Файлові системи

На відміну від спроб ввести стандарт на протокол, що описує правила доступу до віддалених файлових систем (CIFS, NFS), не варто чекати появи подібного стандарту, що описує файлові системи для жорстких дисків. Це можна пояснити тим, що файлова система жорстких дисків все ще продовжує залишатися однією з головних частин операційної системи, що впливає на її продуктивність. Тому кожен виробник операційних систем буде прагнути використовувати файлову систему, "рідну" для його ОС.

Подальша еволюція файлових систем піде по шляху вдосконалення механізмів зберігання даних, оптимізації зберігання мультимедійних даних, використання нових технологій, що застосовуються в базах даних (можливість повнотекстового пошуку, сортування файлів по різним атрибутам).

1. Поняття файлів

1.1 Імена і типи файлів

Файли ідентифікуються іменами. Користувачі дають файлів символьні імена, при цьому враховуються обмеження ОС як на використовувані символи, так і на довжину імені. До недавнього часу ці межі були вельми вузькими. Так у популярній файловій системі FAT довжина імен обмежується певною схемою 8.3 (8 символів - власне ім'я, 3 символи - розширення імені), а в ОС UNIX System V ім'я не може містити більше 14 символів. Однак користувачеві набагато зручніше працювати з довгими іменами, оскільки вони дозволяють дати файлу дійсно мнемонічне назву, за яким навіть через досить великий проміжок часу можна буде згадати, що містить цей файл. Тому сучасні файлові системи, як правило, підтримують довгі символьні імена файлів. Наприклад, Windows NT у своїй новій файловій системі NTFS встановлює, що ім'я файлу може містити до 255 символів, не вважаючи завершального нульового символу.

При переході до довгих іменах виникає проблема сумісності з раніше створеними додатками, що використовують короткі імена. Щоб додатка могли звертатися до файлів відповідно до прийнятими раніше угодами, файлова система повинна вміти надавати еквівалентні короткі імена (псевдоніми) файлам, що мають довгі імена. Таким чином, одним із важливих завдань стає проблема генерації відповідних коротких імен.

Довгі імена підтримуються не тільки новими файловими системами, але і новими версіями добре відомих файлових систем. Наприклад, в ОС Windows 95 використовується файлова система VFAT, яка представляє собою істотно змінений варіант FAT. Серед багатьох інших удосконалень одним з головних достоїнств VFAT є підтримка довгих імен. Крім проблеми генерації еквівалентних коротких імен, при реалізації нового варіанту FAT важливим завданням було завдання збереження довгих імен при умови, що принципово метод зберігання і структура даних на диску не повинні були змінитися.

Зазвичай різні файли можуть мати однакові символьні імена. У цьому випадку файл однозначно ідентифікується так званим складовим ім'ям, що представляє собою послідовність символьних імен каталогів. У деяких системах одного й того ж файлу не може бути дано кілька різних імен, а в інших таке обмеження відсутнє. В останньому випадку операційна система привласнює файлу додатково унікальне ім'я, так, щоб можна було встановити взаємно-однозначну відповідність між файлом і його унікальним ім'ям. Унікальне ім'я являє собою числовий ідентифікатор і використовується програмами операційної системи. Прикладом такого унікального імені файлу є номер індексного дескриптора в системі UNIX.

Типи файлів. Файли бувають різних типів: звичайні файли, спеціальні файли, файли-каталоги.

Звичайні файли в свою чергу підрозділяються на текстові і двійкові. Текстові файли складаються з рядків символів, представлених в ASCII-коді. Це можуть бути документи, вихідні тексти програм і т.п. Текстові файли можна прочитати на екрані і роздрукувати на принтері. Двійкові файли не використовують ASCII-коди, вони часто мають складну внутрішню структуру, наприклад, об'єктний код програми або архівний файл. Всі операційні системи повинні вміти розпізнавати хоча б один тип файлів - їх власні виконувані файли.

