takto môžeme získať súbor o veľkosti (10+128+128 2 +128 3)*512.

Dá sa to znázorniť takto:

Adresa 1. bloku súboru

Adresa 2. bloku súboru

Adresa 10. bloku súboru

Adresa bloku nepriameho adresovania (blok s 256 blokovými adresami)

Adresa 2. bloku nepriameho adresovania (blok s 256 blokmi adries s adresami)

Adresa 3. bloku nepriameho adresovania (blok s adresami blokov s adresami blokov s adresami)

Ochrana súborov

Teraz sa pozrime na ID vlastníka a skupiny a bezpečnostné bity.

V OS Unix sa používa trojúrovňová užívateľská hierarchia:

Prvou úrovňou sú všetci používatelia.

Druhou úrovňou sú skupiny používateľov. (Všetci používatelia sú rozdelení do skupín.

Treťou úrovňou je konkrétny používateľ (Skupiny pozostávajú zo skutočných používateľov). Vďaka tejto trojúrovňovej organizácii používateľov má každý súbor tri atribúty:

1) Vlastník súboru. Tento atribút je spojený s jedným konkrétnym používateľom, ktorý je systémom automaticky priradený ako vlastník súboru. Predvoleným vlastníkom sa môžete stať vytvorením súboru a existuje aj príkaz, ktorý vám umožní zmeniť vlastníka súboru.

2) Ochrana prístupu k súborom. Prístup ku každému súboru je obmedzený na tri kategórie:

· práva vlastníka (čo môže vlastník robiť s týmto súborom, v všeobecný prípad- nie nevyhnutne čokoľvek);

· práva skupiny, do ktorej patrí vlastník súboru. Vlastník tu nie je zahrnutý (napríklad súbor môže byť pre vlastníka uzamknutý na čítanie, ale všetci ostatní členovia skupiny môžu zo súboru voľne čítať;

· všetci ostatní používatelia systému;

Tieto tri kategórie regulujú tri akcie: čítanie zo súboru, zápis do súboru a spustenie súboru (v mnemotechnickej pomôcke Systémy R,W,X, respektíve). Každý súbor v týchto troch kategóriách definuje, ktorý používateľ môže čítať, ktorý môže zapisovať a kto ho môže spúšťať ako proces.

Organizácia adresárov

Z pohľadu OS je adresár bežný súbor, ktorý obsahuje údaje o všetkých súboroch, ktoré do adresára patria.

Prvok adresára pozostáva z dvoch polí:

1)číslo i-uzla (poradové číslo v poli i-uzlov) a

2) názov súboru:

Každý adresár obsahuje dva špeciálne názvy: „.“ – samotný adresár; „...“ - nadradený adresár.

(Pre koreňový adresár odkazuje rodič na rovnaký adresár.)

Vo všeobecnosti môže adresár obsahovať viacero položiek, ktoré odkazujú na rovnaký i-uzol, ale adresár nemôže obsahovať položky s rovnakými názvami. To znamená, že k obsahu súboru môže byť priradený ľubovoľný počet mien. To sa nazýva viazanie. Zavolá sa položka adresára, ktorá odkazuje na jeden súbor komunikácia.

Súbory existujú nezávisle od položiek adresára a odkazy na adresáre v skutočnosti smerujú na fyzické súbory. Súbor „zmizne“, keď sa odstráni posledný odkaz, ktorý naň ukazuje.

Ak chcete získať prístup k súboru podľa názvu, operačný systém

1. nájde tento názov v adresári obsahujúcom súbor,

2. získa číslo i-uzla súboru,

3. podľa čísla nájde i-uzol v oblasti i-uzlov,

4. z i-uzla dostane adresy blokov, v ktorých sa nachádzajú dáta súboru,

5. číta bloky z dátovej oblasti pomocou blokových adries.

Štruktúra diskových oddielov v EXT2 FS

Celý priestor priečky je rozdelený do blokov. Blok môže mať veľkosť 1, 2 alebo 4 kilobajty. Blok je adresovateľná jednotka diskového priestoru.

Bloky vo svojej oblasti sú spojené do skupín blokov. Skupiny blokov v systéme súborov a bloky v rámci skupiny sú očíslované postupne, počnúc 1. Prvý blok na disku má číslo 1 a patrí do skupiny číslo 1. Celkový počet blokov na disku (v diskovej oblasti) je deliteľ miesta na disku vyjadrený v sektoroch. A počet skupín blokov nemusí deliť počet blokov, pretože posledná skupina blokov nemusí byť úplná. Začiatok každej skupiny blokov má adresu, ktorú možno získať ako ((číslo skupiny - 1)* (počet blokov v skupine)).

Každá skupina blokov má rovnakú štruktúru. Jeho štruktúra je uvedená v tabuľke.

Prvý prvok tejto štruktúry (superblok) je rovnaký pre všetky skupiny a všetky ostatné sú individuálne pre každú skupinu. Superblok je uložený v prvom bloku každej skupiny blokov (okrem skupiny 1, v ktorej prvý blok obsahuje zavádzací záznam). Superblok je východiskovým bodom súborového systému. Má veľkosť 1024 bajtov a je vždy umiestnená v posune 1024 bajtov od začiatku súborového systému. Prítomnosť viacerých kópií superbloku sa vysvetľuje mimoriadnou dôležitosťou tohto prvku súborového systému. Duplikáty Superblock sa používajú pri obnove systému súborov po zlyhaniach.

