Файловые система: разновидности, возможности и особенности, сравнение.
Описание работы
Работа пользователя Ekaterinakurs
Введение
Набор каталогов и системных структур данных, которые отслеживают размещение файлов на жестком диске и свободное пространство, известен как файловая система. Основной структурной единицей файловой системы является файл и каталог.
Файл - это минимально структурированная именованная последовательность данных. Каталог (папка) - это некая единообразная структура файлов на жестком диске. Каталог может содержать файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на жестком диске древовидную иерархическую структуру - дерево каталогов. Единственный каталог, которого нет ни в одном из каталогов, называется корневым каталогом.
Файл - это минимально структурированная именованная последовательность данных [4]. Каталог (папка) - это некая единообразная структура файлов на жестком диске. Каталог может содержать файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на жестком диске древовидную иерархическую структуру - дерево каталогов. Единственный каталог, которого нет ни в одном из каталогов, называется корневым каталогом [4].
В операционных системах MS-DOS и Windows каждое устройство жесткого диска обозначается латинской буквой [5]. Логический дисковод обозначается буквами от A до Z. Буквы A и B обозначают дисководы гибких дисков (FDD). Разделы жесткого диска, оптические приводы и виртуальные жесткие диски именуются, начиная с буквы C. Следующая спецификация используется для обозначения файла:
устройство:\путь\имя файла.расширение
Если путь не указан, файл находится в корневом каталоге этого жесткого диска. В MS-DOS имя файла состоит из 8 символов, точки и 3 символов расширения имени файла. Точка отделяет фактическое имя от расширения. Имя файла может состоять из латинских букв, цифр 0-9 и некоторых других символов и не может содержать пробелов. Windows поддерживает длинные имена файлов (от 1 до 255 символов) [2]. Имя может содержать пробелы. Для файловых систем HPFS и NTFS имя файла может содержать несколько точек.
FAT - простейшая файловая система, поддерживаемая Windows NT. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая находится в самом начале тома [1].
Жесткий диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и указывается номер первого кластера с данными [2].
Обновление таблицы размещения файлов важно и требует много времени. Потеря данных может произойти, если таблица размещения файлов не обновляется регулярно.
Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первое найденное свободное место. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре атрибута файла: System, Hidden, Read-Only и Archive.
Наибольшее количество кластеров в данной файловой системе составляет 268 435 445 кластеров. Эта система позволяет использовать жесткие диски до 32 ГБ. Однако FAT может поддерживать дисковое пространство до 2 терабайт. Эта файловая система изначально использовалась как часть Windows 95 OSR 2. В этой файловой системе были расширены атрибуты файлов, с помощью которых можно было сохранить время и дату создания, а также изменить последний доступ к файлу или каталогу.
До недавнего времени список действительно родных (нативных) файловых систем для Linux ограничивался единственной - ext2fs (хотя Linux может загружаться и работать с раздела FAT, но я даже не хочу об этом говорить) [3]. Это имя означает «вторая расширенная файловая система»; Она «расширена» по сравнению с файловой системой Minix, которая была прототипом Linux, «вторая» - потому что ранние версии Linux были основаны на Extfs с более ограниченной функциональностью.
С точки зрения пользователя файловая система - это «комната», в которой находятся файлы. В научном смысле это часть операционной системы, цель которой - предоставить удобный интерфейс для работы с данными, хранящимися на жестком диске, и обеспечить совместное использование файлов между несколькими пользователями и процессами.
В самом широком смысле термин «файловая система» включает:
Набор каталогов и системных структур данных, которые отслеживают размещение файлов на жестком диске и свободное пространство, известен как файловая система. Основной структурной единицей файловой системы является файл и каталог.
Файл - это минимально структурированная именованная последовательность данных. Каталог (папка) - это некая единообразная структура файлов на жестком диске. Каталог может содержать файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на жестком диске древовидную иерархическую структуру - дерево каталогов. Единственный каталог, которого нет ни в одном из каталогов, называется корневым каталогом.
