Zdolność systemu operacyjnego do "osłaniania" złożoności rzeczywistego sprzętu jest bardzo jasno objawiana w jednym z głównych podsystemów OS - system plików. System operacyjny wirtualizuje oddzielny zestaw danych zapisanych na napędzie zewnętrznym, jako plik - prosta sekwencja bajtów niestrukturalnych ma symboliczną nazwę. Dla wygody pracy z danymi pliki są pogrupowane katalogi.Która z kolei, tworzą grupy - katalogi wyższego poziomu. Użytkownik może korzystać z takich akcji na plikach i kierunkach, takich jak wyszukiwanie według nazwy, usuwanie, wyświetlanie zawartości do urządzenia zewnętrznego (na przykład na wyświetlaczu), zmiana i zapisywania treści.
Aby przedstawić dużą liczbę zestawów danych rozproszonych losowo na cylindrach i powierzchniach dysku różne rodzajeW formie dobrej znajomej i wygodnej hierarchicznej struktury plików i katalogów, system operacyjny musi rozwiązać wiele zadań. System plików OS wykonuje transformację nazwy znaków plików, z którymi działa programista użytkownika lub aplikacji, w adresach danych fizycznych na dysku, organizuje wspólny dostęp do plików, chroni ich przed nieautoryzowanym dostępem.
Podczas wykonywania funkcji system plików ściśle współpracuje z podsystemem sterowania urządzeniami zewnętrznymi, które przez żądanie systemu plików przesyła dane między dyskami i pamięci RAM.
Podsystem urządzeń zewnętrznych, zwany podsystemem we / wy, wykonuje rolę interfejsu do wszystkich urządzeń podłączonych do komputera. Spektrum tych urządzeń jest bardzo obszerny. Nomenklatura wyprodukowanych dysków na temat sztywnych, elastycznych dysków optycznych, drukarek, skanerów, monitorów, ploterów, modemów, adapterów sieciowych i bardziej specjalnych urządzeń we / wy, takich jak na przykład konwertery analogowe do cyfrowych mogą wystąpić setki modele. Modele te mogą się znacznie różnić się jako zestaw i sekwencję poleceń, z którymi informacje są wymieniane z procesorem i pamięcią komputera, szybkość działania, kodowanie przesyłanych danych, możliwość udostępniania i zestawu innych części.
Kierownik programu model betonowy Urządzenie zewnętrzne i biorąc pod uwagę wszystkie jego funkcje zazwyczaj nazywane kierowca To urządzenie (z angielskiego napędu - Zarządzaj, ołowiu). Kierowca może kontrolować jedyny model urządzenia, takiego jak modem Zyxel U-1496E lub grupę urządzeń zdefiniowanych typów, takich jak wszystkie modemy kompatybilne z Hayesami. Użytkownik jest bardzo ważny, aby użytkownik zapewnić, że system operacyjny zawiera jak najwięcej różnych kierowców, ponieważ gwarantuje możliwość łączenia się z dużą liczbą urządzeń zewnętrznych. różnych producentów. Sukces zależy od dostępności odpowiednich kierowców system operacyjny Na rynku (na przykład brak wielu niezbędnych sterowników urządzeń zewnętrznych był jednym z powodów niskiej popularności OS / 2).
Kierowcy tworzenia urządzeń zajmuje się zarówno deweloperami konkretnych operacjami operacyjnymi, jak i specjalistami firm produkujących urządzenia zewnętrzne. System operacyjny musi obsługiwać dobrze zdefiniowany interfejs między sterownikami a resztą systemu operacyjnego, dzięki czemu deweloperzy z urządzeń we / wy mogą być dostarczane wraz ze swoimi sterownikami tego systemu operacyjnego.
Programiści aplikacyjni mogą korzystać z interfejsu kierowcy podczas opracowywania swoich programów, ale nie jest to zbyt wygodne - taki interfejs jest zwykle operacje niskiego poziomu obciążone dużą liczbą części.
Utrzymanie wysokiego poziomu interfejsu programowania zjednoczonego aplikacji do heterogenicznych urządzeń we / wy jest jednym z najważniejszych zadań OS. Ponieważ pojawienie się UNIX, taki jednolity interfejs w większości systemów operacyjnych opiera się na koncepcji dostępu do plików. Koncepcja ta jest taka wymiana z każdym urządzeniem zewnętrznym wygląda jak wymiana z plikiem o nazwie i reprezentująca nieustrukturyzowana sekwencja bajtów. Jako plik może działać jako prawdziwy plik na terminalu dysku i alfanumerycznym, urządzenie drukarskiemu lub adapter sieciowy. Tutaj znowu się zajmujemy właściwości systemu operacyjnego do zastąpienia rzeczywistego sprzętu wygodnego dla abstrakcji użytkownika i programatora.