Спеціальні файли - це файли, асоційовані з пристроями вводу-виводу, які дозволяють користувачеві виконувати операції введення-виведення, використовуючи звичайні команди запису у файл або читання з файлу. Ці команди обробляються спочатку програмами файлової системи, а потім на деякому етапі виконання запиту перетворюються ОС в команди управління відповідним пристроєм. Спеціальні файли, так само як і пристрої введення-виведення, діляться на блок-орієнтовані і байт-орієнтовані.

Каталог - це, з одного боку, група файлів, об'єднаних користувачем виходячи з деяких міркувань (наприклад, файли, містять програми ігор, або файли, складові один програмний пакет), а з іншого боку - це файл, що містить системну інформацію про групу файлів, його складових. У каталозі міститься список файлів, що входять до нього, і встановлюється відповідність між файлами і їх характеристиками (атрибутами).

У різних файлових системах можуть використовуватися в якості атрибутів різні характеристики, наприклад:

інформація про дозволений доступ,

пароль для доступу до файлу,

власник файлу,

творець файлу,

ознака "тільки для читання ",

ознака "прихований файл",

ознака "системний файл ",

ознака "архівний файл",

ознака "двійковий/символьний",

ознака "тимчасовий" (Видалити після завершення процесу),

ознака блокування,

довжина запису,

покажчик на ключове поле в запису,

довжина ключа,

часи створення, останнього доступу і останньої зміни,

поточний розмір файлу,

максимальний розмір файлу.

Каталоги можуть безпосередньо містити значення характеристик файлів, як це зроблено у файловій системі MS-DOS, або посилатися на таблиці, що містять ці характеристики, як це реалізовано в ОС UNIX (малюнок 1). Каталоги можуть утворювати ієрархічну структуру за рахунок того, що каталог нижчого рівня ...може входити в каталог більш високого рівня (малюнок 2).

Ієрархія каталогів може бути деревом або мережею. Каталоги утворюють дерево, якщо файлу дозволено входити тільки в один каталог, і мережа - якщо файл може входити відразу в декілька каталогів. У MS-DOS каталоги

Малюнок. 1 Структура каталогів: а - Структура запису каталогу MS-DOS (32 байти);

б - структура запису каталогу ОС UNIX

Малюнок 2 Логічна організація файлової системи

а - однорівнева, б - ієрархічна (Дерево); в - ієрархічна (мережа)

утворюють деревовидну структуру, а в Unix'е - мережеву. Як і будь-який інший файл, каталог має символьне ім'я і однозначно ідентифікується складовим ім'ям, що містить ланцюжок символьних імен всіх каталогів, через які проходить шлях від кореня до даного каталогу.

1.2 Логічна організація файлу

Програміст має справу з логічної організацією файлу, представляючи файл у вигляді певним чином організованих логічних записів. Логічна запис - це найменший елемент даних, яким може оперувати програміст при обміні із зовнішнім пристроєм. Навіть якщо фізичний обмін із пристроєм здійснюється великими одиницями, операційна система забезпечує програмістові доступ до окремої логічної запису. На малюнку 3 показані кілька схем логічної організації файлу. Записи можуть бути фіксованої довжини або змінної довжини.

Малюнок 3 Способи логічної організації файлів

Записи можуть бути розташовані в файлі послідовно (послідовна організація) або в більш складному порядку, з використанням так званих індексних таблиць, що дозволяють забезпечити швидкий доступ до окремої логічної запису (Індексно-послідовна

організація).

Для ідентифікації запису може бути використано спеціальне поле запису, зване ключем. У файлових системах ОС UNIX і MS-DOS файл має найпростішу логічну структуру - послідовність однобайтових записів.

1.3 Фізична організація і адреса файлу

Фізична організація файлу описує правила розташування файлу на пристрої зовнішньої пам'яті, зокрема на диску. Файл складається з фізичних записів - блоків. Блок - найменша одиниця даних, якій зовнішній пристрій обмінюється з оперативною пам'яттю. Безперервне розміщення - найпростіший варіант фізичної організації (малюнок 2.34, а), при якому файлу надається послідовність блоків диска, що утворюють єдиний суцільний ділянку дискової пам'яті. Для задання адреси файлу в цьому випадку достатньо вказати тільки номер початкового блоку. Інше достоїнство цього методу - простота. Але є й два істотні недоліки. По-перше, під час створення файлу заздалегідь не відома його довжина, а значить не відомо, скільки пам'яті треба зарезервувати для цього файлу, по-друге, при такому порядку розміщення неминуче виникає фрагментація, і простір на диску використовується не ефективно, так як окремі ділянки маленького розміру (Мінімально 1 блок) можуть залишитися не використовуваними.

