Организация доступа к файлу в fat- таблице

Первый кластер

		4			2
								*1
			3				FFF
	5

Для того чтобы иметь возможность работать со всем файлом ОС должна иметь сведения обо всех кластерах, где хранится файл. Эти сведения хранятся в FAT- таблице.

FAT- таблица (File Allocations Table- таблица размещения файлов) хранится на диске сразу за блоком начальной загрузки. Ввиду особой важности этой таблицы она имеет дубль. Количество ячеек в ней равно числу кластеров на диске, причём каждая ячейка содержит номер кластера.

В характеристике файла, хранящейся в главном каталоге, содержится номер первого кластера файла. В свою очередь в этой ячейке хранится номер второго кластера и т.д. Образуется цепочка кластеров, которая заканчивается кодом FFF или FFFF в последней ячейке, отведённой файлу. Этот код указывает на конец файла.

Существуют следующие файловые системы:

FAT-16

FAT-32 (VFAT)

NTFS

HPFS

CDFS

FAT-16

Впервые эта файловая система появилась в 80-х годах XX в. Она была разработана для DOS. Была создана для хранения данных на дискетах.

Основа – таблица размещения файлов. Эта таблица содержит информацию о том, какие участки (кластеры) диска свободны и о цепочках кластеров, образующих файлы и каталоги. В файловой системе FAT имена файлов и каталогов состоят не более чем из 8 символов плюс 3 символа в расширении. Каталоги представляют собой линейные списки элементов, каждый из которых может описывать файл или подкаталог, либо соответствовать удаленному файлу.

В элементе каталога содержится номер первого кластера, а номера остальных кластеров узнаются по таблице размещения файлов.

Недостатки FAT:

1. короткие имена файлов;

2. значительные потери дискового пространства (в среднем до 15%). Это связано с тем, что в конце последнего кластера файла остается свободное место в среднем равное половине кластера;

3. FAT малопроизводительна, особенно для больших дисков;

4. FAT не приспособлена к многозадачной работе – все операции с FAT требуют обращения к таблице размещения файлов и поэтому до завершения одной операции нельзя начать другую;

5. ограниченный объем логического диска винчестера (2ГБт). FAT может содержать 2¹⁶ кластеров.

FAT-32 (VFAT)

Впервые появилась в Windows 95.

Файловая система VFAT поддерживает длинные имена файлов – 255 символов плюс 3 символа для расширения.

При создании файла с длинными именами будут автоматически сгенерированы короткие имена по схеме 8+3.

При создании VFAT было обнаружено, что практически все прикладные программы игнорируют элементы каталога с совокупностью атрибутов: метка диска, скрытый, системный, только для чтения. Было решено записывать рядом с обычными элементами каталогов также и элементы с данной совокупностью атрибутов, включая в эти элементы длинное имя файла, время последнего обращения к файлу, а в обычный элемент каталога записывать короткое имя и другую положенную информацию.

Объем логического диска не ограничен.

FAT-32 поддерживает FAT-16.

NTFS и HPFS

NTFS (New Technology Files System – новая технология файловых систем) и HPFS (High Performance Files System – высокая производительность файловых систем) были разработаны специально для операционных систем Windows NT и OS/2. Они ориентированы на диски большого объема, содержащие множество файлов, и обеспечивают эффективное хранение файлов и контроль доступа к ним. Обе системы поддерживают длинные имена файлов, позволяют хранить в среднем на 15-20% больше информации, чем FAT, доступ к файлам осуществляется заметно быстрее, особенно в многозадачной среде; для реализации каталогов в них используются не линейные списки, как в FAT, а В-деревья. В результате поиск файла в каталоге с тысячами файлов требует просмотра в среднем не 500 элементов каталога, как в FAT, а лишь 10-11.

Эти файловые системы устойчивы в работе.

В NTFS производится дублирование всей информации.

Файловую систему FAT поддерживают операционные системы MS-DOS, Windows 95, 98, NT, OS/2.

Файловую систему VFAT поддерживают операционные системы Windows 95, 98, NT (начиная с 3 версии), кроме того, операционные системы MS-DOS и OS/2 могут работать с дисками VFAT, однако при этом они будут читать и записывать только короткие имена файлов, а при выполнении служебных программ информации о длинных именах файлов будет потеряна.

Файловая система HPFS поддерживается операционной системой OS/2 и частично Windows NT 3.51. В Windows NT 4.0 поддержка HPFS была ликвидирована.

Файловая система NTFS поддерживается операционной системой Windows NT и частично Linux.

CDFS

Разработана специально для компакт-дисков CD-ROM. Это оказалось необходимым, так как физическое устройство компакт дисков не такое, как у жестких дисков или дискет, в них информация записывается не в кольцевых дорожках, а в одной спиралевидной дорожке.

DOS и Windows 3.11 без специальных драйверов не поддерживают CDFS; для обеспечения доступа к компакт-дискам в DOS и Windows 3.11 следует использовать драйвер MSCDEX.EXE и драйвер, .обеспечивающий физическое управление дисководами для компакт-дисков.

В Windows 95, 98, NT и OS/2 поддержка CDFS является встроенной. Во всех этих операционных системах для доступа к компакт-дискам необходим только драйвер поддержки дисковода для компакт-дисков.

3