Файловая система.

Что это?

Файловая система. - 881456189696
Рано или поздно начинающий пользователь компьютера сталкивается с таким понятием, как файловая система (ФС). Как правило, впервые знакомство с данным термином происходит при форматировании носителя информации: логические диски винчестера и подключаемые носители (флешки, карты памяти, внешний жесткий диск).
Файловая система. - 881456207360
Перед форматированием операционная система Windows предлагает выбрать вид файловой системы на носителе, размер кластера, способ форматирования (быстрое или полное). Давайте разберемся, что же такое файловая система и для чего она нужна?
Вся информация записывается на носитель в виде файлов, которые должны располагаться в определенном порядке, иначе операционная система и программы не смогут оперировать с данными. Этот порядок и организует файловая система с помощью определенных алгоритмов и правил размещения файлов на носителе.
Файловая система. - 881456325632
Когда программе требуется файл, записанный на диске, ей нет необходимости знать, как и где он хранится. Все, что от программы требуется – это знать имя файла, его размер и атрибуты, чтобы передать эти данные файловой системе, которая обеспечит доступ к нужному файлу. То же самое происходит и при записи данных на носитель: программа передает информацию о файле (имя, размер, атрибуты) файловой системе, которая сохраняет его по своим определенным правилам.
Для лучшего понимания представьте библиотекаря, который выдает клиенту книгу по ее названию. Или в обратном порядке: клиент сдает прочитанную книгу библиотекарю, который размещает ее обратно на хранение. Клиенту совсем нет необходимости знать, где и как хранится книга, это обязанность служащего заведения. Библиотекарь знает правила каталогизации библиотеки и согласно этим правилам разыскивает издание или размещает его обратно, т.е. выполняет свои служебные функции. В данном примере библиотека – это носитель информации, библиотекарь – файловая система, клиент – программа.
Основные функции файловой системы
Основными функциями файловой системы являются:

размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
создание, чтение и удаление файлов;
назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
определение структуры файла;
поиск файлов;
организация каталогов для логической организации файлов;
защита файлов при системном сбое;
защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.
Организация информации в файловой системе
Информация, записываемая на жесткий диск или любой другой носитель, размещается в нем на основе кластерной организации. Кластер представляют собой своего рода ячейку определенного размера, в которую помещается весь файл или его часть.
Файловая система. - 881456546048
Если файл имеет размер кластера, то он занимает только один кластер. Если размер файла превышает размер ячейки, то он размещается в нескольких ячейках-кластерах. Причем свободные кластеры могут находиться не рядом с другом, а быть разбросанными по физической поверхности диска. Такая система позволяет наиболее рационально использовать место при хранении файлов. Задача файловой системы — разложить файл при записи по свободным кластерам оптимальным образом, а также собрать его при чтении и выдать программе или операционной системе.
Виды файловых систем
В процессе эволюции компьютеров, носителей информации и операционных систем возникало и пропадало большое количество файловых систем. В процессе такого эволюционного отбора, на сегодня для работы с жесткими дисками и внешними накопителями (флешки, карты памяти, внешние винчестеры, компакт диски) в основном используются следующие виды ФС:
NTFS
FAT32
Ext3
Ext4
NFS+
UDF
ISO9660
Последние две системы предназначены для работы с компакт дисками. Файловые системы Ext3 и Ext4 работают с операционными системами на основе Linux. NFS Plus – это ФС для операционных систем OS X, используемых в компьютерах фирмы Apple.
Файловые системы NTFS и FAT32
Самое большое распространение получили файловые системы NTFS и FAT32 и это не удивительно, т.к. они предназначены для операционных систем Windows, под управлением которых работает подавляющее большинство компьютеров в мире.
Файловая система. - 881456678656
Сейчас FAT32 активно вытесняется более продвинутой системой NTFS по причине ее большей надежности к сохранности и защите данных. К тому же последние версии ОС Windows просто не дадут себя установить, если раздел жесткого диска будет отформатирован в FAT32. Программа установки потребует отформатировать раздел в NTFS.
Файловая система NTFS поддерживает работу с дисками объемом в сотни терабайт и размером одного файла до 16 терабайт.