Наступний спосіб фізичної організації - розміщення у вигляді пов'язаного списку блоків дискової пам'яті (Рисунок 4, б). При такому способі на початку кожного блоку міститься покажчик на наступний блок. У цьому випадку адреса файлу також може бути заданий одним числом - номером першого блоку. На відміну від попереднього способу, кожен блок може бути приєднаний до ланцюжок якого-небудь файлу, отже фрагментація відсутня. Файл може змінюватися під час свого існування, нарощуючи число блоків. Недоліком є ​​складність реалізації доступу до довільно заданому місцю файлу: для того, щоб прочитати п'ятий за порядком блок файлу, необхідно послідовно прочитати чотири перших блоку, простежуючи ланцюжок номерів блоків. Крім того, при цьому способі кількість даних файлу, що містяться в одному блоці, не дорівнює ступеню двійки (одне слово витрачено на номер наступного блоку), а багато програм читають дані блоками, розмір яких дорівнює ступеня двійки.

Малюнок 4 Фізична організація файлу

а - безперервне розміщення; б - пов'язаний список блоків;

в - зв'язаний список індексів; г - Перелік номерів блоків

Популярним способом, використовуваним, наприклад, у файловій системі FAT операційної системи MS-DOS, є використання пов'язаного списку індексів. З кожним блоком пов'язується деякий елемент - індекс. Індекси розташовуються в окремій області диска (в MS-DOS це таблиця FAT). Якщо деякий блок розподілений деякого файлу, то індекс цього блоку містить номер наступного блоку даного файлу. При такій фізичній організації зберігаються всі достоїнства попереднього способу, але знімаються обидва відзначених недоліку: по-перше, для доступу до довільного місця файлу достатньо прочитати лише блок індексів, відрахувати потрібну кількість блоків файлу по ланцюжку і визначити номер потрібного блоку, і, по-друге, дані файлу займають блок цілком, а значить мають об'єм, рівний ступеню двійки.

На закінчення розглянемо завдання фізичного розташування файлу шляхом простого перерахування номерів блоків, займаних цим файлом. ОС UNIX використовує варіант даного способу, що дозволяє забезпечити фіксовану довжину адреси, незалежно від розміру файлу. Для зберігання адреси файлу виділено 13 полів. Якщо розмір файлу менше або дорівнює 10 блокам, то номери цих блоків безпосередньо перераховані в перших десяти полях адреси. Якщо розмір файлу більше 10 блоків, то наступне 11-е поле містить адресу блоку, в якому можуть бути розташовані ще 128 номерів наступних блоків файлу. Якщо файл більше, ніж 10 +128 блоків, то використовується 12-е поле, в якому знаходиться номер блоку, що містить 128 номерів блоків, які містять по 128 номерів блоків даного файлу. І, нарешті, якщо файл більше 10 +128 +128 (128, то використовується останніх 13-е поле для потрійний непрямої адресації, що дозволяє задати адресу файлу, який має розмір максимум 10 + 128 + 128 (128 + 128 (128 (128.

2.Общіе поняття файлової системи

2.1Общая модель файлової системи

Функціонування будь файлової системи можна представити багаторівневої моделлю (рисунок 5), в якій кожен рівень надає деякий інтерфейс (набір функцій) рівню, який вище, а сам, у свою чергу, для виконання своєї роботи використовує інтерфейс (Звертається з набором запитів) нижчого рівня.

Завданням символьного рівня є визначення по символьному імені файлу його унікального імені. В файлових системах, в яких кожен файл може мати тільки одне символьне ім'я (Наприклад, MS-DOS), цей рівень відсутній, так як символьне ім'я, присвоєне файлу користувачем, є одночасно унікальним і може бути використане операційною системою.

