Ez a cikk arról szól fájlrendszerek . A Windows telepítésekor kéri, hogy válassza ki a fájlrendszert azon a partíción, ahová telepíteni fogja, és a PC-felhasználóknak két lehetőség közül kell választaniuk. ZSÍR vagy NTFS.

A legtöbb esetben a felhasználók elégedettek ennek tudatában Az NTFS "jobb"és válassza ezt a lehetőséget.

Néha azonban csodálkoznak és pontosan mi a jobb?

Ebben a cikkben megpróbálom elmagyarázni mi az a fájlrendszer, mik azok, miben különböznek egymástól, és melyiket érdemes használni.

A cikk leegyszerűsítette a fájlrendszerek néhány műszaki jellemzőjét az anyag érthetőbb felfogása érdekében.

Fájlrendszer az adatok tárolási adathordozókon való rendszerezésének módja. A fájlrendszer határozza meg, hogy a fájlok hol és hogyan kerülnek az adathordozóra, és hozzáférést biztosít az operációs rendszer számára ezekhez a fájlokhoz.

További követelményeket támasztanak a modern fájlrendszerekkel szemben: fájlok titkosításának képessége, fájlok hozzáférés-vezérlése és további attribútumok. Általában a fájlrendszert a merevlemez elejére írják. ().

Az operációs rendszer szempontjából a merevlemez fürtök halmaza.

fürt egy bizonyos méretű lemezterület az adatok tárolására. A fürt minimális mérete 512 bájt. Mivel kettes számrendszert használunk, a klaszterek mérete kettő hatványának többszöröse.

A felhasználó képletesen el tudja képzelni a merevlemezt kockás jegyzettömbként. Az oldalon egy cella egy fürt. A fájlrendszer a jegyzettömb tartalma, a fájl pedig a szó.

A számítógépek merevlemezeinél jelenleg két fájlrendszer a leggyakoribb: ZSÍR vagy NTFS. Először jelent meg ZSÍR (FAT16), akkor FAT32, és akkor NTFS.

ZSÍR(FAT16) – a rövidítése Fájlkiosztási táblázat(fordításban Fájlkiosztási táblázat).

A FAT struktúrát Bill Gates és Mark MacDonald fejlesztette ki 1977-ben. Fő fájlrendszerként használták DOS és Microsoft Windows operációs rendszerekben (Windows ME verzióig).

A FAT-nak négy változata van - FAT12, FAT16, FAT32És exFAT. A klaszterszám tárolására lefoglalt bitek számában különböznek.

FAT12 főleg hajlékonylemezekhez használják, FAT16- kislemezekhez, és az új exFAT főleg flash meghajtókhoz. A FAT által támogatott maximális fürtméret 64 Kb. ()

FAT16 először 1987 novemberében mutatták be. Index 16 a névben azt jelzi, hogy a klaszterszám 16 bitet használ. Ennek eredményeként a rendszer által támogatott lemezpartíció (kötet) maximális mérete 4 GB.

Később, a technológia fejlődésével és a 4 GB-nál nagyobb kapacitású lemezek megjelenésével egy fájlrendszer jelent meg. FAT32. 32 bites fürtcímzést használ, és 1996 augusztusában jelent meg a Windows 95 OSR2 rendszerrel. FAT32 a kötet mérete 128 GB-ra korlátozódik. Ez a rendszer támogatja a hosszú fájlneveket is. ().

NTFS(rövidítés ÚjtechnológiafájltRendszer - Új technológiai fájlrendszer) a Microsoft Windows NT operációs rendszercsalád szabványos fájlrendszere.

1993. július 27-én mutatták be a Windows NT 3.1 rendszerrel. Az NTFS a HPFS fájlrendszeren alapul (rövidítés magasTeljesítményfájltRendszer - Nagy teljesítményű fájlrendszer), amelyet a Microsoft az IBM-mel közösen készített az OS / 2 operációs rendszerhez.

Az NTFS főbb jellemzői: beépített képességek a különböző felhasználók és felhasználói csoportok adataihoz való hozzáférés korlátozására, valamint kvóták hozzárendelésére (az egyes felhasználók által elfoglalt maximális lemezterület korlátozása), naplózó rendszer használata a fájlrendszer megbízhatóságának javítására .

A fájlrendszer specifikációi le vannak zárva. Általában a klaszter mérete 4 Kb. A gyakorlatban nem ajánlott 2 TB-nál nagyobb köteteket létrehozni. A merevlemezek most értek el ekkora méretet, talán a jövőben lesz új fájlrendszerünk. ().

A Windows XP telepítése során a rendszer felszólítja a lemez formázására a rendszerben ZSÍR vagy NTFS. Ez azt jelenti, hogy FAT32.

Minden fájlrendszer a következő elvre épül: egy fürt - egy fájl. Azok. egy fürt csak egy fájl adatait tárolja.

A fő különbség az átlagos felhasználó számára ezek között a rendszerek között a fürt mérete. „Régen, amikor a lemezek kicsik voltak, a fájlok pedig nagyon kicsik voltak”, ez nagyon észrevehető volt.

Vegyünk egy példát egy kötetre egy 120 GB-os lemezen és egy 10 Kb-os fájlon.

Mert FAT32 a klaszter mérete 32 Kb lesz, és a NTFS- 4 Kb.

BAN BEN FAT32 egy ilyen fájl 1 klasztert foglal el, így 32-10=22Kb kiosztatlan terület marad.

BAN BEN NTFS egy ilyen fájl 3 klasztert foglal el, így 12-10=2Kb kiosztatlan terület marad.

A notebook analógiájára a klaszter egy cella. És miután egy pontot tettünk egy cellába, logikusan már elfoglaljuk az egészet, de valójában sok szabad hely van.

Így az átmenet a FAT32 Nak nek NTFS lehetővé teszi a merevlemez optimálisabb használatát, ha nagyszámú kis fájl van a rendszerben.

2003-ban volt egy 120 GB-os meghajtóm, 40 és 80 GB-os kötetekre osztva. Amikor átváltottam Windows 98-ról Windows XP-re, és átalakítottam a meghajtót FAT32 V NTFS, kb 1 GB szabad lemezterületem van. Akkoriban ez jelentős „növekedés” volt.

Ahhoz, hogy megtudja, milyen fájlrendszert használnak a számítógép merevlemez-kötetein, meg kell nyitnia a kötet tulajdonságai ablakot és a lapot. "Gyakoriak" olvassa el ezeket az adatokat.

Hangerő- ez a lemezpartíció szinonimája, a felhasználók általában „drive C”, „drive D” stb. Az alábbi képen látható egy példa:

Jelenleg a 320 GB-os vagy nagyobb kapacitású lemezeket széles körben használják. Ezért javaslom a rendszer használatát NTFS a lemezterület optimális kihasználása érdekében.

Továbbá, ha több felhasználó van a számítógépen, az NTFS lehetővé teszi a fájlhozzáférés konfigurálását úgy, hogy a különböző felhasználók ne tudják elolvasni és módosítani más felhasználók fájljait.

A szervezetekben, amikor helyi hálózaton dolgoznak, a rendszergazdák az NTFS egyéb szolgáltatásait használják.

Ha szeretné megszervezni a fájlokhoz való hozzáférést több felhasználó számára egy számítógépen, akkor a következő cikkek ezt részletesen leírják.

A cikk írásakor az en.wikipedia.org oldalak anyagait használtuk fel

A cikk szerzője: Maxim Telpari
PC felhasználó 15 év tapasztalattal. A "Magabiztos PC-felhasználó" videó tanfolyam támogatási szakembere, amelynek tanulmányozása után megtanulja a számítógép összeszerelését, a Windows XP és az illesztőprogramok telepítését, a rendszer visszaállítását, a programokban való munkát és még sok mást.

Keressen pénzt ezzel a cikkel!
Regisztráljon egy társult programra. Cserélje ki a cikkben található kurzuslinket a partnerhivatkozásra. Adjon hozzá egy cikket webhelyéhez. Kaphat egy újranyomtatott verziót.

Szemle előadás anyaga 33. sz

szakos hallgatók számára

"Információs technológiai szoftver"

Az IKT Tanszék egyetemi docense, Ph.D. Livak E.N.

FÁJLKEZELŐ RENDSZEREK

Alapfogalmak, tények

Időpont egyeztetés. A fájlrendszerek jellemzőizsír,VFAT,FAT32,hpfs,NTFS. Fájlrendszerek OS UNIX (s5, ufs), OS Linux Ext2FS A lemez rendszerterületei (partíció, kötet). A fájlok elhelyezésének és a fájlok helyére vonatkozó információk tárolásának elvei. Címtár szervezés. Fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférés korlátozása.

Készségek

A fájlrendszer szerkezetére vonatkozó ismeretek felhasználása a számítógépes információk (fájlok és könyvtárak) védelmére és visszaállítására. Fájlokhoz való hozzáférés szabályozásának megszervezése.

fájlrendszerek. Fájlrendszer felépítése

Az adatok a lemezen fájlokként tárolódnak. A fájl a lemez elnevezett része.

A fájlkezelő rendszereket fájlok kezelésére tervezték.

A fájlokban tárolt adatok logikai szintű kezelését a fájlrendszer biztosítja. A fájlrendszer határozza meg, hogy az adatok hogyan legyenek rendszerezve az adathordozón.

És így, fájlrendszer olyan specifikációk és a hozzájuk tartozó szoftverek halmaza, amelyek a fájlinformációk létrehozásáért, megsemmisítéséért, rendszerezéséért, olvasásáért, írásáért, módosításáért és mozgatásáért, valamint a fájlokhoz való hozzáférés szabályozásáért és a fájlok által használt erőforrások kezeléséért felelősek.

A modern operációs rendszerek túlnyomó többségében a fájlkezelő rendszer a fő alrendszer.

A fájlkezelő rendszer használata

· minden rendszerfeldolgozó program az adatoknak megfelelően csatlakoztatva van;

· megoldódnak a lemezterület központosított elosztásának és az adatkezelésnek a problémái;

· a felhasználó lehetőséget kap a fájlokon műveletek végrehajtására (létrehozása stb.), fájlok és különféle eszközök közötti adatcserére, fájlok illetéktelen hozzáféréstől való védelmére.

Egyes operációs rendszerek több fájlkezelő rendszerrel is rendelkezhetnek, így több fájlrendszerrel is dolgozhatnak.

Próbáljunk meg különbséget tenni a fájlrendszer és a fájlkezelő rendszer között.

A "fájlrendszer" kifejezés meghatározza a fájlokba rendezett adatok elérésének elveit.

Term "fájlkezelő rendszer" a fájlrendszer egy adott megvalósítására utal, pl. ez olyan szoftvermodulok készlete, amelyek egy adott operációs rendszer fájljaival dolgoznak.

Tehát ahhoz, hogy valamilyen fájlrendszer szerint rendezett fájlokkal dolgozhasson, minden operációs rendszerhez megfelelő fájlkezelő rendszert kell kifejleszteni. Ez az UV-rendszer csak azon az operációs rendszeren működik, amelyre létrehozták.

A Windows operációs rendszer családban elsősorban a fájlrendszereket használják: VFAT, FAT 32, NTFS.

Fontolja meg ezeknek a fájlrendszereknek a felépítését.

A fájlrendszeren ZSÍR Bármely logikai meghajtó lemezterülete két részre oszlik:

rendszerterület és

az adatterület.

Rendszerterület formázáskor jön létre és inicializálódik, majd a fájlstruktúra módosításakor frissül.

A rendszerterület a következő összetevőkből áll:

Indítórekordot tartalmazó rendszerindító szektor (boot record);

Fenntartott szektorok (lehet, hogy nem);

fájlkiosztási táblák (FAT, Fájlallokációs táblázat);

Gyökérkönyvtár (ROOT).

Ezek az alkatrészek egymás után helyezkednek el a lemezen.

Adatterület a gyökérnek alárendelt fájlokat és könyvtárakat tartalmaz.

Az adatterület úgynevezett klaszterekre van felosztva. A fürt egy adatterület egy vagy több összefüggő szektora. Másrészt a fürt a fájl számára lefoglalt lemezterület legkisebb címezhető egysége. Azok. egy fájl vagy könyvtár egész számú klasztert foglal el. Új fájl létrehozásához és lemezre írásához az operációs rendszer több szabad lemezfürtöt foglal le számára. Ezeknek a klasztereknek nem kell egymást követniük. Minden egyes fájlhoz a fájlhoz biztosított összes fürtszám listája kerül tárolásra.

Ha egy adatterületet fürtökre oszt fel a szektorok használata helyett, akkor a következőket teheti:

· csökkentse a FAT tábla méretét;

Csökkentse a fájlok töredezettségét

Csökkenti a fájlláncok hosszát Þ felgyorsítja a fájl elérését.

A túl nagy fürtméret azonban az adatterület nem hatékony kihasználásához vezet, különösen nagyszámú kis fájl esetén (végül is átlagosan fél fürt vész el minden fájlnál).

A modern fájlrendszerekben (FAT 32, HPFS , NTFS ) ezt a problémát a fürt méretének korlátozása (maximum 4 KB) oldja meg.

Az adatterület térképe az T fájlkiosztási táblázat (File Allocation Table - FAT) A FAT tábla minden eleme (12, 16 vagy 32 bit) egy-egy lemezklaszternek felel meg, és annak állapotát jellemzi: szabad, foglalt vagy rossz fürt.

· Ha a fürt bármelyik fájlhoz hozzá van rendelve (azaz foglalt), akkor a megfelelő FAT elem tartalmazza a következő fájlfürt számát;

· a fájl utolsó fürtje egy FF8h - FFFh (FFF8h - FFFFh) tartományba eső számmal van jelölve;

· ha a klaszter szabad, akkor a 000h (0000h) nulla értéket tartalmazza;

· A használhatatlan (sikertelen) fürt az FF7h (FFF7h) számmal van megjelölve.

Így a FAT táblában az ugyanahhoz a fájlhoz tartozó klaszterek láncokba kapcsolódnak.