Zadania systemu operacyjnego do zarządzania plikami i urządzeń
Podsystem podsystemu wejściowego (podsystem podsystemu wejścia) systemu operacyjnego wielofrogramowego podczas komunikacji z zewnętrznymi urządzeniami komputerowymi należy rozwiązać szereg wspólnych zadań, z których należy rozwiązać najważniejsze:
Organizacja równoległego działania urządzeń I / O i procesora;
Koordynacja wymiany danych i szybkości buforowania;
Oddzielenie urządzeń i danych między procesami;
Zapewnianie wygodnego interfejsu logicznego między urządzeniami a resztą systemu;
Wsparcie dla szerokiej gamy kierowców z możliwością prostego włączenia do nowego systemu sterownika;
Obsługa wielu systemów plików;
Obsługa synchronicznych i asynchronicznych operacji we / wy.
Jednym z głównych zadań systemu operacyjnego jest zapewnienie wygody użytkownikowi podczas pracy z przechowywanymi na dyskach. W tym celu system operacyjny zastępuje fizyczną strukturę przechowywanych danych przez jakiś przyjazny dla użytkownika model logiczny. Model systemu plików logicznych Materializuje się w formie katalogi drzewpokazane na ekranie, takie jak dowódca Norton lub Eksplorator Windows., w elementach znaków plików, w plikach z plikami. Podstawowym elementem tego modelu jest plikktóry taki sam jak system plików jako całość może charakteryzować się zarówno strukturą logiczną, jak i fizyczną.
Plik - Jest to nazwany obszar. pamięć zewnętrznaktóry można nagrać, a z którego możesz przeczytać dane. Pliki są przechowywane w pamięci, w zależności od zasilania, zwykle na dyskach magnetycznych. Nie ma jednak żadnych zasad bez wyjątku. Jednym z takich wyjątków jest tak zwany dysk elektroniczny, gdy struktura symuluje system plików jest tworzony w pamięci RAM.
Podstawowy plik używa:
Długotrwałe i niezawodne przechowywanie informacji. Długoterminowy jest osiągany dzięki zastosowaniu urządzeń pamięci masowej, które nie zależą od odżywiania, a duża niezawodność jest określana za pomocą ochrony dostępu do plików oraz ogólną organizację kodu oprogramowania OS, w którym Hardens nie zniszczy informacji przechowywanych w akta.
Dzielenie się informacjami. Pliki zapewniają naturalny i łatwy sposób na oddzielenie informacji między aplikacjami a użytkownikami ze względu na obecność zrozumiałej osoby i stałych przechowywanych informacji i lokalizacji plików. Użytkownik musi mieć wygodne narzędzia do pracy z plikami, w tym katalogi katalogowe, które łączą pliki w grupach, narzędzia do wyszukiwania plików do funkcji, zestaw poleceń do tworzenia, modyfikacji i usuwania plików. Plik można utworzyć przez jednego użytkownika, a następnie używany przez zupełnie inny użytkownik, podczas gdy twórca pliku lub administratora może określić prawa dostępu do innych użytkowników. Te cele są zaimplementowane w systemie plików.
System plików (FS) jest częścią systemu operacyjnego, w tym:
Połączenie wszystkich plików na dysku;
Zestawy struktur danych używanych do zarządzania plikami, takimi jak katalogi plików, deskryptory plików, tabele dystrybucyjne wolnej i ruchliwej przestrzeni dyskowej;
Kompleks systemowy oprogramowanieWdrażanie różnych operacji plików, takich jak tworzenie, zniszczenie, odczyt, nagrywanie, nazewnictwo i wyszukiwanie plików.
System plików umożliwia wykonanie programów z zestawem wystarczająco prostych operacji, aby wykonać działania na niektórych obiektach abstrakcyjnych reprezentujących plik. Jednocześnie programiści nie muszą zajmować się szczegółami rzeczywistej lokalizacji danych na dysku, buforowaniu danych i innych problemów z niskim poziomem transmisji danych z długotrwałego urządzenia pamięci masowej. Wszystkie te funkcje system plików trwa. System plików dystrybuuje pamięć dysku, obsługuje nazwy pliku, wyświetla nazwy plików do odpowiednich adresów w pamięci zewnętrznej, zapewnia dostęp do danych, obsługuje separacja, ochrona i odzyskiwanie plików.
W związku z tym system plików odgrywa rolę warstwy pośredniej, która ma trudności z fizyczną organizacją długoterminowej hurtowni danych i tworzenie prostszego modelu tego repozytorium programów, a także zapewniając je z ustawionym na Użyj poleceń do manipulowania plikami.
Zadania rozwiązane przez FS zależą od sposobu organizowania procesu obliczeniowego jako całości. Najłatwiejszym typem jest FS w systemie OSOBOWIZIENNYMI I OSOBOWIĄZKOWEJ, w tym, na przykład, MS-DOS. Główne funkcje w takim FS mają na celu rozwiązanie następujących zadań:
Nazewnictwo plików;
Interfejs programistyczny do zastosowań;
Wyświetla model systemu plików logiczny do fizycznej organizacji magazynu danych;
Stabilność systemu plików do awarii zasilania, sprzętu i błędów oprogramowania.