- Общие сведения о файловых системах
Файл - это минимально структурированная именованная последовательность данных [4]. Каталог (папка) - это некая единообразная структура файлов на жестком диске. Каталог может содержать файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на жестком диске древовидную иерархическую структуру - дерево каталогов. Единственный каталог, которого нет ни в одном из каталогов, называется корневым каталогом [4].
В операционных системах MS-DOS и Windows каждое устройство жесткого диска обозначается латинской буквой [5]. Логический дисковод обозначается буквами от A до Z. Буквы A и B обозначают дисководы гибких дисков (FDD). Разделы жесткого диска, оптические приводы и виртуальные жесткие диски именуются, начиная с буквы C. Следующая спецификация используется для обозначения файла:
устройство:\путь\имя файла.расширение
Если путь не указан, файл находится в корневом каталоге этого жесткого диска. В MS-DOS имя файла состоит из 8 символов, точки и 3 символов расширения имени файла. Точка отделяет фактическое имя от расширения. Имя файла может состоять из латинских букв, цифр 0-9 и некоторых других символов и не может содержать пробелов. Windows поддерживает длинные имена файлов (от 1 до 255 символов) [2]. Имя может содержать пробелы. Для файловых систем HPFS и NTFS имя файла может содержать несколько точек.
- Описание файловых систем OS Windows
FAT - простейшая файловая система, поддерживаемая Windows NT. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая находится в самом начале тома [1].
Жесткий диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и указывается номер первого кластера с данными [2].
Обновление таблицы размещения файлов важно и требует много времени. Потеря данных может произойти, если таблица размещения файлов не обновляется регулярно.
Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первое найденное свободное место. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре атрибута файла: System, Hidden, Read-Only и Archive.
2. Файловая система FAT32
FAT 32 - это цепочка данных, которая связывает вместе кластеры хранения и файлы. В базе данных кластера только один элемент. Из них первые два элемента представляют информацию о системе FAT-32, а третий и последующие элементы расположены в соответствии с пространственными кластерами.Наибольшее количество кластеров в данной файловой системе составляет 268 435 445 кластеров. Эта система позволяет использовать жесткие диски до 32 ГБ. Однако FAT может поддерживать дисковое пространство до 2 терабайт. Эта файловая система изначально использовалась как часть Windows 95 OSR 2. В этой файловой системе были расширены атрибуты файлов, с помощью которых можно было сохранить время и дату создания, а также изменить последний доступ к файлу или каталогу.
3. Описание файловых систем OS Linux
1) Файловая система Ext2fsДо недавнего времени список действительно родных (нативных) файловых систем для Linux ограничивался единственной - ext2fs (хотя Linux может загружаться и работать с раздела FAT, но я даже не хочу об этом говорить) [3]. Это имя означает «вторая расширенная файловая система»; Она «расширена» по сравнению с файловой системой Minix, которая была прототипом Linux, «вторая» - потому что ранние версии Linux были основаны на Extfs с более ограниченной функциональностью.
5. Сравнение файловых систем Windows и Linux
Особенности XFS:
- 64-битная файловая система.
- Регистрация только метаданных (если иное не указано в параметрах).
- Распределение дискового пространства по экстентам (экстент - указатель на начало и количество последовательных блоков). Экстенты - это выделенное пространство для файлов, а свободные блоки хранятся в экстентах.
- Индексы B-tree активно используются для хранения различных данных файловой системы: для списка блоков с inode, списка экстентов с содержимым файла, файловых каталогов, списков свободных экстентов блоков (свободные блоки индексируются как по размеру блока, так и по расположению). Однако использование индексов B-дерева не является догмой - небольшой файл или каталог можно поместить непосредственно в индексный дескриптор [8].
С точки зрения пользователя файловая система - это «комната», в которой находятся файлы. В научном смысле это часть операционной системы, цель которой - предоставить удобный интерфейс для работы с данными, хранящимися на жестком диске, и обеспечить совместное использование файлов между несколькими пользователями и процессами.
В самом широком смысле термин «файловая система» включает:
- сбор всех файлов на жестком диске,
- наборы структур данных, используемых для управления файлами, например: B. каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и используемого пространства для хранения,
- набор системных программных инструментов, реализующих управление файлами, а именно: создание, уничтожение, чтение, запись, имя, поиск и другие операции с файлами.