Informácie uložené v superbloku sa používajú na organizáciu prístupu k zvyšku údajov na disku. Superblok určuje veľkosť súborového systému, maximálny počet súborov v partícii, množstvo voľného miesta a obsahuje informácie o tom, kde hľadať nepridelené oblasti. Keď sa OS spustí, superblok sa načíta do pamäte a všetky zmeny v súborovom systéme sa najskôr prejavia v kópii superbloku umiestneného v OS a na disk sa zapíšu len pravidelne. To zlepšuje výkon systému, pretože mnohí používatelia a procesy neustále aktualizujú súbory. Na druhej strane pri vypnutí systému je potrebné superblok zapísať na disk, čo neumožňuje vypnúť počítač jednoduchým vypnutím napájania. Inak kedy ďalšie spustenie informácie zaznamenané v superbloku nebudú zodpovedať skutočnému stavu súborového systému.

Za superblokom nasleduje popis skupiny blokov (Group Descriptors). Tento popis obsahuje:

Adresa bloku obsahujúceho bitmapu bloku tejto skupiny;

Adresa bloku obsahujúceho bitmapu inodov tejto skupiny;

Adresa bloku obsahujúceho tabuľku inodov tejto skupiny;

Počítadlo počtu voľných blokov v tejto skupine;

Počet voľných inódov v tejto skupine;

Počet inodov v danej skupine, ktoré sú adresármi

a ďalšie údaje.

Informácie uložené v popise skupiny sa používajú na nájdenie bitmapy blokov a inódov, ako aj tabuľky inódov.

Systém súborov Ext 2 sa vyznačuje:

• hierarchická štruktúra,
• dohodnuté pri spracovaní súbory údajov,
• dynamická prípona súboru,
• ochrana informácií v súboroch,
• zaobchádzanie s periférnymi zariadeniami (ako sú terminály a páskové zariadenia) ako so súbormi.

Reprezentácia interného súboru

Každý súbor v systéme Ext 2 má jedinečný index. Index obsahuje informácie potrebné pre akýkoľvek proces na prístup k súboru. Spracúva prístupové súbory pomocou dobre definovanej sady systémových volaní a identifikuje súbor pomocou reťazca znakov, ktorý funguje ako kvalifikovaný názov súboru. Každý názov zlúčeniny jedinečne identifikuje súbor, takže jadro systému konvertuje tento názov na index súboru. Index obsahuje tabuľku adries, na ktorých sú na disku umiestnené informácie o súbore. Keďže každý blok na disku je adresovaný vlastným číslom, táto tabuľka ukladá kolekciu čísel diskových blokov. Aby sa zvýšila flexibilita, jadro pripája súbor po jednom bloku, čo umožňuje, aby boli informácie o súbore rozptýlené po celom súborovom systéme. Toto rozloženie však komplikuje úlohu vyhľadávania údajov. Tabuľka adries obsahuje zoznam čísel blokov obsahujúcich informácie patriace k súboru.

Súborové inody

Každý súbor na disku má priradený súbor inode, ktorý je identifikovaný svojím sériové číslo- index súborov. To znamená, že počet súborov, ktoré je možné vytvoriť v súborovom systéme, je obmedzený počtom inodov, ktorý je buď explicitne špecifikovaný pri vytváraní systému súborov, alebo vypočítaný na základe fyzickej veľkosti diskového oddielu. Inody existujú na disku v statickej forme a jadro ich pred prácou načíta do pamäte.

Súbor inode obsahuje nasledujúce informácie:

Katalógy

Adresáre sú súbory.

Jadro ukladá údaje do adresára rovnako ako v bežnom type súboru s použitím indexovej štruktúry a blokov s úrovňami priameho a nepriameho adresovania. Procesy môžu čítať údaje z adresárov rovnakým spôsobom, ako čítajú bežné súbory, avšak výhradný prístup k zápisu do adresára je vyhradený jadrom, čím sa zabezpečí správna štruktúra adresára.)

Keď proces používa cestu k súboru, jadro hľadá v adresároch zodpovedajúce číslo inodu. Po skonvertovaní názvu súboru na číslo inódu sa inód umiestni do pamäte a potom sa použije v nasledujúcich požiadavkách.

Ďalšie funkcie EXT2 FS

Okrem štandardných funkcií Unix, EXT2fs poskytuje niektoré ďalšie funkcie, ktoré zvyčajne nie sú podporované súborovými systémami Unix.

Atribúty súborov vám umožňujú zmeniť, ako jadro reaguje pri práci so skupinami súborov. Môžete nastaviť atribúty pre súbor alebo adresár. V druhom prípade súbory vytvorené v tomto adresári zdedia tieto atribúty.

Počas pripájania systému môžu byť nastavené niektoré funkcie súvisiace s atribútmi súborov. Možnosť pripojenia umožňuje správcovi vybrať spôsob vytvárania súborov. V súborovom systéme špecifickom pre BSD sa súbory vytvárajú s rovnakým ID skupiny ako nadradený adresár. Funkcie systému V sú o niečo zložitejšie. Ak má adresár nastavený bit setgid, potom vytvorené súbory zdedia identifikátor skupiny tohto adresára a podadresáre zdedia identifikátor skupiny a bit setgid. V opačnom prípade sa súbory a adresáre vytvoria s ID primárnej skupiny volajúceho procesu.

