Главная » Структура реферата » Реферат на тему структура файловой системы

Реферат - Файловые системы - файл 1.docx. Реферат на тему структура файловой системы


Реферат Файловая система

скачать

Реферат на тему:

План:

Введение

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше)[1]. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

1. Иерархия каталогов

Практически всегда файлы на дисках объединяются в каталоги.

В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Такая одноуровневая схема использовалась в CP/M и в первой версии MS-DOS 1.0. Иерархическая файловая система со вложенными друг в друга каталогами впервые появилась в Multics, затем в UNIX.

Wiki.txt Tornado.jpg Notepad.exe (Одноуровневая файловая система)

Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как в DOS/Windows, или же объединяться в одно дерево, общее для всех дисков, как в UNIX-подобных системах.

C: \Program files \CDEx \CDEx.exe \CDEx.hlp \mppenc.exe \Мои документы \Wiki.txt \Tornado.jpg D: \Music \ABBA \1974 Waterloo \1976 Arrival \Money, Money, Money.ogg \1977 The Album (Иерархическая файловая система Windows/DOS)

В UNIX существует только один корневой каталог, а все остальные файлы и каталоги вложены в него. Чтобы получить доступ к файлам и каталогам на каком-нибудь диске, необходимо смонтировать этот диск командой mount. Например, чтобы открыть файлы на CD, нужно, говоря простым языком, сказать операционной системе: «возьми файловую систему на этом компакт-диске и покажи её в каталоге /mnt/cdrom». Все файлы и каталоги, находящиеся на CD, появятся в этом каталоге /mnt/cdrom, который называется точкой монтирования (англ. mount point).[2] В большинстве UNIX-подобных систем съёмные диски (дискеты и CD), флеш-накопители и другие внешние устройства хранения данных монтируют в каталог /mnt, /mount или /media. Unix и UNIX-подобные операционные системы также позволяет автоматически монтировать диски при загрузке операционной системы.

/usr /bin /arch /ls /raw /lib /libhistory.so.5.2 /libgpm.so.1 /home /lost+found /host.sh /guest /Pictures /example.png /Video /matrix.avi /news /lost_ship.mpeg (Иерархическая файловая система в Unix и UNIX-подобных операционных системах)

Обратите внимание на использование слешей в файловых системах Windows, UNIX и UNIX-подобных операционных системах (В Windows используется обратный слеш «\», а в UNIX и UNIX-подобных операционных системах простой слеш «/»)

Кроме того, следует отметить, что вышеописанная система позволяет монтировать не только файловые системы физических устройств, но и отдельные каталоги (параметр --bind) или, например, образ ISO (опция loop). Такие надстройки, как FUSE, позволяют также монтировать, например, целый каталог на FTP и ещё очень большое количество различных ресурсов.

Ещё более сложная структура применяется в NTFS и HFS. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные только для чтения, системный, но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для NTFS и HFS то, что хранится в файле, — это всего лишь один из его атрибутов.

Если следовать этой логике, один файл может содержать несколько вариантов содержимого. Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом программа). Такая организация типична для HFS на Macintosh.

2. Классификация файловых систем

По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории.

3. Задачи файловой системы

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Примечания

  1. В современных (2010 год) жёстких дисках, размер кластера стал 4096 байт
  2. Здесь создаётся виртуальная файловая система, служащая стыковочным элементом между разными форматами файловых систем.

wreferat.baza-referat.ru

Реферат - Файловые системы - 1.docx

Реферат - Файловые системы (69.8 kb.)Доступные файлы (1):содержание

1.docx

Федеральное агентство по образованиюГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования«Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина» Факультет информатики и вычислительной техники Кафедра систем управления

Реферат

по курсу «Системное программное обеспечение»Файловые системы

Выполнил: студент гр. 4-43Кондратов А.А.

Проверил: старший преподавательНиконоров А.Н.

