Файловая система. Характеристики. Версии. Структура диска в NTFS .

Файловая система - это методы и структуры данных, которые используются операционной системой для хранения файлов на диске или его разделе. О файловой системе также говорят, ссылаясь на раздел или диск, используемый для хранения файлов или тип файловой системы.

Нужно видеть разницу между диском или разделом и установленной на нем файловой системой. Некоторые программы (например, программы установки файловой системы) при обращении к диску или разделу используют прямой доступ к секторам. Если на этом месте была файловая система, то она будет серьезно повреждена. Большинство программ взаимодействуют с диском посредством файловой системы, и, следовательно, их работа будет нарушена, если на разделе или диске никакая система не установлена (или тип файловой системы не соответствует требуемому).

Перед тем, как раздел или диск могут быть использованы в качестве файловой системы, она должна быть инициализирована, а требуемые данные перенесены на этот диск. Этот процесс называется созданием файловой системы.

Сама таблица размещение файлов не является файлом. Она может быть считана при помощи функций DOS или BIOS непосредственно читающих определенные сектора диска. К счастью, операционная система обеспечивает функцию, которая возвращает идентификационный байт диска.

 

В файловой системе — файл, предназначенный для регистрации имен других файлов и обеспечения к ним доступа по зарегистрированным именам. Каталог содержит данные, описывающие группу файлов, размещенных на устройстве памяти с прямым доступом (обычно, на магнитном или лазерном диске). Например, в персональных IBM-совместимых компьютерах в Каталоге хранятся имена файлов, сведения об их типе (исполняемый, текстовый и т. п.), размере и времени последнего обновления, а также указатели места их расположения на диске. Если в Каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится или содержится в данном Каталоге. В любом Каталоге кроме файлов могут содержаться другие Каталоги, называемые подкаталогами. На каждом диске имеется один главный или корневой каталог. Корневой каталог обычно не имеет имени (считается, что его имя совпадает с именем диска, на котором он расположен) и занимает на этом диске специальное место. Все остальные Каталоги являются файлами специального вида и имеют имена, состоящие из 8 символов, и могут иметь расширение (3 символа), отделенное от имени точкой. В корневом Каталоге регистрируются файлы и подкаталоги (К. 1-го уровня). В Каталоге 1-го уровня регистрируются файлы и Каталог 2-го уровня и т. д. Получается многоуровневая древообразная структура Каталога на диске.

Прямой и последовательный доступ к файлам Для внешних файлов определены два сорта доступа: последовательный доступ и прямой доступ. В настраиваемых пакетах SEQUENTIAL_IO и DIRECT_IO описаны соответствующие файловые типы и связанные с ними операции. Объект файлового типа, используемый для последовательного доступа, называется последовательным файлом, а используемый для прямого доступа — прямым файлом.При последовательном доступе файл рассматривается как последовательность значений, которые передаются в порядке их поступления (от программы или из окружения). Если файл открыт, то передача начинается с начала файла.При прямом доступе файл рассматривается как набор элементов, занимающих последовательные позиции в линейном порядке; значение может быть передано в элемент файла (или из него), находящийся в любой выбранной позиции. Позиция элемента задается его индексом, который является положительным числом определяемого реализацией целого типа COUNT. Индекс первого элемента в файле (если он есть) равен единице; индекс последнего элемента (если он есть) называется текущим размером; текущий размер файла, не содержащего ни одного элемента, равен нулю. Текущий размер — это характеристика внешнего файла.Открытый прямой файл имеет текущий индекс, который будет использован следующей операцией для чтения или записи. По открытии прямого файла значение текущего индекса устанавливается равным единице. Текущий индекс прямого файла — это характеристика не внешнего файла, а связанного с ним объекта файлового типа.Для прямых файлов допустимы все три вида файла. Для последовательных файлов допустимы только виды IN_FILE и OUT_FILE.