Systém EXT2fs môže využívať synchrónnu modifikáciu dát podobne ako systém BSD. Voľba mount umožňuje administrátorovi určiť, že všetky údaje (inody, bitové bloky, nepriame bloky a adresárové bloky) budú pri úprave zapísané na disk synchrónne. To môže byť použité na dosiahnutie vysokej kapacity záznamu údajov, ale tiež vedie k slabému výkonu. V skutočnosti sa táto funkcia zvyčajne nepoužíva, pretože okrem zníženia výkonu môže viesť k strate používateľských údajov, ktoré nie sú označené pri kontrole súborového systému.

EXT2fs vám umožňuje vybrať veľkosť logického bloku pri vytváraní systému súborov. Môže mať veľkosť 1024, 2048 alebo 4096 bajtov. Použitie väčších blokov vedie k rýchlejším I/O operáciám (keďže sa robí menej požiadaviek na disk), a teda k menším pohybom hlavy. Na druhej strane použitie veľkých blokov vedie k plytvaniu diskovým priestorom. Posledný blok súboru sa zvyčajne úplne nepoužíva na ukladanie informácií, takže so zväčšujúcou sa veľkosťou bloku narastá množstvo plytvaného miesta na disku.

EXT2fs vám umožňuje používať zrýchlené symbolické odkazy. Pri použití takýchto odkazov sa nepoužívajú dátové bloky súborového systému. Názov cieľového súboru nie je uložený v dátovom bloku, ale v samotnom inode. Táto štruktúra umožňuje ušetriť miesto na disku a urýchliť spracovanie symbolických odkazov. Samozrejme, priestor vyhradený pre rukoväť je obmedzený, takže nie každý odkaz môže byť reprezentovaný ako zrýchlený odkaz. Maximálna dĺžka názvu súboru v zrýchlenom odkaze je 60 znakov. V blízkej budúcnosti sa plánuje rozšírenie tejto schémy pre malé súbory.

EXT2fs monitoruje stav súborového systému. Jadro používa samostatné pole v superbloku na označenie stavu súborového systému. Ak je súborový systém pripojený v režime čítania/zápisu, jeho stav je nastavený na „Not Clean“. Ak sa demontuje alebo znova namontuje v režime iba na čítanie, jeho stav je nastavený na „Čistý“. Počas zavádzania systému a kontroly stavu súborového systému sa tieto informácie používajú na určenie, či je kontrola súborového systému potrebná. Jadro tiež umiestňuje niektoré chyby do tohto poľa. Keď jadro zistí nesúlad, súborový systém je označený ako "chybný". Nástroj na kontrolu súborového systému testuje tieto informácie, aby skontroloval systém, aj keď je jeho stav skutočne čistý.

Ignorovanie testovania súborového systému po dlhú dobu môže niekedy viesť k určitým ťažkostiam, takže EXT2fs obsahuje dva spôsoby pravidelnej kontroly systému. Superblok obsahuje počítadlo montáže systému. Toto počítadlo sa zvýši vždy, keď je systém pripojený v režime čítania/zápisu. Ak jeho hodnota dosiahne maximum (je uložená aj v superbloku), tak program na testovanie súborového systému ju začne kontrolovať, aj keď má stav „Čistý“. Čas poslednej kontroly a maximálny interval medzi kontrolami sú tiež uložené v superbloku. Po dosiahnutí maximálneho intervalu medzi kontrolami sa stav súborového systému ignoruje a spustí sa jeho kontrola.

Optimalizácia výkonu

Systém EXT2fs obsahuje mnoho funkcií, ktoré optimalizujú jeho výkon, čo vedie k zvýšeniu rýchlosti výmeny informácií pri čítaní a zápise súborov.

EXT2fs aktívne používa vyrovnávaciu pamäť disku. Keď je potrebné prečítať blok, jadro vydá požiadavku na I/O operáciu niekoľkým susedným blokom. Jadro sa teda snaží uistiť, že nasledujúci blok na čítanie už bol načítaný do vyrovnávacej pamäte disku. Takéto operácie sa zvyčajne vykonávajú pri postupnom čítaní súborov.

Systém EXT2fs obsahuje aj veľké množstvo optimalizácií pre umiestnenie informácií. Skupiny blokov sa používajú na zoskupenie zodpovedajúcich inodov a dátových blokov. Jadro sa vždy snaží umiestniť dátové bloky jedného súboru do rovnakej skupiny, ako aj jeho deskriptor. Toto je určené na zníženie pohybu hláv pohonu pri čítaní deskriptora a jeho zodpovedajúcich dátových blokov.

Pri zápise údajov do súboru EXT2fs vopred pridelí až 8 súvislých blokov pri prideľovaní nového bloku. Táto metóda vám umožňuje dosiahnuť vysoký výkon pri veľkom zaťažení systému. To umožňuje aj umiestnenie súborov do súvislých blokov, čo urýchľuje ich následné čítanie.

