Sistem datoteka računara, po pravilu, ima nekoliko diskova. Svakom disku se dodeljuje ime koje je dato latiničnim slovom sa dvotočkom, na primer, A:, B:, C:, itd. Standardno je prihvaćeno da su A: i B: flopi disk jedinice, a disk jedinice C :, D : itd. - tvrdi diskovi, optički diskovi ili elektronski diskovi.
Elektronski diskovi su dio RAM-a, koji korisniku izgleda kao RAM. Brzina razmjene informacija s elektroničkim diskom je mnogo veća nego s elektromehaničkim vanjskim uređajem za pohranu podataka. Tokom rada elektronskih diskova ne dolazi do habanja elektromehaničkih delova. Međutim, informacije na ramdisku se ne pohranjuju nakon isključivanja napajanja.
Fizički postojeći magnetni diskovi mogu se podijeliti na nekoliko logičkih diskova, koji će za korisnika izgledati na ekranu na isti način kao i fizički postojeći diskovi. U ovom slučaju, logički diskovi se imenuju prema istim pravilima kao i fizički postojeći diskovi. Jednostavno rečeno, logički disk je dio običnog tvrdog diska koji ima svoje ime.
Disk na kojem je zapisan operativni sistem naziva se sistemski (ili boot) disk. Čvrsti disk C: najčešće se koristi kao pogon za pokretanje. U tretmanu virusa, sistemskih kvarova, operativni sistem se često učitava sa diskete.
Dostupni su optički diskovi koji se također mogu pokretati.
Formatiranje je priprema diska za snimanje informacija.
Tokom formatiranja, servisne informacije se upisuju na disk (obeležavanje se vrši), koji se zatim koristi za upisivanje i čitanje informacija, ispravljanje brzine rotacije diska. Označavanje se vrši pomoću elektromagnetnog polja koje stvara glava za snimanje diska. Snimanje informacija se vrši na stazama, a svaka staza je podijeljena na sektore, na primjer, 1024 bajta.
Tokom procesa formatiranja, na disku se dodjeljuje sistemsko područje koje se sastoji od tri dijela: sektora za pokretanje, tablice dodjele datoteka i korijenskog direktorija.
Boot sektor (Boot Record) nalazi se na svakom disku u logičkom sektoru broj 0. Sadrži informacije o formatu diska, kao i kratak program koji se koristi u proceduri pokretanja operativnog sistema.
Sektor za pokretanje se kreira tokom formatiranja diska. Ako je disk pripremljen kao sistemski (bootable) disk, tada sektor za pokretanje sadrži program za pokretanje operativnog sistema. Inače, sadrži program koji, kada pokušava da pokrene operativni sistem sa ovog diska, prikazuje poruku u kojoj se navodi da ovaj disk nije sistemski disk.
Datoteka je skup međusobno povezanih podataka koje računalo percipira kao jedan entitet, koji ima zajednički naziv, koji se nalazi na magnetnom ili optičkom disku, magnetnoj traci, u RAM-u ili na drugom mediju za pohranu.
Datoteka se obično identificira s dijelom memorije (VZU, RAM, ROM) gdje se nalaze logički povezani podaci sa zajedničkim imenom. Datoteka je pohranjena na mediju za pohranu u binarnoj notaciji i predstavljena je OS-u kao kolekcija povezanih bajtova.
Datoteke mogu pohranjivati programske tekstove, dokumente, podatke itd.
Ako je datoteka velika, onda može obuhvatiti više pjesama.
Prilikom upisivanja informacija na novi (prazan) disk, fajlovi se poredaju redom jedan za drugim: od prve do posljednje pjesme.
Imajte na umu da datoteke uvijek zauzimaju cijeli broj klastera, tako da se dvije čak i male datoteke ne mogu smjestiti u jedan klaster u isto vrijeme. Imajte na umu da ako se dokument sastoji od samo jednog slova, onda datoteka i dalje zauzima jedan poseban klaster na disku.
Imena datoteka se registruju na magnetnim i optičkim diskovima u fasciklama, direktorijumima (ili direktorijumima). Termin "direktorij" se koristi u operativnim sistemima porodice DOS, termin "folder" se koristi u operativnim sistemima porodice Windows.
Uz ponovljeno prepisivanje i brisanje datoteka, dolazi do fragmentacije (drobljenja, podjele) prostora na disku. Kao rezultat toga, datoteka može biti pokvarena i locirana u klasterima koji se nalaze na relativno velikoj udaljenosti jedan od drugog. Čitanje takvih datoteka se značajno usporava, jer je pogonu potrebno dodatno vrijeme da pomjeri glave. Razlog za pojavu fragmentacije je taj što svi fajlovi po pravilu imaju različite dužine. Stoga, nakon brisanja datoteke, nova datoteka ne može tačno stati u oslobođeni prostor na disku. Gotovo je sigurno da će ili ostati slobodan dio diska ili će se sektori koji se nalaze na drugom mjestu na disku (na primjer, koji se nalaze kroz nekoliko sektora ili na drugim stazama) popuniti. U sklopu operativnog sistema postoji poseban program (uslužni program) koji vrši defragmentaciju diska.
Ovaj uslužni program postavlja tijelo datoteke u susjedne sektore, čime se ubrzava čitanje informacija (nema potrebe za prebacivanjem na druge staze, preskakanje drugih sektora) i smanjuje trošenje diska.
