Vfat и длинные имена файлов

В оригинальной операционной системе Windows 95 используется та же файловая система, что и в DOS, но с весьма существенными улучшениями. В Windows 95 поддерживается фай­ловая система FAT, переписанная в 32-разрядный код и названная виртуальной таблицей

размещения файлов (virtual file allocation table — VFAT). VFAT используется вместе с 32-разрядной программой VCACHE (заменившей 16-разрядную программу SMARTDrive из DOS и Windows 3.1), что обеспечивает более высокую производительность файловой систе­мы. Однако наиболее существенным улучшением новой файловой системы является под­держка длинных имен файлов. Системы DOS и Windows 3.1 ограничивались стандартом "восемь-точка-три" при именовании файлов, поэтому добавление поддержки длинных имен файлов было приоритетной задачей, которую необходимо было решить разработчикам Win­dows 95, тем более что пользователи операционных систем Macintosh и OS/2 уже вовсю при­меняли эти возможности. Таким образом, создатели Windows 95 должны были обеспечить обратную совместимость, т.е. необходимо было реализовать в файловой системе все новые свойства и, кроме того, не "обделить" пользователей предыдущих версий DOS и Windows. Кстати, обратная совместимость — одна из самых распространенных проблем в мире персо­нальных компьютеров.

В системе VFAT файлу или каталогу можно присваивать имя длиной до 255 символов (включая путь к этому файлу или каталогу). В Windows 95 от трехсимвольного расширения не отказались, поскольку в этой операционной системе (как и в предыдущих версиях Win­dows) с помощью расширения создается ассоциация типа "файл-приложение". В длинных именах файлов можно использовать пробелы, а также символы + ,; = [], которые нельзя бы­ло использовать в стандартных (восемь-точка-три) именах файлов DOS.

При создании длинного имени файла создается его псевдоним, удовлетворяющий стандарту "восемь-точка-три". В Windows 9х файловая система VFAT выполняет это следующим образом.

1. Первых три символа после последней точки в длинном имени файла становятся рас­ширением псевдонима.

2. Первых шесть символов длинного имени файла (за исключением пробелов, которые игнорируются) преобразуются в символы верхнего регистра и становятся первыми шестью символами стандартного имени файла. Недопустимые в стандартном имени файла символы (+,; = []) преобразуются в символы подчеркивания.

3. VFAT добавляет символы ~1 (седьмой и восьмой) к псевдониму имени файла. Если первых шесть символов нескольких файлов одинаковы, то для разрешения конфликтов имен добавляются символы ~2, ~3 и т.д.

VFAT хранит псевдонимы длинных имен в поле стандартных имен файлов записи катало­га файлов. Таким образом, все версии DOS и Windows могут получить доступ к файлу под длинным именем с помощью его псевдонима. Остается еще одна проблема: как хранить 255 символов имени файла в 32 байтах записи каталога, ведь каждый символ имени файла — это один байт? Модифицировать структуру записи каталога нельзя, поскольку тогда предыдущие версии DOS не смогут использовать ее.

Разработчики файловой системы решили эту проблему следующим образом: были добав­лены дополнительные записи каталога для хранения длинных имен файлов. Чтобы предыду­щие версии DOS не повредили этих дополнительных записей каталога, VFAT устанавливает для них атрибуты, которые нельзя использовать для обычного файла: только для чтения, скрытый, системный и метка тома. Такие атрибуты DOS игнорирует, а следовательно, длин­ные имена файлов остаются "нетронутыми".

Размер кластера FAT 32

Поскольку раздел FAT 32 имеет больше кластеров, чем раздел FAT 16, размер кластера уменьшается. Использование меньшего кластера снижает потери дискового пространства. Например, раздел размером 2 Гбайт с 5 000 файлов в FAT 32 использует кластер размером 4 Кбайт, вместо 32 Кбайт в FAT 16. Такое уменьшение размера кластера снижает потери дис­кового пространства с 78 до 10 Мбайт.

