шпоргалка / шпорки / Шпор7 (3курс)

20.,21. Файловая система FAT. Структура диска - Boot и Root., FAT.

При файловой системе FAT, имеется 4 области диска, где сектора используются различным образом:

1. BOOT

2. FAT 1, FAT 2

3. ROOT (корневой каталог)

4. Область данных

0

BOOT

Служебная область – нужна для поиска данных в области данных

FDD=18секторов*80дорожек*0,5(512байт)*2стороны=1440кб=1,44мб

1. Область BOOT всегда занимает первый сектор диска. Содержит информацию о технических характеристиках диска и программу загрузки конкретной операционной системы.

Проблема: если компьютерный вирус испортит эту область, останавливается загрузка операционной системы в начальный момент времени.

Эту проблему можно решить, загрузив в компьютер загрузочную дискету и запустить команду: FDISC_ / MBN. Если не помогло, установить заново операционную систему.

2. Область FAT (fail area table) – таблица размещения файлов. Содержит последовательность номеров кластеров принадлежащих каждому файлу. Соответственно в этой таблице содержится столько значений кластеров, сколько кластеров на диске.

Каждое значение связанно с определенным кластером, содержащим полезные данные.

Для гибкого диска файлы начинают храниться со второго кластера.

У жесткого диска область FAT – больше.

В таблице FAT могут храниться только 3 типа значений:

1. Ноль указывает на то, что данный кластер в настоящие время свободен и может быть использован для хранения информации.

2. Целое (n) число указывает на 2 момента:

-данный кластер занят каким-то файлом

-само число показывает номер следующего кластера, принадлежащий этому файлу.

1. EOF – указывает, что данный кластер занят и является последним для этого файла.

3. Область ROOT. Состоит из записей фиксированной длины размером – 32 байта.

   занимаемый байт	значение
   1-8	имя файла или папки
   8-11	расширение
   12	атрибут
   13-22	резерв
   23-24	время, последней модификации
   25-26	дата
   27-28	начальный кластер
   29-32	размер

Каждая запись содержит полную информацию об определенном объекте: файле или папке. Структура записи области ROOT представлена в таблице:

В файловой системе FAT существует 4 вида атрибутов:

• Скрытый – hidden

• Системный – system

• Только чтение

• Архив (0 - уже архивировался или 1 – был модифицирован и еще не архивировался)

Реализация файловой системы FAT для операционных систем: Windows 95, 98 и т.д. поддерживает длинные имена файлов при корпорацией Microsoft было принято решение, что файлы созданные в этих операционных системах должны быть доступны и предыдущим версиям операционных систем – принцип обратной совместимости. Выбранное решение заключается в назначение каждому файлу двух имен (длинного имени и имени в формате 8+3) для совместимости в MS-DOS. Когда создается файл имя, которого не удовлетворяет правилам MS-DOS, создается дополнительное имя с определенным алгоритмом: берутся первые 6 символов и преобразуются в верхний регистр, после чего к ним добавляется суффикс: ~1, если такой есть, то ~2 и т.д. это короткое имя хранится в этой структуре (см. таблицу). Длинное имя хранится в одной или нескольких записях предшествующих описателю этого файла, для этого создается еще одна запись до имени равном 1-8.

Типы файловой системы FAT:

1. FAT 12 – используется для гибких дисков и первых жестких дисков малой емкости. (2 стороны)

2. FAT 16 – используется в жестких дисках емкостью до 8 Гб. ()

3. FAT 32 – используется для жестких дисков емкостью до 2 Тб. И поддерживается операционными системами, начиная с Windows 95? 98 и выше.

Число в номере версии показывает количество бит, которые используются для хранения номера кластера в таблице FAT. Влияет на максимальное значение номера кластера.

Максимальный номер кластера: 2¹² = 4096, 2¹⁶ = 65536, 2³²=…

Определить размер кластера можно следующими способами:

1. создав и сохранив на нужном диске небольшой файл, и посмотреть, сколько он занимает места на диске.

2. правой кнопкой на нужном диске команда свойства  сервис  дефрагментация  анализ  отчет

3. специальные утилиты по диагностированию устройств (Aida)

Вывод: в файловой системе FAT нет концепции различных пользователей, соответственно любой вошедший в систему пользователь получает доступ ко всей информации на диске. При больших размерах диска замедляется работа с файлами и папками. Для ускорения работы таблица FAT должна находиться в оперативной памяти, при больших объемах диска это может значительно уменьшить полный объем оперативной памяти.

22. Структура диска при файловой системе NTFS.

В современных операционных системах используют версию файловой системы NTFS 5.0.

Без NTFS не возможно задание режимов безопасного доступа к каждому файлу или папке.

Диски NTFS используют кластера размером 4 кб по умолчанию.

Структура диска NTFS:

1. загрузочный сектор

2. MFT – master file table – главная файловая таблица.

3. область для хранения файла.

Диск NTFS при форматировании условно делится на 2 части:

Первые 12 % диска отводятся под так называемую MFT зону – это пространство, в котором растет служебная область MFT. Запись данных в эту область не возможна. Это делается для того, чтобы главная служебная область MFT не фрагментировалась при своем росте.

Остальные 88 % - представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

12% 88 %

BR MFT MFT–зона Место под хранение файлов

Структура эквивалентная таблице FAT в NTFS называется MFT. MFT поделен на записи фиксированного размера. Для каждого файла и папки создается своя запись.

В отличии от FAT в MFT хранятся не только ссылки на кластера диска, но и включаются все атрибуты, а если файл небольшой (до 1500 байт), то и его содержательные данные, т.е. файл целиком хранится в MFT - такая структура называется непосредственный файл.

В отличии от FAT, где термин атрибут соотносится четырем стандартным признакам:

• только чтение

• скрытый

• системный

• архивный

Файл NTFS имеет признак компрессии, два признака дата/время, отражающие момент не только его создания, но и последние изменения, а так же дескриптор защиты.

Дескриптор защиты определяет владельца файла, списки пользователей и групп с различными правами доступа.

Если файл имеет большое количество атрибутов или сильно фрагментирован, то может понадобится больше записей для хранения информации о нем, то есть на диске этому файлу выделяются дополнительные служебные кластера, которые называются экстенты, а указатели на них заносятся в первую запись MFT.

Структура MFT:

Заголовок таб. MFT

Блоки кластеров принадлежащих файлу

16 записей

{20,4,64,2 – это смещение\количество от начала, т.е. после 20 идет еще 4 кластера, а после 64 еще второй – 65.}

Первые 16 записей MFT зарезервированы для файлов метаданных NTFS. Этот заголовок содержит информацию, где находятся:

• MFT (может располагаться в любом месте диска), тем самым устраняя проблемы дефектных секторов на первой дорожке.

• Журнал восстановления, позволяет увеличить вероятность корректного восстановления файловой системы в случае сбоя во время выполнения операций.

• Дисковые квоты для каждого пользователя.

Вывод:

NTFS обладает всеми основными возможностями FAT с расширенными функциями хранения:

1. локальная защита на уровне файлов и папок

2. повышенная отказоустойчивость за счет журналирования всех выполняемых операций

3. транзакция – действие должно совершаться полностью и корректно или должно быть отменено

4. квентирование – определение квоты на дисковое пространство для конкретного пользователя

5. защита – позволяет хранить указанные файлы и папки в зашифрованном виде с уникальным ключом.