Il file system di un computer, di regola, ha diversi dischi. A ogni disco viene assegnato un nome, che è dato da una lettera latina con i due punti, ad esempio A:, B:, C:, ecc. È generalmente accettato che A: e B: siano unità floppy disk e unità C :, D : ecc. - dischi rigidi, unità disco ottico o dischi elettronici.
I dischi elettronici sono una parte della RAM, che per l'utente appare come una RAM. La velocità di scambio di informazioni con un disco elettronico è molto più elevata rispetto a un dispositivo di archiviazione esterno elettromeccanico. Durante il funzionamento dei dischi elettronici, non si verifica l'usura delle parti elettromeccaniche. Tuttavia, le informazioni sul ramdisk non vengono salvate dopo lo spegnimento.
I dischi magnetici fisicamente esistenti possono essere suddivisi in diversi dischi logici, che per l'utente appariranno sullo schermo allo stesso modo dei dischi fisicamente esistenti. In questo caso, i dischi logici vengono denominati in base alle stesse regole dei dischi fisicamente esistenti. In poche parole, un'unità logica è una parte di un normale disco rigido che ha il proprio nome.
Il disco su cui è scritto il sistema operativo è chiamato disco di sistema (o di avvio). Il disco rigido C: viene spesso utilizzato come unità di avvio. Nel trattamento di virus, guasti di sistema, il sistema operativo viene spesso caricato da un floppy disk.
Sono disponibili dischi ottici che possono anche essere avviabili.
La formattazione è la preparazione di un disco per la registrazione delle informazioni.
Durante la formattazione, le informazioni di servizio vengono scritte sul disco (la marcatura viene eseguita), che viene quindi utilizzata per scrivere e leggere le informazioni, correggere la velocità di rotazione del disco. La marcatura viene eseguita utilizzando un campo elettromagnetico creato dalla testina di registrazione dell'unità. La registrazione delle informazioni viene eseguita per tracce e ciascuna traccia è divisa in settori, ad esempio 1024 byte.
Durante il processo di formattazione, sul disco viene allocata un'area di sistema composta da tre parti: il settore di avvio, la tabella di allocazione dei file e la directory principale.
Il settore di avvio (Boot Record) si trova su ciascun disco nel settore logico numero 0. Contiene informazioni sul formato del disco, nonché un breve programma utilizzato nella procedura di avvio del sistema operativo.
Il settore di avvio viene creato durante la formattazione del disco. Se il disco è preparato come disco di sistema (di avvio), il settore di avvio contiene il programma di avvio del sistema operativo. In caso contrario, contiene un programma che, quando si tenta di avviare un sistema operativo da questo disco, visualizza un messaggio che indica che questo disco non è un disco di sistema.
Un file è un insieme di dati interconnessi che viene percepito da un computer come una singola entità, con un nome comune, che si trova su un disco magnetico o ottico, su un nastro magnetico, nella RAM o su un altro supporto di memorizzazione.
Un file viene solitamente identificato con un'area di memoria (VZU, RAM, ROM) in cui si trovano i dati logicamente correlati con un nome comune. Il file viene archiviato sul supporto di memorizzazione in notazione binaria ed è rappresentato nel sistema operativo come una raccolta di byte collegati.
I file possono memorizzare testi di programmi, documenti, dati, ecc.
Se il file è di grandi dimensioni, può estendersi su più tracce.
Quando si scrivono informazioni su un nuovo disco (vuoto), i file vengono disposti in sequenza uno dopo l'altro: dalla prima all'ultima traccia.
Tieni presente che i file occupano sempre un numero intero di cluster, quindi non è possibile individuare contemporaneamente due file anche piccoli in un cluster. Si noti che se il documento è costituito da una sola lettera, il file occupa comunque un cluster separato sul disco.
I nomi dei file sono registrati su dischi magnetici e ottici in cartelle, directory (o directory). Il termine "directory" è usato nei sistemi operativi della famiglia DOS, il termine "cartella" è usato nei sistemi operativi della famiglia Windows.
Con la sovrascrittura e l'eliminazione ripetute dei file, si verifica la frammentazione (schiacciamento, divisione) dello spazio su disco. Di conseguenza, il file potrebbe essere danneggiato e posizionato in cluster situati a una distanza relativamente grande l'uno dall'altro. La lettura di tali file rallenta notevolmente, poiché l'unità richiede tempo aggiuntivo per spostare le testine. Il motivo del verificarsi della frammentazione è che tutti i file hanno, di regola, lunghezze diverse. Pertanto, dopo aver eliminato un file, il nuovo file non può adattarsi esattamente allo spazio su disco liberato. È quasi certo che rimarrà una sezione libera del disco o verranno riempiti settori situati altrove sul disco (ad esempio, situati attraverso più settori o su altre tracce). Come parte del sistema operativo, esiste un programma speciale (utilità) che esegue la deframmentazione del disco.
Questa utilità colloca il corpo del file in settori adiacenti, velocizzando così la lettura delle informazioni (non è necessario passare ad altre tracce, saltare altri settori) e riducendo l'usura dell'unità.