A fájlkiosztási tábla közvetlenül a logikai lemez rendszerindító rekordja után kerül tárolásra, pontos helye a rendszerindító szektorban egy speciális mezőben van leírva.

Két azonos, egymást követő példányban tárolják. Amikor a táblázat első példánya megsemmisül, a második kerül felhasználásra.

Tekintettel arra, hogy a FAT-ot nagyon erősen használják a lemez elérésekor, általában a RAM-ba töltik be (az I / O pufferbe vagy a gyorsítótárba), és ott is marad, ameddig csak lehetséges.

A FAT fő hátránya a lassú fájlkezelés. Fájl létrehozásakor a szabály működik - az első szabad fürt kerül kiválasztásra. Ez a lemez töredezettségéhez és összetett fájlláncokhoz vezet. Ebből adódik a fájlokkal való munka lelassulása.

A FAT táblázat megtekintéséhez és szerkesztéséhez használhatja hasznosságkorongSzerkesztő.

Magáról a fájlról szóló részletes információk egy másik struktúrában, a gyökérkönyvtárban tárolódnak. Minden logikai lemeznek saját gyökérkönyvtára van (ROOT, angolul - root).

Gyökérkönyvtár fájlokat és egyéb könyvtárakat ír le. A könyvtárelem egy fájlleíró (descriptor).

Az egyes fájlok és könyvtárak leírója tartalmazza

· Név

· kiterjesztés

létrehozásának vagy utolsó módosításának dátuma

a létrehozás vagy az utolsó módosítás ideje

attribútumok (archívum, könyvtárattribútum, kötetattribútum, rendszer, rejtett, csak olvasható)

fájl hossza (könyvtár esetén - 0)

egy lefoglalt mező, amelyet nem használnak

· a fájlhoz vagy könyvtárhoz rendelt első klaszter száma a klaszterek láncában; Miután megkapta ezt a számot, az operációs rendszer a FAT táblára hivatkozva megtudja az összes többi fájlfürt számát is.

Tehát a felhasználó elindítja a fájlt végrehajtásra. Az operációs rendszer az aktuális könyvtárban található fájlleírások alapján keres egy fájlt a kívánt névvel. Amikor a szükséges elem megtalálható az aktuális könyvtárban, az operációs rendszer beolvassa a fájl első fürtjének számát, majd meghatározza a többi fürt számát a FAT táblából. Az ezekből a fürtökből származó adatokat a rendszer a RAM-ba olvassa be, és egyetlen folyamatos szakaszba egyesíti. Az operációs rendszer átadja a vezérlést a fájlnak, és a program elindul.

A ROOT könyvtár megtekintéséhez és szerkesztéséhez használhatja a hasznosságkorongSzerkesztő.

Fájlrendszer VFAT

A VFAT (virtuális FAT) fájlrendszer először a Windows for Workgroups 3.11-ben jelent meg, és védett módú fájl I/O-hoz készült.

Ezt a fájlrendszert a Windows 95 használja.

A Windows NT 4 is támogatja.

A VFAT a Windows 95 "natív" 32 bites fájlrendszere, amelyet a VFAT .VXD illesztőprogram vezérel.

A VFAT 32 bites kódot használ az összes fájlművelethez, és 32 bites védett módú illesztőprogramokat is használhat.

DE a fájlkiosztási tábla bejegyzései 12 vagy 16 bitesek maradnak, így a lemezen ugyanaz az adatstruktúra (FAT) kerül felhasználásra. Azok. f táblázat formátumA VFAT ugyanaz, akárcsak a FAT formátum.

VFAT a "8.3" nevekkel együtt támogatja a hosszú fájlneveket. (A VFAT-ot gyakran FAT-nak mondják a hosszú nevek támogatásával).

A VFAT fő hátránya a nagy veszteség a nagy logikai lemezmérettel végzett klaszterezésnél, valamint magának a logikai lemeznek a méretére vonatkozó korlátozások.

Fájlrendszer ZSÍR 32

Ez a FAT tábla használatának ötletének új megvalósítása.

A FAT 32 egy teljesen független 32 bites fájlrendszer.

Először a Windows OSR 2-ben használták (OEM Service Release 2).

A FAT 32 jelenleg a Windows 98 és a Windows ME rendszerben használatos.

Számos fejlesztést és kiegészítést tartalmaz a korábbi FAT-megvalósításokhoz képest.

1. Sokkal hatékonyabb lemezterület-kihasználás, mivel kisebb klasztereket (4 KB) használ – a becslések szerint akár 15%-ot is megtakaríthat.

2. Kibővített rendszerindítási rekorddal rendelkezik, amely lehetővé teszi a kritikus adatstruktúrák másolatainak létrehozását Þ növeli a lemez ellenállását a lemezszerkezetek megsértésével szemben

3. Használhat FAT biztonsági másolatot a szokásos helyett.

4. Mozgathatja a gyökérkönyvtárat, vagyis tetszőleges helyen lehet a gyökérkönyvtár Þ megszünteti a gyökérkönyvtár méretének korlátját (512 elem, mivel a ROOT-nak egy klasztert kellett volna elfoglalnia).

5. Továbbfejlesztett gyökérkönyvtár-struktúra

További mezők jelentek meg, például a létrehozás ideje, a létrehozás dátuma, az utolsó hozzáférés dátuma, az ellenőrző összeg

Egy hosszú fájlnévhez továbbra is több leíró tartozik.

Fájlrendszer HPFS

A HPFS (High Performance File System) egy nagy teljesítményű fájlrendszer.

A HPFS először az OS/2 1.2-ben és a LAN Managerben jelent meg.

Soroljuk fel A HPFS főbb jellemzői.

· A fő különbség a fájlok lemezre helyezésének alapelvei és a fájlok helyére vonatkozó információk tárolásának elvei. Ezeknek az elveknek köszönhetően a HPFS rendelkezik nagy teljesítményű és hibatűrő, megbízható fájlrendszer.

A HPFS-ben a lemezterületet nem fürtök foglalják le (mint a FAT-ban), hanem blokkok. A modern megvalósításban a blokkméretet egy szektornak tekintik, de elvileg más méretű is lehet. (Valójában egy blokk egy fürt, csak egy fürt mindig egyenlő egy szektorral). A fájlok ilyen kis blokkokban való elrendezése lehetővé teszi hatékonyabban használja a lemezterületet, mivel a szabad terület csak átlagosan (fél szektor) 256 bájt fájlonként. Emlékezzünk arra, hogy minél nagyobb a fürt mérete, annál több lemezterület vész el.

A HPFS rendszer arra törekszik, hogy a fájlt összefüggő blokkokba rendezze, vagy ha ez nem lehetséges, akkor a lemezre helyezze úgy, hogy kiterjedések(töredékei) fizikailag a lehető legközelebb voltak egymáshoz. Ez a megközelítés elengedhetetlen csökkenti az író/olvasó fejek pozicionálási idejét merevlemez meghajtó és késleltetés (késleltetés az író/olvasó fej pozíciója között a megfelelő sávon). Emlékezzünk vissza, hogy egy FAT-fájlban az első ingyenes fürt egyszerűen le van foglalva.

Terjedelem(terjedelem) - a szomszédos lemezszektorokban található fájltöredékek. Egy fájlnak legalább egy kiterjedése van, ha nem töredezett, és egynél több kiterjedése van egyébként.

Használt módszer kiegyensúlyozott bináris fák a fájlok helyével kapcsolatos információk tárolására és keresésére (a könyvtárak a lemez közepén vannak tárolva, emellett a könyvtárak automatikus rendezése is biztosított), ami elengedhetetlen javítja a teljesítményt HPFS (a FAT-tal szemben).

A HPFS speciális kiterjesztett fájlattribútumokat biztosít, amelyek lehetővé teszik kezelheti a fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférést.

Kiterjesztett attribútumok (bővített attribútumok, EA-k ) lehetővé teszi további információk tárolását a fájlról. Például minden fájlhoz társítható egyedi grafikus kép (ikon), fájlleírás, megjegyzés, a fájl tulajdonosára vonatkozó információk stb.

C HPFS partíciós szerkezet

A telepített HPFS partíció elején három van vezérlő blokk:

rendszerindító blokk (boot block),

kiegészítő blokk (szuperblokk) és

Tartalék (tartalék) blokk (tartalék blokk).

18 szektort foglalnak el.

A HPFS összes többi lemezterülete a szomszédos szektorokból származó részekre van felosztva - csíkok(szalag - szalag, szalag). Minden csík 8 MB-ot foglal el a lemezen.

Mindegyik sávnak megvan a sajátja szektorallokációs bittérkép.A bittérkép megmutatja, hogy egy adott sáv mely szektorai vannak lefoglalva és melyek szabadok. Az adatsáv minden szektora egy bitnek felel meg a bittérképében. Ha bit = 1, akkor a szektor foglalt, ha 0 - szabad.

A két sáv bitképei egymás mellett helyezkednek el a lemezen, akárcsak maguk a sávok. Vagyis a csíkok és a kártyák sorrendje úgy néz ki, mint az ábrán.

ÖsszehasonlítZSÍR. Csak egy "bittérkép" van a teljes lemezhez (FAT tábla). És ahhoz, hogy dolgozzon vele, az író/olvasó fejeket átlagosan a lemez felén kell mozgatnia.

A HPFS lemez csíkokra van osztva a merevlemez író/olvasó fejeinek pozicionálási idejének csökkentése érdekében.

Fontolgat vezérlő blokkok.

Indító blokk (csomagtartóBlokk)

Tartalmazza a kötet nevét, sorozatszámát, a BIOS-beállítások blokkját és a rendszerindító programot.

A Bootstrap megtalálja a fájlt OS 2 LDR , beolvassa a memóriába, és átadja a vezérlést ennek az OS rendszerindító programnak, amely viszont betölti az OS/2 kernelt a lemezről a memóriába - OS 2 KRNL. És már OS 2 KRIML fájlból származó információk felhasználásával CONFIG. SYS minden egyéb szükséges programmodult és adatblokkot betölt a memóriába.

A rendszerindító blokk a 0-tól 15-ig terjedő szektorokban található.

SzuperBlokk(szuper blokk)

Tartalmaz

Egy mutató a bitképek listájára ( bitmap block list ). Ez a lista felsorolja a lemezen lévő összes olyan blokkot, amely a szabad szektorok észlelésére használt bittérképeket tartalmazza;

mutató a hibás blokkok listájára (rossz blokkok listája). Ha a rendszer sérült blokkot észlel, az felkerül a listára, és többé nem használja információtárolásra;

egy mutató könyvtárak csoportjára (könyvtársáv),

mutató a gyökérkönyvtár fájlcsomópontjára (F -node ),

· a partíció CHKDSK program általi utolsó ellenőrzésének dátuma;

információ a csík méretéről (a HPFS jelenlegi megvalósításában - 8 MB).

A szuperblokk a 16. szektorba kerül.

TartalékBlokk(tartalék blokk)

Tartalmaz

mutató a vészhelyzeti cseretérképre (hotfix map vagy hotfix -areas );

· mutató a szabad tartalék blokkok listájára (könyvtár vészhelyzeti szabad blokkok listája);

számos rendszerjelző és leíró.

Ez a blokk a lemez 17. szektorában található.

A tartalék blokk magas hibatűrést biztosít a HPFS fájlrendszer számára, és lehetővé teszi a lemezen lévő sérült adatok helyreállítását.

A fájl elhelyezés elve

Terjedelem(terjedelem) - a szomszédos lemezszektorokban található fájltöredékek. Egy fájlnak legalább egy kiterjedése van, ha nem töredezett, és egynél több kiterjedése van egyébként.

A merevlemez író/olvasó fejeinek pozicionálási idejének csökkentése érdekében a HPFS rendszer arra törekszik

1) helyezze el a fájlt szomszédos blokkokba;

2) ha ez nem lehetséges, akkor a töredezett fájl terjedelmét a lehető legközelebb helyezze el egymáshoz,

Ehhez a HPFS statisztikákat használ, és megpróbál feltételesen legalább 4 kilobájt helyet lefoglalni a növekvő fájlok végén.

A fájlok helyére vonatkozó információk tárolásának elvei

A lemezen minden fájlnak és könyvtárnak megvan a sajátja F-Node fájlcsomópont. Ez egy olyan struktúra, amely információkat tartalmaz a fájl helyéről és kiterjesztett attribútumairól.

Minden F-csomópont foglalt egy szektorés mindig a fájl vagy könyvtár közelében található (általában közvetlenül a fájl vagy könyvtár előtt). Az F-Node tartalmaz

hossz,

a fájlnév első 15 karaktere,

Különleges szolgáltatási információk

Fájlhozzáférési statisztikák

Bővített fájlattribútumok

a hozzáférési jogok listája (vagy annak csak egy része, ha nagyon nagy); Ha a kiterjesztett attribútumok túl nagyok a fájlcsomóponthoz, akkor egy mutatót írunk rájuk.

asszociatív információk a fájl helyéről és alárendeltségéről stb.

Ha a fájl folyamatos, akkor helyét a lemezen két 32 bites szám írja le. Az első szám a fájl első blokkjára mutató mutató, a második pedig a terjedelem hossza (a fájlhoz tartozó egymást követő blokkok száma).

Ha a fájl töredezett, akkor a kiterjedésének helyét a fájl csomópontja további 32 bites számpárokkal írja le.

Egy fájlcsomópont egy fájl legfeljebb nyolc kiterjedéséről tartalmazhat információt. Ha egy fájlnak több kiterjedése van, akkor a fájlcsomópontjába egy allokációs blokkra mutató mutató kerül beírásra, amely legfeljebb 40 mutatót tartalmazhat a kiterjedésekre, vagy a könyvtárfa blokkokhoz hasonlóan más kiosztási blokkokra.

A címtárak felépítése és elhelyezése

Könyvtárak tárolására szolgál. csík a lemez közepén.

Ezt a csíkot hívják KönyvtárZenekar.