Súborový systém FreeBSD je kľúčom k pochopeniu celého systému. Najdôležitejším pojmom je nepochybne koreňový adresár, označený symbolom „/“. Koreňový adresár je pripojený ako prvý v čase zavádzania a obsahuje všetko potrebné na prípravu systému na zavedenie do režimu pre viacerých používateľov. Koreňový adresár obsahuje aj body pripojenia všetkých ostatných súborových systémov.

UNIX v ceste nepoužíva písmená jednotiek ani iné názvy jednotiek. To znamená, že v systéme UNIX nemusíte písať c:/foo/bar/readme.txt.

Namiesto toho je jeden súborový systém označený ako koreňový súborový systém. Do koreňového adresára koreňového súborového systému sa pristupuje cez /. Akýkoľvek iný súborový systém je pripojený ku koreňovému súborovému systému. Bez ohľadu na to, koľko diskov je vo vašom systéme FreeBSD, každý adresár sa bude zdať umiestnený na rovnakom disku.

Bod pripojenia je adresár, ktorý bude zodpovedať koreňovému adresáru pripojeného súborového systému. Bežné body pripojenia zahŕňajú /usr, /var, /tmp, /mnt a /cdrom. Tieto adresáre sú zvyčajne uvedené v súbore /etc/fstab, ktorý špecifikuje súborové systémy a ich body pripojenia. Väčšina súborových systémov popísaných v /etc/fstab sa pripája automaticky, pokiaľ nie je špecifikovaná voľba noauto.

Pripojenie súborových systémov na FreeBSD

Na pripojenie súborov použite príkaz mount a na odpojenie použite umount. Detailné informácie Tieto príkazy a možnosti, ktoré používajú, nájdete v systéme pomoci.

Systémy súborov sú obsiahnuté v oddieloch. Každá sekcia je označená písmenom od a do h. Každý oddiel môže obsahovať iba jeden súborový systém, čo znamená, že súborový systém môže byť opísaný jeho bodom pripojenia v hierarchii súborov alebo písmenom oddielu, ktorý ho obsahuje.

FreeBSD tiež používa miesto na disku na odkladací priestor. Stránkovanie umožňuje FreeBSD pracovať s virtuálna pamäť. Váš počítač sa môže správať, akoby mal viac pamäte, než v skutočnosti má. Keď sa FreeBSD minie pamäť, presunie niektoré dáta, ktoré sa momentálne nepoužívajú, do odkladacieho oddielu a vráti ich späť (presunutím niečoho iného na swap), keď je to potrebné.

Pre niektoré sekcie existujú určité dohody:

To umožňuje obslužným programom, ktoré potrebujú pracovať na celom segmente (ako je napríklad skener zlých blokov), aby pracovali na oddiele c. IN normálna situácia na tomto oddiele nie je potrebné vytvárať súborový systém.

Každý oddiel obsahujúci súborový systém je uložený na tom, čo FreeBSD nazýva rez. Slice je pojem FreeBSD, čo sa v iných operačných systémoch (napríklad Windows a Linux) bežne nazýva oddiel.

Rezy sú očíslované od 1 do 4. Čísla segmentov nasledujú za názvom zariadenia, pred ktorým je malé písmeno s, začínajúce 1. Takže "da0s1" je prvý segment prvého zariadenia SCSI.

Na disku môžu byť iba štyri fyzické rezy, ale môžu existovať logické rezy správny typ vo fyzických plátkoch. Tieto dodatočné rezy sú očíslované od 5, takže „ad0s5“ je prvým dodatočným rezom na prvom IDE disk. Tieto zariadenia používajú súborové systémy, ktoré zaberajú celý rez.

Plátky „nebezpečne venované“ fyzické zariadenia a iné zariadenia obsahujú oddiely reprezentované písmenami a až h. Tieto písmená sa pridajú k názvu zariadenia. "da0a" je oddiel a na prvom zariadení da, ktorý je "výhradne pridelený". "ad1s3e" je piata sekcia v treťom reze druhé IDE disk.

Nakoniec má každý disk svoj vlastný názov, ktorý začína kódom označujúcim typ disku, za ktorým nasleduje číslo disku. Na rozdiel od rezov začína číslovanie diskov od 0. Hlavné kódy sú uvedené v tabuľke nižšie:

Hierarchia súborového systému

Úplný popis hierarchie súborového systému je dostupný v referenčná príručka(muž hier). V tabuľke nižšie sú uvedené najdôležitejšie adresáre.

Typy a typy súborov

Na rozdiel od systému Windows v systéme UNIX prípona súboru neurčuje jeho typ a môže úplne chýbať. Rozšírenie sa zvyčajne používa pre pohodlie používateľa a operačný systém ho nevyžaduje. Namiesto toho UNIX určuje typ súboru pomocou magic (magický subsystém), ktorý odvodzuje typ súboru na základe magických čísel získaných analýzou obsahu súboru. Tabuľka magických čísel je neustále aktualizovaná a spresňovaná a obsahuje podpisy rôzne druhy súbory. Okrem toho v systéme UNIX existujú rôzne typy súborov, ktorých informácie sú obsiahnuté v atribútoch systému súborov pre tieto súbory. V UNIXe je ich celkom 6 rôzne druhy súbory:

• Bežný súbor
• Adresár
• Špeciálny súbor zariadenia
• FIFO alebo pomenovaná fajka
• Odkaz na symbol
• Zásuvka