Svrha i funkcionisanje sistema datoteka
U operativnim sistemima, sistem datoteka se odnosi na osnovne koncepte i definira se kao opći sistem koji uspostavlja pravila za imenovanje datoteka, pohranjivanje, organiziranje i obradu datoteka na mediju za pohranu. Nosioci informacija (memorija) su implementirani u vidu odgovarajućih tehničkih sredstava za skladištenje informacija.
Dakle, sistem datoteka je dio operativnog sistema koji omogućava pisanje i čitanje datoteka na medij za pohranu (eksterna memorija), odnosno pruža korisniku zgodan interfejs za rad sa podacima pohranjenim na skladištu. Čvrsto Microsoft je razvio nekoliko sistema datoteka za personalne računare, kao što su FAT, FAT16, FAT32, NTFS itd. na sledeću sa odgovarajućim zahtevom.
Rice.
Procesi prvog nivoa obuhvataju procese koji su povezani sa određivanjem njenog jedinstvenog imena po simboličkom imenu datoteke, procesi drugog nivoa su povezani sa određivanjem karakteristika datoteke po jedinstvenom imenu, a procesi trećeg nivoa su povezano sa provjerom prihvatljivosti date operacije na željenu datoteku, itd. Procesi n-tog nivoa su povezani sa određivanjem broja fizičkog bloka koji sadrži logički zapis.
FAT sistem datoteka
formatirajte datoteku koda komande
FAT sistem datoteka koristi OS MS DOS i OS Windows za organizaciju i upravljanje datotekama. Ovaj sistem datoteka je zasnovan na tabeli alokacije FAT-a. (Tabela dodjele fajlova),što je struktura podataka koju kreira OS prilikom formatiranja podataka u memoriji. OS pohranjuje informacije o svakoj datoteci u tablici dodjele datoteka tako da se ispravna datoteka može dohvatiti kada je to potrebno.
Navedeni sistem datoteka u potpunosti je zadovoljio zahtjeve svog vremena, uglavnom zato što je sam po sebi vrlo kompaktan i jednostavan. Zbog toga se uspješno koristi i koristi se u NGMD. Jedan ili više klastera se mogu koristiti za skladištenje datoteke u FAT-u, standardna veličina klastera je 512 bajtova.
Postoji nekoliko verzija sistema datoteka FAT, među kojima se najviše koriste sistemi datoteka FAT 16 i FAT 32. Razlika između ovih sistema datoteka leži u broju bitova koji se koriste u tabelama alokacije datoteka.
Vaš prenosivi disk bi trebao koristiti FAT32 radi najbolje kompatibilnosti, ali ako planirate pohranjivanje velikih datoteka onda formatirajte u NTFS. Mac formatira diskove prema HFS+ standardu, koji ne radi sa Windowsom. Linux takođe ima svoje sisteme datoteka.
Zašto ih ima toliko?
Sistem datoteka 101
Različiti sistemi datoteka su jednostavno različiti načini organiziranja i pohranjivanja datoteka na tvrdi disk, fleš disk ili bilo koji drugi uređaj za pohranu. Svaki uređaj za skladištenje ima jednu ili više sekcija, a svaka sekcija mora biti "formatirana" u određeni način rada sistema datoteka. Proces formatiranja stvara prazan sistem datoteka ovog tipa na uređaju.
Sistem podataka pruža način za podjelu podataka na disku u zasebne dijelove, koji su datoteke. Također pruža način za pohranjivanje podataka o ovim datotekama, kao što su njihova imena, dozvole i drugi atributi. Sistem podataka takođe pruža indeksnu listu fajlova na disku i gde se nalaze na disku, tako da operativni sistem može da vidi šta se nalazi na disku na jednom mestu i ne mora da "češlja" ceo disk da pronađe the .
Operativni sistem mora razumjeti sistem datoteka kako bi mogao prikazati njegov sadržaj, otvoriti datoteke i spremiti datoteke u njih. Ako vaš operativni sistem ne razumije sistem datoteka, možete instalirati drajver sistema datoteka koji pruža podršku za takav sistem datoteka.
Datotečni sistem kompjuterskog diska može se uporediti sa sistemom za skladištenje dokumenata - bitovi podataka na računaru se nazivaju "fajlovi" i organizovani su u "sistem datoteka" baš kao što se papirni fajlovi mogu organizovati u ormarima za datoteke. Postoje različiti načini za organiziranje ovih datoteka i pohranjivanje podataka - to su "sistemi datoteka".
Zašto postoji toliko mnogo sistema datoteka
Nisu svi sistemi datoteka jednaki. Različiti sistemi datoteka imaju različite načine organiziranja svojih podataka. Neki sistemi datoteka su brži od drugih, neki imaju dodatne sigurnosne značajke, a neki podržavaju diskove s više memorije, dok drugi rade samo na diskovima s manje memorije. Neki sistemi datoteka su robusniji i otporniji na oštećenje datoteka, dok drugi kompromituju pouzdanost u korist brzine.
Ne postoji najbolji sistem datoteka, koji bi bio pogodan za sve namjene. Svaki operativni sistem računara teži da koristi sopstveni sistem datoteka, koji je takođe delo programera operativnog sistema. Microsoft, Apple i programeri Linux kernela rade na vlastitim sistemima datoteka. Novi sistemi datoteka mogu biti brži, stabilniji, bolje skalirani za veće uređaje za pohranu podataka i imati više funkcija od starijih.