Ha megtelt, a HPFS elkezdi a fájlkönyvtárakat más sávokba helyezni.

Ennek az információs szerkezetnek a lemez közepén való elhelyezkedése jelentősen csökkenti az író/olvasó fejek átlagos pozicionálási idejét.

A HPFS teljesítményéhez azonban lényegesen nagyobb mértékben járul hozzá (a Directory Band logikai lemez közepén való elhelyezéséhez képest) módszer kiegyensúlyozott bináris fák a fájlok helyével kapcsolatos információk tárolására és lekérésére.

Emlékezzen erre a fájlrendszerben ZSÍR a könyvtár lineáris felépítésű, nincs külön rendezve, így ha fájlt keresünk, szekvenciálisan végig kell nézni a kezdetektől.

A HPFS-ben a könyvtárszerkezet a kiegyensúlyozott fa ábécé sorrendben.

A fa minden bejegyzése tartalmaz

fájl attribútumok,

egy mutató a megfelelő fájlcsomópontra,

információkat a fájl létrehozásának időpontjáról és dátumáról, az utolsó frissítés és hozzáférés időpontjáról és dátumáról,

kiterjesztett attribútumokat tartalmazó adatok hossza,

fájl hozzáférési számláló

A fájlnév hossza

maga a név

és egyéb információk.

Amikor fájlt keres egy könyvtárban, a HPFS fájlrendszer csak a bináris fa szükséges ágait nézi. Ez a módszer sokszor hatékonyabb, mint a könyvtár összes bejegyzésének szekvenciális beolvasása, ami a FAT rendszerben történik.

Az egyes blokkok mérete, amelyek alapján a könyvtárakat lefoglalják a HPFS jelenlegi megvalósításában, 2 KB. A fájlt leíró rekord mérete a fájlnév méretétől függ. Ha a név 13 bájt (8.3 formátum esetén), akkor egy 2K-s blokk legfeljebb 40 fájlleírót tartalmazhat. A blokkok egy lista segítségével kapcsolódnak egymáshoz.

Problémák

Fájlok átnevezésekor a fa úgynevezett újraegyensúlyozása következhet be. Fájl létrehozása, átnevezése vagy törlése azt eredményezheti, hogy kaszkádos címtárblokkok. Valójában az átnevezés sikertelen lehet a lemezterület hiánya miatt, még akkor is, ha maga a fájl mérete nem nőtt. A katasztrófa elkerülése érdekében a HPFS egy kis szabad blokkkészletet tart fenn, amelyet katasztrófa esetén fel lehet használni. Ez a művelet további blokkok lefoglalását teheti szükségessé a teljes lemezen. A szabad blokkok készletére mutató mutatót egy SpareBlock tárolja,

A fájlok és könyvtárak elhelyezése a lemezenHPFS:

· a fájlok helyére vonatkozó információk szétszórtan jelennek meg a lemezen, miközben az egyes fájlok rekordjai (ha lehetséges) szomszédos szektorokba kerülnek, közel a helyükre vonatkozó adatokhoz;

a könyvtárak a lemezterület közepére kerülnek;

· A könyvtárak bináris kiegyensúlyozott faként vannak tárolva, a bejegyzések ábécé sorrendben vannak elrendezve.

Az adattárolás megbízhatósága HPFS-ben

Bármely fájlrendszernek rendelkeznie kell az információk lemezre írásakor fellépő hibák kijavítására szolgáló eszközökkel. A HPFS rendszer használja vészhelyzeti csere mechanizmus ( gyorsjavítás).

Ha a HPFS fájlrendszer problémába ütközik az adatok lemezre írásakor, megfelelő hibaüzenetet jelenít meg. A HPFS ezután az erre az esetre előre lefoglalt tartalék szektorok egyikében tárolja azokat az információkat, amelyeket a hibás szektorba kellett volna írni. A szabad tartalék blokkok listája a HPFS tartalék blokkban tárolódik. Ha hibát észlel egy normál blokkba való adatírás közben, a HPFS kiválasztja az egyik szabad tartalék blokkot, és abban tárolja az adatokat. A fájlrendszer ezután frissül sürgősségi pótkártya a tartalék egységben.

Ez a térkép egyszerűen kettős szópárok, amelyek mindegyike 32 bites szektorszám.

Az első szám a hibás szektort jelöli, a második pedig azt a szektort a rendelkezésre álló tartalék szektorok közül, amelyet a helyettesítésére választottak.

Miután a hibás szektort tartalékra cserélték, a cserekártya lemezre kerül, és a képernyőn megjelenik egy felugró ablak, amely tájékoztatja a felhasználót, hogy lemezírási hiba történt. Minden alkalommal, amikor a rendszer ír vagy olvas egy lemezszektort, megnézi a forró tartalék térképet, és minden rossz szektorszámot tartalék szektorszámra cserél a megfelelő adatokkal.

Meg kell jegyezni, hogy ez a számfordítás nem befolyásolja jelentősen a rendszer teljesítményét, mivel csak a lemez fizikai elérésekor hajtják végre, de nem a lemez gyorsítótárából történő adatolvasáskor.

Fájlrendszer NTFS

Az NTFS (New Technology File System) fájlrendszer számos jelentős fejlesztést és változtatást tartalmaz, amelyek jelentősen megkülönböztetik a többi fájlrendszertől.

Vegye figyelembe, hogy ritka kivételektől eltekintve Az NTFS-partíciókat csak közvetlenül lehet elérniablakokNT, bár számos operációs rendszerhez léteznek megfelelő fájlkezelő rendszerek az NTFS-kötetek fájlok olvasására.

A Windows NT-n kívül azonban még nincsenek teljes értékű megvalósítások az NTFS-szel való munkához.

Az NTFS nem támogatott a széles körben használt Windows 98 és Windows Millennium Edition operációs rendszereken.

Főbb jellemzőkNTFS

a nagy lemezeken végzett munka hatékony (sokkal hatékonyabb, mint a FAT-ban);

Vannak eszközök a fájlok és könyvtárak hozzáférésének korlátozására Þ Az NTFS-partíciók helyi biztonságot nyújtanak mind a fájlok, mind a könyvtárak számára;

Bevezettek egy tranzakciós mechanizmust, amelyben fakitermelés fájlműveletek Þ a megbízhatóság jelentős növekedése;

· a lemezszektorok és/vagy -fürtök maximális számára vonatkozó számos korlátozást eltávolítottak;

· az NTFS fájlnév a FAT és HPFS fájlrendszerekkel ellentétben bármilyen karaktert tartalmazhat, beleértve a nemzeti ábécék teljes készletét is, mivel az adatok Unicode-ban jelennek meg - egy 16 bites reprezentáció, amely 65535 különböző karaktert ad. A fájlnév maximális hossza NTFS-ben 255 karakter.

· Az NTFS beépített tömörítő eszközökkel is rendelkezik, amelyeket egyedi fájlokra, teljes könyvtárakra, sőt kötetekre is alkalmazhat (és ezt követően saját belátása szerint törölheti vagy hozzárendelheti őket).

Kötetstruktúra NTFS fájlrendszerrel

Az NTFS-partíciót kötetnek nevezzük. A maximális lehetséges kötetméret (és fájlméret) 16 Ebyte (2 exabájt**64).

Más rendszerekhez hasonlóan az NTFS a kötet lemezterületét fürtökre, adatblokkra osztja, amelyek adategységként vannak megcímezve. Az NTFS 512 bájttól 64 KB-ig támogatja a fürtméreteket; a szabvány egy 2 vagy 4 KB-os fürt.

Az NTFS-ben az összes lemezterület két egyenlőtlen részre oszlik.

A lemez első 12%-a az úgynevezett MFT zóna számára van lefoglalva - az a hely, amelyet a fő szolgáltatás egyre nagyobb méretben foglalhat el. metafájl MFT.

Erre a területre nem lehet semmilyen adatot írni. Az MFT zóna mindig üresen marad - ez azért történik, hogy az MFT fájl, ha lehetséges, ne töredezzen fel a növekedés során.

A kötet fennmaradó 88%-a közönséges fájltárhely.

MFT (fő-fájltasztal-általános fájltábla) lényegében a lemezen lévő összes többi fájl könyvtára, beleértve magát. Úgy tervezték, hogy meghatározza a fájlok helyét.

Az MFT rögzített méretű rekordokból áll. Az MFT-bejegyzés mérete (minimum 1 KB és maximum 4 KB) a kötet formázása során kerül meghatározásra.

Minden bejegyzés egy fájlnak felel meg.

Az első 16 bejegyzés szolgáltatás jellegű, és nem érhető el az operációs rendszer számára – hívják őket metafájlok, a legelső metafájl pedig maga az MFT.

Ez az első 16 MFT elem a lemez egyetlen olyan része, amelynek szigorúan rögzített pozíciója van. Ugyanennek a 16 iratnak egy példánya a biztonság kedvéért a kötet közepén található.

Az MFT fájl fennmaradó részei, mint bármely más fájl, tetszőleges helyeken helyezkedhetnek el a lemezen.

A metafájlok szolgáltatás jellegűek – mindegyik felelős a rendszer bizonyos aspektusaiért. A metafájlok egy NTFS-kötet gyökérkönyvtárában találhatók. Mindegyik a "$" névkarakterrel kezdődik, bár nehéz bármilyen információt szerezni róluk szabványos eszközökkel. táblázatban. a fő metafájlokat és azok célját megadjuk.

Metafájl neve	A metafájl célja
MFT dollár	Maga a főfájltábla
$MFTmirr	A kötet közepén elhelyezett első 16 MFT-lemez másolata
$logfile	Naplózási támogatási fájl
$Volume	Szolgáltatási információk - kötetcímke, fájlrendszer verziója stb.
$AttrDef	A kötet szabványos fájlattribútumainak listája
		Gyökérkönyvtár
$Bitmap		Kötet szabad hely térkép
$boot		Indító szektor (ha a partíció indítható)
$Quota		Egy fájl, amely rögzíti a felhasználói jogokat a lemezterület használatához (ez a fájl csak akkor kezdett el működni Windows 2000 NTFS 5.0-val)
$upcase		Fájl - a fájlnevekben lévő nagy- és kisbetűk megfelelőségi táblázata. Az NTFS-ben a fájlnevek be vannak írva Unicode (ami 65 ezer különböző karakter) és kis és nagy megfelelők keresése ebben az esetben nem triviális feladat

A megfelelő MFT rekord minden információt tárol a fájlról:

· fájl név,

· méret;

fájl attribútumok

helyzete az egyes töredékek lemezén stb.

Ha egy MFT rekord hiányzik az információhoz, akkor több rekordot használunk, és nem feltétlenül egymás után.

Ha a fájl nem túl nagy, akkor a fájl adatai közvetlenül az MFT-ben, a fő adatokból fennmaradó helyen, egy MFT rekordon belül kerülnek tárolásra.

Az NTFS-köteten lévő fájlt egy ún fájl hivatkozás(File Reference ), amely 64 bites számként jelenik meg.

az MFT rekordszámának megfelelő fájlszám,

és sorszámokat. Ez a szám növekszik, amikor az adott számot újra felhasználják az MFT-ben, lehetővé téve az NTFS fájlrendszer számára, hogy belső integritás-ellenőrzéseket hajtson végre.

Az NTFS-ben minden fájlt a jelöl folyik(folyamok ), vagyis nem „csak adat” van, mint olyan, hanem vannak folyamok.

Az egyik adatfolyam a fájl adatai.

A legtöbb fájlattribútum egyben adatfolyam is.

Így kiderül, hogy a fájlnak csak egy alapvető entitása van - az MFT-ben lévő szám, és minden más, beleértve a streameket is, nem kötelező.

Ez a megközelítés hatékonyan használható - például egy másik adatfolyamot „ragaszthatunk” egy fájlhoz, ha bármilyen adatot írunk bele.

Az NTFS-köteten lévő fájlok és könyvtárak szabványos attribútumai rögzített nevekkel és típuskódokkal rendelkeznek.

Katalógus Az NTFS egy speciális fájl, amely más fájlokra és könyvtárakra mutató hivatkozásokat tárol.

A katalógusfájl blokkra van osztva, amelyek mindegyike tartalmaz

· fájl név,

alapvető tulajdonságok és

A lemez gyökérkönyvtára nem különbözik a hagyományos könyvtáraktól, kivéve egy speciális hivatkozást az MFT metafájl elejétől.

A belső könyvtárstruktúra egy bináris fa, mint a HPFS-ben.

A gyökér- és nem gyökérkönyvtárban lévő fájlok száma korlátlan.

Az NTFS fájlrendszer támogatja az NT biztonsági objektummodellt: az NTFS heterogén objektumként kezeli a könyvtárakat és fájlokat, és külön (bár egymást átfedő) engedélylistákat tart fenn minden típushoz.

Az NTFS fájlszintű biztonságot nyújt; ez azt jelenti, hogy a kötetekhez, könyvtárakhoz és fájlokhoz való hozzáférési jogok a felhasználói fióktól és a csoportoktól függhetnek, amelyekhez a felhasználó tartozik. Minden alkalommal, amikor egy felhasználó hozzáfér egy fájlrendszer-objektumhoz, a rendszer összeveti az engedélyeit az objektum engedélylistájával. Ha a felhasználó megfelelő szintű jogokkal rendelkezik, kérését teljesítik; ellenkező esetben a kérelmet elutasítják. Ez a biztonsági modell vonatkozik mind az NT-gépek helyi felhasználói bejelentkezésére, mind a távoli hálózati kérésekre.

Az NTFS néhány öngyógyító funkcióval is rendelkezik. Az NTFS különféle mechanizmusokat támogat a rendszer integritásának ellenőrzésére, beleértve a tranzakciónaplózást, amely lehetővé teszi a fájlírási műveletek visszajátszását egy speciális rendszernaplóval.

