2. Понятие файловой системы

Основа любой современной ОС – это система управления файлами.

Файловая система – это принцип организации хранения данных на дисках.

Поверхность жёсткого диска представляется в виде трёхмерной матрицы (таблицы). Измерениями матрицы являются:

• номер поверхности;

• номер цилиндра;

• номер сектора.

Размещение данных в структурированном табличном виде позволяет эффективно организовать их хранение и облегчить поиск.

Служебные данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл хранятся в системной области диска. Формат, в котором хранятся служебные данные, определяется конкретной файловой системой. Повреждение системной области приводит к невозможности воспользоваться данными. ОС постоянно выполняет контроль надёжности и целостности данных системной области.

Упражнение 3

1. Выпишите в тетрадь определение файловой системы.

2. Ответьте письменно на вопрос: «В каком виде хранит данные о файлах файловая система?»

3. Файловая система fat (fat16, fat32)

Файловая система FAT (File Allocation Table - FAT) представляет собой таблицу, хранящую информацию о местоположении файлов на диске. Это простая файловая система, разработанная для небольших дисков и простых структур каталогов.

Таблица размещения файлов находится в начале тома. В целях защиты информации хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой таблицы ОС использует вторую. Размер кластера зависит от размера тома (раздела диска).

Использование кластеров, размер которых больше одного сектора, снижает фрагментацию и уменьшает объем дискового пространства, необходимый для хранения информации об использованных и неиспользованных областях на диске.

FAT16. ОС MS-DOS, OS/2, Windows 95 использовали файловую систему FAT16. Таблица состоит 16-разрядных полей. Позволяет разместить по умолчанию 2¹⁶ (65536) записей о местоположении данных. Используется для дисков ёмкостью от 1 до 2 Гб. В этом случае длина кластера составляет 32 Кб (64 сектора). Однако, любой файл (даже самый маленький) полностью занимает весь кластер. Если же файл велик и занимает несколько кластеров, то всё равно в последнем кластере образуется некий остаток.

Для дисков объёмом около 2 Гб потери дискового пространства могут составлять 25-40% от всей ёмкости. С дисками ёмкостью более 2Гб FAT16не работает.

FAT32. Windows 98, ME, 2000, XP поддерживают более совершенную версию файловой системы FAT32. Таблица состоит 32-разрядных полей. В ней размещается 2³² (4294967296) записей о местонахождении данных. Используется для дисков ёмкостью до 8 Гб. Размер кластера – 4 Кб (8 секторов).

Более эффективно расходуется пространство диска, чем в FAT16. Экономится 10-15% свободного места.

4. Файловая система ntfs

Файловая система NTFS обеспечивает производительность, надежность и совместимость, которые не в состоянии предоставить файловая система FAT. Хранение файлов организовано здесь совершенно иначе. Служебная информация хранится в главной таблице файлов (Master File Table - MFT). Размер кластера не зависит от размера диска. Для очень больших дисков должна работать эффективнее, чем FAT32.

Поддерживается операционными системами Windows NT, XP, 7 и др. более новыми версиями.

NTFS разрабатывалась с целью обеспечения скоростного выполнения стандартных операций над файлами (чтение, запись, поиск). Она предоставляет возможность восстановления поврежденной файловой системы.

Файловая система NTFS поддерживает контроль доступа к данным различных пользователей, что играет существенную роль в обеспечении конфиденциальности данных.

Каждый файл и каждая папка воспринимаются в виде набора атрибутов. Атрибутами файла являются: имя, информация системы безопасности, и содержащиеся в нём данные.

Всё дисковое пространство делится 2-е неравные части (12% - MFT – специальный файл со служебной информацией, 88% - пространство для хранения файлов).

Упражнение 4

1. Составьте кратко конспект п.3 и 4 практической работы.