Файловая система fat32. Основные составляющие и характеристики. Организация доступа. Файловые системы ntfs и cdfs.

FAT 32 – это усовершенствованная версия FAT, разработанная для WINDOWS. Предусматривает ряд областей на диске, выделенных в процессе его форматирования:

1-Область головная – запись загрузки.

2-Таблица разбиения диска.

3-Запись загрузки.

4-Таблица размещения файлов.

5-Корневой каталог.

На физическом уровне пространства диска разбивают на области по 512 байт, их называют секторами. Блок, из которых состоит файл, называют кластерами. Они состоят из целого числа секторов кратных степени 2. Размер кластера можно определить поделив объем ПО на 64 Кб и округлив результат до ближайшего целого числа кратного степени 2. Каждый кластер содержит номер следующего кластера занятого файла и так по цепочке. FAT представляет собой БД, связывающего кластеры дискового пространства с файлами. Каждый каталог также представляет собой БД.

Механизм доступа реализуется следующим образом: После того как пришел запрос на чтение, ОС просматривает запись каталога для него, с целью получить первый кластер этого файла, затем система обращается к элементу FAT для данного кластера, чтобы найти следующий кластер по цепочке и т.д., пока не будет найден последний кластер. В FS FAT 32 номера элементов и номера секторов 32-х разрядные, то есть, максимальная емкость диска 2Тб.

Преимущества FAT 32:

1-Поддержка дисков до 2 Тб.

2-Более эффективное использование дискового пространства.

3-Большая надёжность, более быстрая загрузка программ.

 

При разработке NTFS основной целью было обеспечение большой скорости выполнения стандартных функций над файлами, включающие такие, как запись, чтение поиск. А также разработка дополнительных возможностей по восстановлению FS на больших дисках. Позволяет назначать права доступа к отдельным файлам. Также используются кластеры в качестве базовой единицы дискового пространства. Размер кластера зависит от размера раздела.

 

Формирование раздела для использования NTFS приводит к созданию нескольких систем файловой и главной таблицы файлов MFT (Master File Table). MFT содержит информацию обо всех файлах и папках, имеющуюся в разделе NTFS. NTFS – это объектно-ориентированная файловая система, которая обрабатывает все файлы, как объекты с атрибутами. Каждый занятый сектор, занятый в разделе NTFS, принадлежит какому-нибудь файлу. Частью файла является информация с описанием самой FS.

Отличие NTFS(4 и 5):

1-Система безопасности NT позволяет устанавливать различные права доступа к файлам и папкам для пользователей и групп пользователей.

2-Быстрое восстановление тома в случае сбоя.

3-Гибкие опции форматирования позволяют более эффективно использовать дисковое пространство.

4-Тома могут расширяться.

5-Зеркальные тома (WINDOWS NT Server).

«+»Имеется только в NTFS5^:

1-Защита отдельных файлов при помощи шифрования.

2-Расширение томов без перезагрузки (в NTFS4 нужна была перезагрузка).

3-Имеются возможности по отслеживанию распределенных ссылок, что позволяет сохранить ярлыки при перемещении файлов с одного тома на другой или даже на другой компьютер.

4-Использование квотирование диска. Можно ввести квоты на дисковое пространство доступное для работы каждому пользователю (в предыдущих версиях любой пользователей имел все пространство диска). Квотирование выполняется по каждому тому, поэтому не имеет значение нахождение тома на одном физическом, жестком диске или на разных устройствах.

В NTFS5 имеется оснастка MMC (Microsoft Management Cocole). Опция (Disk Defragmenter) имеется возможность по отдельной дефрагментации.

Особенности дефрагментации в NTFS5:

1-При дефрагментации свободное пространство не объединяется в одну непрерывную область, а располагается и объединяется в нескольких областях (2-3). Это сокращает время дефрагментации и практически не уменьшает производительность. Оснастка работает с томами сформатированными FAT, FAT32, NTFS, NTFS5. Дефрагментации может подвергнуться только один том. С помощью оснастки можно управлять и создавать следующие динамические тома:

1-Простой том (пространство на одном физическом диске).

2-Составной том (связанное пространство на нескольких дисках).

3-Чередующийся том (имеет несколько областей, каждый из которых на отдельном диске). При записи информации расчленяется или пишется пароль на каждой из дисков тома.

4-Зеркальный том (это отказоустойчивая система, обеспечивает избыточность данных, создавая две копии одного тома).

5-RAID-5 (Redundant Array of Inexpensive Disk) нужен для избыточности информации (подсчета контрольных сумм на каждом диске и т.д.).

CDFS – это виртуальная ФС для CD-ROM аналогична VFAT. Драйвер CDFS загружается динамически, если обнаружен привод CD-ROM. Поддерживает возможность мультисеансной работы, при условии, если это поддерживает сам привод и драйверы. Исполь-ет стандарт ISO9660. Исход-ая версия ISO-не поддерживает права доступа и символь ссылки. Имена файлов до 32 символов, не различает пробелы и строчные буквы. Огран-я на ISO были сняты, был разраб расшир вар-т RodeRidge. С ним работали UNIX сис-мы, но в винде не поддержив. Для винды- разраб оперативное расширение Joliet, которое поддержив длинные имена файлов в формате Unicode.

Требования к ОС. Частотный принцип. Принцип модульности. Виды модулей по характеру использования.

Независимо от назначения и не зависимости от их использования ОС, которые положены в основу их разработки:

1-Частотный принцип. Он основан на выделении действий в алгоритмах программ и данных в обработке массивов по частоте использования. Для действий, которые часто встречаются при работе ОС, обеспечивается условие их быстрого выполнения (такие программные тексты постоянно находятся в ОП и активно поддерживаются специальными средствами, как правило, часто операции стараются сделать более короткими). К данным, которые часто используются, обеспечивают более быстрый доступ. Частотный принцип наиболее важен в случае многоуровневого планирования.

На долгосрочный уровень:

· Редкие и длинные операции управления при этом минимальным объектом управления является непосредственно программы без детализации особенностей их исполнения.

На краткосрочный уровень:

· Выносится часто используемые и короткие операции отдельных программ.

2-Принцип модульности. ОС должна состоять из законченных функциональных элементов (модулей), которые имеют средства сопряжения с подобными элементами или элементами более высокого уровня данной или другой ОС. Разделение системы на модули определяется использованием методов проектирования ОС (нисходящий, восходящий принцип). Например, модули могут быть отдельно транслируемыми программными единицами. Определённый уровень ОС может иметь свою систему модулей, образуя в результате обобщенный модуль. На более высоком уровне этот обобщенный модуль является одним из базовых модулей. Такое иерархическое упорядочивание модулей упрощает разработку и уменьшает число проектных ошибок.

По характеру использования модули бывают:

· Однократными (могут испортить сами себя и не восстанавливаться в исходное состояние).

· Многократными (они не портят себя и могут восстанавливаться).

Важное значение при построении ОС имеют модули, которые можно параллельно использовать, такие модули называются реентерабельными.