61. FAT. Структура тома. Формат записи каталога. FAT12, FAT16, FAT32, exFAT.

ExFAT и остальная часть семейства файловых систем FAT не использует индексы для имен файлов, в отличие от NTFS,которая использует B-деревья для поиска файлов. При обращении к файлу, каталог должен быть просканирован, пока не будет найдено совпадение. Для имен файлов короче 16 символов, требуется запись о названии файла , но весь файл представлен тремя 32-байтными записями в каталоге. Это называется набор файлов каталога, и подкаталог размером в 256 Мб может вместить до 2,796,202 наборов файлов. (Если файлы имеют более длинные имена, это число будет уменьшаться).

Для того, чтобы помочь улучшить последовательный поиск директорий (включая

корень) для каждого файла вычисляется хэш-значения и хранится в записи каталога. При поиске файла, имя файла сначала преобразуется в верхний регистр с помощью

Upcase таблицы (имена файлов чувствительны к регистру), а затем хешируются с использованием запатентованного алгоритма в хеш-значение размером в 16-бит (2 байта). Каждая запись в каталоге ищется путем сравнения хеш-значений. Когда обнаруживается совпадение, имена файлов сравниваются, чтобы удостовериться, что

правильный файл был найден. Это повышает производительность, поскольку только 2 байта, должны быть сравнены для каждого файла. Это позволяет значительно сократить циклы CPU,так как большинство именем файлов имеет размер более 2-х

символов (байт), и каждое сравнение фактически выполняется только на 2 байта.

Преимущества exFAT перед предыдущими версиями FAT

Уменьшение количества перезаписей одного и того же сектора, что важно для флеш-накопителей

Поддержка транзакций (опциональная возможность, должна поддерживаться

устройством)

Теоретический лимит на размер файла 264байт (16 эксабайт)

Максимальный размер кластера увеличен до 225байт (32 мегабайта)

Поддержка списка прав доступа

Улучшение распределения свободного места за счёт введения бит-карты свободного места, что может уменьшать фрагментацию диска

62. ext2, ext3, ext4: структура тома, адресация файлов, каталоги, индексные дескрипторы.

Inode (index-node, индекс-узел, индексный дескриптор) — структура данных в ФС, в которой хранится метаинформация о файлах каталогах и т.д

Пример информации в inodes: ● размер файла ● идентификатор (ID) устройства, содержащего файл ● ID пользователя-владельца файл ● указатели на блоки (кластеры) диска, в которых размещён файл ● количество блоков, занимаемых файлом.

Ext2 - файловая система с хорошими показателями скорости, нет журналирования.

В ext3 появилось журналирование.

Ext4 является развитием Ext2 и Ext3. В настоящее время является наиболее популярной, файловая система «по умолчанию» в Linux.

В отличие от Ext3 имеет механизм пространственной (extent) записи файлов, уменьшающий фрагментацию и повышающий производительность.

​ Ext4 в настоящее время является фаиловой системой «по умолчанию» в большинстве дистрибутивов Linux. Поддерживает журналирование и шифрование данных, имеет механизм пространственнои (extent) записи фаилов, уменьшающий

фрагментацию и повышающий производительность.

63. NTFS: структура тома, типы файлов, организация каталогов.

Все пространство тома NTFS представляет собой либо файл, либо часть файла.

Основа структуры тома NTFS –главная таблица файлов (MFT), которая содержит хотя бы одну запись для каждого файла тома, включая саму себя.

Каждая запись MFT имеет фиксированную длину, зависящую от объема диска – 1, 2 или 4 Кбайт.

Файлы в томе NTFS идентифицируются номером файла, который определяется позицией файла в MFT.

Весь том NTFS состоит из последовательности кластеров. Порядковый номер кластера в томе NTFS называется логическим номером кластера (LCN). Порядковый номер кластера внутри файла называется виртуальным номером кластера (VCN).

Единица распределения дискового пространства – отрезок.

Адрес отрезка – (LCN, k), логический номер его первого кластера и количество кластеров в отрезке.

Часть файла, помещенная в отрезок и начинающаяся с виртуального кластера VCN характеризуется адресом (VCN, LCN, k).

Для хранения номера кластера в NTFS используются 64-разрядные указатели. Это дает возможность поддерживать тома и файлы до 264 кластеров. При размере

кластера в 4 Кбайт это позволяет использовать тома и файлы, состоящие из 64 миллиардов килобайт.