Nál nél naplóírás fájlműveletek során a fájlkezelő rendszer egy speciális szolgáltatási fájlban rögzíti a bekövetkező változásokat. A fájlszerkezet megváltoztatásához kapcsolódó művelet elején egy megfelelő jelölést kell tenni. Ha bármilyen hiba történik a fájlokon végzett műveletek során, akkor az említett műveletindítási jel befejezetlenként jelenik meg. Ha a gép újraindítása után elvégzi a fájlrendszer integritásának ellenőrzését, akkor ezek a függőben lévő műveletek visszavonásra kerülnek, és a fájlok visszaállnak eredeti állapotukba. Ha a fájlokban lévő adatok megváltoztatásának művelete normálisan befejeződött, akkor a művelet befejezettként lesz megjelölve ebben a nagyon naplózó támogatási szolgáltatásfájlban.

A fájlrendszer fő hátrányaNTFS- a szolgáltatási adatok sok helyet foglalnak el (például a címtár minden eleme 2 KB-ot foglal el) - kis partíciók esetén a szolgáltatási adatok akár a médiamennyiség 25%-át is elfoglalhatják.

Þ Az NTFS nem használható hajlékonylemezek formázására. Ne használja 100 MB-nál kisebb partíciók formázására.

OS fájlrendszer UNIX

A UNIX világában többféle fájlrendszer létezik, amelyek saját külső memóriastruktúrával rendelkeznek. A legismertebbek a hagyományos UNIX System V (s5) fájlrendszer és a UNIX BSD család (ufs) fájlrendszere.

Tekintsük az s 5-öt.

A UNIX-fájl véletlen hozzáférésű karakterek halmaza.

A fájlnak olyan szerkezete van, amelyet a felhasználó szab rá.

A Unix fájlrendszer egy hierarchikus, többfelhasználós fájlrendszer.

A fájlrendszer fa szerkezetű. A fa csúcsai (köztes csomópontok) olyan könyvtárak, amelyek más könyvtárakra vagy fájlokra hivatkoznak. A fa levelei fájloknak vagy üres könyvtáraknak felelnek meg.

Megjegyzés. Valójában a Unix fájlrendszer nem egy fa. A helyzet az, hogy a rendszernek lehetősége van a hierarchiát egy fa formájában megtörni, mivel lehetséges a társítás több név azonos fájltartalommal.

Lemezszerkezet

A lemez blokkokra van osztva. Az adatblokk méretét a fájlrendszer mkfs paranccsal történő formázása határozza meg, és 512, 1024, 2048, 4096 vagy 8192 bájtra állítható be.

512 bájttal számolunk (szektorméret).

A lemezterület a következő területekre oszlik (lásd az ábrát):

rakodóblokk;

szuperblokk vezérlése;

i-csomópontok tömbje;

terület a fájlok tartalmának (adatainak) tárolására;

szabad blokkok halmaza (összekapcsolva egy listában);

Bootstrap blokk

Superblock

i - csomópont

. . .

i - csomópont

Megjegyzés. Az UFS fájlrendszer esetében - mindez megismétlődik egy hengercsoportnál (kivéve a rendszerindító blokkot) + egy speciális terület van kijelölve egy hengercsoport leírására

Bootstrap blokk

A blokk a #0 blokkban található. (Emlékezzünk vissza, hogy ennek a blokknak a helyét a nulladik rendszereszköz-blokkban a hardver határozza meg, mivel a hardverbetöltő mindig a nulladik rendszereszköz-blokkra hivatkozik. Ez a fájlrendszer utolsó, hardvertől függő összetevője.)

A rendszerindító blokk tartalmaz egy felugró programot, amely a UNIX operációs rendszer kezdeti indítására szolgál. Az s 5 fájlrendszerekben valójában csak a gyökér fájlrendszer indítóblokkja használatos. A másodlagos fájlrendszerekben ez a terület létezik, de nincs használatban.

Superblock

Működési információkat tartalmaz a fájlrendszer állapotáról, valamint adatokat a fájlrendszer beállításairól.

Pontosabban, a szuperblokk a következő információkat tartalmazza

az i-csomópontok (indexleírók) száma;

partíció mérete???;

ingyenes blokkok listája;

ingyenes i-csomópontok listája;

· és egyéb.

Figyeljünk oda! Szabad lemezterület van ingyenes blokkok linkelt listája. Ez a lista a szuperblokkban van tárolva.

A lista elemei 50 elemből álló tömbök (ha blokk = 512 bájt, akkor elem = 16 bit):

· Az 1-48. számú tömbelemek a fájlblokkok területének szabad blokkjainak számát 2-től 49-ig tartalmazzák.

a #0 elem tartalmaz egy mutatót a lista folytatására, és

· az utolsó elem (#49) tartalmaz egy mutatót a tömb egy szabad elemére.

Ha egy folyamatnak szüksége van egy szabad blokkra a fájl kiterjesztéséhez, akkor a rendszer a mutató segítségével kiválasztja a tömb egy elemét (a szabad elemre), és az ebben az elemben tárolt számmal ellátott blokk kerül a fájlba. Ha a fájlt csökkentjük, akkor a felszabaduló számokat hozzáadjuk a szabad blokkok tömbjéhez, és a szabad elemre mutató mutatót beállítjuk.

Mivel a tömb mérete 50 elem, két kritikus helyzet lehetséges:

1. Amikor felszabadítunk fájlblokkokat, de ezek nem férnek el ebbe a tömbbe. Ebben az esetben a fájlrendszerből kiválasztunk egy szabad blokkot, és ebbe a blokkba másoljuk a teljesen kitöltött szabad blokkok tömbjét, majd a szabad elemre mutató mutató értéke nullára kerül, és a tömb nulla elemébe, amely a szuperblokkban van, annak a blokknak a számát kell beírni, amelyet a rendszer a tömb tartalmának másolására választott.. Ekkor a szabad blokkok listájának új eleme jön létre (mindegyik 50 elemből áll).

2. Ha a szabad blokkok tömbelemeinek tartalma kimerült (ebben az esetben a tömb nulla eleme egyenlő nullával) Ha ez az elem nem egyenlő nullával, akkor ez azt jelenti, hogy a tömbnek van folytatása . Ezt a folytatást a rendszer beolvassa a szuperblokk másolatába a RAM-ban.

Az ingyenesek listájai-csomópontok. Ez egy 100 elemből álló puffer. 100 számú i-node-ról tartalmaz információkat, amelyek jelenleg ingyenesek.

A Superblock mindig a RAM-ban van

Þ minden művelet (blokkok és i-csomópontok felszabadítása és elfoglalása a RAM-ban történik Þ a lemezcserék minimalizálása.

De! Ha a szuperblokk tartalma nem kerül lemezre, és a tápellátást kikapcsolják, akkor problémák lépnek fel (eltérés a fájlrendszer valós állapota és a szuperblokk tartalma között). De ez már a rendszerberendezés megbízhatóságának követelménye.

Megjegyzés. Az UFS fájlrendszerek támogatják a szuperblokk több példányát (hengercsoportonként egy példányt) a nagyobb rugalmasság érdekében

Inode terület

Ez az úgynevezett fájlleírások tömbje i-nodes (én-csomópont).(64 bájt?)

Egy fájl minden indexleírója (i-node) tartalmazza:

Fájltípus (fájl/könyvtár/speciális fájl/fifo/socket)

Attribútumok (engedélyek) - 10

Fájltulajdonos azonosítója

A fájlt birtokló csoport azonosítója

A fájl létrehozásának ideje

Fájl módosítási idő

A fájl legutóbbi elérése

Fájl hossza

Az adott i-node-ra mutató hivatkozások száma különböző könyvtárakban

A fájlblokkok címei

!jegyzet. Itt nincs fájlnév

Nézzük meg közelebbről, hogyan szerveződik. blokkcímzés, amely a fájlt tartalmazza. Tehát a címekkel ellátott mezőben a fájl első 10 blokkjának számai találhatók.

Ha a fájl meghaladja a tíz blokkot, akkor a következő mechanizmus indul el: a mező 11. eleme tartalmazza a blokkszámot, amely 128 (256) hivatkozást tartalmaz az adott fájl blokkjaira. Abban az esetben, ha a fájl még nagyobb, akkor a mező 12. eleme kerül felhasználásra - ez tartalmazza a blokkszámot, amely 128 (256) blokkszámot tartalmaz, ahol minden blokk a fájlrendszer 128 (256) blokkszámát tartalmazza. És ha a fájl még nagyobb, akkor a 13. elem kerül felhasználásra - ahol a lista beágyazási mélysége még eggyel nő.

Így egy (10+128+128 2 +128 3)*512 méretű fájlt kaphatunk.

Ez a következő formában ábrázolható:

Az 1. fájlblokk címe

A 2. fájlblokk címe

A 10. fájlblokk címe

Közvetett blokkcím (blokk 256 blokkcímmel)

A 2. közvetett címzés blokkcíme (256 címblokkot tartalmazó blokk)

A 3. közvetett címzés blokkcíme (blokk blokkcímekkel blokkcímekkel címekkel)

Fájlvédelem

Most nézzük meg a tulajdonos- és csoportazonosítókat és a biztonsági biteket.

A Unix operációs rendszer használja a felhasználók háromszintű hierarchiája:

Az első szint az összes felhasználó.

A második szint a felhasználói csoportok. (Minden felhasználó csoportokra van osztva.

A harmadik szint egy adott felhasználó (a csoportok valódi felhasználókból állnak). A felhasználók háromszintű szervezésének köszönhetően minden fájlnak három attribútuma van:

1) A fájl tulajdonosa. Ez az attribútum egy adott felhasználóhoz van társítva, akit a rendszer automatikusan hozzárendel a fájl tulajdonosaként. Alapértelmezett tulajdonossá válhat egy fájl létrehozásával, és van egy parancs is, amely lehetővé teszi egy fájl tulajdonosának megváltoztatását.

2) Fájlhozzáférés védelem. Az egyes fájlokhoz való hozzáférés három kategóriában van korlátozva:

tulajdonosi jogok (mit tehet a tulajdonos ezzel a fájllal, általában - nem feltétlenül bármit);

annak a csoportnak a jogai, amelyhez a fájl tulajdonosa tartozik. A tulajdonos itt nem szerepel (például egy fájl olvasási zárolható a tulajdonos számára, és a csoport többi tagja szabadon olvashat ebből a fájlból;

a rendszer összes többi felhasználója;

E három kategória szerint három művelet van szabályozva: fájlból való olvasás, fájlba írás és fájl végrehajtása (a rendszerben az R, W, X mnemonikában rendre). Minden fájlban ez a három kategória határozza meg, hogy melyik felhasználó olvashatja, melyik írhatja, és ki futtathatja azt folyamatként.

Katalógus szervezés

A könyvtár az operációs rendszer szempontjából egy normál fájl, amely a könyvtárhoz tartozó összes fájl adatait tartalmazza.

A könyvtárelem két mezőből áll:

1) az i-csomópont számát (sorozatszám az i-csomópontok tömbjében) és

2) fájlnév:

Minden könyvtár két speciális nevet tartalmaz: '.' - maga a könyvtár; A „..” a szülőkönyvtár.

(A gyökérkönyvtár esetében a szülő önmagára hivatkozik.)

Általánosságban elmondható, hogy egy könyvtárban többször is szerepelhetnek ugyanarra az i-node-ra utaló bejegyzések, de egy könyvtárban nem lehetnek azonos nevű bejegyzések. Vagyis egy fájl tartalmához tetszőleges számú név társítható. Ez az úgynevezett kötés. Egyetlen fájlra hivatkozó könyvtárbejegyzés meghívásra kerül kommunikáció.

A fájlok a címtárbejegyzésektől függetlenül léteznek, és a címtárhivatkozások valójában fizikai fájlokra mutatnak. Egy fájl "eltűnik", amikor az utolsó hivatkozást eltávolítják.

Tehát egy fájl név szerinti eléréséhez, operációs rendszer

1. megtalálja ezt a nevet a fájlt tartalmazó könyvtárban,

2. lekéri a fájl i-node számát,

3. szám szerint megtalálja az i-csomópontot az i-csomópontok területén,

4. az i-node-tól megkapja azoknak a blokkoknak a címét, amelyekben a fájl adatok találhatók,

5. blokkokat olvas be az adatterületről blokkcímenként.

Lemezpartíció szerkezete be EXT2 FS

A teljes partíciós terület blokkra van osztva. Egy blokk 1, 2 vagy 4 kilobájt méretű lehet. A blokk a lemezterület címezhető egysége.

A területükön lévő blokkok blokkcsoportokba vannak kombinálva. A fájlrendszer blokkcsoportjai és a csoporton belüli blokkok sorszámozása 1-től kezdődően történik. A lemezen lévő első blokk számozása 1, és az 1. számú csoportba tartozik. A lemezen (egy lemezpartíción) lévő blokkok teljes száma a lemezméret szektorokban kifejezett osztója. És a blokkcsoportok számának nem kell osztania a blokkok számát, mert előfordulhat, hogy az utolsó blokkcsoport nem teljes. Minden blokkcsoport elejéhez tartozik egy cím, amelyet a következőképpen kaphatunk: ((csoportszám - 1)* (blokkok száma a csoportban)).

Minden blokkcsoportnak azonos a felépítése. Felépítését a táblázat mutatja be.

Ennek a struktúrának az első eleme (szuperblokk) minden csoportnál azonos, a többi csoportonként egyéni. A szuperblokk minden blokkcsoport első blokkjában tárolódik (kivéve az 1. csoportot, amelynek az első blokkban van egy rendszerindító rekordja). Superblock a fájlrendszer kiindulópontja. Mérete 1024 bájt, és mindig 1024 bájt eltolásnál található a fájlrendszer kezdetétől. A szuperblokk több példányának jelenlétét a fájlrendszer ezen elemének rendkívüli fontossága magyarázza. A Superblock duplikátumokat a rendszer a fájlrendszer összeomlás utáni helyreállításához használja.