Малюнок 5 Загальна модель файлової системи

В інших файлових системах, в яких один і той же файл може мати декілька символьних імен, на даному рівні проглядається ланцюжок каталогів для визначення унікального імені файлу. У файловій системі UNIX, наприклад, унікальним ім'ям є номер індексного дескриптора файлу (i-node).

На наступному, базовому рівні по унікальному імені файлу визначаються його характеристики: права доступу, адресу, розмір та інші. Як вже було сказано, характеристики файлу можуть входити до складу каталогу або зберігатися в окремих таблицях. При відкритті файлу його характеристики переміщаються з диска в оперативну пам'ять, щоб зменшити середній час доступу до файлу. У деяких файлових системах (наприклад, HPFS) при відкритті файлу разом з його характеристиками в оперативну пам'ять переміщаються декілька перших блоків файлу, що містять дані.

Наступним етапом реалізації запиту до файлу є перевірка прав доступу до нього. Для цього порівнюються повноваження користувача або процесу, які видали запит, зі списком дозволених видів доступу до даного файлу. Якщо запитуваний вид доступу дозволений, то виконання запиту продовжується, якщо ні, то видається повідомлення про порушення прав доступу.

На логічному рівні визначаються координати запитуваної логічної за...пису у файлі, тобто потрібно визначити, на якій відстані (в байтах) від початку файлу знаходиться необхідна логічна запис. При цьому абстрагуються від фізичного розташування файлу, він представляється у вигляді безперервної послідовності байт. Алгоритм роботи даного рівня залежить від логічної організації файлу. Наприклад, якщо файл організований як послідовність логічних записів фіксованої довжини l, то n-ая логічна запис має зсув l ((n-1) байт. Для визначення координат логічної запису у файлі з індексно-послідовною організацією виконується читання таблиці індексів (ключів), в якій безпосередньо вказується адреса логічної запису.

Малюнок 6 Функції фізичного рівня файлової системи

Вихідні дані:

V - розмір блоку

N - номер першого блоку файлу

S - зміщення логічної запису у файлі

Потрібно визначити на фізичному рівні:

n - номер блоку, що містить необхідну логічну запис

s - зсув логічної запису у межах блоку

n = N + [S/V], де [S/V] - ціла частина числа S/V

s = R [S/V] - дробова частина числа S/V

На фізичному рівні файлова система визначає номер фізичної блоку, який містить необхідну логічну запис, і зсув логічної запису у фізичному блоці. Для вирішення

2.2 розумінні.

3. файлів. В Більшість

Програми відновлення диска переглядають диск і створюють копію FAT в оперативній пам'яті. Потім ця копія порівнюється з "справжньою" FAT і таким чином виявляються втрачені кластери, тобто не належать жодному з існуючих файлів. Практично всі програми відновлення можуть зберігати інформацію з втрачених кластерів у файл, а потім обнуляти їх.

Наприклад, програма Chkdsk з ланцюжків втрачених кластерів створює файли з іменами FILE0001.CHK, FILE0002.CHK і т.д.

Пересічні файли. Такі файли з'являються, коли два записи каталогу неправильно вказують на один кластер. В Внаслідок кластер "містить" дані з декількох файлів, що, природно, неприпустимо.

Найчастіше один з пересічних файлів пошкоджений. Програми відновлення даних зазвичай вирішують проблему пересічних файлів таким чином: файли копіюються з новими іменами в вільне місце диска, а пересічна область обох файлів (і їхні інші частини) віддаляється. Зверніть увагу, що видаляються обидва файли, тобто усунення подібної помилки не породжує нових проблем: наприклад, запис в каталозі вказує на неіснуючий файл. Переглянувши два відновлених файлу, можна визначити, який з них пошкоджений.

Невірний файл або каталог. Іноді інформація в записі каталогу для

файлу або підкаталогу НЕ відповідає дійсності: запис містить

кластер з невірною датою або неправильним форматом. Практично всі програми відновлення диска усувають і цю проблему.