Lo scopo e il funzionamento del file system
Nei sistemi operativi, il file system fa riferimento ai concetti di base ed è definito come un sistema generale che stabilisce le regole per la denominazione dei file, la memorizzazione, l'organizzazione e l'elaborazione dei file sui supporti di memorizzazione. I supporti di informazione (memoria) sono implementati sotto forma di mezzi tecnici adeguati per la memorizzazione delle informazioni.
Pertanto, il file system è una parte del sistema operativo che fornisce la scrittura e la lettura di file su supporti di archiviazione (memoria esterna), ovvero fornisce all'utente un'interfaccia conveniente quando si lavora con i dati archiviati nella memoria. Ditta Microsoft ha sviluppato diversi file system per personal computer, come FAT, FAT16, FAT32, NTFS, ecc. Il funzionamento del file system è implementato come un processo multi-livello, dove ogni livello rappresenta un insieme di funzioni al livello precedente e fa riferimento al successivo con l'apposita richiesta.
Riso.
I processi del primo livello comprendono i processi associati alla determinazione del suo nome univoco mediante il nome simbolico di un file, i processi del secondo livello sono associati alla determinazione delle caratteristiche di un file mediante il suo nome univoco e i processi del terzo livello sono associati alla verifica dell'ammissibilità di una determinata operazione al file desiderato, ecc. I processi di livello n-esimo sono associati alla determinazione del numero del blocco fisico contenente il record logico.
File system FAT
formattare il file del codice di comando
Il file system FAT viene utilizzato dal sistema operativo MS DOS e Sistema operativo finestre per organizzare e gestire i file. Questo file system si basa sulla tabella di allocazione FAT. (Tabella di allocazione dei file), che è una struttura dati creata dal sistema operativo durante la formattazione dei dati in memoria. Il sistema operativo memorizza le informazioni su ciascun file in una tabella di allocazione dei file in modo che il file corretto possa essere recuperato quando necessario.
Il file system specificato ha soddisfatto pienamente i requisiti del suo tempo, principalmente perché di per sé è molto compatto e semplice. Per questo motivo, è stato utilizzato con successo e viene utilizzato in NGMD. È possibile utilizzare uno o più cluster per archiviare un file in FAT, la dimensione standard del cluster è 512 byte.
Esistono diverse versioni del file system FAT, tra cui i più utilizzati sono i file system FAT 16 e FAT 32. La differenza tra questi file system risiede nel numero di bit utilizzati nelle tabelle di allocazione dei file.
L'unità rimovibile dovrebbe utilizzare FAT32 per la migliore compatibilità, ma se prevedi di archiviare file di grandi dimensioni, formatta in NTFS. I formati Mac guidano allo standard HFS+, che non funziona con Windows. Linux ha anche i propri file system.
Perché sono così tanti?
File system 101
File system diversi sono semplicemente modi diversi di organizzare e archiviare i file su un disco rigido, un'unità flash o qualsiasi altro dispositivo di archiviazione. Ogni dispositivo di archiviazione ha una o più sezioni e ciascuna sezione deve essere "formattata" in una modalità di file system specifica. Il processo di formattazione crea un file system vuoto di questo tipo sul dispositivo.
File system fornisce un modo per dividere i dati su disco in parti separate, che sono file. Fornisce inoltre un modo per archiviare i dati su questi file, come i loro nomi, autorizzazioni e altri attributi. File system fornisce anche un elenco di indici dei file sul disco e dove si trovano sul disco, in modo che il sistema operativo possa vedere cosa c'è sul disco in un unico posto e non deve "pettinare" l'intero disco per trovare il .
Il sistema operativo deve comprendere il file system in modo che possa visualizzarne il contenuto, aprire file e salvarvi file. Se il tuo sistema operativo non comprende il file system, puoi installare un driver del file system che fornisce supporto per tale file system.
Il file system di un disco di un computer può essere paragonato a un sistema di archiviazione di documenti: i bit di dati su un computer sono chiamati "file" e sono organizzati in un "file system" proprio come i file cartacei possono essere organizzati negli schedari. Esistono diversi modi per organizzare questi file e archiviare i dati: questi sono "file system".
Perché ci sono così tanti file system
Non tutti i file system sono uguali. File system diversi hanno modi diversi di organizzare i propri dati. Alcuni file system sono più veloci di altri, alcuni hanno funzionalità di sicurezza aggiuntive e alcuni supportano dischi con più memoria, mentre altri funzionano solo su dischi con meno memoria. Alcuni file system sono più robusti e resistenti al danneggiamento dei file, mentre altri compromettono l'affidabilità a favore della velocità.
Non esiste il miglior file system, che sarebbe adatto a tutti gli scopi. Ogni sistema operativo del computer tende a utilizzare il proprio file system, su cui lavorano anche gli sviluppatori del sistema operativo. Microsoft, Apple e gli sviluppatori del kernel Linux stanno lavorando sui propri file system. I nuovi file system possono essere più veloci, più stabili, scalabili meglio per dispositivi di archiviazione più grandi e avere più funzionalità di quelli precedenti.