A szuperblokkban tárolt információk a lemezen lévő többi adathoz való hozzáférés megszervezésére szolgálnak. A szuperblokk meghatározza a fájlrendszer méretét, a fájlok maximális számát a partícióban, a szabad terület mennyiségét, és információkat tartalmaz arról, hogy hol kell keresni a fel nem osztott területeket. Amikor az operációs rendszer elindul, a szuperblokk beolvassa a memóriába, és a fájlrendszer minden változása először az operációs rendszerben található szuperblokk másolatában jelenik meg, és csak időszakonként íródik a lemezre. Ez javítja a rendszer teljesítményét, mivel sok felhasználó és folyamat folyamatosan frissíti a fájlokat. Másrészt, amikor kikapcsolja a rendszert, a szuperblokkot lemezre kell írni, ami nem teszi lehetővé a számítógép kikapcsolását egyszerűen az áramellátás kikapcsolásával. Ellenkező esetben a következő rendszerindításkor a szuperblokkba írt információk nem felelnek meg a fájlrendszer valós állapotának.

A szuperblokk után a blokkok csoportjának leírása (Group Descriptors) található. Ez a leírás a következőket tartalmazza:

Az adott csoport blokk bittérképét tartalmazó blokk címe;

Az adott csoport inode bittérképét tartalmazó blokk címe;

A csoport inode tábláját tartalmazó blokk címe;

A csoportban lévő szabad blokkok számának számlálója;

A szabad inódok száma ebben a csoportban;

A csoportban lévő könyvtárak száma

és egyéb adatok.

A csoportleírásban tárolt információk a blokk- és inode-bitképek, valamint az inode-tábla megkeresésére szolgálnak.

Fájlrendszer Ext 2 jellemzője:

• hierarchikus struktúra,
• adattömbök összehangolt feldolgozása,
• dinamikus fájlkiterjesztés,
• a fájlokban lévő információk védelme,
• a perifériák (például terminálok és szalagos meghajtók) fájlként való kezelése.

Fájlok belső reprezentációja

Az Ext 2 rendszerben minden fájl egyedi indexszel rendelkezik. Az index tartalmazza azokat az információkat, amelyekre minden folyamatnak szüksége van a fájl eléréséhez. A fájlokhoz való hozzáférést jól meghatározott rendszerhívások segítségével dolgozza fel, és azonosítja a fájlt egy karakterlánccal, amely a fájl elérési útjaként működik. Minden összetett név egyedileg azonosít egy fájlt, aminek köszönhetően a rendszermag ezt a nevet fájlindexmé alakítja, amely egy címtáblázatot tartalmaz, ahol a fájl információk találhatók a lemezen. Mivel a lemezen minden blokk a számmal van megcímezve, ez a táblázat lemezblokkszámok gyűjteményét tárolja. A rugalmasság növelése érdekében a kernel egy-egy blokkot fűz hozzá egy fájlhoz, lehetővé téve a fájl információinak szétszórását a fájlrendszerben. De egy ilyen elrendezés megnehezíti az adatok megtalálásának feladatát. A címtábla a fájlhoz tartozó információkat tartalmazó blokkszámok listáját tartalmazza.

Inodes fájl

A lemezen minden fájlhoz tartozik egy megfelelő fájl inode, amelyet a sorszáma – a fájl indexe – azonosít. Ez azt jelenti, hogy a fájlrendszerben létrehozható fájlok számát korlátozza az inode-ok száma, amely vagy kifejezetten be van állítva a fájlrendszer létrehozásakor, vagy a lemezpartíció fizikai méretéből számítható ki. Az inódák statikus formában léteznek a lemezen, és a kernel beolvassa őket a memóriába, mielőtt dolgozna velük.

Az inode fájl a következő információkat tartalmazza:

- A fájl típusa és engedélyei.

Fájltulajdonosi azonosító (Owner Uid).

A fájl mérete bájtban.

A fájlhoz való utolsó hozzáférés időpontja (Hozzáférés ideje).

A fájl létrehozásának ideje.

A fájl utolsó módosításának időpontja.

A fájl törlésének ideje.

Csoportazonosító (GID).

A linkek számítanak.

A fájl által elfoglalt blokkok száma.

Fájljelzők

OS számára fenntartva

Mutatók azokra a blokkokra, amelyekbe fájladatokat írnak (példa közvetlen és közvetett címzésre az 1. ábrán)

Fájlverzió (NFS-hez)

Fájl ACL

könyvtár ACL

Töredék cím

Töredékszám

Töredék mérete

Katalógusok

A könyvtárak fájlok.

A kernel ugyanúgy egy könyvtárban tárolja az adatokat, mint egy normál fájltípusban, indexstruktúrát és közvetlen és közvetett címszintű blokkokat használ. A folyamatok ugyanúgy ki tudják olvasni az adatokat a könyvtárakból, mint a normál fájlokat, azonban a rendszermag kizárólagos írási hozzáférést biztosít a könyvtárhoz, hogy biztosítsa a könyvtárszerkezet helyességét.).

Amikor egy folyamat fájl elérési utat használ, a kernel a megfelelő inode számot keresi a könyvtárakban. Miután a fájlnév inode számmá lett konvertálva, ez az inode a memóriába kerül, majd a következő kérésekben használatos.

Az EXT2 további funkciói FS

A szabványos Unix-szolgáltatásokon kívül az EXT2fs olyan további funkciókat is kínál, amelyeket a Unix fájlrendszerek általában nem támogatnak.

A fájlattribútumok lehetővé teszik annak megváltoztatását, hogy a kernel hogyan reagáljon, amikor fájlkészletekkel dolgozik. Beállíthat attribútumokat egy fájlhoz vagy könyvtárhoz. A második esetben az ebben a könyvtárban létrehozott fájlok öröklik ezeket az attribútumokat.

A rendszer beillesztése során néhány fájlattribútumhoz kapcsolódó funkció beállítható. A mount opció lehetővé teszi a rendszergazdának, hogy megválassza a fájlok létrehozásának módját. A BSD-specifikus fájlrendszereken a fájlok ugyanazzal a csoportazonosítóval jönnek létre, mint a szülőkönyvtár. A System V jellemzői valamivel összetettebbek. Ha egy könyvtár setgid bitje be van állítva, akkor a létrehozott fájlok öröklik a könyvtár csoportazonosítóját, az alkönyvtárak pedig a csoportazonosítót és a setgid bitet. Ellenkező esetben a fájlok és könyvtárak a hívó folyamat elsődleges csoportazonosítójával jönnek létre.

Az EXT2fs rendszer a BSD rendszerhez hasonlóan képes szinkron adatmódosítást használni. A mount opció lehetővé teszi az adminisztrátor számára, hogy megadja, hogy minden adat (indexleírók, bitblokkok, közvetett blokkok és könyvtárblokkok) szinkronban kerüljön a lemezre, amikor módosítják. Ezzel nagy írási átviteli sebességet lehet elérni, de gyenge teljesítményt is eredményezhet. Valójában ezt a funkciót nem szokták használni, mert a teljesítmény csökkenése mellett olyan felhasználói adatok elvesztéséhez is vezethet, amelyek nem kerülnek megjelölésre a fájlrendszer ellenőrzésekor.

Az EXT2fs lehetővé teszi a logikai blokk méretének kiválasztását fájlrendszer létrehozásakor. Mérete 1024, 2048 vagy 4096 bájt lehet. A nagy blokkok használata gyorsabb I/O műveletekhez vezet (mivel csökken a lemezre irányuló kérések száma), és ennek következtében a fejek kevesebb mozgása is. Másrészt a nagy blokkok használata lemezterület elvesztéséhez vezet. Általában a fájl utolsó blokkját nem használják fel teljesen információ tárolására, így a blokk méretének növekedésével megnő az elpazarolt lemezterület mennyisége.

Az EXT2fs lehetővé teszi a gyorsított szimbolikus hivatkozások használatát. Ilyen hivatkozások használatakor a fájlrendszer adatblokkjai nem használatosak. A célfájl neve nem az adatblokkban, hanem magában az inode-ban tárolódik. Ez a struktúra lehetővé teszi a lemezterület megtakarítását és a szimbolikus hivatkozások feldolgozásának felgyorsítását. Természetesen a fogantyúnak fenntartott hely korlátozott, így nem minden hivatkozás ábrázolható gyorsított hivatkozásként. A gyorsított hivatkozásban a fájlnév maximális hossza 60 karakter. A közeljövőben a tervek szerint ezt a sémát kis fájlokra is kiterjesztik.

Az EXT2fs figyeli a fájlrendszer állapotát. A kernel egy külön mezőt használ a szuperblokkban a fájlrendszer állapotának jelzésére. Ha a fájlrendszer olvasási/írási módban van csatlakoztatva, akkor az állapota "Not Clean"-ra van állítva. Ha le van szerelve vagy csak olvasható módban van visszacsatolva, akkor az állapota "Clean" lesz. A rendszerindítás és a fájlrendszer állapotának ellenőrzése során ez az információ annak meghatározására szolgál, hogy szükség van-e fájlrendszer-ellenőrzésre. A kernel néhány hibát is elhelyez ebben a mezőben. Ha a kernel inkonzisztenciát észlel, a fájlrendszer "Hibás" jelzést kap. A fájlrendszer-ellenőrző ezt az információt teszteli a rendszer ellenőrzéséhez, még akkor is, ha az állapota valójában "Tiszta".

A fájlrendszer tesztelésének hosszú ideig tartó figyelmen kívül hagyása néha nehézségekhez vezethet, ezért az EXT2fs két módszert tartalmaz a rendszer rendszeres ellenőrzésére. A szuperblokk rendszerrögzítési számlálót tartalmaz. Ez a számláló minden alkalommal növekszik, amikor a rendszert olvasási/írási módba szerelik. Ha az értéke eléri a maximális értéket (ezt a szuperblokk is tárolja), akkor a fájlrendszerteszt-rutin lefuttat egy fájlrendszer-ellenőrzést, még akkor is, ha az állapota "Tiszta". Az utolsó ellenőrzési idő és az ellenőrzések közötti maximális intervallum is a szuperblokkban tárolódik. Az ellenőrzések közötti maximális intervallum elérésekor a fájlrendszer állapotát figyelmen kívül hagyja, és elindul az ellenőrzés.

Teljesítmény optimalizálás

Az EXT2fs rendszer számos olyan funkciót tartalmaz, amelyek optimalizálják a teljesítményét, ami az információcsere sebességének növekedéséhez vezet fájlok olvasása és írása során.

Az EXT2fs erősen kihasználja a lemezpuffert. Amikor egy blokkot kell olvasni, a kernel I/O kérést ad ki több szomszédos blokknak. Így a kernel megpróbálja megbizonyosodni arról, hogy a következő olvasandó blokk már be van töltve a lemezpufferbe. Az ilyen műveleteket általában fájlok szekvenciális olvasásakor hajtják végre.

Az EXT2fs rendszer számos információelrendezés-optimalizálást is tartalmaz. A blokkcsoportok a megfelelő inódok és adatblokkok csoportosítására szolgálnak. A kernel mindig megpróbálja ugyanabba a csoportba helyezni egy fájl adatblokkjait, valamint a leíróját. Ennek célja a hajtófejek mozgásának csökkentése a leíró és a hozzá tartozó adatblokkok beolvasásakor.

Amikor adatokat ír egy fájlba, az EXT2fs legfeljebb 8 összefüggő blokkot foglal elő új blokk elhelyezésekor. Ezzel a módszerrel nagy teljesítményt érhet el nagy rendszerterhelés mellett. Lehetővé teszi a fájlok összefüggő blokkjainak kiosztását is, ami felgyorsítja a későbbi olvasásukat.

FAT fájlrendszerek

FAT16

A FAT16 fájlrendszer az MS-DOS előtti, és a Microsoft összes operációs rendszere támogatja a kompatibilitás érdekében. Neve File Allocation Table (fájlhely-tábla) tökéletesen tükrözi a fájlrendszer fizikai felépítését, amelynek főbb jellemzői közé tartozik, hogy a támogatott kötet (merevlemez vagy partíció a merevlemezen) maximális mérete nem haladja meg a 4095-öt. MB. Az MS-DOS korában a 4 GB-os merevlemezek lehetetlen álomnak tűntek (a 20-40 MB-os meghajtók luxusnak számítottak), így egy ilyen tartalék igencsak indokolt volt.

A FAT16 használatára formázott kötet fürtökre van osztva. Az alapértelmezett fürtméret a kötet méretétől függ, és 512 bájttól 64 KB-ig terjedhet. táblázatban. A 2. ábra azt mutatja, hogy a klaszter mérete hogyan függ a kötet méretétől. Vegye figyelembe, hogy a fürt mérete eltérhet az alapértelmezett értéktől, de rendelkeznie kell az 1. táblázatban megadott értékek valamelyikével. 2.

Nem javasolt a FAT16 fájlrendszer használata 511 MB-nál nagyobb köteteken, mivel a lemezterületet a viszonylag kis méretű fájlok rendkívül rosszul használják fel (egy 1 bájtos fájl 64 KB-ot vesz igénybe). A fürt méretétől függetlenül a FAT16 fájlrendszer nem támogatott 4 GB-nál nagyobb köteteknél.

FAT32

A Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) verziójától kezdve a Windows bevezette a 32 bites FAT támogatását. A Windows NT-alapú rendszerek esetében ezt a fájlrendszert először a Microsoft Windows 2000 támogatta. Míg a FAT16 legfeljebb 4 GB-os, a FAT32 legfeljebb 2 TB-os köteteket támogat. A FAT32-ben a fürt mérete 1 (512 bájt) és 64 szektor (32 KB) között változhat. A FAT32 fürt értékeinek tárolása 4 bájtot igényel (32 bit, nem 16, mint a FAT16-ban). Ez különösen azt jelenti, hogy egyes FAT16-hoz tervezett fájlsegédprogramok nem működnek együtt a FAT32-vel.

A FAT32 és a FAT16 közötti fő különbség az, hogy a lemez logikai partíciójának mérete megváltozott. A FAT32 127 GB-ig támogat. Ugyanakkor, ha a FAT16 használatakor 2 GB-os lemezekkel 32 KB-os fürtre volt szükség, akkor FAT32-ben egy 4 KB-os fürt alkalmas 512 MB és 8 GB közötti lemezekre (4. táblázat).