Команди Chkdsk, Recover і Scandisk - це "реанімаційна бригада" DOS, що займається відновленням пошкоджених даних на диску. Ці команди мають дуже простий і не дуже дружній інтерфейс, їх застосування найчастіше надає значний вплив на систему, але іноді тільки вони і можуть допомогти.

3.3 Файлова система NTFS

У порівнянні з FAT або FAT32, NTFS надає користувачеві ціле поєднання достоїнств: ефективність, надійність і сумісність. Файлова система NTFS застосовується в операційній системі Windows NT/2000/XP.

Як і будь-яка інша система, NTFS ділить все корисне місце на кластери - блоки даних, що використовуються одноразово. NTFS підтримує майже будь-які розміри кластерів - від 512 байт до 64 Кбайт, якимсь стандартом ж вважається кластер розміром 4 Кбайт

При установці NTFS, диск поділяється на дві нерівні частини: перша відводитися під MFT (Master File Table - Загальна таблиця файлів), називається MFT - зоною і займає порядку 12% від загального розміру диска, другу частину займають власне ваші дані. Є ще й третя зона, але про неї пізніше. MFT лежить на початку диска, кожен запис в MFT відповідає якомусь файлу і займає близько 1 Kb. За своєю суттю це каталог всіх файлів що знаходяться на диску. Треба зауважити, що будь-який елемент даних в NTFS розглядається як файл, навіть MFT.

MFT-зона завжди тримається порожньою - це робиться для того, щоб найголовніший, службовий файл (MFT) не фрагментованих при своєму зростанні. Решта 88% диску являють собою звичайний простір для зберігання файлів.

Вільне місце диска, проте, включає в себе всі фізично вільне місце - незаповнені шматки MFT-зони туди теж включаються. Механізм використання MFT-зони такий: коли файли вже не можна записувати у звичайний простір, MFT-зона просто скорочується (в поточних версіях операційних систем рівно в два рази), звільняючи таким чином місце для запису файлів. При звільненні місця у звичайній області MFT зона може знову розшириться.

Перші 16 файлів (метафайли) в MFT - зоні є особливою кастою. У них міститься службова інформація, вони мають фіксоване положення і вони недоступні навіть операційній системі. До речі, першим з цих 16 є сам MFT - файл. Існує копія перших трьох записів.

Третя зона, в свою чергу, ділить диск навпіл. Це зроблено для надійності, у випадку втрати інформації в MFT - файлі, завжди можна відновити інформацію, а там вже справа техніки, як говоритися. Всі інші файли в MFT - зоні можуть розташовуватися довільно. Треба зауважити, що в MFT - зоні теоретично крім службових файлів нічого не перебувати. Але бувають випадки, коли місця на тій частині диска, що відведена для користувача не залишається і тоді MFT - зона зменшується. Відповідно з'являється місце під другій половині диска для запису даних. Коли ж в цій зоні звільняється достатня кількість вільного місця, MFT - зона знову розширюється. І ось тут то з'являється проблема. У MFT - зону потрапляють звичайні файли і вона починає фрагментуватися. Але повернемося до метафайли. Кожен з них відповідає за яку область роботи. Починаються вони з символу імені $. Наведемо приклад деяких з них:

$ MFT - не що інше як сам MFT

$ MFTmirr - та сама копія, що по серединці диска

$ LogFile - це файл журналирования

$ Boot - як видно з назви, його величність завантажувальний сектор

$ Bitmap - карта вільного місця розділу

Інформація про метафайлах знаходитися в MFT - файлі. Така система придумана для збільшення надійності NTFS і себе виправдовує. NTFS практично не має обмеження на розміри диска (У всякому разі при нинішніх технологіях виробництва жорстких дисків). Розмір кластера може варіюватися від 512 b до 64 Kb, хоча звичайний його розмір дорівнює 4 Kb.