NTFS

Это собственная файловая система Windows NT, Windows 2000 и Windows XP. В Win­dows 2000 и Windows XP используется расширенная версия NTFS, получившая название NTFS 5 (NTFS 2000). Для того чтобы в Windows NT 4.0 получить доступ к разделам NTFS 5/NTFS 2000, необходимо установить Service Pack 4 или более поздней версии. Не­смотря на то что операционные системы Windows NT/2000/XP поддерживают разделы FAT (Windows 2000/XP поддерживает и FAT32), файловая система NTFS обеспечивает целый ряд преимуществ: длинные имена файлов, поддержка файлов и разделов большого размера, до­полнительные атрибуты файлов и расширенные средства безопасности. NTFS, как и все опе­рационные системы Windows NT, создавалась на совершенно новой основе. Ее разработчики, увлеченно создавая новую 32-разрядную платформу, упустили из виду обратную совмести­мость с предыдущими операционными системами Microsoft. В результате разделы NTFS мо­гут читаться только операционными системами Windows NT/2000/XP.

Все операционные системы Windows (кроме Windows NT/2000) основаны на DOS, поэто­му внутри системы существует часть кода DOS. В Windows NT/2000 DOS-программы рабо­тают в режиме эмуляции DOS. При загрузке другой операционной системы раздел с NTFS недоступен.

В файловой системе имя файла может содержать до 255 символов, включая пробелы, точ­ки и другие символы, кроме * ? \ /; < > |. Поскольку NTFS — 64-разрядная файловая система, размер файла и раздела может быть просто огромным — 2⁶⁴ байт (17 179 869 184 Тбайт)!

Начиная с Windows NT 3.51, файловая система NTFS также поддерживает сжатие файлов, осуществляемое с помощью списка свойств данного файла. Для сжатия или разархивирова-ния файлов, хранящихся на диске NTFS, не нужны специальные программы наподобие Win-Zip илиPKZip.

Таблица 25.22. Системные файлы		NTFS
Имя файла	Назначение	Описание
$mft	Master File Table (MFT)	Содержит запись для каждого файла в разделеNTFS в его атрибуте Data
$mftmirr	Master File Table2(MFT2)	Зеркальная копияMFT, используемая для восстановления
$badclus	Файл поврежденных секторов	Содержит все поврежденные секторы раздела
$bitmap	Карта распределения	Содержит карту всего раздела, указывающую на занятые кластеры
	кластеров
$boot	Загрузочный файл	Содержит загрузочную информацию (если раздел загрузочный)
$attrdef	Таблица определения	Содержит определение всех системных и пользовательских атрибутов раздела
	атрибутов
$logfile	Файл журнала	Файл журнала транзакций, используемый для восстановления
$quota	Таблица квот	Таблица квот пользователей на данном разделе (используется только в NTFS 5)
$upcase	Таблица символов	Таблица, используемая для преобразования символов верхнего и нижнего
		регистров в символы верхнего регистраUnicode
$volume	Раздел	Содержит информацию о разделе, например имя раздела и версию

Вторая запись в MFT — это зеркальная копия дескриптора. Такое избыточное хранение данных обеспечивает большую устойчивость к ошибкам.

Третья запись — это запись файла журнала. Все операции (транзакции) в NTFS записы­ваются в специальный файл журнала, что позволяет восстановить данные после сбоя. Ос­тальная часть MFT состоит из записей для файлов и каталогов, которые хранятся в разделе. В файле NTFS хранятся атрибуты, определенные пользователем и системой. Атрибуты в разде­ле NTFS — это не простые флаги из раздела FAT. Вся информация о файле, т.е. атрибуты, в NTFS сохраняется вместе с файлом и является частью самого файла. Каталоги в NTFS состо­ят в основном из индексов файлов в этом каталоге и не содержат такой информации о файле, как размер, дата, время и др.