Il file system non è come una partizione, che è solo un pezzo di spazio di archiviazione. Il file system determina come i file sono disposti, organizzati, indicizzati e come i metadati sono associati ad essi. C'è sempre spazio per modificare e migliorare il modo in cui è fatto.
Cambio di file system
Ogni partizione ha un file system. A volte puoi "convertire" il file system di una partizione, ma questo è raramente possibile. Invece, probabilmente dovrai prima copiare i dati importanti dalla partizione.
I sistemi operativi formattano automaticamente le partizioni nel file system appropriato durante il processo di installazione. Se si dispone di una partizione formattata Windows su cui si desidera installare Linux, durante il processo di installazione, Linux formatterà la partizione NTFS o FAT32 nel file system Linux preferito dalla distribuzione Linux.
Pertanto, se si dispone di un dispositivo di archiviazione e si desidera utilizzare un file system diverso, è sufficiente copiare i file da esso per eseguirne il backup. Quindi usa lo strumento Gestione del disco Su Windows gparted su Linux o utilità del disco in macOS.
Panoramica dei comuni file system
Ecco una breve panoramica di alcuni dei file system più comuni che incontrerai. Non è esaustivo - ci sono molti altri file system per scopi speciali:
- FAT32: è uno dei più vecchi file system di Windows, ma è ancora utilizzato su supporti rimovibili - di volume ridotto. I dischi rigidi esterni di grandi dimensioni da 1 TB o più verranno comunque formattati con NTFS. FAT32 ha senso solo per piccoli dispositivi di archiviazione o per la compatibilità con altri dispositivi come fotocamere digitali, console di gioco, set-top box e altri dispositivi che supportano solo FAT32 ma NTFS.
- NTFS: versione moderna del file system di Windows - utilizzato da Windows XP. Le unità esterne possono essere formattate con FAT32 o NTFS.
- HFS+ R: Il Mac utilizza HFS+ per le sue partizioni interne, formatta anche le unità esterne: l'utilizzo di un disco rigido esterno con Time Machine richiede il backup degli attributi del file system. I Mac possono anche leggere e scrivere file su file system FAT32, ma avrai bisogno di software di terze parti per scrivere su file system NTFS da un Mac.
- est2 / Est3/Est4: vedrai spesso filesystem ext2, ext3 ed ext4 su Linux. Ext2 è un file system più vecchio e manca di funzionalità importanti come il journaling: se l'alimentazione si interrompe o il computer si arresta in modo anomalo durante la scrittura sull'unità ext2, i dati possono andare persi. Ext3 aggiunge queste caratteristiche robuste a scapito di una certa velocità. Ext4 è un'opzione più moderna e veloce: è il file system predefinito sulla maggior parte delle distribuzioni Linux. Windows e Mac non supportano questi file system: avrai bisogno di uno strumento di terze parti per accedere ai file in tali file system. Tuttavia, Linux può leggere e scrivere sia su FAT32 che su NTFS.
- btrfs: Questo è un nuovo file system Linux che è ancora in fase di sviluppo. Al momento non è standard sulla maggior parte delle distribuzioni Linux, ma probabilmente sostituirà Ext4 un giorno. L'obiettivo è fornire funzionalità aggiuntive che consentano a Linux di scalare a grandi quantità di storage.
- Scambio: Su Linux, il file system "swap" non è realmente un file system. Una partizione formattata come "swap" può essere utilizzata come spazio di scambio di un sistema operativo, come un file di scambio di Windows, ma richiede una partizione dedicata.
Esistono altri file system, specialmente su Linux e altri sistemi simili a Unix.
Il tipico utente di computer non dovrebbe sapere molto di queste cose, ma conoscere le basi ti aiuterà a capire domande come "perché questo disco formattato per Mac non funziona con il mio PC Windows?" e "dovrei formattare questo disco rigido USB come FAT32 o NTFS?".
Il file system consente di organizzare programmi e dati e organizzare la gestione ordinata di questi oggetti.
I sistemi operativi dei personal computer sono stati profondamente impressi dal concetto di file system che è alla base del sistema operativo Unix. In Unix, il sottosistema I/O unifica il modo in cui accedi a file e periferiche. In questo caso, un file è inteso come un insieme di dati su un disco, un terminale o un altro dispositivo.
File system è una parte funzionale del sistema operativo che fornisce operazioni sui file. Il file system consente di lavorare con file e directory (directory) indipendentemente dal loro contenuto, dimensione, tipo, ecc.
File system è un sistema di gestione dei dati.
Un sistema di gestione dei dati è un sistema i cui utenti sono sollevati dalla maggior parte della manipolazione fisica dei file e possono concentrarsi principalmente sulle proprietà logiche dei dati.
I file system del sistema operativo creano per gli utenti una rappresentazione virtuale dei dispositivi di archiviazione esterni, consentendo loro di lavorare con essi non a un livello basso di comandi di controllo del dispositivo fisico, ma a un livello elevato di set di dati e strutture.
File system (destinazione):
- nasconde l'immagine della posizione reale delle informazioni nella memoria esterna;
- garantisce l'indipendenza dei programmi dalle caratteristiche di una specifica configurazione del computer (livello logico di lavoro con i file);
- fornisce risposte standard agli errori che si verificano durante lo scambio di dati.