Оглавление

1.Понятие файловой системы 3

2.Задачи файловой системы 4

3.Классификация файловых систем 4

4.Система организации информации в файловой системе 5

5.История развития файловых систем 5

6.NTFS — дни сегодняшний и завтрашний 6

7.WinFS — будущее файловых систем? 8

8.Список файловых систем 8

1.Дисковые файловые системы 8

Файловые системы для флеш-дисков / твердотельных носителей 9

Запись-ориентированные файловые системы 9

Файловые системы для сетевых хранилищ 10

2.Распределённые файловые системы 11

Распределенные параллельные файловые системы с защитой от сбоев 11

Файловые системы точка-точка 13

3.Файловые системы специального назначения 14

Псевдо- и виртуальные файловые системы 16

Шифрованные файловые системы 16

Файловые системы с защитой от сбоев 17

Список литературы 18

19

  1. ^
Файловая система — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации ИТ-оборудования (использующего для многократной записи и хранения информации портативные флеш-карты памяти в портативных электронных устройствах: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. д) и компьютерной техники. Она определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше)1. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Файловая система — это то, на чем держится далеко не идеальный, но маломальский порядок на наших жестких дисках. Носители информации способны лишь хранить, записывать или считывать биты данных из определенных секторов, а за доступ к информации отвечает именно файловая система. Этому термину можно дать несколько определений, каждое из которых верно. Файловая система — это система организации и хранения информации на жестком диске или других носителях, программные алгоритмы операционной системы для управления данной системой организации информации, и, наконец, на бытовом уровне это совокупность всех файлов и папок на диске.

  1. ^
Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

ФС позволяет оперировать не нулями и единицами, а более удобными и понятными объектами — файлами. Ради удобства пользователей (программе удобнее работать с числовыми индексами, но программы, как известно, пишутся людьми) в работе с файлами используются их символьные идентификаторы — имена. Содержимое же файлов (0 и 1) записано в кластеры — мельчайшие единицы данных, которыми оперирует файловая система, размер их кратен 512 байтам. Для организации информации кроме имени файла используются также каталоги, как некая абстракция, позволяющая группировать файлы по определенному критерию. По сути, каталог — это файл, содержащий информацию о «вложенных» в него каталогах и файлах.

  1. ^
По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории.
  1. ^
Вся информация о файлах хранится в особой области раздела — таблице файлов. Таблица файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы файлов и дополнительную информацию о них (дата изменения, права доступа, имя и т. д.) с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.

Раздел — это определенная область диска, созданная во время операции разметки диска. Каждый раздел содержит один (редко — несколько) отформатированный том. Том — область раздела со своей файловой системой, своей таблицей файлов и областью данных. Один или несколько разделов составляют диск.

В начале диска (см. рис. 1) находится особая область — MBR (Master Boot Record), содержащая программную логику, необходимую BIOS для загрузки системы с жесткого диска. Таблица разделов (partition table) также расположена в начале диска, ее задача — хранить информацию о разделах: начало раздела, его длина, какой раздел является загрузочным. На загрузочном разделе расположен загрузочный сектор (boot sector), хранящий программу загрузки операционной системы.

Рис. 1. Система организации информации

Такова в общих чертах система организации информации от кластеров и до разделов диска. Современные файловые системы, кроме непосредственно хранения и изменения файлов, следят за сохранностью структуры данных и корректностью файловых операций, позволяют шифровать и сжимать информацию, оптимизируют поиск и сортировку файлов, а также предлагают множество других сервисных функций.

  1. ^
Файловые системы прошли очень долгий по компьютерным меркам путь, усложняясь параллельно с развитием операционных систем и аппаратного обеспечения компьютеров. Так, используемая в MS DOS 1.0 (1981 г.) FAT (или FAT12) изначально предназначалась для работы с гибкими дисками. Свое название она получила от наименования таблицы размещения файлов — File Allocation Table. Благодаря 12-битной адресации и кластеру в 4 Кбайта она, однако, поддерживала разделы до 16 Мбайт. В целом же это была простая файловая система, обеспечивавшая основные функции — имя файла в формате 8.3, каталоги, атрибут файла, время создания (изменения).

