4.2. Использование диспетчера программ и диспетчера файлов Windows 2000.

Файловая организация данных.

Долговременно информация хранится на внешних носителях в виде файлов.

При хранении придерживаются определенной организации данных, под которой понимают совокупность правил определяющих особенности размещения данных на внешних устройствах, методы доступа к ним, средства защиты данных от несанкционированного доступа и т.п. Совокупность ОС, обеспечивающих доступ к данным, называется файловой системой.

Файлом называется логически связанная совокупность данных определенной длины, имеющая имя. Файл может хранить текст программы, документы, закодированные графические данные и т.д. Длина файлов измеряется в байтах.

Имя файла подбирается таким образом, чтобы по нему можно было легко определить содержимое.

Расширение имени, как правило, указывает на вид хранящихся в файле данных.

Расширение	Содержимое файла
arj	Архив, созданный архиватором ARJ
bar	Резервная копия файла
bat	Командный файл
com	Выполняемая программа с абсолютным адресом
doc	Файл документа
dbf	Данные СУБД dBase, FoxPro
exe	Выполняемая программа
inf	Информационный файл
ini	Файл описания конфигурации программы
obj	Программа в объектном коде
pas	Исходный текст на Паскале
sys	Драйвер управления устройством

Файловая структура диска.

Краткий обзор структуры диска

Прежде чем перейти к изучению возможностей фай­ловых систем Windows 2000, необходимо иметь четкое представление о строении физического диска и его со­ставляющих.

Круговой участок диска, с которого головка диско­вода считывает информацию, называется дорожкой. Разметка дорожек на диске происходит в процессе его форматирования. Дорожки определяют физическую структуру дискового пространства. Одинаково распо­ложенные дорожки разных дисковых пластин образу­ют цилиндр. Каждая дорожка разбивается на опреде­ленное количество секторов, число которых зависит от типа диска и расположения дорожки на диске. Сек­тор — это наименьшая физическая единица хранения информации на диске. Секторы объединяются в кла­стеры, которые, в свою очередь, являются наимень­шими логическими единицами хранения информации.

В каждом кластере содержится определенное число секторов. Количество секторов в кластере зависит от типа диска, размеров раздела и собственно файловой системы (об этом будет рассказано несколько позднее). Когда операционная система размеща­ет файл на диске, память под него выделяется не по секторам, а по кластерам. Размер кластера существенно влияет на величину свободного пространства на диске.

Базовый диск в Windows 2000 содержит один или несколько разделов, состоящих из набора кластеров. Каждый раздел имеет начальный и конечный секторы, а количество секторов между ними определяет емкость раздела. В каждом разделе используется тот или иной тип файловой системы (FAT16, FAT32, NTFS и т.д.).

Файловые системы FAT16 и FAT32

Файловая система FAT впервые появилась вместе с DOS и поддерживается DOS. всеми версиями Windows, UNIX, Linux и OS/2. Вот почему одним из главных пре­имуществ этой файловой системы является ее широкая совместимость с различными операционными платформами. Свое название файловая система FAT получила из-за одноименной таблицы расположения файлов (File Allocation Table) — структуры, управляющей выделением памяти под файлы.

Диск, отформатированный с помощью файловой системы FAT, содержит пять управляющих областей. Первая из них называется зарезервированной областью и в зави­симости от типа диска состоит из одного или нескольких секторов. Первый сектор в за­резервированной области называется загрузочным. Он содержит таблицу разделов и программу автозагрузки. В таблице разделов хранится вся информация о разделах диска. включая типы разделов, начальный и конечный секторы, а также то, какой раздел акти­вен. Программа автозагрузки запускает операционную систему (или загрузчик операци­онной системы) в активном разделе. Расположение загрузочного сектора всегда одина­ково — цилиндр 0, сторона 0, дорожка 1 (т.е. первый сектор на диске).

Вторую управляющую область занимает таблица размещения файлов (File Allocation Table), или FAT, которая представляет собой таблицу ссылок на кластеры тома. Каж­дому кластеру диска соответствует определенный элемент таблицы. Возможные значения элементов перечислены в табл. 1. Значение элемента определяет состояние данного кластера: свободный, занятый, поврежденный или зарезервированный. Ре­зервная копия таблицы FAT образует третью управляющую область, и ее могут исполь­зовать служебные программы для восстановления испорченной файловой системы.

Четвертая управляющая область содержит таблицу корневого каталога, которая совокупности с FAT применяется системой для определения файлов в корневом кат логе тома, файлов в подкаталогах (которые, между прочим, на самом деле находятся все в том же корневом каталоге) и начального кластера каждого файла. И наконец, пятая управляющая область отведена собственно под хранение данных. Когда прило­жение получает запрос на открытие какого-нибудь файла, операционная система про­сматривает таблицу FAT для определения его начального кластера. Затем с помощью все той же FAT, руководствуясь ей как своеобразной инструкцией, система определя­ет остальные кластеры файла и порядок, в котором их необходимо "собрать".

В зависимости от объема тома Windows 2000 автоматически определяет, сколько секторов должно содержаться в его кластере.

Изначально в файловой системе FAT под элементы ее таблицы выделялось по 12 бит (разрядов). 16-разрядная файловая система типа FAT под названием FAT16 впервые пред­ставлена в операционной системе DOS 4.0 и предназначалась для работы с большими кла­стерами и соответственно — с дисками большего размера. Максимальное количество кла­стеров, которое поддерживает система FAT16, равно 65526, что ограничивает размер томов FAT до 4 Гбайт (размер кластера_max* кластеров_max = количество байтов).

Следом за FAT16 в Windows 95 OSR 2 представлена новая файловая система FAT32, в которой под элементы таблицы размещения файлов выделялось уже по 32 бита, что позволило увеличить максимально возможное число кластеров до 268435446. Соответственно максимальный размер кластера в 32768 байт теоретически означает, что объем тома FAT32 может составлять до 8 Тбайт (один терабайт равен 1024 Гбайт), хотя на данный момент те­кущие возможности аппаратного обеспечения (512 байт на сектор) ограничивают это чис­ло до 2 Тбайт. В свою очередь Windows 2000 позволяет создавать внутри системы разделы размером не более 32 Гбайт. Тем не менее, она поддерживает установку томов любого размера (в том числе и свыше 32 Гбайт). Такая возможность позволяет устанавливать в Windows 2000 тома FAT32 объемом свыше 32 Гбайт, созданные в других операционных системах или с помощью специального программного обеспечения.

Файловая система NTFS

Аббревиатура NTFS расшифровывается как «файловая система Windows NT».

Одним из главных различий между системами FAT и NTFS заключается в том, что последняя обладает возможностью восстановления. Еще одно отличие касается безопасности. В системах FAT16 и FAT32 для предупреждения несанкционированного использования общих ресурсов применяются права ограниченного доступа. При этом права доступа к общему ресурсу распространяются на все его вложенные файлы и папки. В отличие от этого, в NTFS права доступа могут назначаться не только общим ресурсам, но и отдельным объектам.

Как и FAT32, система NTFS поддерживает гораздо большие размеры томов – до 2 Тбайт. Для томов NTFS в зависимости от их объема предусмотрены кластеры различного размера. Как и в системах FAT16 и FAT32, при форматировании тома NTFS для увеличения его емкости размеры кластеров можно изменять.