Основные сведения о файловой системе.
Файловая система — это набор соглашений, определяющих организацию данных на носителях информации. Наличие этих соглашений позволяет операционной системе, другим программам и пользователям работать с файлами и каталогами, а не просто с участками (секторами) дисков. Файловая система определяет:
как хранятся файлы и каталоги на диске;
какие сведения хранятся о файлах и каталогах;
как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие — нет;
формат каталогов и другой служебной информации на диске.
Имеет два уровня организации: логический и физический. На логическом уровне описывается относительное местоположение файлов на компьютере. Иерархическое строение диска можно представить в виде дерева подкаталогов, а место расположения файла описывается путём к нему. Путь к файлу – это последовательность символов, начинающаяся с имени дисковода, корневого каталога и последующих подкаталогов вплоть до имени каталога, содержащего необходимый файл. Имена подкаталогов отделяются друг от друга символом \, называемым обратный слэш. Имена файлов состоят из двух частей: собственного имени (ассоциируется с содержимым файла) и расширения (указывает тип файла, каким приложением он обрабатывается). Недопустимые символы в имени: \ / : * ? " < > |
Некоторые расширения файлов:
*.com,*.exe - готовые к исполнению программы;
*.sys - системные файлы, драйверы;
*.dll-файлы динамически подгружаемых библиотек;
*.bat-пакетные командные файлы;
*.inf-информационные файлы;
*.txt, *.asc-текстовые документы без элементов форматирования;
*.rtf- текстовый документ с элементами форматирования WordPad;
*.doc – документ текстового редактора MS Word;
*.xls- файл электронных таблиц MS Excel;
*.mdb – файл базы данных MS Access;
*.ppt - файл пакета подготовки презентаций Power Point;
*.wmf – векторный графический файл;
*.bmp – файл растрового рисунка и д.р.
Базовой единицей физического сектора жесткого диска является раздел, создаваемый во время форматирования и обслуживаемый какой–либо файловой системой, жесткий диск может содержать до четырёх разделов. Многие ОС позволяют создавать расширенный раздел, который может разбиваться на несколько логических дисков. Первоначально для работы в ОС 86-DOS в 1977 году была создана файловая система FAT. Она не поддерживала жесткие диски и позволяла работать только с дискетами. Она не могла контролировать каждый сектор в отдельности, поэтому объединяла смежные сектора в кластеры, умеющие уникальный номер. Каждый кластер записывался и считывался целиком, поэтому представлял собой минимальное пространство, которое может занимать файл. В результате значительная часть пространства диска расходовалась впустую. В соответствии со спецификацией FAT16 на диске сначала размещался загрузочный сектор (Boot sector), затем таблица размещения файлов, затем её копия, затем корневой каталог, далее располагается область данных. Таблица размещения FAT: каждому кластеру соответствует отдельная запись, которая показывает, свободен ли он, занят ли данными файла, или испорчен, номер записи соответствует номеру кластера, если кластер занят файлом, то указывается номер кластера, содержащий следующую часть файла.
Недостатки FAT:
Для надежности таблица FAT хранится в двух экземплярах, но если они оба испорчены, то восстановить цепочки кластеров практически не возможно, вся информация на диске становится недоступной.
Файловая система FAT всегда заполняет свободное место на диске от начала к концу, ищет самый первый свободный кластер, это приводит к тому, что файлы часто оказываются записаны не в смежные кластеры, т.е. нарастает фрагментация файлов. Это снижает скорость выполнения любых операций с такими файлами.
Производительность FAT сильно зависит от количества файлов, хранящихся в одном каталоге, т.к. он имеет линейную неупорядоченную структуру, имена идут в порядке их создания, при поиске файла приходится последовательно просмотреть все записи в каталоге.
FAT не предотвращает порчи файлов в случае аварийного завершения работы компьютера в момент выполнения операции записи.
Достоинства FAT:
простая структура организации
требуется немного места для хранения служебных данных, больше остается для полезной информации.
Система VFAT была дополнена поддержкой длинных имен файлов. FAT32, усовершенствованная версия VFAT, поддерживала жесткие диски объемом более 32 Гб, были расширены атрибуты файлов, позволяющие хранить время и дату создания, модификации и последнего доступа к файлу или каталогу, Boot sector был увеличен до двух секторов, теперь он хранил свою копию, что делало работу диска более устойчивой.
NTFS была специально разработана для Windows NT, в ней значительно расширены возможности по управлению доступом к отдельным файлам и каталогам, введено большое число атрибутов, реализованы отказоустойчивость и средства динамического сжатия файлов.