 |
Файловые системы
|
|
|
|
Для управления данными создаются соответствующие файловые системы. Файловая система предоставляет возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над данными в процессе их обработки. Файловая система определяет способ организации данных на диске или на каком-нибудь ином носителе.
Специальное системное программное обеспечение, реализующее работу с файлами по принятым спецификациям файловой системы, часто называют системой управления файлами .
Именно системы управления файлами отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами. Назначение системы управления файлами — предоставление более удобного доступа к данным, организованным как файлы, то есть вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.
Благодаря системам управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности:
- создание, удаление, переименование (и другие операции) именованных наборов данных (файлов) из своих программ или посредством специальных управляющих программ, реализующих функции интерфейса пользователя с его данными и активно использующих систему управления файлами;
- работа с не дисковыми периферийными устройствами как с файлами;
- обмен данными между файлами, между устройствами, между файлом и устройством (и наоборот);
- работа с файлами путем обращений к программным модулям системы управления файлами;
|
|
|
- защита файлов от несанкционированного доступа.
Как правило, все современные операционные системы имеют соответствующие системы управления файлами. А некоторые операционные системы имеют возможность работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). В этом случае говорят о монтируемых файловых системах(монтируемую систему управления файлами можно установить как дополнительную), и в этом смысле они самостоятельны.
Следует заметить, что любая система управления файлами не существует сама по себе — она разрабатывается для работы в конкретной операционной системе.
Файловая система FAT (File Allocation Table — таблица размещения файлов) получила свое название благодаря простой таблице, в которой указываются:
- непосредственно адресуемые участки логического диска, отведенные для размещения в них файлов или их фрагментов;
- свободные области дискового пространства;
- дефектные области диска (эти области содержат дефектные участки и не гарантируют чтение и запись данных без ошибок).
В файловой системе FAT дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных.
Системная область логического диска создается и инициализируется при форматировании, а в последующем обновляется при работе с файловой структурой.
Системная область состоит из следующих компонентов (расположенных в логическом адресном пространстве друг за другом):
- загрузочной записи (Boot Record, BR);
- зарезервированных секторов (Reserved Sectors, ResSec);
- таблицы размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Таблица размещения файлов является очень важной информационной структурой. В таблице FAT кластеры, принадлежащие одному файлу (или файлу-каталогу), связываются в цепочки;
- корневого каталога (Root Directory, RDir).
Область данных логического диска содержит обычные файлы и файлы-каталоги; эти объекты образуют иерархию, подчиненную корневому каталогу. Область данных, в отличие от системной области, доступна через пользовательский интерфейс операционной системы.
|
|
|
Недостатки файловой системы FAT:
- сильная фрагментация данных, снижающая общую производительность файловой системы:
- перерасход дискового пространства для достаточно больших объемов логических разделов;
- не поддерживает механизм восстановления от ошибок;
- отсутствие средств разделения данных между пользователями и средств управления правами доступа.
Файловая система NTFS была разработана фирмой Microsoft в начале 1990-х годов. Она разрабатывалась с учетом недостатком системы FAT.
Основные свойства NTFS:
- надежность и восстанавливаемость. Операции ввода-вывода представляют собой транзакции. Эти транзакции неразделимы, то есть требуемая операция либо завершается полностью, либо не выполняется вообще. Это позволяет совершать операции отката состояния файловой системы в случае ошибки;
- безопасность и контроль доступа к данным. Это позволяет ограничивать доступ к данным определенным пользователям или группам пользователей;
- эффективное распределение дискового пространства. Поддерживается целый ряд механизмов управления дисковым пространством, такие, как поддержка сжатия каталогов и дисков, работы с разреженными файлами, дефрагментации данных;
- поддержка длинных имен, шифрования данных, работы с логическими томами более 4 Гбайт.
Файловая система NTFS содержит несколько системных областей и областей хранения данных.
Одной из основных системных областей является область Master File Table (MFT). Эта область содержит информацию обо всех файлах в системе, включая и саму MFT.
Одной из особенностей файловой системы NTFS является поддержка потов данных в файлах. Причем с файлом может быть ассоциирован не один поток, а несколько. Каждый поток, связанный с файлом может быть открыт независимо.
|
|
|