Sistem datoteka nije kao particija, što je samo komad skladišnog prostora. Sistem datoteka određuje kako su datoteke raspoređene, organizirane, indeksirane i kako su metapodaci povezani s njima. Uvijek postoji prostor za podešavanje i poboljšanje načina na koji se to radi.
Prebacivanje sistema datoteka
Svaka particija ima sistem datoteka. Ponekad možete "konvertirati" sistem datoteka particije, ali to je rijetko moguće. Umjesto toga, vjerovatno ćete prvo morati kopirati važne podatke sa particije.
Operativni sistemi automatski formatiraju particije u odgovarajući sistem datoteka tokom procesa instalacije. Ako imate Windows formatiranu particiju na koju želite da instalirate Linux, tokom procesa instalacije, Linux će formatirati NTFS ili FAT32 particiju u Linux sistem datoteka koji preferira vaša Linux distribucija.
Stoga, ako imate uređaj za skladištenje i želite da koristite drugi sistem datoteka, samo kopirajte datoteke sa njega da biste ih napravili sigurnosnu kopiju. Zatim koristite alat Upravljanje diskovima na Windows-u gparted na Linuxu ili uslužni program za disk u MacOS-u.
Pregled uobičajenih sistema datoteka
Evo kratkog pregleda nekih od najčešćih sistema datoteka na koje ćete naići. Nije iscrpno - postoji mnogo drugih sistema datoteka za posebne namjene:
- FAT32: je jedan od najstarijih Windows sistema datoteka, ali se i dalje koristi na prenosivim medijima - male zapremine. Veliki eksterni čvrsti diskovi od 1TB ili više će ionako biti formatirani sa NTFS. FAT32 ima smisla samo za male uređaje za skladištenje ili za kompatibilnost sa drugim uređajima kao što su digitalni fotoaparati, konzole za igre, set-top box uređaji i drugi uređaji koji podržavaju samo FAT32 ali NTFS.
- NTFS: moderna verzija Windows sistema datoteka - koristi se od Windows XP-a. Eksterni diskovi se mogu formatirati sa FAT32 ili NTFS.
- HFS+ O: Mac koristi HFS+ za svoje interne particije, takođe formatira eksterne diskove - korišćenje eksternog čvrstog diska sa Time Machine-om zahteva da se atributi sistema datoteka mogu napraviti rezervna kopija. Mac računari takođe mogu čitati i pisati datoteke u FAT32 sistem datoteka, ali će vam trebati softver treće strane za pisanje u NTFS sistem datoteka sa Mac-a.
- ext2 / Ext3/Ext4: Često ćete vidjeti ext2, ext3 i ext4 sistem datoteka na Linuxu. Ext2 je stariji sistem datoteka i nedostaju mu važne funkcije kao što je vođenje dnevnika - ako nestane struje ili se računar sruši tokom pisanja na ext2 disk, podaci mogu biti izgubljeni. Ext3 dodaje ove robusne karakteristike na račun neke brzine. Ext4 je modernija i brža opcija - to je zadani sistem datoteka na većini Linux distribucija. Windows i Mac ne podržavaju ove sisteme datoteka - trebat će vam alat treće strane za pristup datotekama u takvim sistemima datoteka. Međutim, Linux može čitati i pisati u FAT32 i NTFS.
- btrfs: Ovo je novi Linux sistem datoteka koji je još uvijek u razvoju. Trenutno nije standard za većinu Linux distribucija, ali će vjerovatno jednog dana zamijeniti Ext4. Cilj je pružiti dodatne funkcije koje omogućavaju Linuxu da se proširi na velike količine prostora za pohranu.
- Swap: Na Linuxu, "swap" sistem datoteka zapravo nije sistem datoteka. Particija formatirana kao "swap" može se koristiti kao swap prostor operativnog sistema - kao Windows swap datoteka, ali zahtijeva namjensku particiju.
Postoje i drugi sistemi datoteka, posebno na Linuxu i drugim sistemima sličnim Unixu.
Tipični korisnik računara ne bi trebalo da zna mnogo o ovim stvarima - ali poznavanje osnova će vam pomoći da razumete pitanja poput "zašto ovaj disk formatiran za Mac ne radi sa mojim Windows računarom?" i "da li treba da formatiram ovaj USB čvrsti disk kao FAT32 ili NTFS?".
Sistem datoteka vam omogućava da organizujete programe i podatke i organizujete uredno upravljanje ovim objektima.
Operativni sistemi personalnih računara bili su duboko utisnuti konceptom sistema datoteka koji leži u osnovi Unix operativnog sistema. U Unixu, I/O podsistem objedinjuje način na koji pristupate i datotekama i perifernim uređajima. U ovom slučaju, datoteka se podrazumijeva kao skup podataka na disku, terminalu ili nekom drugom uređaju.
Sistem podataka je funkcionalni dio operativnog sistema koji pruža operacije nad datotekama. Sistem datoteka vam omogućava rad sa datotekama i direktorijumima (direktorijima) bez obzira na njihov sadržaj, veličinu, vrstu itd.
Sistem podataka je sistem za upravljanje podacima.
Sistem za upravljanje podacima je sistem čiji su korisnici oslobođeni većine fizičke manipulacije datotekama i mogu se fokusirati prvenstveno na logička svojstva podataka.
OS fajl sistemi kreiraju za korisnike neku virtuelnu reprezentaciju eksternih uređaja za skladištenje, omogućavajući im da rade sa njima ne na niskom nivou komandi za kontrolu fizičkih uređaja, već na visokom nivou skupova podataka i struktura.