Súbory zariadenia a adresár /dev

Termín "zariadenie" sa používa predovšetkým na označenie hardvér systémy, ako sú disky, tlačiarne, grafické adaptéry, zariadenia na zadávanie textu. V systéme UNIX je väčšina týchto zariadení dostupná prostredníctvom špeciálnych súborov zariadení umiestnených v adresári /dev. Keď do systému pridáte nové zariadenie alebo pridáte podporu prídavné zariadenia Pre nový hardvér budete musieť vytvoriť jeden alebo viac súborov zariadenia. Na odstránenie potreby týchto krokov používa FreeBSD súborový systém zariadenia alebo DEVFS. Poskytuje prístup k priestoru zariadenia jadra prostredníctvom systému zdieľaných súborov. Namiesto vytvárania a úpravy súborov zariadenia vytvára DEVFS špeciálny súborový systém.

Skôr alebo neskôr sa začínajúci používateľ počítača stretne s takou koncepciou, ako je súborový systém (FS). K prvému zoznámeniu sa s týmto pojmom spravidla dochádza pri formátovaní pamäťového média: logické jednotky a pripojené médiá (flash disky, pamäťové karty, externý pevný disk).

Pred formátovaním vás operačný systém Windows vyzve, aby ste vybrali typ systému súborov na médiu, veľkosť klastra a spôsob formátovania (rýchle alebo úplné). Poďme zistiť, čo je súborový systém a prečo je potrebný?

Všetky informácie sú zaznamenané na médiu vo forme, ktorá musí byť umiestnená v určitom poradí, inak operačný systém a programy nebudú môcť s údajmi pracovať. Toto poradie je organizované súborovým systémom pomocou určitých algoritmov a pravidiel umiestňovania súborov na médium.

Keď program potrebuje súbor uložený na disku, nemusí vedieť, ako a kde je uložený. Všetko, čo sa od programu vyžaduje, je poznať názov súboru, jeho veľkosť a atribúty, aby sa tieto údaje preniesli do súborového systému, ktorý poskytne prístup k požadovaný súbor. To isté sa deje pri zápise dát na médium: program prenesie informácie o súbore (názov, veľkosť, atribúty) do súborového systému, ktorý ho uloží podľa vlastných špecifických pravidiel.

Pre lepšie pochopenie si predstavte, že knihovník dáva knihu klientovi na základe jej názvu. Alebo v opačné poradie: Klient vráti knihu, ktorú prečítal, knihovníkovi, ktorý ju uloží späť. Klient nemusí vedieť, kde a ako je kniha uložená, za to zodpovedá pracovník prevádzkarne. Knihovník pozná pravidlá katalogizácie knižnice a podľa týchto pravidiel publikáciu vyhľadá alebo zaradí späť, t.j. vykonáva svoje úradné funkcie. IN v tomto príklade knižnica je pamäťové médium, knihovník je súborový systém a klient je program.

Základné funkcie súborového systému

Hlavné funkcie súborového systému sú:

• Umiestňovanie a organizácia na dátovom nosiči vo forme súborov;
• určenie maximálneho podporovaného množstva dát na pamäťovom médiu;
• vytváranie, čítanie a odstraňovanie súborov;
• priraďovanie a zmena atribútov súboru (veľkosť, čas vytvorenia a úpravy, vlastník a tvorca súboru, iba na čítanie, skrytý súbor, dočasný súbor, archivovaný, spustiteľný, maximálna dĺžka názov súboru atď.);
• určenie štruktúry súboru;
• organizovanie adresárov pre logická organizácia súbory;
• ochrana súborov v prípade zlyhania systému;
• ochrana súborov pred neoprávneným prístupom a zmena ich obsahu.

Informácie zaznamenané na pevnom disku alebo inom médiu sú tam umiestnené na základe klastrovej organizácie. Klaster je druh bunky určitej veľkosti, do ktorej sa zmestí celý súbor alebo jeho časť.

Ak má súbor veľkosť klastra, zaberá iba jeden klaster. Ak veľkosť súboru presahuje veľkosť bunky, potom sa umiestni do niekoľkých buniek klastra. Navyše, voľné zhluky nemusia byť umiestnené vedľa seba, ale môžu byť rozptýlené po fyzickom povrchu disku. Tento systém umožňuje čo najefektívnejšie využiť priestor pri ukladaní súborov. Úlohou súborového systému je optimálnym spôsobom distribuovať súbor pri zápise do voľných klastrov a tiež ho pri čítaní zostaviť a odovzdať programu alebo operačnému systému.

Typy súborových systémov

Počas vývoja počítačov, pamäťových médií a operačných systémov vzniklo a zaniklo veľké množstvo súborových systémov. V procese takejto evolučnej selekcie sa dnes dá pracovať pevné disky a externé úložné zariadenia (flash disky, pamäťové karty, externé pevné disky, CD) sa používajú najmä tieto typy FS:

1. FAT32
2. ISO9660

Posledné dva systémy sú určené na prácu s CD. Pracujú súborové systémy Ext3 a Ext4 operačné systémy na Na báze Linuxu. NFS Plus je súborový systém pre operačné systémy OS X používaný na počítačoch Apple.

Najpoužívanejšie súborové systémy sú NTFS a FAT32 a to nie je prekvapujúce, pretože... sú určené pre operačné systémy Windows, na ktorých beží veľká väčšina počítačov na svete.