Чуть позже с добавлением 16-битной адресации и максимального размера кластера в 32 Кбайта появилась FAT16, поддерживавшая разделы до 2 Гбайт. В первой версии Windows 95 была реализована поддержка длинных имен файлов (до 255 символов) и сохранение регистра символов в названии. Эта модификация получила название VFAT.

В Windows 95 OSR2 появилась файловая система, которую и сейчас можно встретить на многих домашних компьютерах (в офисах все-таки больше думают о сохранности данных) — FAT32. В целях обратной совместимости в FAT32 были введены незначительные изменения по сравнению с VFAT. 32-битная адресация теоретически позволяла работать с разделами до 2 терабайт. Корневой каталог (напомним, что каталог — это по сути своей файл с идентификаторами вложенных файлов и каталогов) теперь не располагался в определенном месте, а представлял собой обычную цепочку кластеров, таким образом, было снято старое ограничение на количество элементов в корне. Загрузочный сектор раздела дублировался для отказоустойчивости. В FAT32 были внесены еще некоторые «заплатки», кое-как подтянувшие характеристики файловой системы до нужд своего времени. Но по сути своей это была все та же FAT для MS DOS 1.0.

Файловая система NTFS (New Technology File System) была разработана еще для Windows NT 3.1, однако долго находилась в тени мейнстрима того времени — FAT, которому Microsoft в каждой новой версии «подкрашивала фасад» для соответствия запросам времени. Основным недостатком NTFS была большая требовательность к системным ресурсам, компьютеры просто не могли извлечь преимуществ из NTFS, зато замедление работы было очень заметно.

Проблема недостатка вычислительной мощности процессора и объема оперативной памяти решалась «сам собой», и c Windows NT 4.0 начался поход NTFS на пользовательские компьютеры. Windows 2000 принес NTFS3 в качестве основной и рекомендуемой файловой системы как на рабочие, так и на домашние системы. На данный момент NTFS3.1 (не путайте версию файловой системы с версией ОС, далее просто NTFS) является самой распространенной файловой системой, и популярность ее нельзя «оправдать» лишь маркетингом Microsoft, NTFS на самом деле одна из самых функциональных и технологичных файловых систем на рынке.

  1. ^
NTFS поддерживает длинные имена (255 символов, регистр в названии сохраняется, но не различается), теоретически размер файла ограничен 16 экзабайтами, на практике самая современная ОС Windows 2003 ограничивает размер файла 16 терабайтами, а размер раздела — 256. Размер кластера варьируется от 512 байт и до 64 Кбайт, позволяя пользователю самостоятельно выбирать между экономией места на диске и скоростью работы, стандартным значением является 4 Кбайта.

Том NTFS состоит из MFT (Master File Table — главная таблица файлов), содержащей каталог файлов, и пространства для хранения файлов. Сама MFT тоже является файлом, и в первой записи описывает именно файл MFT, всего же в таблице файлов NTFS первые 16 записей являются служебными, а с семнадцатой записи и далее идет описание прочих файлов тома. Для большей отказоустойчивости спецификацией предусмотрены копии MFT и сектора начальной загрузки.

Таким образом, в NTFS, как и в любой другой файловой системе, MFT хранит каталог файлов (идентификатор, занимаемые кластеры), содержимое же файлов записано в кластеры диска. Одна из интересных особенностей — хранение содержимого маленьких файлов (несколько сотен байт) прямо в MFT — позволяет значительно оптимизировать работу с мелкими файлами и не сказывается на размерах самой таблицы, так как данные пишутся лишь в том случае, если в записи MFT для них есть необходимое пространство (1 запись MFT занимает 1 Кбайт). «Нормальные» же файлы расположены в кластерах области данных тома NTFS. При этом каждый файл состоит из потоков, где первый поток — содержимое файла, а в остальных может содержаться дополнительная информация.

