Сущ. устройства, в кот. нет ФС (старые сотовые телефоны).

Жесткий диск:

Жесткий диск – набор одной или нескольких стеклянных или металлических пластин, покрытых с одной или с двух сторон магнитным материалом. На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические кольца. Их называют дорожками. На них хранятся данные. Нумерация дорожек начинается с 0 от внешнего края диска к внутреннему. Совокупность дорожек одного радиуса на всех поверхностях всех пластин носителя называется цилиндром. Каждая дорожка разбивается на фрагменты, которые называются секторы или блоки. Разбиение производится таким образом, что все дорожки имеют равное количество секторов. На внешних дорожках выделяются дополнительные секторы, которые могут использоваться для горячей замены. Сектор имеет фиксированный, определенный для каждой системы горячий размер. Обычно этот размер 512 байт. Чтобы считывающее устройство могло найти на диске нужный сектор, ему нужно передать 3 параметра: номер цилиндра, номер поверхности, номер сектора. Флэшки симулируют описанную структуру, поэтому имеют подобную адресацию.

ОС использует единицу дискового пространства, называемого кластером. Кластер – совокупность из нескольких секторов. Дорожки и секторы создаются в результате физического (низкоуровневого) форматирования, кластеры—в результ. высокоур. форматир.

Перед логическим форматированием диск необходимо разбить на разделы.

Раздел – непрерывная часть физического диска, которую ОС представляет пользователю, как логическое устройство.

Надежность файловых систем:

При работе с файловыми системами возможна потеря информации (из-за программного или аппаратного сбоя). Решение этих проблем:

Резервное копирование и восстановление.

Проверка целостности или непротиворечивости ФС

3) Использование отказоустойчивой ФС (например, NTFS)

Современные ФС:

1) Файловая система FAT (12;16;32) (File Allocation Table - таблица размещения файлов). В этой файловой системе всё пространство диска разделяется на области фиксированной длины (кластеры). FAT представляет собой базу данных, связывающую кластеры дискового пространства с самими файлами. Каталог в этой файловой системе так же представляет собой базы данных, которые входят в список файлов с указателями на первые кластеры этих файлов. ФС FAT(32) позволяет использовать длинные имена до 255 символов. FAT(12) – 13 символов. Корневой каталог FAT(32) расширен до 65536 элементов (FAT(16) – 255 элементов). Размер файла не может превышать 4 гигабайт, размер раздела – 32 гигабайт.

ФС S5 (system) (другое название – UFS) – первая файловая система, разработанная с использованием языка программирования высокого уровня. Архитектура данной ФС – древовидная структура в виде ориентированного графа. Глобальное использование концепции файлов: все объекты представлены в виде файлов, в том числе внешние устройства. Файл с точки зрения Unix – специальным образом именованный набор файлов, размещенный в файловой системе.

Виды файлов:

Обычные файлы или данные

Каталоги

Специальные файлы устройств sdf (special device file) – специальные файлы, с помощью которых можно использовать соответствующие драйверы устройств.

Именованные каналы (named pipe) – подвид обычных файлов, которые имеют фиксированную систему доступа FIFO (First In First Out – первым вошел первым вышел)

Link – специальные файлы, которые могут нарушать древовидную организацию

Сокеты (socket) – специальные файлы для взаимодействия процессов в рамках одной машины или в сети.

ФС обеспечивают возможность связывания одного и того же файла с различными именами.

Используется трехуровневая иерархия пользователей: 1) все пользователи 2) группы пользователей 3) конкретный пользователь. Регламентируется 3 действия: чтение, запись, выполнение RWX (read, write, execute)

Синхронизация при параллельном доступе к файлу:

UFS использует простой подход к управлению доступом: любому количеству пользователей разрешается параллельно осуществлять доступ к одному и тому же файлу в любом режиме (чтение, запись, выполнение). Контроль доступа осуществляется пользовательскими процессами. Начиная с файловой системы S4, появились средства синхронизации параллельного доступа. Синхронизация была возможна в пределах потока одного и того же процесса.

Физическая организация ФС S5:

Физическая организация файловой системы UFS делит всё дисковое пространство на 3 категории:

Суперобласть (в которой хранится информация о настройках файловой системы и её состоянии)