Teraz je FAT32 aktívne nahradený pokročilejším systémom NTFS kvôli jeho väčšej spoľahlivosti v oblasti bezpečnosti a ochrany údajov. Navyše, najnovšie verzie OS Windows si jednoducho nedovolia nainštalovať, ak tvrdý úsek Disk bude naformátovaný na FAT32. Inštalačný program vás požiada o naformátovanie oddielu na NTFS.

Súborový systém NTFS podporuje disky s kapacitou stoviek terabajtov a veľkosťou jedného súboru až 16 terabajtov.

Súbor FAT systém 32 podporuje disky do 8 terabajtov a veľkosť jedného súboru do 4 GB. Najčastejšie sa tento FS používa na flash disky a pamäťové karty. Externé disky sú z výroby naformátované na FAT32.

Obmedzenie veľkosti súboru 4GB je však už dnes veľkou nevýhodou, pretože... Z dôvodu distribúcie kvalitného videa prekročí veľkosť súboru film tento limit a nebude ho možné nahrať na médium.

Funkcie súborového systému

Systém súborov

Charakteristika súboru

Metódy prístupu

Operačné systémy zvyčajne implementujú rôzne metódy prístupu k súborom, ktoré možno rozdeliť do dvoch kategórií:

· prístupové metódy s frontami;

· základné prístupové metódy.

Prístupové metódy s frontami sa používajú v prípadoch, keď je možné predvídať postupnosť spracovania záznamov, napríklad v sekvenčných a indexovo sekvenčných organizáciách. Tieto metódy poskytujú preventívne ukladanie do vyrovnávacej pamäte a plánovanie I/O operácií. Zároveň tieto metódy zabezpečujú automatické blokovanie a uvoľnenie záznamov.

Základné prístupové metódy sa zvyčajne používajú v prípadoch, keď nemožno predvídať postupnosť spracovania záznamov, najmä pri priamom alebo náhodnom prístupe. Základné metódy sa používajú na čítanie a zápis fyzických blokov, blokovanie a odomykanie, ak je mimoriadne dôležité, si určuje sám používateľ.

· Variabilita- označuje frekvenciu vytvárania nových záznamov v súbore a odstraňovania starých. Keď je frekvencia nízka, súbor sa volá statické a keď je to veľké - dynamický alebo premenlivý súbor.

· Aktivita- určené percentom záznamov súborov spracovaných počas daného chodu.

· Veľkosť- určuje množstvo informácií uložených v súbore.

Systém súborov- toto je časť spoločný systém správa pamäte (pozri Štruktúra jadra OS), ktorej účelom je najmä správa súborov uložených v externej pamäti, ako aj riadené delenie informácií medzi používateľmi.

· poskytovanie možnosti vytvárať, upravovať a ničiť súbory;

· kontrolované zdieľanie súborov viacerými používateľmi;

· poskytuje používateľovi možnosť špecifikovať rôzne štruktúry súborov a možnosť kontrolovať prenos informácií medzi súbormi;

· systém musí poskytovať prostriedky na zaistenie bezpečnosti a obnovy informácií v súboroch;

· systém musí zabezpečiť nezávislosť súborov od externých zariadení, ᴛ.ᴇ. používatelia by mali mať možnosť pristupovať k súborom pomocou symbolických mien;

· systém musí poskytovať ochranu informácií v súboroch pred neoprávneným prístupom (možnosť šifrovať a dešifrovať údaje);

· Súborový systém musí mať užívateľsky prívetivé rozhranie.

Súborový systém, ktorý je súčasťou jadra OS, zvyčajne obsahuje nasledujúce nástroje:

· Metódy prístupu, ktoré určujú konkrétnu organizáciu prístupu k údajom uloženým v súboroch.

· nástroje na správu súborov, poskytovanie ukladania súborov, prístupu, kolektívneho používania a ochrany.

· Nástroje na správu externej pamäte, poskytovanie prideľovania externého pamäťového priestoru na ukladanie súborov.

· nástroje na integritu súborov, ktoré zaručujú bezpečnosť informácií o súboroch.

súborový systém UNIX

Pozrime sa ako príklad na súborový systém UNIX. Ako už bolo uvedené, hlavnou funkciou súborového systému je rozdelenie miesta na disku do pomenovaných účtov - súborov. Niektoré systémy podporujú rôzne typy súborov so zodpovedajúcimi metódami prístupu (priamy, indexový, indexovo-sekvenčný atď.). V UNIX nie je tam . Jeho súborový systém je extrémne jednoduchý a súbory sú jednoducho sekvencie bajtov. Niekedy sa označujú ako textové alebo binárne dáta, líšia sa však len obsahom, nie štruktúrou či spôsobom prístupu. IN moderné podmienky Vôbec to nie je nevýhoda, pretože v tomto prípade sa systém stáva univerzálnym - nie sú stanovené žiadne predpoklady o vnútornej dátovej štruktúre súboru a prístupe k akémukoľvek externé zariadenie, ako aj do iného procesu, sa vykonáva ako pri bežnom súbore.