Рис. 2. Видимость в NTFS

Каталоги теперь хранят список вложенных элементов в виде бинарного дерева, что значительно ускоряет поиск файлов.

Некоторые нововведения NTFS направлены на увеличение совместимости со стандартом POSIX (на нем основаны файловые системы Unix): атрибуты времени последнего доступа и изменения файла, жесткие ссылки (фактически, два имени одного файла), символические ссылки (настоящее имя остается неизменным, а символическая ссылка позволяет давать «псевдонимы»).

Нельзя обойти вниманием и самые известные нововведения NTFS — сжатие и шифрование. Обе функции полностью прозрачны для пользователей, необходимо лишь установить соответствующие атрибуты в свойствах файлов и папок, все остальные операции Windows будет выполнять по мере необходимости, пользователь же не заметит никакой разницы.

NTFS обеспечивает мощную и сложную систему распределения прав доступа к файлам и папкам. Конечно, эти параметры контролируются лишь операционной системой, то есть их можно обойти, получив доступ к файлам из другой ОС (например, Linux с возможностью чтения томов NTFS). Впрочем, от этого обезопасит NTFS-шифрование. Еще одна функция — дисковые квоты — позволяет устанавливать объем доступного пользователям свободного места на диске.

Одно из важнейших преимуществ NTFS — журналируемость. NTFS, как журналируемая файловая система, обладает высокой отказоустойчивостью и способна самостоятельно исправлять большинство возникающих ошибок. Защита основана на принципе транзакций — любая операция, изменяющая данные на диске, рассматривается как транзакция, то есть такая последовательность действий, которая может или пройти успешно, или не пройти вообще. Данные о предстоящих действиях заносятся в журнал транзакций, и в случае ошибок система отменяет все изменения. Поэтому любые промежуточные результаты, чреватые нарушением файловой системы, невозможны. Журналируемость, к сожалению, не защитит от некачественного «железа» и не убережет пользовательские данные в экстренных ситуациях (впрочем, такой цели и не ставится), но без проблем справится с повседневными ошибками и сохранит целостность файловой системы.

  1. ^
Концепция транзакций, используемая в NTFS для защиты целостности файловой системы, заимствована из систем управления базами данных (СУБД). И, судя по всему, это лишь «первая ласточка» сращивания файловых систем и СУБД в единое целое.

Рост объема цифровой информации рано или поздно вынудит перейти от папок и файлов к более гибкой и совершенной схеме организации. Уже сейчас в корпоративном секторе эту роль исполняют базы данных, на пользовательских компьютерах заметно распространение систем локального поиска (Google Desktop Search, Copernic DS…) по файлам, электронной почте пользователя, посещенным веб-страницам.

Решить задачу более гибкой организации информации взялась и Microsoft в своей новой файловой системе (если вообще в данном случае уместен этот термин) WinFS. Перед WinFS ставятся три основные задачи:

  1. Поиск информации с учетом ее типа. Текст, мультимедиа — особенности всех типов информации должны быть известны WinFS, и учитываться ею.
  2. Построение связей (отношений, relations) между отдельными «порциями» информации (файлами). То есть для каждого текущего файла система будет подбирать связанные с ним файлы, документы, электронные письма и т. д.
  3. Обработка доступной информации — WinFS позволит фильтровать, разбивать по категориям, ранжировать (определять важность информации в контексте текущей задачи пользователя) файлы, чтобы отсечь лишнее. Предоставляя лишь необходимые данные, Microsoft надеется снизить «информационное переутомление» пользователей.
На лицо интересный сплав технологий файловых систем, систем управления реляционными базами данных и поисковых технологий. Остается ждать практической реализации.
  1. ^
Это список файловых систем (ФС) и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием.

Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему, которая была включена в состав операционной системы и не имела какого-то определённого названия. Такие файловые системы могут отсутствовать в данном списке.