Каталог NTFS. Це метафайл з позначенням $. Він розділений на частини, в кожній з яких міститься ім'я файла, його атрибути і посилання на MFT - файл. А там вже є вся інша інформація. Каталог являє собою бінарне дерево, тобто в каталозі інформація про даних на диску розташована таким чином, що при пошуку якогось файлу каталог розбивався на дві частини і відповідь полягала в тому, в якій саме частині знаходитися шукане. Потім та ж сама операція повторюється в обраній половині. І так до тих пір, поки не буде знайдений потрібний файл.

Файли. Їх як таких немає, є так звані потоки. Тобто, будь-яка одиниця інформації являє собою декілька потоків. Один потік - це самі дані, він є основним. Інші потоки - атрибути файлу. До будь-якого файлу можна прикріпити будь-який інший файл. Простіше кажучи, до потоків одних даних можна прикріпити абсолютно новий потік і записати туди нові дані. Ось тільки інформація за обсягом файлу береться за обсягом основного потоку. Порожні або малорозмірні файли на диску відображені тільки в метафайлах. Зроблено це з метою економії дискового простору. Взагалі треба зазначити,... що поняття файл набагато глибше і ширше і все властивості описати досить складно. Відзначу, що максимальна довжина імені файлу може досягати 255 символів.

До всього іншого, файли NTFS мають такий атрибут як стиснутий. Будь-який файл або навіть каталог може бути стиснутий. Сама операція стиснення відбувається непомітно, так як швидкість її досить висока. До купи, використовується так зване віртуальне стиснення тобто одна частина файлу може бути стиснута, а інша ні. Стиснення здійснюється блоками. Кожен блок дорівнює 16 кластерам.

В NTFS використовується шифрування даних. Таким чином, якщо вам довелося по яких - небудь причин перевстановити систему заново, то зашифровані файли без відповідної санкції прочитати не зможете.

Журналювання. NTFS - відмовостійка система, яка цілком може привести себе в коректне стан при практично будь-яких реальних збої. Будь-яка сучасна файлова система заснована на такому понятті, як транзакція - дія, що здійснюється цілком і коректно або не скоєне взагалі. У NTFS просто не буває проміжних (помилкових чи некоректних) станів - квант зміни даних не може бути поділений на до і після збою, приносячи руйнування і плутанину - він або досконалий, або скасований.

Приклад: здійснюється запис даних на диск. Раптом з'ясовується, що в те місце, куди ми тільки що вирішили записати чергову порцію даних, писати не вдалося - фізичне пошкодження поверхні. Поведінка NTFS в цьому випадку досить логічно: транзакція запису відкочується цілком - система усвідомлює, що запис не проведена. Місце позначаються як збійні, а дані записуються в інше місце - починається нова транзакція.

Таким чином, журналирование - засіб для істотного скорочення числа помилок і збоїв системи. Навряд чи пересічний користувач NTFS хоч коли-небудь помітить помилку системи або змушений буде запускати chkdsk - досвід показує, що NTFS відновлюється в повністю коректне стан навіть при збоях в дуже завантажені дискової активністю моменти. Можна навіть оптимізувати диск і в самий розпал цього процесу натиснути reset - ймовірність втрат даних навіть у цьому випадку буде дуже низька. Важливо розуміти, однак, що система відновлення NTFS гарантує коректність файлової системи, а не ваших даних. Якщо ви проводили запис на диск і отримали аварію - ваші дані можуть і не записатися.

3.4 Порівняльна характеристика FAT 32 і NTFS. Переваги і недоліки

Переваги NTFS:

1. Швидка швидкість доступу до файлів малого розміру;

2. Розмір дискового простору на сьогоднішній день практично не обмежений;

3. Фрагментація файлів не впливає на саму файлову систему;

4. Висока надійність збереження даних і власне самої файлової структури;

5. Висока продуктивність при роботі з файлами великого розміру;

Недоліки NTFS:

1. Більш високі вимоги до обсягом оперативної пам'яті в порівнянні з FAT 32;

2. Робота з каталогами середніх розмірів утруднена через їх фрагментації;

3. Більш низька швидкість роботи в порівнянні з FAT 32;

Переваги FAT 32:

1. Висока швидкість роботи;

2. Низьке вимога до обсягу оперативної пам'яті;

3. Ефективна робота з файлами середніх і малих розмірів;

4. Більш низький знос дисків, внаслідок меншої кількості пересувань головок читання/запису.

