Поняття файлової системи
Файлова система – це регламент, що визначає правила організації, зберігання та іменування даних на носіях.
Елементи файлової системи – каталог файлів та таблиця FAT.
Згадаємо принципи організації та зберігання даних запам'ятовуючими пристроями. Носій інформації певного запам'ятовуючого пристрою, який складається з масиву елементарних запам'ятовуючих комірок, здатних зберігати значення одного біту, в процесі підготовки до експлуатації ділиться (розмічається) на сектори (sector) фіксованого розміру. Сектор представляє собою мінімальний блок інформації, який може бути записаним на носій або зчитаним з нього, розмір сектору традиційно складає 512 байт.
Об'єднання запам'ятовуючих комірок у сектори проводиться з метою зменшення кількості адресуємих елементів на носієві, що в результаті призводить до спрощення процесу обміну даними між запам'ятовуючим пристроєм та іншими АЗ ЕОМ. Так, розмітка дискети 3,5” ємністю 1440 Кбайт на сектори ємністю 0,5 Кбайт дає 2880 адресуємих секторів, а не 1'474'560 байт чи 11'796'480 біт, які так само необхідно було би розрізняти за їх адресами.
На сучасному жорсткому диску (вінчестері) кількість секторів може сягати порядка мільйону. Щоб обмін інформацією з диском відбувався ефективніше, сектори об'єднуються у більші одиниці – кластери (cluster). Розмір кластера задається файловою системою та обирається кратним степені числа 2, як правило, розмір кластерів складає від 2 Кбайт (4 сектори) до 64 Кбайт (128 секторів).
Відмітимо, що кожен файл на носієві займає ціле число кластерів. Якщо розмір файла є більшим за розмір кластера, всі кластери, які займає файл, організовуються у ланцюг кластерів Якщо якийсь із кластерів уже містить дані одного файла, то в нього не можуть бути записані дані іншого файла. Запам'ятовуючим пристроєм в принципі не може бути збережено більше файлів, ніж є доступних кластерів.
Належність кластерів тому або іншому файлу задається за допомогою двох найважливіших інформаційних структур файлової системи: каталогу файлів і таблиці FAТ (File Allocation Table - таблиця розміщення файлів). У каталозі файлів указується перший кластер, у який записано той чи інший файл, а за допомогою FAT указується весь ланцюжок кластерів, які зберігають кожний файл. Утворюється дуже проста схема пошуку файла на диску: система спочатку звертається до каталогу і знаходить початковий кластер файла, а потім за допомогою FAT знаходить всі інші кластери.
Іменування файлів
Як правило, до ЕОМ одночасно буває під'єднано декілька запам'ятовуючих пристроїв, наприклад, “вінчестер”, дисковод для гнучких дисків та привід DVD-ROM, крім того, в процесі роботи до ЕОМ можуть тимчасово під'єднуватись переносні зовнішні запам'ятовуючі пристрої (“флеш”-пам'ять, зовнішні “вінчестери” тощо), кожен зі своєю файловою структурою.
Для позначення запам'ятовуючих пристроїв, під'єднаних до комп'ютера, або, точніше, їх логічних дисків використовують великі латинські літери. Літери “А” та “В” зарезервовані для позначення гнучких дисків, вставлених до дисководів 3,5'' та 5,25''. Літерою “С” позначається системний логічний диск, тобто диск, з якого відбувається завантаження ОС, рештою літер позначаються логічні диски інших запам'ятовучих пристроїв. Логічне ім'я диску представляє собою літеру, що позначає даний диск з символом “:”. Наприклад, логічні диски ЕОМ з під'єднаними дисководом 3,5'', "вінчестером", поділеним на два логічні диски, один з яких є системним, привід DVD-ROM та флеш-накопичувач з двома догічними дисками, будуть позначені наступним чином:
А: – дискета, завантажена до дисководу 3,5'';
C: – перший логічний системний диск "вінчестера";
D: – другий логічний диск "вінчестера";
E: – диск, завантажений до DVD-ROM
F: – перший логічний диск "флеш"-накопичувача;
G: – другий логічний диск "флеш"-накопичувача.
Для однозначного задання місцезнаходження файлів у файлових структурах логічних дисків ЕОМ використовують повні імена файлів, або специфікації. Специфікація файлу – це форма запису, що включає ім'я логічного диску, імена каталогів, які необхідно пройти, щоб дістатись до файлу, і ім'я файлу, розділених символами "\":
Логічний диск : \ каталог 1-го рівня \ каталог 2-го рівня \ ...
... \ каталог n-го рівня \ повне ім'я файлу
Перший символ "\" в записі специфікації файлу символізує вхід до кореневого каталогу логічного диску, імена підкаталогів – вхід до підкаталогу з таким ім'ям. Прикладом специфікації файлу amvo.dll може бути такий запис:
C:\WINDOWS\SYSTEM32\amvo.dll
За специфікацією файлів вдається розрізнити файли з однаковими іменами, що зберігаються у різних каталогах. Є очевидним, що у каталозі не може бути двох файлів з однаковими повними іменами, оскільки їх не можливо було б розрізняти.
Перелік каталогів, які небхідно пройти від кореневого каталогу диску до каталогу, в якому безпосередньо міститься файл, називають повним шляхом. З врахуванням цього, специфікацію деякого файлу можна умовно записати як:
Логічний диск: повний шлях\ повне ім'я файлу
Використання специфікацій для задання розташування файлів на логічних дисках та розглянуті вище правила запису специфікацій мають місце у більшості файлових систем.
Що стосується правил іменування файлів, файлова система визначає:
Максимально можливу довжину імені файла та його розширення;
Символи, допустимі для використання при іменуванні файлів;
Можливу глибину вкладеності каталогів;
Можливі та обов'язкові атрибути, їх допустим значення (додаткові характеристики) файлів та каталогів (наприклад, дата створення, розмір, параметри доступу (тільки читання, повний доступ тощо) тощо).