    1. ^
Дисковые файловые системы обычно являются поток-ориентированными. Файлы в поток-ориентированных файловых системах представляются последовательностью битов, часто предоставляющие такие функции, как чтение, запись, изменение данных и произвольный доступ.^ Твердотельные носители, такие, как флеш-диски, своим интерфейсом данных похожи на обычные жёсткие диски, но имеют свои проблемы и недостатки. Когда проходит время поиска они нуждаются в особой обработке такими алгоритмами как, Wear leveling и Error detection and correction.^ В запись-ориентированных файловых системах файлы хранятся как коллекция записей. Такие файловые системы ассоциируются, прежде всего, со старыми мейнфреймами и операционными системами для миникомпьютеров. Программы считывают и записывают целыми записями, вместо байт, записанных, в определенном порядке.^ Файловые системы для общих дисков (также известные как Файловые системы для сетевых (общих) хранилищ (файловая система SAN) или кластерные файловые системы) в основном используются в сетевых хранилищах, где все узлы сети имеют прямой доступ к блоковому устройству хранения, где расположена эта файловая система. Такие файловые системы функционируют, даже при поломке одного из узлов. Данные файловые системы, обычно, используются в кластерах высокой доступности вместе с аппаратным RAID. Файловые системы для сетевых хранилищ, обычно не расширяются больше 64 или 128 узлов.

Могут быть симметричными, когда метаданные распределены между узлами, или асимметричными — с централизованными хранилищами метаданных.

    1. ^
Распределённые файловые системы известны и как сетевые файловые системы.^ Распределенные файловые систем, являющиеся параллельными и с защитой от сбоев, разделяют и реплицируют данные на многие сервера для высокой производительности и обеспечения целостности данных. Даже когда сервер дает сбой, данные не теряются. Данные файловые системы используются в высокоскоростных вычислениях и кластерах высокой доступности.

Все здесь перечисленные файловые системы фокусируются на высокой доступности, масштабируемости и высокой производительности, если не указано иначе.

В разработке:^
    1. ^
^ ^ ^ Файловые системы с встроенной избыточностью. Обычные файловые системы для встроенных систем использующие транзакции или журналы не должны попасть в этот список.

^ 1. Файловая система. Википедия - свободная энциклопедия. [В Интернете] 21 Декабрь 2010 г. http://ru.wikipedia.org/wiki/Файловая_система.

2. Файловые системы. Computerlibrary.ru. [В Интернете] 4 Ноябрь 2005 г. http://computerlibrary.info/view/article151/.

3. Список файловых систем. ^ [В Интернете] 30 Ноябрь 2010 г. http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_файловых_систем.

www.studmed.ru

Реферат - Файловые системы, их характеристика

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ — ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И ФИНАНСОВ»

КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ

Реферат по информатике

на тему:

Файловые системы

Выполнил: студент 110 группы О110

Э.В.Андреева

Руководитель: проф. Е.А.Осипова

Санкт-Петербург

2009 г.

Оглавление

Оглавление………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………3

1. Файловая система FAT…………………………………..4

2. Файловая система FAT32………………………………..5

3. Файловая система HPFS…………………………………6

4. Файловая система NTFS…………………………………8

Заключение………………………………………………………9

Список используемой литературы……………………………..10

Введение

Файловая система — это то, на чем держится далеко неидеальный, но маломальский порядок на наших жестких дисках. Носители информации способны лишь хранить, записывать или считывать биты данных из определенных секторов, а за доступ к информации отвечает именно файловая система. Этому термину можно дать несколько определений, каждое из которых верно. Файловая система — это система организации и хранения информации на жестком диске или других носителях, программные алгоритмы операционной системы для управления данной системой организации информации, и, наконец, на бытовом уровне это совокупность всех файлов и папок на диске.

Файловая система определяет:

— как хранятся файлы и каталоги на диске;

— какие сведения хранятся о файлах и каталогах;

— как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие – нет;

— формат каталогов и другой служебной информации на диске.

Мы рассмотрим четыре файловые системы – FAT, FAT 32, HPFS, NTFS.