Таким образом, MFT — это не просто список кластеров, это основная структура хранения данных в разделе. Если файл или каталог относительно небольшой (около 1 500 байт), его за­пись может храниться в MFT. Для больших массивов данных в MFT помещается указатель на файл или каталог, а сами данные располагаются в других кластерах в разделе. Эти кластеры называются экстентами (extents). Все записи в MFT, включая дескрипторы и файл журнала, могут использовать экстенты для хранения дополнительных атрибутов. Атрибуты файла, ко­торые являются частью записи MFT, называются резидентными (resident), а атрибуты, рас­положенные в экстентах, — нерезидентными (nonresident).

NTFS 5.0

В Windows 2000 используется новая версия NTFS — файловая система NTFS 5. При уста­новке Windows 2000 все существующие разделы NTFS автоматически обновляются до NTFS 5. Если на компьютере также используется Windows NT (мультизагрузка), то необходимо устано­вить пакет обновления Service Pack 4 (SP4) или последующий, чтобы эта система могла рабо­тать с разделами NTFS 5. В процессе обновления изменяется версия драйвера NTFS. SYS. Файловая система NTFS 5 обладает несколькими новыми свойствами. ■ Квотирование диска. Администраторы системы могут устанавливать для пользовате­лей ограничения на использование диска. Эти квоты могут быть нескольких уровней: Off, Tracking и Enforced.

■ Шифрование. NTFS 5 поддерживает автоматическое шифрование и дешифрование файлов при их записи и считывании с диска.

■ Особые объекты файловой системы. Позволяют использовать точки монтирования, т.е. перенаправление записи и считывания данных из папки на другой раздел или фи­зический диск.

■ Поддержка больших файлов. Это свойство позволяет более экономно расходовать дисковое пространство.

■ Журнал номеров последовательных обновлений. Обеспечивает ведение журнала всех изменений файлов раздела.

Обратите внимание, что большинство этих свойств поддерживается только операционной системой Windows 2000.

Совместимость NTFS

Получить доступ к разделу NTFS из DOS и других операционных систем нельзя. Win­dows NT предназначена для использования в качестве сетевой операционной системы, по­этому доступ к файлам в разделе NTFS можно получить с помощью сети. Для этого в NTFS поддерживаются имена файлов, удовлетворяющие стандарту "восемь-точка-три".

Основное преимущество NTFS — обеспечение безопасности файлов и каталогов. Атрибу­ты безопасности в NTFS называются разрешениями (permissions) и устанавливаются систем­ным администратором посредством предоставления доступа к данным на уровне прав поль­зователей и групп пользователей.

Однако вы можете установить FAT-атрибуты файлов в NTFS с помощью стандартных ин­струментов операционных систем Windows NT/2000, например программы Windows NT Ex­plorer или команды DOS Attrib. При копировании файлов из раздела NTFS в FAT все атри­буты файла сохраняются, и пользователь с правами полного доступа не сможет удалить файл с FAT-атрибутом "только для чтения".

Алгоритм создания коротких имен файлов в Windows NT практически такой же, как и в файловой системе VFAT Windows 9х. Процесс создания имени файла, удовлетворяющего стандарту "восемь-точка-три", для операционных систем Windows 9х, а также особенности этого процесса в Windows NT/2000 описаны выше в этой главе.

2. Принтери. Типи принтерів.

ПРИНТЕР - це пристрій, призначений для виведення на тверді носії, здебільшого на папір, результатів роботи програми.

Основу принтера становить складний електромеханічний агрегат, що забезпечує формування зображення, переміщення паперу, подачу барвника та ін. До його складу входить також електронна частина, яка включає схему керування та буферний запам’ятовуючий пристрій. Перша здійснює інтерпретацію команд, що надходять із комп’ютера, та керування локальними операціями(заправляння паперу в друкарський тракт), а другий зберігає чергову порцію належної для виведення інформації.

