Хранение файлов на носителях.
Расположение информации на жёстком
диске: пластины, головки, дорожки и
сектора.
Файловая система.
Файл– поименованная совокупность байтов.
Файловая система(англ.file system) – способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Файловая система определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.
Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам – с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа – это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).
С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше). Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.
Кластер(англ.cluster) – в некоторых типах файловых систем логическая единица хранения данных, объединяющая группу секторов.
Маленький кластер лучше подходит для маленьких файлов. Так экономнее расходуется место. Большой кластер позволяет достичь более высоких скоростей, но на мелких файлах место будет использоваться нерационально (многие сектора будут пустыми, но будут считаться занятыми).
Файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.
Классификация файловых систем по предназначению:
Для носителей с произвольным доступом(например, жёсткий диск):FAT16,FAT32,NTFS, HPFS,ext2 и др….
Для носителей с последовательным доступом(например, магнитные ленты):QICи др.
Для оптических носителей– CD и DVD:ISO9660,HFS,UDFи др.
Виртуальные файловые системы:AEFSи др.
Сетевые файловые системы:NFS,CIFS,SSHFS,GmailFSи др.
Для флэш-памяти:YAFFS,ExtremeFFS,exFAT.
Файловая системаFat16:
FATпредставляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Ее название происходит от названия метода, применяемого для организации файлов – “таблица размещения файлов” (FileAllocationTable, FAT). Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT.
Пространство тома FAT32 логически разделено на три смежные области:
Зарезервированная область. Содержит служебные структуры, которые принадлежат загрузочной записи раздела (Partition Boot Record– PBR, для отличия отMaster Boot Record– главной загрузочной записи диска; также PBR часто некорректно называется загрузочным сектором) и используются при инициализации тома;
Область таблицы FAT, содержащая массив индексных указателей ("ячеек"), соответствующих кластерам области данных. Обычно на диске представлено две копии таблицы FAT в целях надежности;
Область данных, где записано собственно содержимое файлов
Таблица FATпредставляет собой список всех кластеров данного раздела. В каждой ячейке может храниться следующая информация:
0, если кластер свободен;
Номер следующего кластера данного файла, если этот кластер занят каким-либо файлом;
Специальная метка, если кластер является последним кластером файла;
Специальная метка, если кластер поврежден;
Область данныхначинается сКорневой папки, которая содержит записи для каждого файла и каждой папки, расположенных в ней. Единственным отличием корневой папки от остальных является то, что она занимает четко определенное место на диске и имеет фиксированный размер (не более 512 записей для жесткого диска; для дискет этот размер определяется их объемом).
Папки содержат 32-байтные записи для каждого содержащегося в них файла и каждой вложенной папки. Эти записи содержат следующую информацию:
Имя (в формате 8.3).
Байт атрибутов (8 бит полезной информации): Archive(архивный),System(системный),Hidden(скрытый) иRead-only(только чтение).
Время создания (24 бит).
Дата создания (16 бит).
Дата последнего доступа (16 бит).
Время последней модификации (16 бит).
Дата последней модификации (16 бит).
Номер начального кластера файла в таблице расположения файлов (16 бит).
Размер файла (32 бита).
В FAT16 – на номер кластера отводится 16 бит = 65536 кластеров. Размер кластера боле 32 кбайт не поддерживается. Таким образом, максимальный размер тома 2 Гб.
Максимальный размер файла 2 Гб.
При удалении файла запись об этом файле стирается из соответствующей папки и соответствующие кластеров в таблице FATпомечаются как свободные.