Sistem datoteka (odredište):
- skriva sliku stvarne lokacije informacija u vanjskoj memoriji;
- osigurava neovisnost programa od karakteristika određene konfiguracije računala (logički nivo rada s datotekama);
- pruža standardne odgovore na greške koje se javljaju tokom razmjene podataka.
Struktura fajla
Čitav skup datoteka na disku i odnosa između njih naziva se struktura datoteka. Razvijeni operativni sistemi imaju hijerarhijsku strukturu datoteka na više nivoa organizovanu u obliku stabla.
Koristi se struktura stabla direktorija − stablo imenika. Posuđeno od Unixa. Hijerarhijska struktura - struktura sistema čiji su dijelovi (komponente) povezani odnosima uključenosti ili subordinacije.
Hijerarhijska struktura je predstavljena usmjerenim stablom u kojem vrhovi odgovaraju komponentama, a lukovi poveznicama.
G pogon stablo direktorija
Usmjereno stablo je graf s istaknutim vrhom (korijenom) u kojem postoji samo jedna putanja između korijena i bilo kojeg vrha. U ovom slučaju, moguće su dvije opcije orijentacije: ili su sve staze orijentirane od korijena do listova, ili su sve staze orijentirane od listova do korijena.
Stabla se koriste za opisivanje i dizajniranje hijerarhijskih struktura.
Korijen je početna pozicija, listovi su konačni.
Sekcije
Svaki tvrdi ili magneto-optički disk tokom formatiranja može se podijeliti na nekoliko dijelova i raditi s njima kao sa zasebnim (nezavisnim) diskovima. Ovi dijelovi se nazivaju sekcije ili logički pogoni. Particioniranje diska na nekoliko logičkih diskova može biti potrebno zbog činjenice da OS ne može raditi s diskovima koji su veći od određene veličine. Veoma je zgodno čuvati podatke i korisničke programe odvojeno od sistemskih programa (OS), jer OS može da „odleti sa računara“.
Poglavlje– područje diska. Ispod logički disk (particija) Računar se podrazumijeva kao bilo koji medij za skladištenje s kojim operativni sistem radi kao jedan entitet.
Naziv diska– oznaka logičkog pogona; unos u korijenski direktorij.
Logički diskovi (particije) su označeni latiničnim slovima A, B, C, D, E, ... (32 slova od A do Z).
Slova A, B rezervirana su za diskete.
C - tvrdi disk, obično sa kojeg se učitava OS.
Preostala slova su logički pogoni, CD-ovi itd. Maksimalan broj logičkih disk jedinica za Windows OS je beskonačan.
AT particioni sto označava lokaciju početka i kraja ove sekcije i broj sektora u ovoj sekciji (lokaciju i veličinu).
Struktura datoteke logičkog pogona
Da biste pristupili informacijama o disku u datoteci, morate znati fizičku adresu prvog sektora (površinski broj + broj staze + broj sektora), ukupan broj klastera koje zauzima ovaj fajl, adresu sljedećeg klastera, ako veličina datoteke je veća od veličine jednog klastera
Elementi strukture fajla:
početni sektor (bootstrap, boot sektor);
sto smještajdatoteke (FAT - Tabela dodjele datoteka);
korijenski direktorij (Root Directory);
područje podataka (preostali slobodni prostor na disku).
Boot-sektor
Boot-sektor - prvi (početni) sektor diska. Nalazi se na 0-strani, 0-traci.
Sektor za pokretanje sadrži servisne informacije:
veličina klastera diska (klaster je blok koji kombinuje nekoliko sektora u grupu da bi se smanjila veličina FAT tabele);
lokacija FAT tabele (u boot sektoru postoji pokazivač gde se nalazi tabela FAT);
Veličina stola FAT;
broj FAT tabela (uvijek postoje najmanje 2 kopije tabele kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost, jer uništavanje FAT-a dovodi do gubitka informacija i teško ga je oporaviti);
adresu početka korijenskog direktorija i njegovu maksimalnu veličinu.
Sektor za pokretanje sadrži blok za podizanje sistema (bootloader) - zapis za pokretanje sistema.
Bootloader je pomoćni program koji postavlja izvršni program u RAM i dovodi ga u stanje spremnosti za izvršenje.
FAT (Tabela dodjele datoteka)
FAT (File Allocation Table) - tablica dodjele datoteka. Definira koji dijelovi diska pripadaju svakoj datoteci Područje podataka na disku je predstavljeno u OS-u kao niz numeriranih klastera.
DEBEO je niz elemenata koji adresiraju klastere područja podataka diska. Svaki klaster područja podataka odgovara jednom FAT unosu. FAT elementi služe kao lanac veza za klastere datoteka u području podataka.
Struktura tablice dodjele datoteka:
FAT se sastoji od elemenata dužine 16/32/64 bita. Ukupno, tabela može imati do 65520 takvih elemenata, svaki od njih (osim prva dva) odgovara klasteru diska. Klaster je jedinica u kojoj se dodjeljuje prostor u podatkovnom području diska za datoteke i direktorije. Prva dva elementa tabele (sa brojevima 0 i 1) su rezervisana, a svaki od preostalih elemenata tabele opisuje stanje klastera diska istim brojem. Element može ukazivati da je klaster slobodan, da je klaster neispravan, da klaster pripada datoteci i da je posljednji klaster u datoteci. Ako klaster pripada datoteci i nije njen posljednji klaster, tada unos u tablicu sadrži broj sljedećeg klastera u ovoj datoteci.