Ez ennek megfelelően a lemezterület hatékonyabb kihasználását jelenti – minél kisebb a fürt, annál kevesebb hely szükséges a fájl tárolásához, és ennek eredményeként a lemez kevésbé töredezett.

FAT32 használata esetén a maximális fájlméret 4 GB mínusz 2 bájt lehet. Ha FAT16 használatakor a gyökérkönyvtár bejegyzéseinek maximális száma 512-re volt korlátozva, akkor a FAT32 lehetővé teszi, hogy ezt a számot 65 535-re növelje.

A FAT32 korlátozásokat ír elő a minimális kötetméretre – legalább 65 527 fürtnek kell lennie. Ugyanakkor a fürt mérete nem lehet olyan, hogy a FAT több mint 16 MB - 64 KB / 4 vagy 4 millió klasztert foglaljon el.

Hosszú fájlnevek használata esetén a FAT16 és FAT32 hozzáféréshez szükséges adatok nem fedik egymást. Ha egy fájlt hosszú fájlnévvel hoz létre, a Windows létrehozza a megfelelő 8.3 formátumú nevet és egy vagy több könyvtárbejegyzést a hosszú név tárolásához (bejegyzésenként 13 karakter a hosszú fájlnévből). Minden további előfordulás a fájlnév megfelelő részét Unicode formátumban tárolja. Az ilyen bejegyzések a „kötetazonosító”, „csak olvasható”, „rendszer” és „rejtett” attribútumokkal rendelkeznek, amelyeket az MS-DOS figyelmen kívül hagy; ezen az operációs rendszeren egy fájl a 8.3-as formátumú "álnevén" érhető el.

NTFS fájlrendszer

A Microsoft Windows 2000 támogatja az NTFS fájlrendszer új verzióját, amely különösen az Active Directory címtárszolgáltatásokkal, az újraelemzési pontokkal, az információbiztonsági eszközökkel, a hozzáférés-vezérléssel és számos egyéb szolgáltatással működik.

A FAT-hoz hasonlóan az NTFS-ben az alapvető információs egység a fürt. táblázatban. Az 5. ábra a különböző méretű kötetek alapértelmezett fürtméreteit mutatja.

Amikor NTFS fájlrendszert hoz létre, a formázó létrehoz egy Master File Table (MTF) fájlt és más területeket a metaadatok tárolására. A metaadatokat az NTFS használja a fájlstruktúra megvalósításához. Az MFT első 16 bejegyzését maga az NTFS foglalja le. A $Mft és $MftMirr metaadatfájlok helyét a lemez boot szektorában rögzítik. Ha az MFT első bejegyzése sérült, az NTFS beolvassa a második bejegyzést, hogy megtalálja az első másolatát. A rendszerindító szektor teljes másolata a kötet végén található. táblázatban. A 6. ábra felsorolja az MFT-ben tárolt fő metaadatokat.

A fennmaradó MFT-bejegyzések a köteten található minden fájlhoz és könyvtárhoz tartalmaznak bejegyzéseket.

Egy fájl általában egy bejegyzést használ az MFT-ben, de ha a fájl nagy attribútumkészlettel rendelkezik, vagy túlságosan töredezetté válik, további bejegyzésekre lehet szükség az adatok tárolására. Ebben az esetben a fájl első rekordja, az úgynevezett alaprekord, tárolja a többi rekord helyét. A kis méretű (legfeljebb 1500 bájt) fájlok és könyvtárak adatait az első bejegyzés tartalmazza.

Fájl attribútumok NTFS-ben

Az NTFS-köteten minden elfoglalt szektor egy adott fájlhoz tartozik. Még a fájlrendszer metaadatai is részei a fájlnak. Az NTFS minden fájlt (vagy könyvtárat) fájlattribútum-készletként kezel. Az olyan elemek, mint a fájl neve, biztonsági információi és még a benne lévő adatok is a fájl attribútumai. Minden attribútumot egy adott típuskód és opcionálisan egy attribútumnév azonosít.

Ha egy fájl attribútumai beleférnek egy fájlrekordba, akkor azokat rezidens attribútumoknak nevezzük. Ezek az attribútumok mindig a fájl neve és a létrehozás dátuma. Azokban az esetekben, amikor a fájl információi túl nagyok ahhoz, hogy egyetlen MFT rekordba beleférjenek, a fájl egyes attribútumai nem rezidensekké válnak. A rezidens attribútumok egy vagy több fürtben vannak tárolva, és az aktuális kötet alternatív adatfolyamát képviselik (erről lentebb olvashat bővebben). A rezidens és nem rezidens attribútumok helyének leírásához az NTFS létrehoz egy attribútumlista attribútumot.

táblázatban. A 7. ábra az NTFS-ben meghatározott fő fájlattribútumokat mutatja. Ez a lista a jövőben még bővülhet.

CDFS fájlrendszer

A Windows 2000 támogatja a CDFS fájlrendszert, amely megfelel az ISO'9660 szabványnak, amely leírja a CD-ROM-on található információk helyét. A hosszú fájlnevek az ISO'9660 2. szintje szerint támogatottak.

Amikor CD-ROM-ot hoz létre Windows 2000-hez, tartsa szem előtt a következőket:

• minden könyvtár- és fájlnévnek 32 karakternél rövidebbnek kell lennie;
• minden könyvtár- és fájlnév csak nagybetűket tartalmazhat;
• a könyvtárak mélysége nem haladhatja meg a gyökértől számított 8 szintet;
• a fájlnévkiterjesztések használata nem kötelező.

Fájlrendszerek összehasonlítása

Microsoft Windows 2000 alatt FAT16, FAT32, NTFS vagy ezeknek a fájlrendszereknek a kombinációi használhatók. Az operációs rendszer kiválasztása a következő kritériumoktól függ:

• hogyan használják a számítógépet;
• hardver platform;
• merevlemezek mérete és száma;
• információ biztonság

FAT fájlrendszerek

Amint azt már észrevette, a fájlrendszerek – FAT16 és FAT32 – nevében szereplő számok azt jelzik, hogy a fájl által használt fürtszámokkal kapcsolatos információk tárolásához hány bit szükséges. Tehát a FAT16 16 bites címzést használ, és ennek megfelelően akár 216 címet is használhat. A Windows 2000 rendszerben a FAT32 fájlhely táblázat első négy bitje szükséges a belső használatra, így a FAT32 eléri a 228 címet.

táblázatban. A 8. ábra a FAT16 és FAT32 fájlrendszerek fürtméreteit mutatja.

A fürtméretben mutatkozó jelentős különbségek mellett a FAT32 lehetővé teszi a gyökérkönyvtár bővítését is (a FAT16-ban a bejegyzések száma 512-re van korlátozva, és hosszú fájlnevek használata esetén még alacsonyabb is lehet).

A FAT16 előnyei

A FAT16 előnyei közé tartoznak a következők:

• a fájlrendszert az MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 és néhány UNIX operációs rendszer támogatja;
• számos olyan program létezik, amelyek lehetővé teszik a fájlrendszer hibáinak kijavítását és az adatok helyreállítását;
• ha problémák merülnek fel a merevlemezről történő indításkor, a rendszer indítható a hajlékonylemezről;
• ez a fájlrendszer meglehetősen hatékony 256 MB-nál kisebb köteteknél.

A FAT16 hátrányai

A FAT16 fő hátrányai a következők:

• a gyökérkönyvtár legfeljebb 512 bejegyzést tartalmazhat. A hosszú fájlnevek használata nagymértékben csökkenti ezen elemek számát;
• A FAT16 maximum 65 536 fürtöt támogat, és mivel egyes fürtöket az operációs rendszer lefoglal, a rendelkezésre álló fürtök száma 65 524. Minden fürtnek van egy adott LUN-hoz rögzített mérete. Ha eléri a fürtök maximális számát a maximális méretükön (32 KB), a maximális támogatott kötet 4 GB-ra korlátozódik (Windows 2000 alatt). Az MS-DOS, Windows 95 és Windows 98 rendszerrel való kompatibilitás fenntartása érdekében a FAT16 kötet mérete nem haladhatja meg a 2 GB-ot;
• A FAT16 nem támogatja a beépített fájlvédelmet és -tömörítést;
• a nagy lemezeken sok hely pazarol a maximális fürtméret kihasználása miatt. A fájl helye a fürt mérete alapján van lefoglalva, nem a fájl.

A FAT32 előnyei

A FAT32 előnyei közé tartoznak a következők:

• a lemezterület kiosztása hatékonyabb, különösen nagy lemezek esetén;
• a FAT32 gyökérkönyvtára fürtök szabályos lánca, és bárhol elhelyezhető a lemezen. Emiatt a FAT32 nem korlátozza a gyökérkönyvtár elemeinek számát;
• a kisebb fürtök használata miatt (4 KB 8 GB-ig terjedő lemezeken) a lemezterület általában 10-15%-kal kevesebb, mint FAT16 alatt;
• A FAT32 a biztonságosabb fájlrendszer. Különösen támogatja a gyökérkönyvtár áthelyezését és a FAT biztonsági mentés használatát. Ezenkívül a rendszerindító rekord számos, a fájlrendszer számára kritikus adatot tartalmaz.

A FAT32 hátrányai

A FAT32 fő hátrányai:

• a kötet mérete FAT32 használata esetén Windows 2000 alatt 32 GB-ra korlátozódik;
• A FAT32 kötetek más operációs rendszerekről nem érhetők el – csak Windows 95 OSR2 és Windows 98 esetén;
• a rendszerindító szektor biztonsági mentése nem támogatott;
• A FAT32 nem támogatja a beépített fájlvédelmet és -tömörítést.

NTFS fájlrendszer

Windows 2000 használatakor a Microsoft azt javasolja, hogy az összes merevlemez-partíciót NTFS-re formázza, kivéve azokat a konfigurációkat, ahol több operációs rendszert használnak (a Windows 2000 és a Windows NT kivételével). Az NTFS használata FAT helyett lehetővé teszi az NTFS-ben elérhető szolgáltatások használatát. Ide tartoznak különösen:

• a gyógyulás lehetősége. Ez a funkció "be van építve" a fájlrendszerbe. Az NTFS garantálja az adatok biztonságát, mivel protokollt és néhány információ-helyreállítási algoritmust használ. Rendszerhiba esetén az NTFS a protokollt és a további információkat használja a fájlrendszer integritásának automatikus visszaállításához;
• információtömörítés. Az NTFS-kötetek esetében a Windows 2000 támogatja az egyfájl-tömörítést. Az ilyen tömörített fájlokat a Windows-alkalmazások előzetes kicsomagolás nélkül használhatják, ami automatikusan megtörténik a fájlból való kiolvasáskor. Bezáráskor és mentéskor a fájl újra be van csomagolva;
• Ezenkívül az NTFS következő előnyei különböztethetők meg:

Az operációs rendszer bizonyos funkcióihoz NTFS szükséges;

A hozzáférési sebesség sokkal gyorsabb – az NTFS minimálisra csökkenti a fájl megtalálásához szükséges lemezelérések számát;

Fájlok és könyvtárak védelme. Csak NTFS-kötetek esetén lehetséges a fájl- és mappahozzáférési attribútumok beállítása;

NTFS használata esetén a Windows 2000 legfeljebb 2 TB-os köteteket támogat;

A fájlrendszer biztonsági másolatot készít a rendszerindító szektorról - ez a kötet végén található;

Az NTFS támogatja az Encrypted File System (EFS) titkosítási rendszert, amely védelmet nyújt a fájlok tartalmához való jogosulatlan hozzáférés ellen;

A kvóták használatakor korlátozhatja a felhasználók által felhasznált lemezterület mennyiségét.

Az NTFS hátrányai

Az NTFS fájlrendszer hiányosságairól szólva meg kell jegyezni, hogy:

• Az NTFS-kötetek nem érhetők el MS-DOS, Windows 95 és Windows 98 rendszeren. Ezenkívül számos olyan szolgáltatás, amely a Windows 2000 alatt az NTFS-ben elérhető, nem érhető el Windows 4.0 és korábbi verziókban;
• A sok kis fájlt tartalmazó kis kötetek teljesítménye csökkenhet a FAT-hoz képest.

Fájlrendszer és sebesség

Amint azt már megtudtuk, kis kötetek esetén a FAT16 vagy a FAT32 gyorsabb fájlelérést biztosít az NTFS-hez képest, mivel:

• A FAT egyszerűbb szerkezetű;
• a könyvtárak kisebbek;
• A FAT nem támogatja a fájlok védelmét az illetéktelen hozzáféréstől – a rendszernek nem kell ellenőriznie a fájljogosultságokat.

Az NTFS minimálisra csökkenti a lemezelérések számát és a fájl megtalálásához szükséges időt. Továbbá, ha a címtár mérete elég kicsi ahhoz, hogy egyetlen MFT-bejegyzésbe beleférjen, a teljes bejegyzést egy lépésben beolvassa.

A FAT egyik bejegyzése tartalmazza a címtár első fürtjének fürt számát. A FAT fájl megtekintéséhez a teljes fájlszerkezetben kell keresni.

A rövid és hosszú fájlneveket tartalmazó könyvtárakkal végzett műveletek sebességének összehasonlításakor figyelembe kell venni, hogy a FAT műveletek sebessége magától a művelettől és a könyvtár méretétől függ. Ha a FAT olyan fájlt keres, amely nem létezik, akkor a teljes könyvtárban keres, ez a művelet tovább tart, mint az NTFS által használt B-fa struktúrában. A FAT-ban egy fájl megtalálásához szükséges átlagos időt N/2 függvényében fejezzük ki, NTFS-ben pedig log N-ben fejezzük ki, ahol N a fájlok száma.