Struttura dei file
L'intero insieme di file sul disco e le relazioni tra di essi è chiamato struttura dei file. I sistemi operativi sviluppati hanno una struttura di file gerarchica a più livelli organizzata come un albero.
Viene utilizzata una struttura ad albero di directory − albero di directory. Preso in prestito da Unix. Struttura gerarchica - la struttura del sistema, le cui parti (componenti) sono collegate da rapporti di inclusione o subordinazione.
La struttura gerarchica è rappresentata da un albero orientato, in cui i vertici corrispondono ai componenti e gli archi corrispondono ai collegamenti.
G albero delle directory dell'unità
Un albero orientato è un grafo con un vertice (radice) distinto in cui esiste un solo percorso tra la radice e qualsiasi vertice. In questo caso sono possibili due opzioni di orientamento: o tutti i percorsi sono orientati dalla radice alle foglie oppure tutti i percorsi sono orientati dalle foglie alla radice.
Gli alberi sono usati per descrivere e progettare strutture gerarchiche.
La radice è la posizione di partenza, le foglie sono la posizione finale.
Sezioni
Qualsiasi disco rigido o magneto-ottico durante la formattazione può essere diviso in più parti e lavorare con esse come con dischi separati (indipendenti). Queste parti sono chiamate sezioni o unità logiche. Potrebbe essere necessario partizionare un disco in più dischi logici poiché il sistema operativo non può funzionare con dischi di dimensioni maggiori di una determinata dimensione. È molto conveniente archiviare dati e programmi utente separatamente dai programmi di sistema (OS), perché il sistema operativo può "volare via dal computer".
Capitolo– area del disco. Sotto disco logico (partizione) per computer si intende qualsiasi supporto di memorizzazione con cui il sistema operativo funziona come un'unica entità.
Nome dell'unità– designazione dell'unità logica; voce nella directory principale.
I dischi logici (partizioni) sono indicati da lettere latine A, B, C, D, E, ... (32 lettere dalla A alla Z).
Le lettere A, B sono riservate ai floppy disk.
C - disco rigido, di solito da cui viene caricato il sistema operativo.
Le lettere rimanenti sono unità logiche, CD, ecc. Il numero massimo di unità logiche per il sistema operativo Windows è infinito.
A tabella delle partizioni indica la posizione dell'inizio e della fine di questa sezione e il numero di settori in questa sezione (posizione e dimensione).
Struttura dei file di un'unità logica
Per accedere alle informazioni su un disco in un file, è necessario conoscere l'indirizzo fisico del primo settore (numero superficie + numero traccia + numero settore), il numero totale di cluster occupati da questo file, l'indirizzo del cluster successivo, se la dimensione del file è maggiore della dimensione di un cluster
Elementi della struttura del file:
settore di partenza (bootstrap, settore di avvio);
tavolo struttura ricettivaFile (FAT - Tabella di allocazione dei file);
root directory (Root directory);
area dati (spazio libero su disco rimanente).
Stivale-settore
Stivale-settore - il primo settore (iniziale) del disco. Situato sul lato 0, traccia 0.
Il settore di avvio contiene informazioni sul servizio:
dimensione del cluster del disco (un cluster è un blocco che combina diversi settori in un gruppo per ridurre la dimensione della tabella FAT);
posizione della tabella FAT (nel settore di avvio è presente un puntatore a dove si trova la tabella FAT);
Dimensioni della tabella FAT;
il numero di tabelle FAT (ci sono sempre almeno 2 copie della tabella per garantire affidabilità e sicurezza, poiché la distruzione della FAT porta alla perdita di informazioni ed è difficile da recuperare);
l'indirizzo dell'inizio della directory principale e la sua dimensione massima.
Il settore di avvio contiene il blocco di avvio (bootloader), il record di avvio del record di avvio.
Un bootloader è un programma di utilità che inserisce un programma eseguibile nella RAM e lo porta in uno stato di prontezza per l'esecuzione.
FAT (Tabella di allocazione dei file)
FAT (File Allocation Table) - tabella di allocazione dei file. Definisce quali parti del disco appartengono a ciascun file.L'area dei dati del disco è rappresentata nel sistema operativo come una sequenza di cluster numerati.
GRASSOè una matrice di elementi che indirizzano i cluster dell'area dati del disco. Ciascun cluster dell'area dati corrisponde a una voce FAT. Gli elementi FAT fungono da catena di collegamenti ai cluster di file nell'area dati.
Struttura della tabella di allocazione dei file:
FAT è costituito da elementi di lunghezza 16/32/64 bit. In totale, la tabella può contenere fino a 65520 elementi di questo tipo, ognuno di essi (tranne i primi due) corrisponde a un cluster di dischi. Un cluster è l'unità in cui viene allocato spazio nell'area dati di un disco per file e directory. I primi due elementi della tabella (con i numeri 0 e 1) sono riservati e ciascuno degli elementi rimanenti della tabella descrive lo stato del cluster di dischi con lo stesso numero. L'elemento può indicare che il cluster è libero, che il cluster è difettoso, che il cluster appartiene al file e che è l'ultimo cluster nel file. Se il cluster appartiene al file e non è l'ultimo cluster, la voce della tabella contiene il numero del cluster successivo in questo file.