1. Файловая система FAT

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома.

Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные.

Обновление таблицы размещения файлов имеет большое значение и требует много времени. Если таблица размещения файлов не обновляется регулярно, это может привести к потере данных.

Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только чтение» и «Архивный».

Преимущества файловой системы FAT

На компьютере под управлением Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем нельзя отменить удаление. Файловая система FAT лучше всего подходит для использования на дисках и разделах размером до 200 МБ, потому что она запускается с минимальными накладными расходами.

Недостатки файловой системы FAT

Не стоит использовать файловую систему FAT для дисков и разделов, чей размер больше 200 МБ. Это объясняется тем, что по мере увеличения размера тома производительность файловой системы FAT быстро падает. Для файлов, расположенных в разделах FAT, невозможно установить разрешения. Разделы FAT имеют ограничение по размеру: 4 ГБ под Windows NT и 2 ГБ под MS-DOS.

2. Файловая система FAT32

FAT 32 представляет собой цепь данных, которые связывают между собой кластеры дискового пространства и файлы. В базе данных кластеров существует только один элемент. Из них, первые два элемента представляют собой информацию о системе FAT – 32, а третий и последующий элементы ставятся в соответствии с кластерами дискового пространства. Самое большое число кластеров в данной файловой системе равно 268 435 445 кластеров. Данная система позволяет использовать жесткие диски размером до 32 Гб. Однако FAT может поддерживать дисковые пространства размером до 2 терабайт! Первоначально данная файловая система применялась в составе Windows 95 OSR 2. Именно в данной файловой системе были расширены атрибуты файлов, которые позволили хранить время и дату создания, и модификацию последнего доступа к файлу или каталогу.

Операционная система FAT – 32 также позволяет работать с любой из копий FAT 32.

Преимущества файловой системы FAT 32:

1. Высокая скорость работы;

2. Низкое требование к объему оперативной памяти;

3. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;

4. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.

Недостатки файловой системы FAT 32:

1. Низкая защита от сбоев системы;

2. Не эффективная работа с файлами больших размеров;

3. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;

4. Снижение быстродействия при фрагментации;

5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов

3. Файловая система HPFS

Файловая система HPFS впервые была использована для операционной системы OS/2 1.2, чтобы обеспечить доступ к появлявшимся в то время на рынке дискам большого размера

В файловой системе HPFS поддерживается структура каталогов FAT и добавлена сортировка файлов по именам. Имя файла может содержать до 254 двухбайтовых символов. Кроме того, наименьший блок для хранения данных теперь равен размеру физического сектора (512 байт), что позволяет снизить потери дискового пространства.

В каталоге файловой системы HPFS наряду с атрибутами файла здесь хранятся сведения о создании и внесении изменений, а также дата и время доступа. Записи в каталоге файловой системы HPFS указывают не на первый кластер файла, а на FNODE. FNODE может содержать данные файла, указатели на данные файла или другие структуры, указывающие на данные файла.

HPFS старается по возможности располагать данные файла в смежных секторах. Это приводит к повышению скорости последовательной обработки файла.

HPFS делит диск на блоки по 8 МБ каждый и всегда пытается записать файл в пределах одного блока. Разбиение на блоки приводит к повышению производительности. Кроме того, файловая система HPFS содержит два уникальных объекта данных:

· Суперблок

Суперблок располагается в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. В этом кроется главная опасность использования HPFS: если сектор суперблока помечен как поврежденный, это приводит к потере всех данных раздела даже на неповрежденных участках диска. Для восстановления данных их необходимо скопировать на другой диск с неповрежденным сектором 16 и воссоздать суперблок.

· Запасной блок

Запасной блок располагается в логическом секторе 17 и содержит таблицу экстренных исправлений, а также блок резервного каталога. В файловой системе HPFS запись таблицы экстренных исправлений используется при обнаружении дефектного сектора, чтобы логически указать вместо него имеющийся неповрежденный сектор. Эта технология обработки ошибок записи известна как экстренное исправление.

