Потеря кластеров

Потери кластеров обычно происходят при сбое во время изменения содержимого ФС (запись или удаление).

Чаще всего потеря кластеров происходит во время операций выделения места.

Рассмотрим случаи:

1. Удаление: вначале удаляются кластеры из списка свободных (если, конечно в рассматриваемой ФС ведется такой список) (а потом происходит сбой).

2. Запись: Если сначала выделяется место под файл (место помечается как занятое, а потом происходит сбой).

При нарушении целостности адресной информации в ФС с косвенной адресацией (например FAT) теряются цепочки кластеров, которые обнаруживаются утилитами типа ScanDisk, преобразуются в обычные файлы с символическим именем и помещаются в корневой каталог.

Также возможны и другие ошибки ФС, приводящие к потере кластеров.

Внутренняя фрагментация

Явление, вследствие которого теряется дисковое пространство. Проявляется тем сильнее, чем больше размер кластера. Последний кластер файла всегда неполный. И чем больше размер кластера, тем сильнее проявляется это явление, что приводит к еще большей потере дискового пространства.

Отказоустойчивые дисковые конфигурации

Жесткий диск – это самая слабая часть ЭВМ так как в нем содержится много движущихся частей. Всегда существует задача увеличения надежности дисков так как именно на них и хранится вся информация.

Отказоустойчивые дисковые конфигурации – это несколько дисков с таким расположением данных, при котором после отказа одного диска, можно было восстановить данные с других.

Такие устройство называют RAID (Redundant arrays of Inexpensive disks) – избыточные дисковые массивы. RAID создаются аппаратно и обычно основываются на дисках SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых вычислительных систем). Но также существует возможность создавать массивы, основанные на дисках IDE.

ОС видит RAID как один диск.

Существует несколько схем RAID.

Все они обладают следующими свойствами:

1. Автоматическое восстановление данных при сбое одного из дисков.

2. Реконструкция недостающих данных на новом диске при замене старого.

Схема RAID уровня 1 – «Зеркальный набор»

Это самая простая и быстрая схема.

Представляет собой два одинаковых диска с одним контроллером. Данные записываются сразу на оба диска. 50% дискового пространства теряется на обеспечение восстановления (так как на оба диска записывается одно и то же).

Главный диск или раздел, содержащий данные называется исходным (original disk). Диск, содержащий копию, называется теневым (shadow disk).

Если при чтении данных с одного диска происходит сбой, то драйвер считывает их с другого. В Windows NT это программа FtDisk.

При зазеркаливании системного раздела используют идентичные диски. Если раздел не системный, то теневой диск может быть любым, но не меньшего объема.

Преимущества зеркального набора:

1. Повышение надежности хранения.

2. Увеличение производительности за счет того, что FtDisk распределяет нагрузку между физическими дисками.

Наборы с чередованием и контролем четности

В таких системах используется также несколько дисков. При такой схеме диски разделены на полосы, для каждой из которых создается блок четности или контрольная сумма. Для реализации таких методов используется от 3 до 32 дисков. Действие основано на принципе a+b=c. То есть при потере любого значения его можно восстановить из двух оставшихся. Диски необязательно одинаковые. Обычно используют 5 – 10 дисков. Потери дискового пространства на избыточность составляют 1/n, где n – количество дисков.

В набор с чередованием и контролем четности нельзя включать ни системные, ни загрузочные разделы (только «разделы данных»).

FAT или NTFS?

Поскольку в России самым распространенным ОС является Windows, то будем сравнивать ФС, поддерживаемые им. Сравнение типов ФС будем проводить по определенным критериям.