Зміст
1. Загальні відомості про файлових системах
2. Файлова система FAT
3. Файлова система FAT 32
4. Файлова система HPFS
5. Файлова система NTFS
6. Файлова система ОС сімейства UNIX
Список літератури
1. Загальні відомості про файлових системах
Сукупність каталогів і системних структур даних, що відстежують розміщення файлів на диску і вільний дисковий простір, називається файловою системою. Основною структурною одиницею будь файлової системи є файл і каталог.
Файл - мінімальна структурована іменована послідовність даних. Каталог (Папка) є своєрідною об'єднуючою структурою для розташованих на диску файлів. Каталог може містити в собі файли та інші (вкладені) каталоги. Каталоги і файли утворюють на диску деревоподібну ієрархічну структуру - дерево каталогів. Єдиний каталог не входить ні в одну з директорій називається кореневим каталогом.
Всі файли в комп'ютері зберігаються на магнітних дисках, які є частиною його конструкції. Магнітні диски є пристроями довільного доступу. У них кожна запис даних має свій унікальний адресу, що забезпечує безпосередній доступ до неї, минаючи всі інші записи. Для зберігання даних служить диск (пакет з декількох дисків), покритий феромагнітним шаром. Запис на магнітний диск і зчитування даних з нього здійснюється головками читання/запису.
Рис. 1 Структура поверхні магнітного диска
Поверхня диска розбита на доріжки представляють собою кола (рис. 1). Доріжки поділені на сектори. Розмір сектора звичайно становить 512 байт.
У більшості файлових систем простір на диску виділяється кластерами, які складаються з декількох секторів. Кластер - мінімальний розмір місця на диску, яке може бути виділено для зберігання одного файлу. Перед тим, як диск може бути використаний для запису даних, він повинен бути розмічений - на його доріжки повинні бути записані заголовки секторів з правильними номерами доріжки і сектори, а також, якщо це необхідно, маркери. Як правило, при цьому ж відбувається тестування поверхні диска для пошуку дефектів магнітного шару. Не слід плутати цю операцію - фізичне форматування диска - з логічним форматуванням, що полягає в створенні файлових систем. Сучасні жорсткі диски зазвичай вимагають фізичної розмітки при їх виготовленні.
Один фізичний жорсткий диск може бути розділений на декілька розділів - логічних дисків (томів). Кожний логічний диск являє собою як би окреме пристрій. Отже, на ньому може бути своя файлова система і свій кореневий каталог.
В операційних системах MS-DOS і Windows кожне дисковий пристрій позначається латинською буквою. Для імені логічного диска використовуються букви від A до Z. Літери A і B позначають дисководи гнучких магнітних дисків (FDD). Починаючи з літери C, іменуються розділи жорсткого диска (HDD), дисководи оптичних дисків та віртуальні диски. Для звернення до файлу використовується наступна специфікація:
пристрій: шлях ім'я файла.расшіреніе
Тут шлях - список каталогів, входять один в одного, в останньому з яких і міститься вказаний файл. Якщо шлях не вказаний, слід що, файл знаходиться в кореневому каталозі даного диска. У MS-DOS ім'я файла складається з 8 символів, точки і 3 символів розширення імені файлу. Точка відокремлює власне ім'я від розширення. Ім'я файлу може складатися з латинських букв, цифр 0 - 9, деяких інших символів, і не може містити пробіл. У Windows підтримуються довгі імена файлів (від 1 до 255 символів), ім'я може містити пробіли. При використанні файлових систем HPFS і NTFS ім'я файлу може містити кілька точок.
В іменах файлів можна використовувати символи "*" і "? ", Так як вони використовуються в масках імен при пошуку файлів.
Розширення імені необхідно для визначення типу файлу і зв'язування файлу з певною програмою, за допомогою якої він може бути відкритий. Хоча ім'я файлу може і не мати розширення.
Розрізняють наступні типи файлів:
1) Текстові файли. Текстові файли можуть містити простий або розмічений текст, в кодуванні ASCII, ANSI або UNICODE. Текст без розмітки містить тільки відображувані символи і найпростіші керуючі символи (повернення каретки і табуляції). Розмічений текст містить бінарну і символьну розмітку (Міжрядковий інтервал, нова сторінка і т.п.), може містити таблиці та рисунки;
2) Графічні файли - файли, що містять точкові або векторні зображення;
3) Файли мультимедіа - розрізняють файли містять оцифрований звук (файли аудіо) і фали відео (Містять зображення і звук);
4) Виконувані файли - програми готові до виконання (файли з розширенням exe і com).
5) Архівні файли - файли архівів rar, tar, zip, cab і т.п.
6) Файли бібліотек - файли з розширенням DLL, OCX і LIB;
7) Файли даних - бінарні або текстові файли з різним розширенням, використовувані програмами під час роботи.
Інформація про логічної організації фізичного жорсткого диска
(зокрема логічних дисків, їх розмірі) розташована в головній завантажувального запису (MBR). MBR розташована в самому першому секторі жорсткого диска і не входить в структуру файлової системи.
В операційних системах сімейства UNIX поділ на логічні диски відсутня, а використовується поняття кореневого каталогу файлової системи. Специфікація звернення до файлу виглядає наступним чином:
/шлях/ім'я файла.тіп
В операційній системі RSX (RSX-11) дискові пристрої ідентифікуються кодами: груповий ідентифікатор, порядковий номер у групі, двокрапка (наприклад, DKx, DMx або DPx). Специфікація звернення до файлу виглядає наступним чином:
пристрій: [g, n] імя.расшіреніе
де:
пристрій - ідентифікатор пристрою (DKx, DMx, DPx - магнітні диски; MTx - магнітні стрічки; ТТХ - термінал ЕОМ, LPx - принтер);
[g, n] - каталог.
Сучасні операційні системи мають можливість працювати з декількома файловими системами одночасно. Перш ніж операційна система зможе використовувати файлову систему, вона повинна виконати над цією системою операцію, звану монтуванням. У загальному випадку операція монтування включає наступні кроки:
1) Перевірку типу монтируемой файлової системи; перевірку цілісності файлової системи;
2) Зчитування системних структур даних і ініціалізацію відповідного модуля файлового менеджера (Драйвера файлової системи). У деяких випадках - модифікацію файлової системи з тим, щоб вказати, що вона вже змонтована;
3) Включення нової файлової системи в загальний простір імен. Багато користувачів MS DOS ніколи не стикалися з поняттям монтування. Справа в тому, що ця система (як і багато інші ДОС, наприклад RT-11) виконує спрощену процедуру монтування при кожному зверненні до файлу.
2. Файлова система FAT
Файлова система FAT являє собою таблицю розміщення файлів, в якій вказуються:
1) безпосередньо адреси ділянок логічного диска, призначені для розміщення файлів;
2) вільні області дискового простору;
3) дефектні області диска.
У цій таблиці кожному блоку, призначеному для зберігання даних, відповідає 16-бітове значення. Якщо блок вільний, то значення буде нульовим. Якщо ж блок належить файлу, то значення дорівнює адресі наступного блоку цього файлу. Якщо це останній блок у файлі, то значення - OxFFF (рис. 2). Існує також спеціальний код для позначення поганого блоку, не читаного через дефект фізичного носія. У каталозі зберігається номер першого блоку і довжина файлу, вимірювана в байтах. Ємність диска при використанні 12-бітової FAT обмежена 4096 блоками (2 Мбайт), що прийнятно для дискет, але зовсім не годиться для жорстких дисків і інших пристроїв великої ємності. На таких пристроях DOS...