Файловая система FAT32 поддерживает диски до 8 терабайт и размер одного файла до 4Гб. Чаще всего данную ФС используют на флешках и картах памяти. Именно в FAT32 форматируют внешние накопители на заводе.
Однако ограничение на размер файла в 4Гб на сегодня уже является большим минусом, т.к. в связи с распространением высококачественного видео, размер файла с фильмом будет превышать это ограничение и его будет невозможно записать на носитель.
#fat #fat32 #ntfs #ФайловаяСистема #ЖесткийДиск
Физический диск — деталь компьютера, вставляемая в системный блок, или монтируемая через внешние порты.
Логический диск – раздел физического диска, часть диска, представленная системой как отдельный диск.
RAID массив - несколько физических дисков, представленные системой, как логический раздел.
Имя диска – название жесткого диска – буква латинского алфавита (C: D: E:), или номер устройства (hda0 hda1 hdb2).
Файловая система - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации.
Файл – логическая единица хранимой на носителе информации, которая имеет свои собственные атрибуты.
FAT12/FAT16/FAT32
используются в
ОС MS-DOS и разных версиях Windows;
на многих съёмных носителях (в частности, на дискетах и USB-flash).
ОС Linux поддерживает чтение и запись в этих файловых системах.
NTFS
появилась в системах Windows NT, перешла в другие версии (например, Windows 2000, Windows 2003, Vista).
ОС Linux NTFS поддерживает на чтение и на запись.
Журналируемая файловая система ведёт постоянный учёт всех операций записи на диск.
В случае аварии, например сбоя электропитания, файловая система всегда автоматически возвращается в рабочее состояние.
Lustre
Файловая система, которая используется в компьютерных кластерах, начиная от небольших кластеров рабочих групп и заканчивая масштабными географически распределенными кластерами. Файловые системы Lustre могут поддерживать десятки тысяч клиентских систем, десятки петабайт (1015 байт) памяти для хранения данных и пропускную способность ввода-вывода в сотни гигабайт в секунду (GB/s).
Благодаря высокой масштабируемости Lustre устанавливают в своих системах провайдеры Интернет, финансовые организации, индустрия нефти и газа.
ZFS (Zettabyte File System) — файловая система, изначально созданная в Sun Microsystems для операционной системы Solaris.
Поддерживает большие объёмы данных, объединяет концепции файловой системы и менеджера логических дисков (томов) и физических носителей, новаторскую структуру данных на дисках, легковесные файловые системы (англ. lightweight filesystems), а также простое управление томами хранения данных.
ZFS является проектом с открытым исходным кодом и лицензируется под CDDL (Common Development and Distribution License).
Имена файлов FAT
"8.3"
Допустима любая комбинация букв и цифр, пробел (ASCII-код 20h), символы ASCII с кодами больше 127, а также знаки: $ % ' - _ @ ~ ` ! ( ) ^ # &.
В именах формата "8.3" недопустимы: + , ; = [ ]
Имена файлов FAT32
“255.3”

Допустимы имена длиной до 255 символов и более чем с одной точкой. Но для них формируется псевдоним, “8.3”, дополняемый знаками ~n (где n - порядковый номер), и первых трех символов за последней точкой.
Имена файлов NTFS
“255.3”
Допустимы имена длиной до 255 символов и более чем с одной точкой.
Краткая историческая справка
Развитие файловых систем персональных компьютеров определялось двумя факторами:
- появлением новых стандартов на носители информации;
- ростом требований к характеристикам файловой системы со стороны прикладных программ (разграничение уровней доступа, поддержка длинных имен файлов в формате UNICODE).
До появления ОС не было файлов и структур их хранения.
Усложнение ФС связано с увеличением объемов хранимой информации и с ростом требований надежности хранения данных.
Эволюция файловой системы была напрямую связана с развитием технологий реляционных баз данных. Файловая система использовала последние достижения, разработанные для применения в СУБД: механизмы транзакций, защиты данных, систему самовосстановления в результате сбоя.
Развитие файловых систем привело к изменению самого понятия "файл" от первоначального толкования как упорядоченная последовательность логических записей, до понятия файла, как объекта, имеющего набор характеризующих его атрибутов (включая имя файла, его псевдоним, время создания и собственно данные).
Файлы в сложных файловых системах приобретают новые черты:
- файл, как набор упорядоченных записей;
- файл, как папка;
- файл, как устройство.
В сложных ФС файл имеет права пользования:
- r только чтение;
- w только запись;
- x выполнение.
Присвоение файлам атрибутов пользования приводит к ограничению доступа к данным и созданию особых условий безопасности хранения информации.
Файловая система. - 881457339136
Файлы полностью доступны «хозяину» -r-w-x
и его группе пользователей.
Программные средства для подготовки диска:
Разметка диска в DOS – fdisk
Форматирование диска – format
В Windows работают одноименные утилиты, но
каждая из них соответствует версии ОС.
В других ОС имеются собственные утилиты,
использование которых разрешено только
суперпользователю root.
Утилиты для разметки и форматирования CD ROM:
Наиболее популярная сегодня – NERO для Windows
В UNIX запись на CD производится рядом команд
из консоли суперпользователя
В Mac OS X имеются много возможностей, но основные:
- консольный способ;
- дисковая утилита.
Разметка и форматирование CD производится в
стандарте iso9600
Путь к файлу - набор символов, показывающий расположение файла в файловой системе (адрес каталога).
В операционных системах UNIX разделительным знаком при записи пути является символ «/» (прямой слеш, или косая черта).
В Windows — «\» (обратный слеш).
Эти знаки служат для разделения названия каталогов, составляющих путь к файлу.
Пример
/home/user_student/foo/bar.txt
Путь может быть абсолютным или относительным.
Полный или абсолютный путь — это путь, который указывает на одно и то же место в файловой системе, вне зависимости от текущей рабочей директории или других обстоятельств. Полный путь всегда начинается с корневого каталога.
Относительный путь представляет собой путь по отношению к текущему рабочему каталогу пользователя или активных приложений.
В операционной системе Solaris путь к файлу всегда виден в окне файлового менеджера или в диалоговом окне команд “Открыть” (Open), или “Сохранить как...” (Save As...)
Вид строки с записью пути к файлу примерно такой:
/home/compXX/Documents/ML101/zadanie_1.odt
Это абсолютный путь. Обратите внимание на папку /compXX
Если номер пользователя в данной сессии не соответствует значению “compXX”, то в диалоговом окне нужно подниматься вверх по уровням вложенных папок до папки /home и выбрать папку соответствующего пользователя, а далее открывать последующие уровни папок до достижения места хранения нужного файла.
#fat #fat32 #ntfs #ФайловаяСистема #ssd #РаботаСДиском

Комментарии

Комментариев нет.