GRASSOè un elemento estremamente importante della struttura del file. Le violazioni FAT possono portare alla perdita totale o parziale di informazioni sull'intera unità logica. Ecco perché sul disco sono memorizzate due copie di FAT. Esistono programmi speciali che monitorano lo stato di FAT e correggono le violazioni.
Sistemi operativi diversi richiedono versioni diverse di FAT
Windows 95 FAT16, FAT32
Windows NT (XP) NTFS
Novell Netware TurboFAT
UNIX NFS, ReiserFS
La struttura logica del supporto di memorizzazione
ROBOT DI CONTROLLO
dalle discipline
" Informatica e informatica" sul tema:
"Sistemi operativi"
"File system"
1. Sistemi operativi
2. File system
3. File system e nomi di file
Riferimenti
1. Sistemi operativi
Sistema operativo, sistema operativo operativosistema) - un insieme di base di programmi per computer che fornisce il controllo dell'hardware del computer, lavora con file, input e output di dati, nonché l'esecuzione di programmi applicativi e utilità.
Quando si accende il computer, il sistema operativo viene caricato in memoria prima di altri programmi e quindi funge da piattaforma e ambiente per il loro lavoro. Oltre alle funzioni di cui sopra, il sistema operativo può eseguirne altre, come fornire un'interfaccia utente, reti e così via. Dagli anni '90, i sistemi operativi più comuni per personal computer e server sono stati la famiglia Microsoft Windows e Windows NT, Mac OS e Mac OS X, sistemi di classe UNIX e sistemi simili a Unix (in particolare GNU/Linux).
I sistemi operativi possono essere classificati per tecnologia sottostante (simile a [Unix] o simile a Windows), tipo di licenza ([software proprietario|proprietario] o [software open source|open source]), se attualmente in fase di sviluppo (DOS obsoleto o NextStep o GNU/Linux e Windows moderni), per workstation (DOS, Apple) o per server (), [sistema operativo in tempo reale|sistema operativo in tempo reale] e [sistema operativo integrato|sistema operativo integrato] (, ), o specializzato (gestione della produzione, formazione, ecc.). Scopo e caratteristiche principali del programma MS EXCEL. Interfaccia del programma. Gli elementi principali dell'interfaccia. Il concetto di foglio di calcolo, celle, righe, colonne, sistema di indirizzamento. Movimento sul campo tabella. Inserimento dati. Tipi di dati. Modifica del contenuto di una cella. Modifica della larghezza e dell'altezza di una cella. Proprietà cella (comando “Formatta celle”).
2. File system
Tutti i moderni sistemi operativi forniscono la creazione di un file system progettato per archiviare i dati sui dischi e fornire l'accesso ad essi.
Le principali funzioni del file system possono essere suddivise in due gruppi:
Funzioni per lavorare con i file (creare, eliminare, rinominare i file, ecc.)
Funzioni per lavorare con i dati archiviati nei file (scrittura, lettura, ricerca di dati, ecc.)
È noto che i file vengono utilizzati per organizzare e archiviare i dati sul supporto della macchina. Un file è una sequenza di un numero arbitrario di byte che ha un proprio nome univoco o un'area denominata sul supporto della macchina.
La strutturazione di un insieme di file sul supporto della macchina viene eseguita utilizzando directory in cui sono memorizzati gli attributi (parametri e dettagli) dei file. Una directory può includere molte sottodirectory, risultando in strutture di file ramificate sui dischi. L'organizzazione dei file in una struttura ad albero è chiamata file system.
Il principio di organizzazione del file system è tabulare. La posizione in cui un file è archiviato su un disco è archiviato nella tabella di allocazione dei file (FAT).
Questa tabella si trova all'inizio del volume. Per proteggere il volume, su di esso sono memorizzate due copie del FAT. Se la prima copia FAT è danneggiata, le utilità del disco possono utilizzare la seconda copia per riparare il volume.
FAT è simile al sommario di un libro in termini di come il sistema operativo lo utilizza per trovare il file e determinare i cluster che questo file occupa sul disco rigido.
La più piccola unità fisica di archiviazione dei dati è un settore. La dimensione del settore è 512 byte. Poiché la dimensione della tabella FAT è limitata, non è possibile fornire l'indirizzamento a ogni singolo settore per dischi di dimensioni superiori a 32 MB.
A questo proposito, i gruppi di settori sono raggruppati condizionatamente in cluster. Un cluster è l'unità più piccola di indirizzamento dei dati. La dimensione del cluster, a differenza della dimensione del settore, non è fissa e dipende dalla capacità del disco.
Inizialmente, floppy disk e piccoli dischi rigidi (meno di 16 MB) utilizzavano la versione a 12 bit di FAT (chiamata FAT12). MS-DOS ha quindi introdotto la versione a 16 bit di FAT per unità più grandi.