A következő tényezők közül néhány befolyásolja a fájlok olvasási és írási sebességét Windows 2000 alatt:

• fájl töredezettsége. Ha a fájl nagyon töredezett, az NTFS rendszerint kevesebb lemezelérést igényel, mint a FAT, hogy megtalálja az összes töredéket;
• klaszter méret. Mindkét fájlrendszer esetében az alapértelmezett fürtméret a kötet méretétől függ, és mindig 2 hatványaként fejeződik ki. A címek FAT16-ban 16 bitesek, FAT32-ben 32 bitesek, NTFS-ben 64 bitesek;
• az alapértelmezett fürtméret a FAT-ban azon a tényen alapul, hogy a fájl helytáblázata legfeljebb 65 535 bejegyzést tartalmazhat - a fürt mérete a kötet méretének 65 535-tel osztva függvénye. Így a FAT-kötet alapértelmezett fürtmérete mindig nagyobb, mint az azonos méretű NTFS-kötet fürtmérete. Vegye figyelembe, hogy a FAT-kötetek nagyobb fürtmérete azt jelenti, hogy a FAT-kötetek kevésbé töredezettek;
• kis fájlok helye. NTFS használatakor a kis fájlok egy MFT rekordban vannak. Az egyetlen MFT-rekordba illeszkedő fájl mérete a fájl attribútumainak számától függ.

Az NTFS-kötetek maximális mérete

Elméletileg az NTFS legfeljebb 232 fürtből álló köteteket támogat. Ennek ellenére az ilyen méretű merevlemezek hiánya mellett más korlátozások is vonatkoznak a kötet maximális méretére.

Az egyik ilyen korlátozás a partíciós tábla. Az iparági szabványok a 2. partíciós tábla méretét 32 szektorra korlátozzák. Egy másik korlátozás a szektor mérete, amely általában 512 bájt. Mivel a szektor mérete a jövőben változhat, a jelenlegi méret egyetlen kötet méretét 2 TB-ra (2 32 x 512 bájt = 2 41) korlátozza. Így a 2 TB a gyakorlati korlát az NTFS fizikai és logikai kötetei számára.

táblázatban. A 11. ábra az NTFS fő korlátait mutatja be.

Fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférés kezelése

NTFS-kötetek használatakor beállíthatja a fájl- és könyvtárengedélyeket. Ezek a hozzáférési jogok meghatározzák, hogy mely felhasználók és csoportok férhetnek hozzájuk, és milyen szintű hozzáférést engedélyeznek. Az ilyen hozzáférési jogok mind azokra a felhasználókra vonatkoznak, akik azon a számítógépen dolgoznak, amelyen a fájlok találhatók, mind azokra a felhasználókra, akik a hálózaton keresztül hozzáférnek a fájlokhoz, ha a fájl egy távoli hozzáférésre nyitott könyvtárban található.

NTFS alatt a távoli hozzáférési engedélyeket is beállíthatja a fájl- és könyvtárengedélyekkel kombinálva. Ezenkívül a fájlattribútumok (csak olvasható, rejtett, rendszer) is korlátozzák a fájlhoz való hozzáférést.

FAT16 és FAT32 alatt is lehetőség van fájlattribútumok beállítására, de ezek nem adnak fájljogosultságot.

A Windows 2000 rendszerben használt NTFS-verzió egy új típusú hozzáférési engedélyt vezetett be, az úgynevezett örökölt engedélyeket. A Biztonság lapon található az opció A szülőtől származó örökölhető engedélyek továbbterjedésének engedélyezése erre a fájlobjektumra, amely alapértelmezés szerint aktív. Ez a beállítás jelentősen csökkenti a fájlok és alkönyvtárak engedélyeinek módosításához szükséges időt. Például egy több száz alkönyvtárat és fájlt tartalmazó fa engedélyeinek módosításához elegendő ezt az opciót engedélyezni - Windows NT 4 rendszerben minden egyes fájl és alkönyvtár attribútumait meg kell változtatni.

ábrán. Az 5. ábra a Tulajdonságok párbeszédpanelt és a Biztonság fület (Speciális rész) mutatja a kiterjesztett fájlengedélyeket felsorolva.

Emlékezzünk vissza, hogy FAT hangerő esetén a hozzáférés csak a hangerő szintjén vezérelhető, és az ilyen szabályozás csak távoli hozzáféréssel lehetséges.

Fájlok és könyvtárak tömörítése

A Windows 2000 támogatja az NTFS-köteten található fájlok és könyvtárak tömörítését. A tömörített fájlokat bármely Windows-alkalmazás olvashatja és írhatja. Ehhez nincs szükség előzetes kicsomagolásukra. A használt tömörítési algoritmus hasonló a DoubleSpace-ben (MS-DOS 6.0) és a DriveSpace-ben (MS-DOS 6.22) használthoz, de van egy lényeges különbség: MS-DOS alatt egy teljes elsődleges partíció vagy logikai eszköz tömörítve van, míg NTFS alatt csomagolhat egyedi fájlokat és könyvtárakat.

Az NTFS tömörítési algoritmusát legfeljebb 4 KB méretű fürtök támogatására tervezték. Ha a fürt mérete nagyobb, mint 4 KB, az NTFS-tömörítési szolgáltatások nem érhetők el.

Öngyógyító NTFS

Az NTFS fájlrendszer öngyógyító, és meg tudja őrizni integritását a végrehajtott műveletek naplójának és számos egyéb mechanizmusnak a használatával.

Az NTFS minden olyan műveletet, amely az NTFS-kötetek rendszerfájljait módosítja, tranzakcióként kezel, és az ilyen tranzakciókra vonatkozó információkat naplóban tárolja. Egy megkezdett tranzakció teljesen befejezhető (commit) vagy visszaállítható (visszavonás). Az utóbbi esetben az NTFS-kötet visszatér a tranzakció kezdete előtti állapotba. A tranzakciók kezelése érdekében az NTFS a tranzakcióban részt vevő összes műveletet egy naplófájlba írja, mielőtt azt a lemezre írná. A tranzakció befejezése után minden művelet végrehajtásra kerül. Így NTFS-kezelés alatt nem lehetnek függőben lévő műveletek. Lemezhiba esetén a függőben lévő műveletek egyszerűen törlődnek.

Az NTFS vezérlése alatt olyan műveleteket is végrehajtanak, amelyek lehetővé teszik a rossz fürtök menet közbeni azonosítását, és új fürtök lefoglalását a fájlműveletekhez. Ezt a mechanizmust klaszter-újratérképezésnek nevezik.

Ebben az áttekintésben megvizsgáltuk a Microsoft Windows 2000 által támogatott különféle fájlrendszereket, megvitattuk mindegyik kialakítását, megjegyeztük előnyeiket és hátrányaikat. A legígéretesebb az NTFS fájlrendszer, amely számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyek más fájlrendszerekben nem érhetők el. A Microsoft Windows 2000 által támogatott új NTFS-verzió még több funkcióval rendelkezik, ezért a Win 2000 operációs rendszer telepítésekor ajánlott használni.

ComputerPress 7"2000

Sok felhasználó szembesül azzal, hogy félreértik a Windows fájlrendszerek működésének alapjait. Úgy tűnik, miért egy felesleges elmélet? Valójában a különféle fájlrendszerek mély működésének ismerete teszi lehetővé, hogy helyesen válasszon ki egy vagy másik fájlrendszert egyik vagy másik adathordozóhoz. Néha egy választási hiba kritikussá válhat később, amikor megoldják az információ-helyreállítás vagy az adathordozó idő előtti elhasználódásának problémáját.

A fájlrendszer egy fájlkezelő rendszerből és egy bizonyos típusú adathordozón (CD, DVD, FDD, HDD, Flash stb.) lévő fájlok gyűjteményéből áll. A fájlkezelő rendszer lehetővé teszi a felhasználóknak és az alkalmazásoknak, hogy hozzáférjenek a fájlokhoz, tárolják azokat, és fenntartsák tartalmuk integritását. A modern számítástechnikai rendszerek leggyakoribb hosszú távú tárolóeszköze a merevlemez - "Winchester". Ez a kifejezés minden aerodinamikailag tervezett mágneses olvasófejjel ellátott lezárt lemezre vonatkozik.

A modern operációs rendszerek fájlrendszerei merevlemez-partíciókra vannak telepítve.

FAT 32. Egyszerűség és megbízhatóság.

Három FAT fájlrendszer létezik: FAT12 (FDD hajlékonylemezekhez), FAT16, FAT32. Különböznek a bitek számában (12, 16, 32), amelyek jelzik a fürt számát a fájlkezelő rendszerben. A FAT fájlrendszerekben bármely logikai meghajtó logikai lemezterülete rendszerterületre és adatterületre van felosztva. BR - rendszerindítási rekord Boot Record; RS - fenntartott szektorok; FAT1, FAT2 - a fájlkiosztás 1. és 2. táblázata; RDir (gyökérkönyvtár, ROOT) – gyökérkönyvtár. Az adatterület fürtökre van osztva, amelyek 1 vagy több összefüggő szektorból állnak. A FAT táblában az ugyanahhoz a fájlhoz tartozó fürtök láncba kapcsolódnak. Az adatterület térképe valójában a File Allocation Table (FAT) A FAT tábla minden eleme (12, 16 vagy 32 bit) egy-egy lemezfürtnek felel meg, és jellemzi annak állapotát: szabad, foglalt vagy rossz fürt. (rossz klaszter) . A FAT16 fájlkezelő rendszer 16 bites szót használ a fürtszám jelzésére, és a 65536 fürt megszólítható.

A fürt a fájl számára lefoglalt lemezterület minimális címezhető egysége. Egy fájl vagy könyvtár egész számú klasztert foglal el. Az adatterületek fürtökre való felosztása szektorok használata helyett lehetővé teszi: csökkenti a FAT-tábla méretét, csökkenti a fájlok töredezettségét, csökkenti a fájlláncok hosszát, felgyorsítja a fájlhozzáférést. Előfordulhat, hogy az utolsó fürt nincs teljesen kihasználva, ami jelentős lemezterület-veszteséget eredményezhet, ha a fürt mérete nagy. Hajlékonylemezen egy fürt 1 vagy 2 szektort foglal el. A merevlemezen - 4, 8, 16, 32, 64 - szektorok egy klaszterben. Minden elem a következő struktúrával rendelkezik: fájlnév, fájlattribútum, tartalék mező, létrehozási idő, létrehozás dátuma, utolsó hozzáférés dátuma, tartalék, utolsó módosítás dátuma, utolsó módosítás ideje, kezdeti zsírfürtszám, fájlméret.

Ebben a példában a MyFile.txt nevű fájl a 8. fürttől kezdve kerül elhelyezésre, és 12 fürtre terjed ki. A klaszterek lánca erre az esetre: 8,9,A,B,15,16,17,19,1A,1B,1C,1D. A 18-as számú klasztert az F7 kód rosszként jelöli. Nem használható adatok tárolására. Ezt a kódot a lemezformázó és ellenőrző segédprogramok állítják be. Az 1D klaszter az FF kóddal van megjelölve, mint az ehhez a fájlhoz tartozó utolsó. A szabad fürtöket 0 kód jelöli. Amikor egy új fürtöt lefoglalunk egy fájlba való íráshoz, az 1. szabad fürt kerül lefoglalásra. Mivel a lemezen lévő fájlok módosítása, törlése, áthelyezése, nagyítása és kicsinyítése megtörténik, ez az elhelyezési szabály töredezettséghez vezet, pl. az egyik fájl adatai nem szomszédos fürtökben találhatók, és néha nagyon távol vannak egymástól. Összetett lánc képződik. Ez lassabb fájlkezelést eredményez. Mivel a zsírt nagyon intenzíven használják a lemez elérésekor, a RAM-ba töltődik. A Fat32 sokkal hatékonyabb a lemezterületen, mert kisebb fürtöket használ, mint a Fat korábbi verziói. A Fat16-hoz képest ez 10-16%-os megtakarítást jelent.

Egy attribútummezőben lévő könyvtárelem a következő értékeket tárolhatja:

1) archívum (a fájl módosítása és eltávolítása esetén kerül telepítésre egy olyan program által, amely biztonsági másolatot készít a fájlokról egy másik adathordozóra);

2) címtár;

3) kötetcímke;

4) szisztémás;

5) rejtett;

6) csak olvasható.

A FAT32-ben a hosszú nevek több könyvtárbejegyzéssel vannak kényszerítve: egyetlen fájl esetében (egy bejegyzés egy bejegyzés a 8.3-as névhez, és 24 bejegyzés a leghosszabb névhez, amely legfeljebb 256 karakter hosszú lehet. Ezért a hosszú nevek nem ajánlott.

A FAT fő hátránya a lassú fájlkezelés. Fájl létrehozásakor a szabály működik - az első szabad fürt kerül kiválasztásra. Ez a lemez töredezettségéhez és összetett fájlláncokhoz vezet. Ebből adódik a fájlokkal való munka lelassulása.

Alapvetően a FAT fájlrendszert ma kerülni kell. Ezért létfontosságú, hogy a megfelelőt válasszuk, amely lehetővé teszi, hogy elkerülje ezt a fájlrendszert.

NTFS: kényelem és nagy sebesség.

Az NTFS-szel való munka során használt egyik alapfogalom a kötet fogalma. Lehetőség van több partíciót elfoglaló, hibatűrő kötet létrehozására, vagyis RAID technológia alkalmazásával. Az NTFS a kötet teljes használható lemezterületét fürtökre osztja fel – adategységként címzett adatblokkokra. Az NTFS 512 bájttól 64 KB-ig támogatja a fürtméreteket; A lemezből 2 vagy 4 KB van lefoglalva az MFT zóna számára - az a terület, amelyet a fő MFT szolgáltatás metafájlja el tud foglalni, és annak mérete növekszik. Adatok írása erre a területre nem lehetséges. Az MFT zóna üres, így a szolgáltatásfájl (MFT) növekedése során nem töredezett a lehető legnagyobb mértékben.

