4.2. Использование диспетчера программ и диспетчера файлов Windows 2000.
Файловая организация данных.
Долговременно информация хранится на внешних носителях в виде файлов.
При хранении придерживаются определенной организации данных, под которой понимают совокупность правил определяющих особенности размещения данных на внешних устройствах, методы доступа к ним, средства защиты данных от несанкционированного доступа и т.п. Совокупность ОС, обеспечивающих доступ к данным, называется файловой системой.
Файлом называется логически связанная совокупность данных определенной длины, имеющая имя. Файл может хранить текст программы, документы, закодированные графические данные и т.д. Длина файлов измеряется в байтах.
Имя файла подбирается таким образом, чтобы по нему можно было легко определить содержимое.
Расширение имени, как правило, указывает на вид хранящихся в файле данных.
Расширение |
Содержимое файла |
arj |
Архив, созданный архиватором ARJ |
bar |
Резервная копия файла |
bat |
Командный файл |
com |
Выполняемая программа с абсолютным адресом |
doc |
Файл документа |
dbf |
Данные СУБД dBase, FoxPro |
exe |
Выполняемая программа |
inf |
Информационный файл |
ini |
Файл описания конфигурации программы |
obj |
Программа в объектном коде |
pas |
Исходный текст на Паскале |
sys |
Драйвер управления устройством |
Файловая структура диска.
Краткий обзор структуры диска
Прежде чем перейти к изучению возможностей файловых систем Windows 2000, необходимо иметь четкое представление о строении физического диска и его составляющих.
Круговой участок диска, с которого головка дисковода считывает информацию, называется дорожкой. Разметка дорожек на диске происходит в процессе его форматирования. Дорожки определяют физическую структуру дискового пространства. Одинаково расположенные дорожки разных дисковых пластин образуют цилиндр. Каждая дорожка разбивается на определенное количество секторов, число которых зависит от типа диска и расположения дорожки на диске. Сектор — это наименьшая физическая единица хранения информации на диске. Секторы объединяются в кластеры, которые, в свою очередь, являются наименьшими логическими единицами хранения информации.
В каждом кластере содержится определенное число секторов. Количество секторов в кластере зависит от типа диска, размеров раздела и собственно файловой системы (об этом будет рассказано несколько позднее). Когда операционная система размещает файл на диске, память под него выделяется не по секторам, а по кластерам. Размер кластера существенно влияет на величину свободного пространства на диске.
Базовый диск в Windows 2000 содержит один или несколько разделов, состоящих из набора кластеров. Каждый раздел имеет начальный и конечный секторы, а количество секторов между ними определяет емкость раздела. В каждом разделе используется тот или иной тип файловой системы (FAT16, FAT32, NTFS и т.д.).
Файловые системы FAT16 и FAT32
Файловая система FAT впервые появилась вместе с DOS и поддерживается DOS. всеми версиями Windows, UNIX, Linux и OS/2. Вот почему одним из главных преимуществ этой файловой системы является ее широкая совместимость с различными операционными платформами. Свое название файловая система FAT получила из-за одноименной таблицы расположения файлов (File Allocation Table) — структуры, управляющей выделением памяти под файлы.
Диск, отформатированный с помощью файловой системы FAT, содержит пять управляющих областей. Первая из них называется зарезервированной областью и в зависимости от типа диска состоит из одного или нескольких секторов. Первый сектор в зарезервированной области называется загрузочным. Он содержит таблицу разделов и программу автозагрузки. В таблице разделов хранится вся информация о разделах диска. включая типы разделов, начальный и конечный секторы, а также то, какой раздел активен. Программа автозагрузки запускает операционную систему (или загрузчик операционной системы) в активном разделе. Расположение загрузочного сектора всегда одинаково — цилиндр 0, сторона 0, дорожка 1 (т.е. первый сектор на диске).
Вторую управляющую область занимает таблица размещения файлов (File Allocation Table), или FAT, которая представляет собой таблицу ссылок на кластеры тома. Каждому кластеру диска соответствует определенный элемент таблицы. Возможные значения элементов перечислены в табл. 1. Значение элемента определяет состояние данного кластера: свободный, занятый, поврежденный или зарезервированный. Резервная копия таблицы FAT образует третью управляющую область, и ее могут использовать служебные программы для восстановления испорченной файловой системы.
Четвертая управляющая область содержит таблицу корневого каталога, которая совокупности с FAT применяется системой для определения файлов в корневом кат логе тома, файлов в подкаталогах (которые, между прочим, на самом деле находятся все в том же корневом каталоге) и начального кластера каждого файла. И наконец, пятая управляющая область отведена собственно под хранение данных. Когда приложение получает запрос на открытие какого-нибудь файла, операционная система просматривает таблицу FAT для определения его начального кластера. Затем с помощью все той же FAT, руководствуясь ей как своеобразной инструкцией, система определяет остальные кластеры файла и порядок, в котором их необходимо "собрать".
В зависимости от объема тома Windows 2000 автоматически определяет, сколько секторов должно содержаться в его кластере.
Изначально в файловой системе FAT под элементы ее таблицы выделялось по 12 бит (разрядов). 16-разрядная файловая система типа FAT под названием FAT16 впервые представлена в операционной системе DOS 4.0 и предназначалась для работы с большими кластерами и соответственно — с дисками большего размера. Максимальное количество кластеров, которое поддерживает система FAT16, равно 65526, что ограничивает размер томов FAT до 4 Гбайт (размер кластераmax* кластеровmax = количество байтов).
Следом за FAT16 в Windows 95 OSR 2 представлена новая файловая система FAT32, в которой под элементы таблицы размещения файлов выделялось уже по 32 бита, что позволило увеличить максимально возможное число кластеров до 268435446. Соответственно максимальный размер кластера в 32768 байт теоретически означает, что объем тома FAT32 может составлять до 8 Тбайт (один терабайт равен 1024 Гбайт), хотя на данный момент текущие возможности аппаратного обеспечения (512 байт на сектор) ограничивают это число до 2 Тбайт. В свою очередь Windows 2000 позволяет создавать внутри системы разделы размером не более 32 Гбайт. Тем не менее, она поддерживает установку томов любого размера (в том числе и свыше 32 Гбайт). Такая возможность позволяет устанавливать в Windows 2000 тома FAT32 объемом свыше 32 Гбайт, созданные в других операционных системах или с помощью специального программного обеспечения.
Файловая система NTFS
Аббревиатура NTFS расшифровывается как «файловая система Windows NT».
Одним из главных различий между системами FAT и NTFS заключается в том, что последняя обладает возможностью восстановления. Еще одно отличие касается безопасности. В системах FAT16 и FAT32 для предупреждения несанкционированного использования общих ресурсов применяются права ограниченного доступа. При этом права доступа к общему ресурсу распространяются на все его вложенные файлы и папки. В отличие от этого, в NTFS права доступа могут назначаться не только общим ресурсам, но и отдельным объектам.
Как и FAT32, система NTFS поддерживает гораздо большие размеры томов – до 2 Тбайт. Для томов NTFS в зависимости от их объема предусмотрены кластеры различного размера. Как и в системах FAT16 и FAT32, при форматировании тома NTFS для увеличения его емкости размеры кластеров можно изменять.