I sistemi operativi MS DOS, Win 95, Win NT implementano campi a 16 bit nelle tabelle di allocazione dei file. Il file system FAT32 è stato introdotto in Windows 95 OSR2 ed è supportato in Windows 98 e Windows 2000.
FAT32 è una versione avanzata di FAT progettata per l'uso su volumi superiori a 2 GB.
FAT32 fornisce supporto per unità fino a 2 TB e un uso più efficiente dello spazio su disco. FAT32 utilizza cluster più piccoli per migliorare l'efficienza dello spazio su disco.
Windows XP utilizza FAT32 e NTFS. Una direzione più promettente nello sviluppo dei file system è stata il passaggio a NTFS (New Technology File System - file system di nuova tecnologia) con nomi di file lunghi e un sistema di sicurezza affidabile.
La dimensione di una partizione NTFS non è limitata. NTFS riduce al minimo la quantità di spazio su disco sprecato scrivendo file di piccole dimensioni su cluster di grandi dimensioni. Inoltre, NTFS consente di risparmiare spazio su disco comprimendo il disco stesso, singole cartelle e file.
A seconda delle modalità di denominazione dei file, ci sono nomi "brevi" e "lunghi".
Secondo la convenzione adottata in MS-DOS, il modo per denominare i file sui computer PC IBM era la convenzione 8.3., cioè Il nome del file è composto da due parti: il nome stesso e l'estensione del nome. Il nome del file ha 8 caratteri e la sua estensione ha 3 caratteri.
Il nome è separato dall'estensione da un punto. Sia il nome che l'estensione possono includere solo caratteri alfanumerici latini. I nomi dei file scritti secondo la convenzione 8.3 sono considerati "brevi".
Con l'avvento del sistema operativo Windows 95, è stato introdotto il concetto di nome "lungo". Tale nome può contenere fino a 256 caratteri. Questo è abbastanza per creare nomi di file significativi. Un nome "lungo" può contenere qualsiasi carattere tranne nove speciali: /: *? “< > |.
Nel nome sono consentiti spazi e più punti. Il nome del file termina con un'estensione di tre caratteri. L'estensione viene utilizzata per classificare i file per tipo.
L'unicità del nome del file è garantita dal fatto che il nome completo del file è considerato il nome del file insieme al percorso. Percorso del file inizia con il nome del dispositivo e include tutti i nomi di directory (cartelle) che attraversa. Il carattere “” (barra rovesciata - barra rovesciata) viene utilizzato come separatore. Ad esempio: D: Documents and SettingsTVAMy Documentslessons-tva robots. txt Nonostante il fatto che i dati sulla posizione dei file siano archiviati in una struttura tabulare, vengono presentati all'utente sotto forma di una struttura gerarchica: è più conveniente per le persone e il sistema operativo si occupa di tutte le trasformazioni necessarie.
Un file normale è un array di byte e può essere letto e scritto a partire da un byte arbitrario nel file. Il kernel non riconosce i limiti dei record nei file normali, sebbene molti programmi trattino le nuove righe come caratteri di fine riga, ma altri programmi possono assumere altre strutture. Il file stesso non memorizza alcuna informazione di sistema sul file, ma il file system memorizza alcune informazioni sul proprietario, le autorizzazioni e l'utilizzo di ciascun file.
Componente chiamato Nome del fileè una stringa lunga fino a 255 caratteri. Questi nomi sono memorizzati in un tipo speciale di file chiamato Catalogare. Vengono richiamate le informazioni su un file in una directory voce di directory e include, oltre al nome del file, un puntatore al file stesso. Le voci di directory possono fare riferimento ad altre directory così come a file regolari. Pertanto, si forma una gerarchia di directory e file, chiamata file system. filesystem;
Figura 2-2. piccolo file system
Un piccolo file system è mostrato nella Figura 2-2. Le directory possono contenere sottodirectory e non c'è limite alla profondità di nidificazione di una directory all'interno di un'altra. Per mantenere l'integrità del file system, il kernel non consente a un processo di scrivere direttamente nelle directory. Il file system può memorizzare non solo file e directory ordinari, ma anche riferimenti ad altri oggetti come dispositivi e socket.
Il file system forma un albero, il cui inizio è in root directory a volte indicato per nome barra, che corrisponde al carattere barra singola (/). La directory principale contiene file; nel nostro esempio in Figura 2.2, contiene vmunix, una copia del file oggetto eseguibile del kernel. Contiene anche directory; in questo esempio contiene la directory usr. All'interno della directory usr c'è la directory bin, che contiene fondamentalmente il codice oggetto eseguibile di programmi come ls e vi.
Il processo accede al file specificando strada prima di esso, che è una stringa di nessuno o più nomi di file separati da barre (/). Ad ogni processo, il kernel associa due directory che possono essere utilizzate per interpretare i percorsi dei file. Root directory processo è il punto più alto del file system che il processo può raggiungere; di solito corrisponde alla directory principale dell'intero file system. Viene chiamato un percorso che inizia con una barra percorso assoluto, e viene interpretato dal kernel a partire dalla directory radice del processo.