DEBEO je izuzetno važan element strukture datoteke. Kršenja FAT-a mogu dovesti do potpunog ili djelomičnog gubitka informacija na cijelom logičkom disku. Zbog toga su na disku pohranjene dvije kopije FAT-a. Postoje posebni programi koji prate status FAT-a i ispravljaju prekršaje.
Različiti OS zahtijeva različite verzije FAT-a
Windows 95 FAT16, FAT32
Windows NT (XP) NTFS
Novell Netware TurboFAT
UNIX NFS, ReiserFS
Logička struktura medija za skladištenje
KONTROLNI ROBOT
iz disciplina
" Informatika i računarska tehnologija" na temu:
"Operativni sistemi"
"Sistemi datoteka"
1. Operativni sistemi
2. Sistemi datoteka
3. Sistemi datoteka i nazivi datoteka
Reference
1. Operativni sistemi
Operativni sistem, OS operativnisistem) - osnovni skup računarskih programa koji omogućava kontrolu hardvera računara, rad sa datotekama, unos i izlaz podataka, kao i izvršavanje aplikativnih programa i uslužnih programa.
Kada uključite računar, operativni sistem se učitava u memoriju pre drugih programa i tada služi kao platforma i okruženje za njihov rad. Osim gore navedenih funkcija, OS može obavljati i druge, kao što je pružanje korisničkog sučelja, umrežavanje i tako dalje. Od 1990-ih, najčešći operativni sistemi za personalne računare i servere su bili Microsoft Windows porodica i Windows NT, Mac OS i Mac OS X, sistemi klase UNIX i sistemi slični Unixu (posebno GNU/Linux).
Operativni sistemi se mogu kategorizirati prema osnovnoj tehnologiji (slično [Unixu] ili Windowsu), vrsti licence ([vlasnički softver|vlasnički] ili [softver otvorenog koda|otvoreni kod]), da li se trenutno razvija (zastarjeli DOS ili NextStep ili moderni GNU/Linux i Windows), za radne stanice (DOS, Apple) ili za servere (), [operativni sistem u realnom vremenu|OS u realnom vremenu] i [ugrađeni operativni sistem|ugrađeni OS] (, ), , ili specijalizovani (upravljanje proizvodnjom, obuka, itd.). Svrha i glavne karakteristike programa MS EXCEL. Programski interfejs. Glavni elementi interfejsa. Koncept tabele, ćelije, reda, kolone, sistema adresiranja. Kretanje po polju stola. Unos podataka. Tipovi podataka. Uređivanje sadržaja ćelije. Promjena širine i visine ćelije. Svojstva ćelije (naredba „Formatiraj ćelije“).
2. Sistemi datoteka
Svi moderni operativni sistemi omogućavaju kreiranje sistema datoteka koji je dizajniran za pohranjivanje podataka na diskove i omogućavanje pristupa njima.
Glavne funkcije sistema datoteka mogu se podijeliti u dvije grupe:
Funkcije za rad sa fajlovima (kreiranje, brisanje, preimenovanje fajlova, itd.)
Funkcije za rad sa podacima pohranjenim u fajlovima (pisanje, čitanje, traženje podataka, itd.)
Poznato je da se datoteke koriste za organiziranje i pohranjivanje podataka na mašinskim medijima. Datoteka je niz proizvoljnog broja bajtova koji ima svoje jedinstveno ime ili imenovano područje na mašinskom mediju.
Strukturiranje skupa datoteka na mašinskom mediju vrši se pomoću direktorija u kojima se pohranjuju atributi (parametri i detalji) datoteka. Direktorij može uključivati mnoge poddirektorije, što rezultira razgranatim strukturama datoteka na diskovima. Organizacija datoteka u strukturi stabla naziva se sistem datoteka.
Princip organizacije fajl sistema je tabelarni. Tamo gdje je datoteka pohranjena na disku se pohranjuje u tablici dodjeljivanja datoteka (FAT).
Ova tabela se nalazi na početku sveske. Radi zaštite volumena, dvije kopije FAT-a su pohranjene na njemu. Ako je prva FAT kopija oštećena, uslužni programi za disk mogu koristiti drugu kopiju da poprave volumen.
FAT je sličan sadržaju knjige u smislu kako ga operativni sistem koristi da pronađe datoteku i odredi klastere koje ova datoteka zauzima na tvrdom disku.
Najmanja fizička jedinica za skladištenje podataka je sektor. Veličina sektora je 512 bajtova. Pošto je veličina FAT tabele ograničena, nije moguće obezbediti adresiranje svakom pojedinačnom sektoru za diskove veće od 32 MB.
U tom smislu, grupe sektora se uslovno spajaju u klastere. Klaster je najmanja jedinica adresiranja podataka. Veličina klastera, za razliku od veličine sektora, nije fiksna i ovisi o kapacitetu diska.
U početku su flopi diskovi i mali tvrdi diskovi (manje od 16 MB) koristili 12-bitnu verziju FAT-a (nazvanu FAT12). MS-DOS je zatim predstavio 16-bitnu verziju FAT-a za veće diskove.
Operativni sistemi MS DOS, Win 95, Win NT implementiraju 16-bitna polja u tablicama dodjele datoteka. FAT32 sistem datoteka uveden je u Windows 95 OSR2 i podržan je u Windows 98 i Windows 2000.