Недоліки FAT 32:

1. Низька захист від збоїв системи;

2. Не ефективна робота з файлами великих розмірів;

3. Обмеження по максимальному обсягом розділу і файлу;

4. Зниження швидкодії при фрагментації;

5. Зниження швидкодії при роботі з каталогами, що містять велику кількість файлів.

3.5 Файлові системи Linux

Сучасна, потужна і безкоштовна операційна система Linux надає широку територію для розробки сучасних систем і користувальницького програмного забезпечення. Деякі з найбільш цікавих розробок в недавніх ядрах Linux це нові, високо продуктивні технології для управління зберіганням, розміщенням та оновленням даних на диску.

3.5.1 EXT 2 (The Second Extended File System)

Ext2 - файлова система, створювана в Linux за замовчуванням. У результаті її створення розділ дискового накопичувача буде складатися з безлічі областей, - груп блоків, які, в свою чергу, поділяються на менші області.

Індексний дескриптор - це покажчик на файл, в якому міститься інформація відноситься до файлу: власник, права доступу, дата останньої зміни. Кожному файлу відповідає один індексний дескриптор. Кількість індексних дескрипторів постійно і задається під час створення файлової системи (за умовчанням на кожні 4096 байт - один дескриптор).

суперблок - в суперблоці зберігатися інформація про всю файловій системі. Суперблок є в кожній групі блоків, він є всього лише резервною копією суперблоку з першої групи блоків.

Дескриптор групи - тут зберігається інформація про кожну групу блоків. Тут також знаходяться вказівники на таблицю індексних дескрипторів.

Бітова карта блоків - масив бітів, вказуючих на використані блоки.

Таблиця індексних дескрипторів - таблиця реально виділених для даної групи блоків індексних дескрипторів.

Блоки даних - блоки, у яких безпосередньо знаходяться дані.

На малюнку 8 наведено схему файлової системи Linux ..

Малюнок 8 Файлова система Ext2

3.5.2 EXT 3

Файлова система ext3 по суті є вдосконаленою версією файлової системи ext2. Ці удосконалення надають наступні переваги: ​​

1) Доступність

У разі несподіваного відключення харчування або збою системи (так званого некоректного відключення системи) кожну змонтовану файлову систему ext2 необхідно перевіряти на цілісність за допомогою програми e2fsck. Це тривалий процес, який може значно уповільнити завантаження системи, особливо при великих дисках з великою кількістю файлів. І поки перевірка не закінчиться, дані на дисках будуть недоступні.

Журналювання, виконуване файловою системою ext3, означає, що така перевірка файлової системи після некоректного відключення системи більш не потрібно. Перевірка цілісності в ext3 виконується тільки в дуже рідкісних випадках, при відмові обладнання, наприклад, при збої жорсткого диска. Час відновлення файлової системи ext3 після некоректного відключення системи не залежить від розміру файлової системи або числа файлів, воно залежить від розміру журналу, використовуваного для підтримки цілісності. На відновлення при стандартному розмірі журналу йде близько секунди, в залежності від швидкості комп'ютера.

2) Цілісність даних

Файлова система ext3 надійно забезпечує цілісність даних у разі некоректного відключення системи. Файлова система ext3 дозволяє вам вибрати тип і рівень захисту ваших даних. За замовчуванням томи ext3 забезпечують високий рівень цілісності даних з урахуванням стану файлової системи.

3) Швидкість

Незважаючи на те, що деякі дані записуються неодноразово, в більшості випадків ext3 працює швидше, ніж ext2, так як журналирование ext3 дозволяє оптимізувати переміщення головки жорсткого диска. Ви можете оптимізувати швидкість, вибираючи з трьох режимів журналирования, але врахуйте, що це впливає на рівень цілісності даних.