Pre používateľa, ktorý už pracoval s MS DOS alebo Windows hierarchický súborový systém UNIX, ktorý je vybudovaný vo forme siete, nie je prekvapivý, okrem toho, že by mali byť odstránené všetky obmedzenia týkajúce sa dĺžky názvu súboru. IN UNIX Existujú tri typy súborov, ku ktorým je prístup identický:

· obyčajný súbory na disku;

· katalógy;

· špeciálne súbory

Bežné súbory sa nachádzajú na disku a obsahujú informácie, ktoré do nich používateľ zadáva. Súbory sú tiež programy pripravené na spustenie, objektové moduly atď. Systém nekladie žiadne obmedzenia na vnútornú štruktúru informácií uložených v súbore. Štruktúru informácií riadi používateľ, nie systém. Z pohľadu UNIX bežný súbor je neštruktúrované bajtové pole s priamym prístupom. Zároveň textové súbory v UNIX Zvykom je formátovať ich ako reťazce ľubovoľnej dĺžky, oddelené od seba znakmi pre posun riadkov.

Katalógy v bežnom zmysle sú to jednoducho priečinky, kde sú uložené súbory, zoskupené podľa nejakého ľubovoľného kritéria, napr. textové dokumenty, spustiteľné programy, knižnice a knižničné moduly, zdrojové texty programy atď. Na druhej strane sa môžu vytvárať skupiny adresárov v logickom zmysle objem s hlavným koreňovým adresárom, do ktorého by mal byť pripojený konkrétny súborový systém. Adresáre obsahujú informácie o súboroch. Vrátane ich názvov, veľkostí, metód prístupu, režimov a typov.

Keďže adresáre obsahujú dôležitá informácia o súboroch, sú chránené mechanizmami OS. Na rozdiel od bežného súboru si zápis a čítanie informácií z adresárového súboru vyžaduje systémové oprávnenia. Vo všetkých ostatných ohľadoch je to z pohľadu OS ten istý obyčajný súbor.

Vnútorná štruktúra adresára je pomerne jednoduchá: pre každý súbor alebo iný adresár nižšej úrovne sa vytvorí záznam. Usporiadané do nasledujúcej štruktúry:

Struct(

Int inode; /*upravovač indexu*/

Char názov;/* názov súboru*/

Tu inode obsahuje číslo deskriptora indexu, ktoré obsahuje informácie o type súboru (adresár, bežný súbor alebo špeciálny súbor), jeho ochrannom kóde, dĺžke, dátume a čase vytvorenia, ako aj o umiestnení údajov súboru na disku. Každý súbor má jeden popisovač, s ktorým pracuje súborový systém.

Štruktúra súborového systému

Štruktúra súborového systému závisí od operačného systému. Jeden z prvých počítačov využíval súborový systém FAT (File Allocation Table), ktorý bol použitý v operačnom systéme MS DOS.

FAT bol navrhnutý na prácu s diskety veľkosť menšiu ako 1 MB a spočiatku neposkytovala podporu pevné disky. Následne FAT začal podporovať súbory a partície až do veľkosti 2 GB.

FAT používa nasledujúce konvencie pre pomenovanie súborov:
názov musí začínať písmenom alebo číslom a môže obsahovať ľubovoľné ASCII znak, okrem medzery a znakov "/\ : ; | = , ^ * ?
Názov nemá viac ako 8 znakov, po ktorých nasleduje bodka a voliteľná prípona do 3 znakov.
Veľkosť písmen v názvoch súborov sa nerozlišuje a nezachováva sa.

Súborový systém FAT nemôže ovládať každý sektor samostatne, preto zoskupuje susedné sektory do zhlukov. Tým sa zníži celkový počet úložných jednotiek, ktoré musí súborový systém sledovať. Veľkosť klastra vo FAT je mocnina dvoch a je určená veľkosťou zväzku pri formátovaní disku. Klaster je minimálny priestor, ktorý môže zaberať súbor. Výsledkom je plytvanie časti miesta na disku.

V operačných systémoch sa pojmy adresár a priečinok používajú ako objekty určené na ukladanie súborov a poskytovanie prístupu k nim.

Access je postup na nadviazanie komunikácie s pamäťou a súborom v nej umiestneným na zápis a čítanie údajov.

Pri prístupe k súboru musíte zadať jeho presné umiestnenie. Okrem toho, ak sa k súboru pristupuje z príkazového riadku, záznam vyzerá takto:

c:\Papka1\papka2\uchebnik.doc

Takýto záznam sa nazýva trasa alebo cesta.

Názov logickej jednotky, ktorý sa v špecifikácii zobrazuje pred názvom súboru, určuje logickú jednotku, na ktorej sa má súbor vyhľadať. Na tom istom disku je adresár, v ktorom sú uložené úplné názvy súborov, ako aj ich charakteristiky: dátum a čas vytvorenia; objem (v bajtoch); špeciálne atribúty. Analogicky s knižničný systém usporiadanie adresára, ako šifra, pomocou ktorej operačný systém zistí umiestnenie súboru na disku, poslúži celý názov súboru zaregistrovaného v adresári.

Adresár je adresár súborov označujúci ich umiestnenie na disku.

V operačnom systéme koncept WINDOWS adresár zodpovedá pojmu priečinok.

Existujú dva stavy adresára - aktuálny (aktívny) a pasívny.

Aktuálny (aktívny) adresár je adresár, v ktorom používateľ práve pracuje.