FAT32 je napredna verzija FAT-a dizajnirana za korištenje na volumenima većim od 2 GB.
FAT32 pruža podršku za diskove do 2TB i efikasnije korištenje prostora na disku. FAT32 koristi manje klastere da poboljša efikasnost prostora na disku.
Windows XP koristi FAT32 i NTFS. Više obećavajući pravac u razvoju sistema datoteka bio je prelazak na NTFS (New Technology File System – sistem datoteka nove tehnologije) sa dugim nazivima datoteka i pouzdanim sigurnosnim sistemom.
Veličina NTFS particije nije ograničena. NTFS minimizira količinu prostora na disku koji se gubi pisanjem malih datoteka u velike klastere. Pored toga, NTFS vam omogućava da uštedite prostor na disku komprimovanjem samog diska, pojedinačnih fascikli i datoteka.
Prema načinu imenovanja fajlova, razlikuju se „kratka“ i „duga“ imena.
Prema konvenciji usvojenoj u MS-DOS-u, način imenovanja datoteka na IBM PC računarima bila je konvencija 8.3., tj. Ime datoteke sastoji se od dva dijela: samog imena i ekstenzije imena. Ime datoteke ima 8 znakova, a ekstenzija ima 3 znaka.
Ime je odvojeno od ekstenzije tačkom. I naziv i ekstenzija mogu uključivati samo latinične alfanumeričke znakove. Imena datoteka napisana prema konvenciji 8.3 smatraju se "kratkim".
Pojavom operativnog sistema Windows 95 uveden je koncept "dugog" imena. Takav naziv može sadržavati do 256 znakova. Ovo je sasvim dovoljno za kreiranje smislenih naziva datoteka. "Dugačko" ime može sadržavati bilo koje znakove osim devet posebnih: /: *?“< > |.
U nazivu su dozvoljeni razmaci i više tačaka. Ime datoteke završava se ekstenzijom od tri znaka. Ekstenzija se koristi za klasifikaciju datoteka po tipu.
Jedinstvenost naziva datoteke osigurana je činjenicom da se puni naziv datoteke smatra vlastitim imenom datoteke zajedno sa putanjom do nje. Putanja datoteke počinje imenom uređaja i uključuje sve nazive direktorija (mapika) kroz koje prolazi. Znak “” (backslash - obrnuta kosa crta) koristi se kao separator. Na primjer: D: Dokumenti i postavkeTVAMy Documentslessons-tva roboti. txt Unatoč činjenici da su podaci o lokaciji datoteke pohranjeni u tabelarnoj strukturi, oni se predstavljaju korisniku u obliku hijerarhijske strukture - to je pogodnije za ljude, a operativni sistem brine o svim potrebnim transformacijama.
Obična datoteka je niz bajtova i može se čitati i pisati počevši od proizvoljnog bajta u datoteci. Kernel ne prepoznaje granice zapisa u regularnim datotekama, iako mnogi programi tretiraju nove redove kao znakove na kraju reda, ali drugi programi mogu preuzeti druge strukture. Sama datoteka ne pohranjuje nikakve sistemske informacije o datoteci, ali sistem datoteka pohranjuje neke informacije o vlasniku, dozvolama i upotrebi svake datoteke.
Pozvana komponenta Ime dokumenta je niz dužine do 255 znakova. Ova imena se pohranjuju u posebnu vrstu datoteke koja se zove katalog. Pozivaju se informacije o datoteci u direktoriju unos u imenik i uključuje, pored naziva datoteke, pokazivač na samu datoteku. Unosi direktorija mogu se odnositi na druge direktorije kao i na obične datoteke. Tako se formira hijerarhija direktorija i datoteka, koja se naziva sistem datoteka. sistem podataka;
Slika 2-2. mali sistem datoteka
Jedan mali sistem datoteka prikazan je na slici 2-2. Direktoriji mogu sadržavati poddirektorije i ne postoji ograničenje koliko duboko jedan direktorij može biti ugniježđen u drugi. Da bi se održao integritet sistema datoteka, kernel ne dozvoljava procesu da piše direktno u direktorijume. Sistem datoteka može pohraniti ne samo obične datoteke i direktorije, već i reference na druge objekte kao što su uređaji i utičnice.
Sistem datoteka formira stablo čiji je početak u korijenski direktorij ponekad se spominje po imenu slash, koji odgovara jednom znaku kose crte (/). Osnovni direktorij sadrži datoteke; u našem primjeru na slici 2.2, sadrži vmunix, kopiju izvršne objektne datoteke kernela. Takođe sadrži imenike; u ovom primjeru sadrži usr direktorij. Unutar usr direktorija nalazi se direktorij bin, koji u osnovi sadrži izvršni objektni kod programa kao što su ls i vi.
Proces pristupa datoteci navođenjem način prije njega, što je niz bez imena datoteka ili više njih odvojenih kosim crtama (/). Uz svaki proces, kernel pridružuje dva direktorija koji se mogu koristiti za tumačenje putanja datoteka. Root direktorij proces je najviša tačka na sistemu datoteka do koje proces može doći; obično odgovara korijenskom direktoriju cijelog sistema datoteka. Poziva se ruta koja počinje kosom crtom apsolutna ruta, a interpretira ga kernel počevši od korijenskog direktorija procesa.