4.Программи для роботи з жорсткими дисками й файловими системами

4.1 Acronis Disk Director Suite 10

Acronis Disk Director Suite 10 надає такі можливості, як управління жорсткими дисками, поділ їх на розділи без втрати даних, перенесення операційної системи з диска на диск і багато іншого. Це професійна програма для роботи з жорсткими дисками в домашніх умовах.

Для повноцінного використання Acronis Disk Director Suite необхідно мати в розпорядженні:

Операційну систему Microsoft Windows 98 SE/Me/NT4.0/Workstation SP 6/2000 Professional SP 4/XP SP 2;

Процесор з тактовою частотою 300 МГц або більш потужний;

2...56 Мб оперативної пам'яті;

100 Мб вільного простору на жорсткому диску;

Пишучий CD/DVD дисковод.

Установка програми не викликає проблем. Все інтуїтивно зрозуміло.

Інтерфейс програми гранично простий і зрозумілий

Професійний підхід до роботи організований з урахуванням навичок звичайних користувачів. У програму Acronis Disk Director Suite 10 включені оновлені утиліти, раніше доступні тільки по окремо. Менеджер розділів (Partition Expert) допоможе скопіювати, розділити, перемістити розділи жорстко диска без втрати даних. Ця функція одна із самих популярних і корисних. Можна перенести свою операційну систему з усіма файлами на новий жорсткий диск, якщо зламався старий. Це позбавляє від необхідності заново перевстановлювати операційну систему з усіма програмами. Або можна просто розділити жорсткий диск на розділи (локальні диски) для зручності в роботі. Розрізати диск на декілька розділів без втрати даних - простіше простого. Для цього знадобиться зробити всього декілька рухів мишкою: запустити програму, клікнути на жорсткому диску правою кнопкою, вибрати В«Змінити розмірВ» і, пересуваючи візуальні межі розділу, задати той розмір, який вам подобається. І все. Так, ще один момент: для завершення будь-якої операції по окремо або всіх відразу натискайте В«Фінішний прапорецьВ» (малюнок 9).

Малюнок 9: Зміна розміру розділу

Редактор дисків виконує спеціалізовані операції по роботі з жорстким диском: від перевірки до виправлення помилок. Можете запустити автоматичну перевірку жорсткого диска на наявність помилок, якщо вперше звертаємося до цієї програми або навіть скористатися шістнадцятковим редактором. Для виконання перевірки досить вибрати жорсткий диск або розділ, натиснувши правою клавішею мишки на ньому, і вибрати В«ПеревіркаВ». Утиліта призведе жорсткий диск в порядок. Утиліта відновлення розділів (Recovery Expert) - професійний інструмент з повернення до життя і відновлення втрачених або видалених розділів. Може статися так, що випадково віддалиться розділ жорсткого диска або це відбудеться в результаті програмної помилки. Ця утиліта може відновити з високою точністю дані, які були видалені навіть кілька місяців тому. Для виклику цієї утиліти необхідно клікнути викладку В«МайстраВ» і вибрати «³дновлення розділівВ».

У програмі ведеться журнал подій, завжди можна переглянути, що відбувалося з жорстким диском, які дії робилися самою програмою. Це буде корисно, якщо ми забули, як правильно вчинити ту чи іншу дію над жорстким диском або з'ясувати послідовність кроків виконання операції. У програми всі ходи записані (Малюнок 10)!

Малюнок 10: Журнал подій програми

І ще одна корисна функція програми - створення завантажувального диска. Якщо раптом Windows В«наказала довго жити В», а копію своїх файлів ми так і не встигли зробити, не варто думати, що дорогоцінна інформація втрачена назавжди. Скористаємося завантажувальним диском: він здатний працювати з жорстким диском без завантаження операційної системи. Ми зможемо повноцінно працювати з вмістом жорсткого диска, переносити файли, протестувати на наявність помилок і спробувати усунути неполадку із завантаженням операційної системи. Функції і зовнішній вигляд програми в цьому випадку не будуть відрізнятися від

4.2.

Малюнок 14

Рисунок 17

Рисунок 18

Рисунок 19

Рисунок 20

Рисунок 21

Рисунок 22

Рисунок 24

Висновок

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту referat.ru/