За способом формування зображень принтери поділяються на контурні (ударні) та растрові. В контурних принтерах зображення символу має вигляд безперервної лінії, а формується шляхом удару по паперу (через фарбувальну стрічку) деталі з рельєфом відповідної форми (як у звичайних друкарських машинках), серед ударних принтерів часто використовуються літерні, шаровидні, пелюсткові (типу ромашка) та матричні.

У растрових принтерах зображення складається з безлічі дрібних (0,01-0,03мм) точок, нанесених на папір у необхідному порядку Останнім часом у ПК застосовують тільки растрові друкарські пристрої.

Існує велика кількість різноманітних моделей принтерів, які відрізняються за різними признаками:

• колірність (чорно-білі і кольорові)

• здатність формування символів (знакодрукуючі і знакосинтезуючі)

• принцип дії (матричні, струминні, термографічні, лазерні)

• способи друку (ударні і безударні) і формування рядків (послідовні і паралельні)

• ширина каретки (з широкою 375-450 мм і вузькою 250 мм кареткою)

• довжина друкованого рядка (80 і 132-136 символів)

• швидкість друку

• розподільча здатність, найбільш розповсюджена одиниця виміру є dpi (dots per inch) – кількість точок на дюйм.

Друк у принтерах може бути по символьний, по рядках, по сторінках. Швидкість друку варіюється від 10-300 зн/с (ударні принтери) до 500-1000 і навіть до кількох десятків (до 20) сторінок за хвилину (лазерні принтери), розподільча здатність від 3-5 точок на міліметр до 30-40.

Матричні принтери. Головним вузлом матричного принтера є друкарська головка – обойма , що несе на собі тонкі металеві стрижні (голки), розміщені у вертикальній площині перпендикулярно до паперу. Рухається вона вздовж рядка, який друкується, а голки у потрібний момент ударяють по паперу через фарбувальну стрічку, що забезпечує формування на папері символів та інших зображень. Деякі принтери виконують друк як при прямому, так і при зворотному ході У дешевих моделях принтерів використовується друкарська головка з 9 голками, якість друку при цьому посередня. Більш якісний і швидкий друк забезпечують принтери з 24 друкарськими головками. Швидкість друку 10-60 знаків. Матричні принтери невимогливі до якості паперу, можуть відразу давати кілька копій документа через копіювальний папір. Однак у них найбільший рівень шуму.

Термопринтери. Крім матричних принтерів є ще група матричний термопринтерів, замість голкової друкуючої головки мають головку з термоматрицею і використовують при друку спеціальну термопапір або термокопірку (що являється їх недоліком).

Струминні принтери (безударні). Зображення формується мікро краплями спеціального чорнила, що викидаються на папір через мініатюрні сопла. Матриця друкуючої головки містить від 12 до 64 сопел. Вони забезпечують вищу якість друку порівняно з матричними принтерами, в тому числі дають змогу простіше реалізувати кольоровий друк. Струминні принтери практично безшумні. Проте вони дорожчі, потребують ретельнішого догляду, вимогливі до якості паперу. Швидкість друку 10-60 с на сторінку (до 500 символів), 20 точок/мм.

Лазерні принтери. Ці принтери забезпечують найкращу якість друку. В них використовується принцип ксерографії: зображення формується на спеціальному барабані у вигляді сукупності електричних зарядів. Спочатку заряджається вся поверхня барабана, потім за допомогою сверхтонкого світлового променя (лазера) окреслюються контури зображення, заряди стікають по променю і внаслідок цього розряджаються ділянки фото барабана, до яких прилипає порошок барвника (тонера) і здійснюється друк – перенос тонера з барабана на папір і закріплення зображення на папері короткочасним прогріванням тонера до його плавлення.