Viene chiamato un nome di percorso che non inizia con una barra percorso relativo, ed è interpretato rispetto a directory di lavoro corrente processi. (Questa directory è anche chiamata brevemente directory corrente o directory di lavoro) La directory corrente stessa può essere indicata direttamente con il suo nome punto, che corrisponde a un singolo punto (). Nome del file punto punto(.) indica la directory principale della directory corrente. La directory principale è un antenato di se stessa.
File(dall'inglese. file- cartella) è una raccolta denominata di tutti i dati depositati su un dispositivo di archiviazione esterno e archiviati, inviati ed elaborati nel loro insieme.
Un file system è una parte del sistema operativo il cui scopo è fornire un'interfaccia intuitiva per lavorare con i dati archiviati su disco e consentire la condivisione di file tra più utenti e processi.
Il file system definisce il formato del contenuto e il modo in cui le informazioni vengono archiviate fisicamente, che di solito sono raggruppate come file. Un particolare file system determina la dimensione dei nomi di file e (directory), la dimensione massima possibile di file e partizioni e un insieme di attributi di file. Alcuni file system forniscono servizi, come il controllo dell'accesso o la crittografia dei file.
In senso lato, il termine "file system" include:
la raccolta di tutti i file sul disco,
set di strutture di dati utilizzate per gestire i file, come directory di file, descrittori di file, tabelle di allocazione dello spazio su disco libero e utilizzato,
un insieme di strumenti software di sistema che implementano la gestione dei file, in particolare: creazione, distruzione, lettura, scrittura, denominazione, ricerca e altre operazioni sui file.
È il file system che determina dove e come verrà scritto il file su un supporto fisico (ad esempio un disco rigido).
Dal punto di vista del sistema operativo (OS), l'intero disco è un insieme di cluster (di solito 512 byte o più). I driver del filesystem organizzano i cluster in file e directory (che in realtà sono file contenenti un elenco di file in quella directory). Gli stessi driver tengono traccia di quali cluster sono attualmente in uso, quali sono gratuiti e quali sono contrassegnati come non riusciti.
Le funzioni principali di qualsiasi file system mirano a risolvere i seguenti compiti:
denominazione dei file;
l'interfaccia del programma di lavoro con i file per le applicazioni;
mappare il modello logico del file system all'organizzazione fisica del data warehouse;
organizzare la stabilità del file system in caso di interruzioni di corrente, errori hardware e software;
Nei sistemi multiutente, appare un'altra attività: proteggere i file di un utente dall'accesso non autorizzato da parte di un altro utente, oltre a garantire il lavoro congiunto con i file, ad esempio, quando un file viene aperto da uno degli utenti, per gli altri lo stesso il file sarà temporaneamente disponibile in modalità di sola lettura.
21.2.1 Panoramica del file system GRASSO
Il file system è costruito attorno a una tabella di allocazione dei file ( Tabella di allocazione dei file - FAT).
I dati sulla posizione di un file su un disco sono archiviati nell'area di sistema del disco in speciali tabelle di allocazione dei file ( GRASSO-tabelle). La superficie di un disco rigido è considerata come una matrice tridimensionale, le cui dimensioni sono i numeri della superficie, del cilindro e del settore.
Un cilindro è una raccolta di tutte le tracce appartenenti a superfici diverse e posizionate a una distanza uguale dall'asse di rotazione.
Un settore è la più piccola unità fisica di archiviazione dei dati. Dimensione del settore per DOS era pari a 512 byte. Altri sistemi operativi impostano le proprie dimensioni del settore.
Perché la dimensione GRASSO– la tabella è limitata, quindi per dischi superiori a 32 MB non è possibile fornire l'indirizzamento ad ogni singolo settore. A questo proposito, i gruppi di settori sono raggruppati condizionalmente in cluster (blocchi).
Un cluster è l'unità più piccola di indirizzamento dei dati. La dimensione del cluster, a differenza della dimensione del settore, non è fissa e dipende dalla capacità del disco.
I settori che non contengono dati utente (file) non si riflettono in GRASSO. Questi settori includono i settori di avvio, le tabelle di allocazione dei file e i settori della directory principale.
Perché la violazione GRASSO- la tabella rende impossibile l'utilizzo dei dati, esiste in due copie, la cui identità è regolarmente monitorata tramite il sistema operativo.
Quando un file viene scritto su disco, le informazioni su di esso vengono scritte nella directory principale. Questa sezione contiene informazioni sul tipo di file, i loro nomi, dimensioni, data di creazione. Inoltre, per ogni file nella directory principale esiste un numero di cluster da cui inizia il file. Con questo numero, il sistema si riferisce alla cella della tabella, in essa viene scritto l'indirizzo del cluster successivo. E così via, finché non viene descritta la posizione dell'intero file su disco. La registrazione terminerà con il comando "stop", ovvero il file termina su questo cluster.
La lettura è la stessa. Per prima cosa vengono lette le informazioni sul file, quindi, seguendo il puntatore, il sistema va alla tabella e lì legge il numero rimanente di cluster occupati dal file.