Преимущества файловой системы HPFS

HPFS – оптимальный вариант файловой системы для использования с дисками размером 200–400 МБ.

Недостатки файловой системы HPFS

Дополнительные накладные расходы, связанные с использованием HPFS, снижают эффективность ее применения на дисках размером меньше 200 МБ. Кроме того, производительность также снижается при использовании дисков размером больше 400 МБ. При использовании HPFS под Windows NT нельзя установить параметры безопасности.

Файловая система HPFS поддерживается только операционной системой Windows NT версий 3.1, 3.5 и 3.51. Нельзя получить доступ к разделу HPFS с помощью Windows NT 4.0.

4. Файловая система NTFS

Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает производительность, надежность и совместимость. NTFS разрабатывалась с целью обеспечения скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления продвинутых возможностей. Кроме того, NTFS обладает характеристиками защищенности, которые необходимы на мощных файловых серверах и высокопроизводительных компьютерах в корпоративных средах. Файловая система NTFS поддерживает контроль доступа к данным и привилегии владельца. NTFS — единственная файловая система в Windows NT, которая позволяет назначать права доступа к отдельным файлам. Файловая система NTFS является простой, и одновременно чрезвычайно мощной. Практически все, что имеется на томе, представляет собой файл, а все, что имеется в файле представляет собой атрибут, включая атрибуты данных, атрибуты системы безопасности, атрибуты имени файла. Каждый занятый сектор на томе NTFS принадлежит какому-нибудь файлу.

Преимущества файловой системы NTFS :

1. Быстрая скорость доступа к файлам малого размера;

2. Размер дискового пространства на сегодняшний день практически не ограничен;

3. Фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему;

4. Высокая надежность сохранения данных и собственно самой файловой структуры;

5. Высокая производительность при работе с файлами большого размера;

Недостатки файловой системы NTFS :

1. Высокие требования к объему оперативной памяти

2. Работа с каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации;

3. Более низкая скорость работы по сравнению с FAT 32;

Заключение

Таким образом, сегодня в Windows применяются файловые системы: FAT, FAT32, HPFS и NTFS. Преимущества FAT – низкие накладные расходы на хранение данных и тотальная совместимость с огромным количеством операционных систем и аппаратных платформ.

Область применения FAT32 на самом деле гораздо уже – эту файловую систему стоит применять, если Вы собираетесь получать доступ к разделам и с помощью Windows 9x и с помощью Windows 2000/XP. Но так как актуальность Windows 9x сегодня практически сошла на нет, то и использование этой файловой системы не представляет особого интереса.

Некоторые из возможностей, обеспечиваемых на сегодняшний день только файловой системой NTFS, перечислены ниже:

1). NTFS обеспечивает широкий диапазон разрешений, в отличие от FAT, что дает возможность индивидуальной установки разрешений для конкретных файлов и каталогов. Это позволяет указать, какие пользователи и группы имеют доступ к файлу или папке и указать тип доступа.

2). Встроенные средства восстановления данных; поэтому ситуации, когда пользователь должен запускать на томе NTFS программу восстановления

диска, достаточно редки. Даже в случае краха системы NTFS имеет возможность автоматически восстановить непротиворечивость файловой системы, используя журнал транзакций и информацию контрольных точек.

3). Реализованная в виде бинарного-дерева структура папок файловой системы NTFS позволяет существенно ускорить доступ к файлам в папках большого объема по сравнению со скоростью доступа к папкам такого же объема на томах FAT.

4). NTFS позволяет осуществлять сжатие отдельных папок и файлов, можно читать сжатые файлы и писать в них без необходимости вызова программы, производящей декомпрессию.

Список используемой литературы:

1. help-user.ru/fat32.php

2. support.microsoft.com/kb/100108

3. www.osys.ru/os/4/failovaya_sistema_ntfs.shtml

www.ronl.ru

Смотрите также