Лазерні принтери забезпечують найбільш якісний друк з розподільчою здатністю до 50 точок/мм (1200 dpi) і швидкість печаті до 1000 зн./с. Широко використовуються кольорові лазерні принтери. Наприклад, лазерний принтер фірми Tektronix (США) Phaser 550 має розподільчу здатність і по горизонталі, і по вертикалі 1200 dpi; стійкість кольорової печаті – 5 сторінок формату А4 за хвилину, швидкість монохромної печаті – 14 стор./хв.

До МП принтери можуть підключатися і через паралельний, і через послідовний порт. Паралельні порти використовуються для підключення паралельно працюючих (сприймаючих інформацію відразу по байту) принтерів. Наприклад, адаптери типу Celeron-ics дозволяють підключати одночасно до трьох принтерів. Послідовні порти (2 шт.) слугують для підключення послідовно працюючих (сприймаючих інформацію послідовно по 1 біту) принтерів, наприклад адаптери типу RS-232C (стик С2). Послідовний друкуючий пристрій зовсім не означає, що він повільнодіючий. Більшість принтерів використовують паралельні порти.

Численні швидкодіючі принтери мають свою буферну пам’ять об’ємом до кількох сотень кілобайт. На кінець потрібно відмітити, що найпопулярніші принтери ПК (їх частина складає не менше 30%) випускає японська фірма Seiko Epson (табл.4.11). Мова керування цими принтерами (ESC/P) став фактичним стандартом. Широко використовуються принтери фірм Star Micronics, Hewlett Packard, Xerox, Citizen, Panasonic та інші.

Процес друкування.

Принтери можуть працювати в двох режимах – текстовому і графічному. Вибір режиму здійснюється на рівні прикладної програми, яка виводить інформацію на друк і не потребує перемикання та налагоджень на принтері.

Текстовий режим призначений тільки для друкування текстів. В текстовому режимі на принтер посилаються коди символів, які слід роздрукувати, причому контури символів вибираються із знакогенератора принтера.

В графічному режимі принтер иоже наносити на папір і текст, і малюнки. В графічному режимі на принтер посилаються код, які визначають послідовність і положення точок на папері. Текст може бути насичений найрізноманітнішими образотворчими відтінками. Досягається це абсолютно іншою організацією формування і виведення тексту. Кожний символ тексту, крім основного коду, що задає його значення (літеру, цифру та ін.), доповнюється службовими даними про шрифт, його розмір і вигляд, положення в рядку та ін. У процесі виведення спеціальна програма (драйвер друку) перетворює основні коди документа з урахуванням службових поміток на послідовність бітів, яка й утворить зображення майбутнього тексту. Ця послідовність передається в буфер принтера і керує нанесенням на папір окремих точкових елементів зображення.

Білет №17

1. Мережеві карти.

Сетевые адаптеры

В большинстве компьютеров сетевой адаптер устанавливается в разъем PCI, ISA или EISA. На некоторых компьютерах (чаще всего рабочих станциях) сетевой адаптер интегриро­ван в системную плату.

В адаптеры Ethernet и Token Ring производители записывают уникальный аппаратный адрес, который используется для идентификации систем в сети. Протокол передачи данных использует эти адреса для опознания компьютеров в сети. Пакет будет доставлен по назначению, поскольку в его заголовок помещается аппаратный адрес передающей и принимающей системы.

Сетевые адаптеры могут стоить и 20 и 200 долларов. Для начинающих "компьютерщиков" выпускаются специальные наборы, в которые обычно входят два сетевых адаптера Ethernet или Fast Ethernet, небольшой концентратор и готовые кабели UTP. В ком­бинации со встроенным сетевым программным обеспечением операционной системы Win­dows такие наборы позволяют создавать очень дешевые сети.

Скорость

Старайтесь выбирать адаптеры, работающие на максимально необходимой скорости. На­пример, для Fast Ethernet можно приобрести адаптеры Ethernet, которые поддерживают ско­рость стандарта 100BaseTX — 100 Мбит/с. Большинство адаптеров Fast Ethernet поддержи­вают также скорость 10 Мбит/с, что позволяет использовать один и тот же адаптер и для бо­лее старого, и для более нового сегментов сети.