 

 

Атрибуты Файла Когда Вы применяете 'ls -l' команду оболочки на файле, это дает Вам информацию относительно размера файла, кто его хозяин, когда было последнее изменение, и т.п.. Этот вид информации называется атрибутами файла; они связаны с файлом непосредственно и не часть одного из имен. Этот раздел содержит информацию относительно того, как Вы можете запрашивать и изменять эти атрибуты файлов Распределенные файловые системы Ключевым компонентом любой распределенной системы является файловая система. Как и в централизованных системах, в распределенной системе функцией файловой системы является хранение программ и данных и предоставление доступа к ним по мере необходимости. Файловая система поддерживается одной или более машинами, называемыми файл-серверами. Файл-серверы перехватывают запросы на чтение или запись файлов, поступающие от других машин (не серверов). Эти другие машины называются клиентами. Каждый посланный запрос проверяется и выполняется, а ответ отсылается обратно. Файл-серверы обычно содержат иерархические файловые системы, каждая из которых имеет корневой каталог и каталоги более низких уровней. Рабочая станция может подсоединять и монтировать эти файловые системы к своим локальным файловым системам. При этом монтируемые файловые системы остаются на серверах. С точки зрения пользователя файловая система NTF S организует файлы по каталогам и сортирует их так же, как и HPFS. Однако в отличие от FAT и HPFS на диске нет специальных объектов и отсутствует зависимость от особенностей установленного оборудования (например, сектор размером 512 байт). Кроме того, на диске отсутствуют специальные хранилища данных (таблицы FAT и суперблоки HPFS). Целью файловой системы NTFS является следующее. • Обеспечение надежности, имеющей большое значение для высокопроизводительных систем и файловых серверов. • Предоставление платформы дополнительной функциональности. • Поддержка требований POSIX. • Устранение ограничений, характерных для файловых систем FAT и HPFS. Надежность Для обеспечения надежности файловой системы NTFS особое внимание было уделено трем основным вопросам: способности к восстановлению, устранению неустранимых ошибок одного сектора и экстренному исправлению. Для обеспечения способности к восстановлению NTFS отслеживает все транзакции в отношении файловой системы. Выполнение команды CHKDSK в файловой системе FAT или HPFS служит для проверки последовательности указателей в пределах каталога, размещения и таблицы файлов. Файловая система NTFS хранит журнал операций с этими компонентами. Таким образом, для восстановления связности системы необходимо с помощью команды CHKDSK выполнить «откат» транзакций до последней точки фиксации. При использовании FAT или HPFS сбой сектора, в котором хранится один из специальных объектов файловой системы, приводит к возникновению неустранимой ошибки одного сектора. В NTFS эта проблема решается двумя способами. Во-первых, специальные объекты не используются, а все имеющиеся на диске объекты отслеживаются и защищаются. Во-вторых, существует несколько копий (число зависит от размера тома) основной таблицы файлов. Подобно версиям HPFS для OS/2, NTFS поддерживает экстренное исправление.Преимущества файловой системы HPFSHPFS – оптимальный вариант файловой системы для использования с дисками размером 200–400 МБ. Более подробное описание преимуществ файловой системы HPFS можно найти в следующих источниках: • «Основные понятия и планирование Windows NT Server», глава 5, раздел «Выбор файловой системы»; • пакет ресурсов Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Resource Kit, глава 18, «Выбор файловой системы»; • руководство «Resource Guide» в пакете ресурсов Microsoft Windows NT Server 4.0 Resource Kit, глава 3, раздел «Which File System to Use on Which Volumes». Недостатки файловой системы HPFSДополнительные накладные расходы, связанные с использованием HPFS, снижают эффективность ее применения на дисках размером меньше 200 МБ. Кроме того, производительность также снижается при использовании дисков размером больше 400 МБ. При использовании HPFS под Windows NT нельзя установить параметры безопасности. Файловая система HPFS поддерживается только операционной системой Windows NT версий 3.1, 3.5 и 3.51. Нельзя получить доступ к разделу HPFS с помощью Windows NT 4.0. Описание других недостатков файловой системы HPFS можно найти в следующих источниках: • «Основные понятия и планирование Windows NT Server», глава 5, раздел «Выбор файловой системы»; • пакет ресурсов Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Resource Kit, глава 18, «Выбор файловой системы»; • руководство «Resource Guide» в пакете ресурсов Microsoft Windows NT Server 4.0 Resource Kit, глава 3, раздел «Which File System to Use on Which Volumes».