Poziva se ime putanje koje ne počinje kosom crtom relativna ruta, a tumači se u odnosu na trenutni radni imenik proces. (Ovaj direktorij se također kratko naziva trenutni imenik ili radni imenik) Sam trenutni direktorij može se direktno označiti njegovim imenom dot, što odgovara jednoj tački (). Ime dokumenta dot dot(.) označava roditeljski direktorij trenutnog direktorija. Korijenski direktorij je sam po sebi predak.
File(sa engleskog. fajl- folder) je imenovana zbirka svih podataka smještenih na vanjskom uređaju za pohranu i pohranjenih, poslanih i obrađenih u cjelini.
Sistem datoteka je dio operativnog sistema čija je svrha da pruži korisničko sučelje za rad sa podacima pohranjenim na disku i da omogući dijeljenje datoteka između više korisnika i procesa.
Sistem datoteka definira format sadržaja i način na koji se informacije fizički pohranjuju, koje se obično grupišu kao datoteke. Određeni sistem datoteka određuje veličinu imena datoteka i (direktorijuma), maksimalnu moguću veličinu datoteke i particije, skup atributa datoteke. Neki sistemi datoteka pružaju usluge, kao što su kontrola pristupa ili šifriranje datoteka.
U širem smislu, pojam "sistem datoteka" uključuje:
zbirka svih fajlova na disku,
skupovi struktura podataka koji se koriste za upravljanje datotekama, kao što su direktoriji datoteka, deskriptori datoteka, tablice raspodjele slobodnog i iskorištenog prostora na disku,
skup sistemskih softverskih alata koji implementiraju upravljanje datotekama, posebno: kreiranje, uništavanje, čitanje, pisanje, imenovanje, pretraživanje i druge operacije na datotekama.
Sistem datoteka je taj koji određuje gdje i kako će datoteka biti zapisana na fizički medij (na primjer, tvrdi disk).
Sa stanovišta operativnog sistema (OS), ceo disk je skup klastera (obično 512 bajtova ili veći). Upravljački programi sistema datoteka organiziraju klastere u datoteke i direktorije (koji su zapravo datoteke koje sadrže listu datoteka u tom direktoriju). Isti drajveri prate koji su klasteri trenutno u upotrebi, koji su besplatni, a koji su označeni kao neuspjeli.
Glavne funkcije bilo kojeg sistema datoteka usmjerene su na rješavanje sljedećih zadataka:
imenovanje datoteka;
programski interfejs za rad sa datotekama za aplikacije;
mapiranje logičkog modela sistema datoteka u fizičku organizaciju skladišta podataka;
organiziranje stabilnosti sistema datoteka u slučaju nestanka struje, hardverskih i softverskih grešaka;
U višekorisničkim sistemima pojavljuje se još jedan zadatak: zaštita datoteka jednog korisnika od neovlaštenog pristupa drugog korisnika, kao i osiguranje zajedničkog rada s datotekama, na primjer, kada jedan od korisnika otvori datoteku, za druge isto datoteka će biti privremeno dostupna u načinu samo za čitanje.
21.2.1 Pregled sistema datoteka DEBEO
Sistem datoteka je izgrađen oko tabele alokacije datoteka ( Tablica dodjele datoteka - FAT).
Podaci o lokaciji datoteke na disku pohranjuju se u sistemskom području diska u posebnim tablicama dodjele datoteka ( DEBEO-stolovi). Površina tvrdog diska se smatra trodimenzionalnom matricom čije su dimenzije brojevi površine, cilindra i sektora.
Cilindar je skup svih staza koje pripadaju različitim površinama i nalaze se na jednakoj udaljenosti od ose rotacije.
Sektor je najmanja fizička jedinica za skladištenje podataka. Veličina sektora za DOS bio jednak 512 bajtova. Drugi operativni sistemi postavljaju sopstvene veličine sektora.
Zbog veličine DEBEO– tabela je ograničena, tada za diskove veće od 32 MB nije moguće obezbijediti adresiranje za svaki pojedinačni sektor. U tom smislu, grupe sektora se uslovno kombinuju u klastere (blokove).
Klaster je najmanja jedinica adresiranja podataka. Veličina klastera, za razliku od veličine sektora, nije fiksna i ovisi o kapacitetu diska.
Sektori koji ne sadrže korisničke podatke (fajlove) se ne odražavaju u DEBEO. Ovi sektori uključuju sektore za pokretanje, tablice dodjele datoteka i sektore korijenskog direktorija.
Zbog kršenja DEBEO- tabela onemogućava korištenje podataka, postoji u dvije kopije čiji se identitet redovno prati putem operativnog sistema.
Kada se datoteka upiše na disk, informacije o njoj se zapisuju u korijenski direktorij. Ovaj odjeljak sadrži informacije o vrsti datoteka, njihovim nazivima, veličinama, datumu kreiranja. Osim toga, za svaku datoteku u korijenskom direktoriju postoji broj klastera od kojeg datoteka počinje. Ovim brojem se sistem poziva na ćeliju tabele, u nju je upisana adresa sledećeg klastera. I tako dalje, dok se ne opiše lokacija cijele datoteke na disku. Snimanje će se završiti komandom "stop", odnosno datoteka završava na ovom klasteru.
Čitanje je isto. Prvo se čitaju informacije o datoteci, zatim, prateći pokazivač, sistem ide do tabele i tamo čita preostali broj klastera koje datoteka zauzima.