MFT (általános fájltábla) - az összes többi lemezfájl központi könyvtára, beleértve magát. Az MFT rögzített méretű, 1 KB-os rekordokra van felosztva, amelyek mindegyike egy fájlnak felel meg. Az első 16 fájl szolgáltatás jellegű, és nem érhető el az operációs rendszer számára – ezeket metafájloknak nevezik, a legelső metafájl pedig maga az MFT. Ez az első 16 MFT elem a lemez egyetlen olyan része, amelynek szigorúan rögzített pozíciója van. Ugyanezen 16 bejegyzés másolata a biztonság kedvéért a kötet közepén található, mivel nagyon fontosak. Az MFT fájl fennmaradó részei tetszőleges helyeken helyezkedhetnek el a lemezen - a pozícióját saját maga segítségével állíthatja vissza, "akkor" az MFT első elemére. Az NTFS-ben minden fájlt streamek képviselnek, nincsenek adatok, hanem "folyamok". Az egyik adatfolyam a fájladatok. Egy fájlhoz több adatfolyamot is meghatározhat.

Az NTFS főbb jellemzői:

A nagy lemezeken végzett munka hatékony (sokkal hatékonyabb, mint a FAT-ban);

Vannak eszközök a fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférés korlátozására;

Az NTFS-partíciók helyi biztonságot nyújtanak mind a fájlok, mind a könyvtárak számára;

Bevezetésre került egy tranzakciós mechanizmus, amelyben a fájlműveletek naplózásra kerülnek;

A megbízhatóság jelentős növekedése;

Eltávolított számos korlátozást a lemezszektorok és/vagy -fürtök maximális számáról;

Az NTFS fájlnév, ellentétben a FAT és HPFS fájlrendszerekkel, bármilyen karaktert tartalmazhat, beleértve a nemzeti ábécék teljes készletét is, mivel az adatok Unicode-ban jelennek meg, egy 16 bites ábrázolásban, amely 65535 különböző karaktert ad. A fájlnév maximális hossza NTFS-ben 255 karakter.

Az NTFS beépített tömörítéssel is rendelkezik, amelyet egyedi fájlokra, teljes könyvtárakra, sőt kötetekre is alkalmazhat (majd felülírhatja vagy újra rendelheti őket, ahogy jónak látja). Az NTFS-ben lévő könyvtár egy speciális fájl, amely más fájlokra és könyvtárakra mutató hivatkozásokat tárol.

Az NTFS fájlszintű biztonságot nyújt; ez azt jelenti, hogy a kötetekhez, könyvtárakhoz és fájlokhoz való hozzáférési jogok a felhasználói fióktól és a csoportoktól függhetnek, amelyekhez a felhasználó tartozik. Minden alkalommal, amikor egy felhasználó hozzáfér egy fájlrendszer-objektumhoz, a rendszer összeveti az engedélyeit az objektum engedélylistájával. Ha a felhasználó megfelelő szintű jogokkal rendelkezik, kérését teljesítik; ellenkező esetben a kérelmet elutasítják. Ez a biztonsági modell vonatkozik mind az NT-gépek helyi felhasználói bejelentkezésére, mind a távoli hálózati kérésekre.

Az NTFS néhány öngyógyító funkcióval is rendelkezik. Az NTFS különféle mechanizmusokat támogat a rendszer integritásának ellenőrzésére, beleértve a tranzakciónaplózást, amely lehetővé teszi a fájlírási műveletek visszajátszását egy speciális rendszernaplóval.

Az NTFS fájlrendszer fő hátránya, hogy a szolgáltatási adatok sok helyet foglalnak el (például a könyvtár egyes elemei 2 KB-ot foglalnak el) - kis partíciók esetén a szolgáltatási adatok az adathordozó kötetének 25% -át is elfoglalhatják.

Így a fájlrendszer típusának kiválasztásakor nem valamilyen elvont műveletet választunk, hanem a rendszer egészét érintő döntések halmazát hozzuk meg. Miért kell ilyen részletesen ismerni a fájlrendszer minden csínját-bínját? Ez szükséges az esetleges helyreállításhoz, amelyet a következő cikkek egyikében tárgyalunk =)

Minden egyéb feladaton kívül teljesíti fő célját - meghatározott struktúra szerint szervezi az adatokkal végzett munkát. Erre a célra a fájlrendszert használják. Az alábbiakban bemutatjuk, mi az FS, és mi lehet, valamint egyéb információkkal kapcsolatban.

Általános leírása

A fájlrendszer az operációs rendszer része, amely felelős az információk adathordozón való elhelyezéséért, tárolásáért, törléséért, a felhasználók és alkalmazások ezen információkkal való ellátásáért, valamint biztonságos használatuk biztosításáért. Ezenkívül ő segít az adatok helyreállításában hardver- vagy szoftverhiba esetén. Ezért olyan fontos a fájlrendszer. Mi az FS és mi lehet? Több típusa van:

Merevlemezekhez, azaz véletlen hozzáférésű eszközökhöz;

Mágnesszalagokhoz, azaz soros hozzáférésű eszközökhöz;

Optikai adathordozókhoz;

Virtuális rendszerek;

Hálózati rendszerek.5

Az adattárolás logikai egysége a fájlrendszerben egy fájl, vagyis egy meghatározott névvel rendelkező, rendezett adatgyűjtemény. Az operációs rendszer által használt összes adat fájlok formájában jelenik meg: programok, képek, szövegek, zenék, videók, valamint illesztőprogramok, könyvtárak stb. Minden ilyen elemnek van neve, típusa, kiterjesztése, attribútumai és mérete. Tehát most már tudja, hogy a fájlrendszer az ilyen elemek gyűjteménye, valamint a velük való munkavégzés módjai. Attól függően, hogy milyen formában használják, és milyen elvek vonatkoznak rá, az FS-nek több fő típusa különböztethető meg.

Program megközelítés

Tehát, ha egy fájlrendszert figyelembe veszünk (mi ez és hogyan kell vele dolgozni), akkor meg kell jegyezni, hogy ez egy többszintű struktúra, a legfelső szintjén van egy fájlrendszer-kapcsoló, amely interfészt biztosít a rendszer és egy adott alkalmazás. A fájlkéréseket olyan formátumba konvertálja, amelyet a következő szint - illesztőprogramok - elfogadnak. Ezek viszont konkrét eszközillesztőkre hivatkoznak, amelyek a szükséges információkat tárolják.

A kliens-szerver alkalmazások esetében a fájlrendszer teljesítményére vonatkozó követelmények meglehetősen magasak. A modern rendszereket úgy alakították ki, hogy hatékony hozzáférést, nagy mennyiségű adathordozó támogatását, az illetéktelen hozzáférés elleni adatvédelmet és az információk integritásának megőrzését biztosítsák.

FAT fájlrendszer

Ezt a típust még 1977-ben fejlesztette ki Bill Gates és Mark McDonald. Eredetileg az OS 86-DOS rendszerben használták. Ha arról beszélünk, hogy mi a FAT fájlrendszer, akkor érdemes megjegyezni, hogy kezdetben nem tudta támogatni a merevlemezeket, hanem csak rugalmas adathordozóval működött 1 megabájtig. Ez a korlátozás már nem érvényes, és ezt az FS-t a Microsoft használta az MS-DOS 1.0-hoz és az azt követő verziókhoz. A FAT bizonyos fájlelnevezési konvenciókat használ:

A névnek betűvel vagy számmal kell kezdődnie, és a szóközök és speciális elemek mellett bármilyen ASCII karaktert tartalmazhat;

A név hossza nem haladhatja meg a 8 karaktert, utána egy pontot kell elhelyezni, majd fel kell tüntetni a kiterjesztést, amely három betűből áll;

A fájlnevek bármilyen kis- és nagybetűt használhatnak, és nem különböztetik meg őket, és nem őrzik meg őket.

Mivel a FAT-ot eredetileg egyfelhasználós DOS operációs rendszerre tervezték, nem biztosította a tulajdonosi vagy hozzáférési jogok adatainak tárolását. Jelenleg ez a fájlrendszer a legelterjedtebb, a legtöbb valamilyen szinten támogatja, sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy olyan köteteken is használható legyen, amelyekkel különböző operációs rendszerek dolgoznak. Ez egy egyszerű FS, amely nem képes megakadályozni a fájlsérülést a számítógép helytelen leállítása miatt. Az erre épülő operációs rendszerek részeként vannak speciális segédprogramok, amelyek ellenőrzik a szerkezetet és kijavítják a fájlok inkonzisztenciáját.

NTFS fájlrendszer

Ez az FS a legelőnyösebb a Windows NT-vel való munkához, mivel kifejezetten erre lett kifejlesztve. Az operációs rendszer tartalmazza a konvertáló segédprogramot, amely a FAT és HPFS segítségével NTFS-kötetekké konvertálja a köteteket. Ha arról beszélünk, hogy mi az NTFS fájlrendszer, érdemes megjegyezni, hogy jelentősen kibővítette bizonyos könyvtárak és fájlok hozzáférésének szabályozási lehetőségét, számos attribútumot vezetett be, dinamikus fájltömörítő eszközöket, hibatűrést és támogatja a fájlrendszer követelményeit. POSIX szabvány. Ebben az FS-ben legfeljebb 255 karakter hosszú neveket használhatunk, míg a benne lévő rövid név ugyanúgy generálódik, mint a VFAT-ban. Ha megértjük, mi az NTFS fájlrendszer, érdemes megjegyezni, hogy az operációs rendszer meghibásodása esetén képes önmagát helyreállítani, így a lemezkötet elérhető marad, és a könyvtárstruktúra sem szenved kárt.

Az NTFS jellemzői

NTFS-köteten minden fájlt egy bejegyzés jelöl az MFT-táblázatban. Az első 16 táblabejegyzést maga a fájlrendszer foglalja le speciális információk tárolására. A legelső bejegyzés magát a fájltáblázatot írja le. Amikor az első rekord megsemmisül, a második beolvasásra kerül, hogy megkeresse a tükör MFT-fájlt, ahol az első rekord megegyezik a főtáblával. A lemez logikai központja a bootstrap fájl másolatát tartalmazza. A táblázat harmadik bejegyzése tartalmazza az adat-helyreállításra használt naplófájlt. A fájltábla tizenhetedik és azt követő bejegyzései információkat tartalmaznak a merevlemezen lévő fájlokról és könyvtárakról.

A tranzakciós napló a kötetszerkezetet módosító műveletek teljes készletét tartalmazza, beleértve a fájlok létrehozására szolgáló műveleteket, valamint a könyvtárstruktúrát befolyásoló parancsokat. A tranzakciós napló célja az NTFS helyreállítása a rendszer összeomlása után. A gyökérkönyvtár bejegyzése tartalmazza a gyökérkönyvtárban található könyvtárak és fájlok listáját.

EFS funkciók

Az Encrypting File System (EFS) egy Windows-szolgáltatás, amely titkosított formátumban képes információkat tárolni a merevlemezen. A titkosítás lett a legerősebb védelem, amelyet ez az operációs rendszer kínálhat. Ebben az esetben a felhasználó titkosítása meglehetősen egyszerű művelet, ehhez csak a mappa vagy fájl tulajdonságainál kell bejelölni a négyzetet. Megadhatja, hogy ki olvashatja az ilyen fájlokat. A fájlok bezárásukkor titkosítva vannak, megnyitásukkor pedig automatikusan használatra készek.

A RAW jellemzői

Az adattárolásra tervezett eszközök a legsérülékenyebb komponensek, amelyek leggyakrabban nemcsak fizikailag, hanem logikailag is sérülnek. Egyes hardverproblémák végzetesek lehetnek, míg másoknak megoldásuk van. Néha a felhasználóknak kérdéseik vannak: "Mi az a RAW fájlrendszer?"

Mint tudják, bármilyen információ merevlemezre vagy flash meghajtóra írásához a meghajtónak fájlrendszerrel kell rendelkeznie. A leggyakoribb a FAT és az NTFS. És a RAW még csak nem is az a fájlrendszer, amelyre általában gondolunk. Valójában ez egy már telepített rendszer logikai hibája, vagyis annak tényleges hiánya a Windows számára. A RAW leggyakrabban a fájlrendszer szerkezetének megsemmisüléséhez kapcsolódik. Ezt követően az operációs rendszer nem csak hozzáfér az adatokhoz, de nem is jelenít meg műszaki információkat a berendezésről.

UDF jellemzők

Az univerzális lemezformátum (UDF) a CDFS helyettesítésére és a DVD-ROM eszközök támogatására szolgál. Ha arról beszélünk, hogy mi ez, akkor ez a régi verzió új megvalósítása, amelyre vonatkozóan megfelel a követelményeknek. Bizonyos funkciók jellemzik:

A fájlnevek legfeljebb 255 karakter hosszúak lehetnek;

A név lehet kis- vagy nagybetűs;

Az elérési út maximális hossza 1023 karakter.

A Windows XP-től kezdve ez a fájlrendszer olvasási/írási rendszerű.

Ezt az FS-t olyan flash meghajtókhoz használják, amelyeket különböző operációs rendszereket, különösen Windowst és Linuxot futtató számítógépeken való munka során kell használni. Az EXFAT volt a „híd” közöttük, mivel képes dolgozni az operációs rendszertől kapott adatokkal, amelyek mindegyike saját fájlrendszerrel rendelkezik. Hogy mi ez és hogyan működik, az a gyakorlatban kiderül.

következtetéseket

Amint a fentiekből kiderül, minden operációs rendszer bizonyos fájlrendszereket használ. Rendezett adatstruktúrák fizikai adathordozón való tárolására szolgálnak. Ha a számítógép használata közben hirtelen kérdés merül fel arról, hogy mi a végső fájlrendszer, akkor nagyon valószínű, hogy amikor megpróbált egy bizonyos fájlt a médiára másolni, üzenetet kapott a megengedett méret túllépéséről. Éppen ezért tudni kell, hogy melyik fájlrendszerben milyen fájlméret tekinthető elfogadhatónak, hogy ne ütközzön problémákba az információátvitel során.