La dimensione del cluster, a differenza della dimensione del settore, non è fissa e dipende dalla capacità del disco. Viene chiamato il file system del sistema operativo che implementa i campi a 16 bit nelle tabelle di allocazione dei file GRASSO 16. Ti permette di inserire GRASSO–tabelle con non più di 216 voci sull'ubicazione delle unità di archiviazione dati e, di conseguenza, per dischi con una capacità da 1 a 2 GB, la lunghezza del cluster è di 32 KB (64 settori). Questo non è uno spreco molto razionale di spazio di lavoro, poiché qualsiasi file (anche molto piccolo) occupa completamente l'intero cluster, che corrisponde a una sola voce di indirizzo nella tabella di allocazione dei file. Con dischi di dimensioni superiori a 2 GB, il file system GRASSO 16 non funzionerà affatto.
Viene chiamato il file system del sistema operativo che implementa i campi a 32 bit nelle tabelle di allocazione dei file GRASSO 32
Catalogare GRASSO non ha una struttura definita e i file vengono scritti nel primo spazio libero su disco trovato. Inoltre, il file system GRASSO supporta solo quattro attributi di file: Sistema, Nascosto, Sola lettura e Archivio.
Per i dischi rigidi odierni, le perdite associate all'inefficienza del file system sono piuttosto significative e vanno dal 25% al 40% della capacità totale dell'unità, a seconda della dimensione media dei file archiviati.
21.2.2 Panoramica del file system NTFS
File system NTFS (sistema di file di nuova tecnologia)) è stato rilasciato insieme a Windows NT 3,5 nel 1993. Paragonato a GRASSO, NTFS presenta i vantaggi di efficienza, affidabilità e compatibilità. Il file system NTFS viene utilizzato nel sistema operativo Windows NT/2000/XP/6/7.
Come ogni altro sistema, NTFS divide tutto lo spazio utilizzabile in cluster. NTFS supporta quasi tutte le dimensioni del cluster, da 512 byte a 64 KB, mentre un cluster da 4 KB è considerato un determinato standard.
Durante l'installazione NTFS, il disco è diviso in tre parti disuguali: la prima è data sotto MFT (Tabella del file anagrafico- tabella file generale), viene chiamato MFT–zone e occupa circa il 12% della dimensione totale del disco. MFT si trova all'inizio del disco e occupa circa 1 KB, ogni voce in MFT corrisponde a qualsiasi file. Al suo interno, questa è una directory di tutti i file sul disco. Qualsiasi elemento di dati in NTFS trattato come un file, anche MFT.
MFT–la zona viene sempre mantenuta vuota – questo viene fatto in modo che il file di servizio più importante ( MFT) non è stato frammentato durante la sua crescita.
La seconda parte del disco è il solito spazio per la memorizzazione dei file.
Lo spazio libero su disco, tuttavia, include tutto lo spazio libero fisicamente - i blocchi non riempiti MFT Sono incluse anche le zone. Meccanismo di utilizzo MFT– zona è: quando i file non possono più essere scritti nello spazio normale, MFT– la zona viene semplicemente ridotta (nelle attuali versioni del sistema operativo della metà), liberando così spazio per la scrittura dei file. Quando si libera spazio in un'area normale MFT la zona si espanderà di nuovo.
I primi 16 file (metafile) in MFT– la zona è una casta speciale. Contengono informazioni di servizio, hanno una posizione fissa e sono inaccessibili anche al sistema operativo. A proposito, il primo di questi 16 è lui stesso MFT- file.
Figura 21.1
La terza zona, a sua volta, divide il disco a metà. C'è una copia delle prime tre voci nella terza zona. Questo viene fatto per affidabilità, in caso di perdita di informazioni in MFT- file, puoi sempre recuperare le informazioni. Tutti gli altri file in MFT- la zona può essere localizzata arbitrariamente.
Directory principale del disco NTFS– root – non è diverso dalle directory ordinarie, ad eccezione di un collegamento speciale ad esso dall'inizio del metafile MFT. È un file specifico che memorizza i collegamenti ad altri file e directory, creando una struttura gerarchica di dati su disco. Il file di catalogo è suddiviso in blocchi, ognuno dei quali contiene il nome del file, gli attributi di base e un riferimento all'elemento MFT, che fornisce già informazioni complete sull'articolo del catalogo.
La directory è un albero binario, ad es. nella directory, le informazioni sui dati sul disco si trovano in modo tale che durante la ricerca di un file, la directory fosse divisa in due parti e la risposta fosse in quale parte si trovava la ricerca. Quindi la stessa operazione viene ripetuta nella metà selezionata. E così via fino a trovare il file desiderato.
A NTFS viene utilizzata la crittografia dei dati. Pertanto, se per qualche motivo fosse necessario reinstallare nuovamente il sistema, i file crittografati non possono essere letti senza un'adeguata autorizzazione.
NTFS- un sistema tollerante ai guasti che può portarsi nello stato corretto in quasi tutti i guasti reali. Qualsiasi file system moderno si basa su un concetto come una transazione: un'azione che viene eseguita completamente e correttamente o non eseguita affatto. In NTFS semplicemente non ci sono stati intermedi (errati o errati): l'azione viene eseguita o annullata.
Sistema di recupero NTFS garantisce la correttezza del file system, non dei dati.