Pasívny adresár – adresár, s ktorým momentálne nie je spojenie .

Operačný systém má hierarchickú adresárovú štruktúru. Každý disk má vždy jeden hlavný (koreňový) adresár. On je zapnutý nulová úroveň hierarchická štruktúra a označuje sa symbolom "\" - spätná lomka. Koreňový adresár sa vytvára pri formátovaní (inicializácii, rozdeľovaní) disku a má obmedzenú veľkosť. Hlavný adresár môže obsahovať ďalšie adresáre a súbory, ktoré sú vytvorené príkazmi operačného systému a môžu byť vymazané príslušnými príkazmi.

Nadradený adresár - adresár s podadresármi .

Podadresár – adresár, ktorý je zahrnutý v inom adresári .

Akýkoľvek adresár obsahujúci adresáre nižšej úrovne teda môže byť na jednej strane ich rodičom a na druhej strane podriadeným adresárom najvyššej úrovne.

Adresárová štruktúra môže obsahovať adresáre, ktoré neobsahujú žiadne súbory alebo podadresáre. Takéto podadresáre sa nazývajú prázdne .

Pravidlá pre pomenovanie podadresárov sú rovnaké ako pravidlá pre pomenovanie súborov. Na ich formálne odlíšenie od súborov sú podadresárom zvyčajne priradené iba názvy, hoci typ možno pridať pomocou rovnakých pravidiel ako pre súbory.

Súborový systém FAT sa vždy vyplní voľné miesto na disku postupne od začiatku do konca. Pri vytváraní nového súboru alebo úprave existujúceho súboru hľadá úplne prvý voľný klaster v tabuľke prideľovania súborov. Ak boli počas prevádzky niektoré súbory odstránené a iné zmenili veľkosť, výsledné prázdne zhluky budú rozptýlené po disku. Ak klastre obsahujúce údaje súboru nie sú umiestnené v rade, súbor sa fragmentuje. Silne fragmentované súbory výrazne znižujú efektivitu práce. Operačné systémy, ktoré podporujú FAT, zvyčajne obsahujú špeciálne nástroje na defragmentáciu disku určené na zlepšenie výkonu operácií so súbormi.

Súborový systém FAT má výrazné obmedzenie v podpore veľkého množstva miesta na disku, limit je 2 GB.

Nové generácie pevných diskov s veľkým množstvom miesta na disku si vyžadovali pokročilejší súborový systém.

Operačný systém Windows obsahuje súborový systém FAT32, ktorý podporuje pevné disky až dva terabajty.
FAT32 má rozšírené atribúty súboru na uloženie času a dátumu vytvorenia, úpravy a posledného prístupu k súboru alebo adresáru.
Systém umožňuje dlhé názvy súborov a medzery v názvoch.
Systém súborov FAT32 je podporovaný v operačných systémoch Windows XP a Windows Vista.

Pre tieto operačné systémy bol vyvinutý iný súborový systém: NTFS (New Technology File System)

NTFS výrazne rozšíril možnosti riadenia prístupu k jednotlivým súborom a adresárom, zaviedol veľké množstvo atribútov, implementoval odolnosť voči chybám a dynamické nástroje na kompresiu súborov. NTFS umožňuje názvy súborov s dĺžkou až 255 znakov

NTFS má schopnosť samoobnovenia v prípade zlyhania OS alebo hardvéru, tzv objem disku zostáva prístupný a adresárová štruktúra nie je narušená.

Každý súbor na zväzku NTFS je reprezentovaný záznamom v špeciálny súbor– hlavná tabuľka súborov MFT (Master File Table). NTFS si vyhradzuje prvých 16 položiek tabuľky s veľkosťou približne 1 MB špeciálne informácie. Záznamy poskytujú zálohu pre hlavné tabuľka súborov, obnovenie súborov, sledovanie stavu klastrov, určenie atribútov súborov.

Na zníženie fragmentácie sa NTFS vždy pokúša ukladať súbory do súvislých blokov. Ona poskytuje efektívne vyhľadávanie súbory v adresári.

NTFS bol navrhnutý ako obnoviteľný súborový systém využívajúci model spracovania transakcií. Každá I/O operácia, ktorá upravuje súbor na zväzku NTFS, je systémom považovaná za transakciu a môže byť vykonaná ako nedeliteľný blok. Keď používateľ upraví súbor, služba protokolového súboru zaznamená všetky informácie potrebné na zopakovanie alebo vrátenie transakcie.

Zaujímavá príležitosť súborový systém je dynamické šifrovanie súborov a adresárov, čím sa zvyšuje spoľahlivosť ukladania informácií.

Samotestovacie otázky.

1.Čo je súborový systém?

2. Čo je to "súbor"?

3. Hlavné komponenty štruktúry súborov.

4. Čo je to klaster?

5.Pomenujte hlavné parametre charakterizujúce súbor.

6.Ako sa tvorí názov súboru?

7. Pravidlá pre pomenovanie súborov v systéme FAT.

8.Prečo je potrebné defragmentovať disk?

9. Čo je to adresár?

10. Vysvetlite pojmy „trasa“, „cesta“.

11.Prečo sa v názvoch súborov používa prípona?

12.Hlavný účel súborového systému.

13.Aké súborové systémy sú podporované operačnými systémami Windows XP a Windows Vista?