5.3.3. Классификация файловых систем

По предназначению файловые системы можно классифицировать на следующие категории:

• для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 и др.

• для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.

• для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, ISO9690, HFS, UDF и др.

• виртуальные файловые системы: AEFS и др.

• сетевые файловые системы: NFS, SMBFS, SSHFS, GmailFS и др.

[32 слайд]

5.3.4. Файловое дерево.

[33 слайд]

Рассмотрим две основные файловые системы FAT и NTFS

5.3.5. Файловая система fat

Файловая система FAT (File Allocation Table) была разработана Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом в 1977 году и первоначально использовалась в операционной системе 86-DOS. В дальнейшем 86-DOS была приобретена Microsoft и стала основой для ОС MS-DOS 1.0, выпущенной в августе 1981 года. FAT была предназначена для работы с гибкими дисками размером менее 1 Мбайта, и вначале не предусматривала поддержки жестких дисков. В настоящее время FAT поддерживает файлы и разделы размеров до 2 Гбайт.

[34 слайд]

Логический раздел, отформатированный под файловую систему FAT, состоит из следующих областей:

• загрузочный сектор - содержит программу начальной загрузки операционной системы. Вид этой программы зависит от типа операционной системы, которая будет загружаться из этого раздела.

• основная копия FAТ - содержит информацию о размещении файлов и каталогов на диске.

• резервная копия FAT.

• корневой каталог - занимает фиксированную область размером в 32 сектора (16 Кбайт), что позволяет хранить 512 записей о файлах и каталогах, так как каждая запись каталога состоит из 32 байт.

• область данных - предназначена для размещения всех файлов и всех каталогов, кроме корневого каталога.

Рисунок 6. Физическая структура файловой системы FAT

[35 слайд]

Для хранения файлов всё доступное для них пространство разбивается на кластеры. Таблица размещения файлов содержит ячейки, каждая из которых указывает на определённый кластер на жестком диске. Если кластер принадлежит файлу, то его ячейка содержит номер следующей ячейки этого же файла. Если ячейка указывает на конец файла, она содержит значение «FFFF». Неиспользуемые кластеры помечены нулём. «Плохие» кластеры помечены специальным кодом.

Кластер (англ. cluster) — в некоторых типах файловых систем логическая единица хранения данных в таблице размещения файлов, объединяющая группу секторов.

Например, на дисках с размером секторов в 512 байт, 512-байтный кластер содержит один сектор, тогда как 4-килобайтный кластер содержит восемь секторов. Как правило, это наименьшее место на диске, которое может быть выделено для хранения файла.

Существует три версии FAT — FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 — для дисков малого объёма.

[36 слайд]

Таблица 3. Классификация файловой системы FAT

	FAT12	FAT16	FAT32
Максимальный размер файла	32 Mb	2 ГБайт	2 ГБайт
Максимальное количество файлов	4 096	65 536	> 4 млрд
Максимальный размер тома	32 МБайт	2 Гбайт (4 Гбайт)	8 ТБайт

В файловой системе FAT12 используются 12-разрядные указатели, что позволяет поддерживать до 4096 кластеров в области данных диска, в FAT16 — 16-разрядные указатели для 65 536 кластеров и в FAT32 — 32-разрядные для более чем 4 миллиардов кластеров.

[37 слайд]

Отказоустойчивость системы

Поскольку система FAT хранит данные о файлах и данные о свободном месте на диске в одной таблице, то операция по записи файла, традиционно состоящая из двух этапов (добавление занимаемого блока в перечень занятых и исключение этого же блока из списка свободных) происходит в FAT в одно действие. Благодаря этому система FAT обладает встроенной устойчивостью к сбоям, то есть сбой (например, питания) в момент выполнения операции чтения или записи в большинстве случаев не приведёт к разрушению файловой системы. Однако следует помнить, что в данном случае речь идёт именно о целостности файловой системы, а не самих файлов.

[38 слайд]