Veličina klastera, za razliku od veličine sektora, nije fiksna i ovisi o kapacitetu diska. Poziva se OS sistem datoteka koji implementira 16-bitna polja u tablicama dodjele datoteka DEBEO 16. Omogućava vam postavljanje DEBEO– tabele sa ne više od 216 unosa o lokaciji jedinica za skladištenje podataka i, shodno tome, za diskove kapaciteta 1 do 2 GB, dužina klastera je 32 KB (64 sektora). Ovo nije baš racionalno trošenje radnog prostora, jer bilo koja datoteka (čak i vrlo mala) u potpunosti zauzima cijeli klaster, što odgovara samo jednom unosu adrese u tablici alokacije datoteka. Kod diskova većih od 2 GB, sistem datoteka DEBEO 16 neće raditi uopšte.
Poziva se OS sistem datoteka koji implementira 32-bitna polja u tablicama dodjele datoteka DEBEO 32
Katalog DEBEO nema definiranu strukturu, a datoteke se zapisuju na prvi pronađeni slobodni prostor na disku. Osim toga, sistem datoteka DEBEO podržava samo četiri atributa datoteke: sistem, skriven, samo za čitanje i arhiv.
Za današnje čvrste diskove, gubici povezani sa neefikasnošću sistema datoteka su prilično značajni, u rasponu od 25% do 40% ukupnog kapaciteta diska, u zavisnosti od prosečne veličine uskladištenih datoteka.
21.2.2 Pregled sistema datoteka NTFS
Sistem podataka NTFS (Sistem datoteka nove tehnologije)) je pušten zajedno sa Windows NT 3,5 1993. godine. U odnosu na FAT, NTFS ima prednosti efikasnosti, pouzdanosti i kompatibilnosti. NTFS sistem datoteka se koristi u operativnom sistemu Windows NT/2000/XP/6/7.
Kao i svaki drugi sistem, NTFS dijeli sav korisni prostor u klastere. NTFS podržava skoro svaku veličinu klastera - od 512 bajtova do 64 KB, dok se klaster od 4 KB smatra određenim standardom.
Prilikom instaliranja NTFS, disk je podijeljen na tri nejednaka dijela: prvi je dat ispod MFT (Master File Table- opšta tabela fajlova), zove se MFT–zonu i zauzima oko 12% ukupne veličine diska. MFT nalazi se na početku diska i zauzima oko 1 KB, svaki unos u MFT odgovara bilo kojoj datoteci. U svojoj srži, ovo je direktorij svih datoteka na disku. Bilo koja stavka podataka u NTFS tretirati čak i kao fajl MFT.
MFT– zona se uvijek drži prazna – to se radi da bi najvažniji, servisni fajl ( MFT) nije bio fragmentiran tokom svog rasta.
Drugi dio diska je uobičajeni prostor za pohranjivanje datoteka.
Slobodan prostor na disku, međutim, uključuje sav fizički slobodan prostor - nepopunjene komade MFT Zone su takođe uključene. Mehanizam upotrebe MFT– zona je: kada se fajlovi više ne mogu pisati u regularni prostor, MFT– zona je jednostavno smanjena (u trenutnim verzijama OS-a za pola), čime se oslobađa prostor za pisanje datoteka. Prilikom oslobađanja prostora u redovnom prostoru MFT zona će se ponovo proširiti.
Prvih 16 fajlova (metafajlova) u MFT– zona su posebna kasta. Sadrže servisne informacije, imaju fiksnu poziciju i nedostupni su čak ni operativnom sistemu. Inače, prvi od ovih 16 je on sam MFT- fajl.
Slika 21.1
Treća zona, zauzvrat, dijeli disk na pola. U trećoj zoni nalazi se kopija prva tri unosa. Ovo se radi radi pouzdanosti, u slučaju gubitka informacija u MFT- datoteku, uvijek možete oporaviti informacije. Svi ostali fajlovi unutra MFT- zona se može locirati proizvoljno.
Glavni direktorij diska NTFS– root – ne razlikuje se od običnih direktorija, osim posebne veze do njega s početka metadatoteke MFT. To je specifična datoteka koja pohranjuje veze do drugih datoteka i direktorija, stvarajući hijerarhijsku strukturu podataka na disku. Datoteka kataloga podijeljena je na blokove, od kojih svaki sadrži naziv datoteke, osnovne atribute i referencu na element MFT, koji već daje potpune informacije o artiklu iz kataloga.
Direktorij je binarno stablo, tj. u direktorijumu su informacije o podacima na disku locirane na način da se prilikom traženja fajla direktorijum podelio na dva dela i odgovor je bio u kom delu se nalazi pretraga. Zatim se ista operacija ponavlja u odabranoj polovini. I tako sve dok se ne pronađe željeni fajl.
AT NTFS koristi se enkripcija podataka. Dakle, ako je iz nekog razloga bilo potrebno ponovo instalirati sistem, šifrirani fajlovi se ne mogu čitati bez odgovarajuće autorizacije.
NTFS- sistem otporan na greške koji se može dovesti u ispravno stanje u gotovo svakom stvarnom kvaru. Svaki moderni sistem datoteka temelji se na takvom konceptu kao što je transakcija - radnja koja se izvodi u potpunosti i ispravno ili se uopće ne izvodi. At NTFS jednostavno nema srednjih (pogrešnih ili netačnih) stanja - radnja je ili izvršena ili otkazana.
Sistem za oporavak NTFS garantuje ispravnost sistema datoteka, a ne podataka.