Сетевой адаптер должен поддерживать операции полудуплексного и полнодуплексного режимов.

■ Полудуплексный режим означает, что сетевой адаптер за одну операцию может либо передавать, либо принимать.

■ Полнодуплексный режим означает, что адаптер может одновременно принимать и пе­редавать данные. Полнодуплексный режим значительно увеличивает скорость переда­чи, если вместо концентраторов используется переключатель.

Переключатели, которые соединяют каждые два компьютера в сети, более производи­тельны, чем концентраторы, однако их высокая стоимость обычно не оправдывается в одно­ранговых сетях для рабочих групп.

Тип шины

Если вы работаете со стационарным компьютером, выпущенным после 1995 года, то, скорее всего, в нем установлен сетевой адаптер для шины PCI (такие компьютеры обычно имеют три или более разъема PCI). Несмотря на то что практически все компьютеры до сих пор имеют один или более разъемов ISA, большая разрядность и скорость передачи шины PCI делает ее единственным логичным выбором для сетевых адаптеров всех типов.

В табл. 20.3 приведены параметры обоих типов шин.

Хотя сетевые адаптеры для шины ISA до сих пор продаются, их низкая скорость и малая разрядность шины серьезно ограничивают производительность. Адаптеры Ethernet на базе ISA не могут работать на скоростях выше 10 Мбит/с, а значит, не могут поддерживать стан­дарты Fast Ethernet или Gigabit Ethernet.

Разъемы сетевых адаптеров

Адаптеры Ethernet обычно имеют разъем, который похож на увеличенный телефонный разъем и называется RJ-45 (такой разъем подключается к витой паре для 10Base-T или Fast Ethernet). Кроме того, сетевой адаптер может подключаться через разъем BNC (коаксиальные кабели для Thinnet— "тонкий" Ethernet) или D-образный 15-контактный разъем DB15 (коаксиальные кабели для Thicknet — "толстый" Ethernet). Некоторые адаптеры могут под-

Таблица 20.3. Типы шин, поддерживаемых сетевыми адаптерами на компьютере-клиенте

Тип разъема Частота, МГц Разрядность шины, бит

PCI 33¹ 32²

ISA 8,33³ 16⁴

ключаться к двум или даже ко всем трем типам разъемов; такие адаптеры называются комби­нированными. Адаптеры сетей Token Ring могут иметь 9-контактный разъем DB9 или RJ45. На рис. 20.3 показаны все три типа разъемов Ethernet.

На рис. 20.4 и 20.5 показан внешний вид наиболее распространенных типов подключений к сетевому адаптеру. На рис. 20.4 показан внешний вид адаптера 10BASE-T (концевой адап­тер в сети); к разъему BNC подключен T-образный адаптер, к которому с одной стороны под­ключен кабель Thinnet, а с другой — 50-омный терминатор.

На рис. 20.5 показан адаптер 10BASE-T с подключенным к нему кабелем UTP.

Сегодня большинство доступных на рынке стандартных адаптеров Ethernet и Fast Ethernet для компьютеров-клиентов работают исключительно на витой паре. Если вы добавляете кли­ент к существующей сети, которая основана на каком-либо типе коаксиального кабеля, у вас есть три варианта решения.

■ Купить комбинированную сетевую карту, которая поддерживает как коаксиальный ка­бель, так и витую пару.

■ Приобрести преобразователь среды, который можно подключить к коаксиальному кабе­лю с тем, чтобы подключать к этому преобразователю более новые сетевые адаптеры.

■ Использовать переключатель или концентратор, имеющий разъем для коаксиального кабеля и порт RJ-45. Для добавления одного или нескольких клиентов Fast Ethernet не­обходимо двухскоростное устройство (10/100).