может состоять из двух частей, разделённых точкой. В некоторых ОС расширения файлов являются просто соглашениями, и ОС не заставляет пользователя их строго придерживаться. Другие ОС, например Windows, используют расширения для запуска программы, создающей данное расширение.

Наиболее распространённым видом файла, внутренняя структура которого обеспечивается файловыми системами различных ОС, являются файлы с последовательной структурой. Такие файлы можно рассматривать как набор составных элементов, называемых логическими записями, длина которых может быть как постоянной, так и переменной, и доступ к которым – последовательный. В ряде файловых систем предусматривается использование более сложных логических структур, например древовидных. На физическом уровне блоки файла (обычно размером 256 или 512 байт) могут размещаться в памяти непрерывной областью или храниться несмежно. Наиболее развитый механизм несмежного распределения блоков файлов реализован в ОС UNIX, в которой размеры файлов могут динамически изменяться в пределах 1 Гбайта.

Обычно пользователю бывает необходимо логически группировать свои файлы, поэтому требуется некий гибкий способ, позволяющий объединять файлы в группы. Это делается с помощью иерархического дерева каталогов, причём пользователь может создать себе столько каталогов и подкаталогов, сколько ему нужно. Таким образом, каталог играет роль учётного механизма, позволяющего обслуживать десятки и сотни файлов.

При организации файловой системы в виде дерева каталогов требуется некоторый способ указания файла. Для этого используется абсолютное имя пути и относительное имя пути файла. Абсолютное имя пути состоит из имён всех каталогов от корневого до того, в котором содержится файл, и имени самого файла. Это имя является уникальным. Относительное имя используется вместе с понятием текущего каталога. Если пользователь назначает какой-то каталог текущим, то к файлу из этого каталога можно обратиться просто по его имени. Каждый каталог рассматривается как файл и имеет собственное имя. Развитые

многопользовательские файловые системы обеспечивают также защиту и разделение данных, хранящихся в файлах, при работе с ними разных пользователей. Так, например, каждый файл и каталог может иметь владельца. Обычно это пользователь, создавший их. Владелец может назначить тип защиты файла от других пользователей.

В файловой системе существует минимальная единица информации – кластер, размер

которого является нижним пределом размера записываемой на носитель информации в рамках ФС. Минимальной единицей информации со стороны аппаратного обеспечения является сектор. От файловой системы требуется выполнение следующих действий:

§определение физического расположения частей файла;

§определение наличия свободного места и выделение его для вновь создаваемых файлов.

Разные файловые системы используют различные механизмы для реализации указанных задач и имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, файловые системы типа FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов) представляют собой образ носителя (диска) с детализацией до кластерного уровня.

3.9Файловые системы Microsoft Windows

3.9.1.Файловая система FAT16. Эта система существовала ещё до MS-DOS. Её название – таблица расположения файлов – отлично отражает физическую организацию файловой системы. Максимальный размер поддерживаемого дискового пространства не превышает 4096 Мбайт, большие объёмы FAT16 не поддерживает. В FAT16 применяется 16-

битная адресация и, соответственно, возможно использование до 216 адресов. Том памяти, отформатированный FAT16, разделяется на кластеры. Размер кластера зависит от размера тома и колеблется от 512 байт до 64 Кбайт, принимая ряд определённых значений.

87

Начиная с Windows 95, появилась FAT32, которая способна обслуживать тома до 2 Тбайт с размером кластера до 32 Кбайт. В целом размеры кластеров в FAT32 меньше соответствующих размеров в FAT16. Это приводит к более эффективному использованию дискового пространства. Кроме того, максимальное число вхождений в корневой каталог увеличено до 65535. В FAT32 применяется 32-битная адресация, но первые четыре бита таблицы расположения файлов FAT32 необходимы для собственных нужд, поэтому в FAT32

число адресов достигает 228 .

3.9.3.Файловая система NTFS. В состав Windows 2000 входит поддержка новой версии файловой системы NTFS (New Technology File System). Ключевое преимущество NTFS – возможность ограничения доступа к файлам и папкам. При формировании файловой системы NTFS создаётся файл MTF (Master File Table), в котором хранятся адреса копий данных. Полная копия загрузочного сектора располагается в конце тома. В MTF, кроме того, находится таблица имён атрибутов, корневой каталог и т. д. Если у файла слишком большой набор атрибутов, то информация о нём храниться в нескольких записях, причём первая (базовая) запись хранит адреса других записей.

3.9.4.Сравнение файловых систем FAT16, FAT32 и NTFS. Цифры в названиях файловых систем FAT16 и FAT32 указывают на число бит, необходимых для хранения информации о номерах кластеров, используемых файлом, т. е. на разрядность адресации. Проведем сравнение этих файловых систем, указав их преимущества и недостатки.

FAT16 имеет следующие преимущества:

§ эта файловая система поддерживается ОС MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 и некоторыми версиями ОС UNIX;

§ накоплено большое число программ для исправления ошибок в этой файловой системе и восстановления данных;

§ система может быть загружена с системной дискеты; § эта файловая система весьма эффективна для томов памяти объёмом менее

256 Мбайт.

К недостаткам FAT16 можно отнести:

§ в системе не поддерживается резервная копия загрузочного сектора; § в FAT16 не поддерживается встроенная защита файлов и их сжатие.

Преимущества FAT32 таковы:

§ для дисков большого объёма более эффективно используется выделенное дисковое пространство;

§ корневой каталог в FAT32 занимает цепочку кластеров и может располагаться

в любом месте диска, благодаря чему система не накладывает никаких ограничений на число элементов (вхождений) в корневом каталоге;

§из-за меньшего размера кластеров занятое дисковое пространство на 10-15% меньше, чем у FAT16;

§FAT32 из-за возможности использования резервной копии FAT является более надёжной системой, чем FAT16.

Основные недостатки FAT32:

§размер тома памяти под Windows 2000 ограничен объёмом 32 Гбайт;

§тома недоступны для других ОС кроме Windows 95 и Windows 98;

§не поддерживается резервная копия загрузочного сектора;

§не поддерживается встроенная защита файлов и их сжатие.

88