Zadania FS są skomplikowane w systemie operacyjnego wielofrogramowego użytkownika OS, który, chociaż są one przeznaczone do działania jednego użytkownika, ale dają mu możliwość uruchomienia kilku procesów w tym samym czasie. Jednym z pierwszych operacji tego typu był OS / 2. Do powyższych zadań dodanych nowe zadanie Udostępnianie pliku z kilku procesów. Plik w tym przypadku jest wspólnym zasobem, dlatego system plików powinien rozwiązać cały kompleks problemów związanych z takimi zasobami. W szczególności FS powinien zapewnić środki blokowania pliku i jego części, zapobiegając wyścigach, z wyłączeniem zakleszczenia, koordynacji kopii itp.
Innym zadaniem pojawia się w systemach wieloosobowych: ochrona plików jednego użytkownika z nieautoryzowanego dostępu innego użytkownika. Funkcje FS są jeszcze bardziej złożone, które działa w sieci OS.
Systemy plików obsługują kilka funkcjonalnie różnych typy plików, Wśród nich, z reguły, zawierają zwykłe pliki, pliki katalogów, pliki specjalne, nazwane przenośniki wyświetlane w plikach pamięci i innych.
Zwykłe plikilub tylko pliki zawierają informacje o dowolnym charakterze, który użytkownik leży w nich lub który jest utworzony w wyniku programów systemowych i użytkowników. Większość nowoczesnych systemów operacyjnych (na przykład UNIX, Windows, OS / 2) nie ogranicza i nie kontroluje zawartości i struktury zwykłego pliku. Zawartość zwykłego pliku jest określona przez aplikację, która działa z nim. Na przykład, edytor tekstu Tworzy pliki tekstowe składające się z ciągów znaków przedstawionych w dowolnym kodzie. Mogą to być dokumenty, teksty źródłowe programów itp. Pliki tekstowe. Możesz przeczytać na ekranie i drukować na drukarce. Pliki binarne nie używają kodów symboli, często mają złożoną strukturę wewnętrzną, takie jak kod wykonywalny lub plik archiwalny.. Wszystkie systemy operacyjne powinny być w stanie rozpoznać co najmniej jeden typ plików - ich własne pliki wykonywalne.
Katalogi. - Jest to specjalny typ plików, które zawierają systemową informacje referencyjne O zestawie plików zgrupowanych przez użytkowników o dowolną nieformalną cechę (na przykład w jednej grupie, pliki zawierające dokumenty jednej umowy lub plików stanowiących się pakiet oprogramowania). W wielu systemach operacyjnych katalog może zawierać wszelkie typy plików, w tym inne katalogi, dzięki czemu tworzona jest struktura drzewa, wygodna do wyszukiwania. Katalogi ustawiają zgodność między nazwami plików a ich cechami używanymi przez system plików do zarządzania plikami. Takie cechy obejmują w szczególności informacje (lub wskaźnik do innej struktury zawierającej te dane) w rodzaju pliku i lokalizacji na dysku, prawa dostępu do pliku oraz datę jej tworzenia i modyfikacji. We wszystkich innych relacjach katalogi są rozpatrywane przez system plików jako zwykłe pliki.
Pliki specjalne. - Są to fikcyjne pliki związane z urządzeniami we / wy, które służą do ujednolicenia mechanizmu dostępu do plików i urządzeń zewnętrznych. Pliki specjalne umożliwiają użytkownikowi wykonanie operacji we / wy za pośrednictwem konwencjonalnych poleceń nagrywania do pliku lub odczytywania z pliku. Polecenia te są najpierw przetwarzane przez programy systemowe plików, a następnie na pewnym etapie wykonywania zapytania są konwertowane przez system operacyjny w poleceniu sterowania odpowiedniego urządzenia.
Nowoczesne systemy plików obsługują również inne typy typów plików, takich jak linki symboliczne, nazwane przenośniki wyświetlane w plikach pamięci.
Użytkownicy odnoszą się do plików według nazwy symboliczne. Jednak ludzkie umiejętności pamięci ograniczają liczbę nazw obiektów, do których użytkownik może skontaktować się według nazwy. Hierarchiczna organizacja przestrzeni nazw pozwala znacząco rozszerzyć te granice. Dlatego większość systemów plików ma hierarchiczną strukturę, w której poziomy są tworzone ze względu na fakt, że katalog niższy poziom może być zawarty w katalogu wysokiego poziomu (Rysunek 2.16).
Rysunek 2.16. Hierarchia systemów plików (konstrukcja A - struktura pojedynczej poziomu, struktura drzewa, w strukturze sieciowej)
Wykres opisujący hierarchię katalogową może być drzewo lub sieć. Katalogi tworzą drzewo, jeśli plik może wprowadzić tylko jeden katalog (Rysunek 2.16, B), a sieć - jeśli plik może wprowadzić natychmiast do kilku katalogów (rysunek 2.16, b). Na przykład w MS-DOS i Katalogi Windows. Tworząc strukturę drzewa i w UNIX - sieć. W strukturze drzewa każdy plik jest arkuszem. Sam katalog najwyższy poziom nazywa katalog korzeniowy.lub root (root).
Dzięki takiej organizacji użytkownik jest zwolniony z zapamiętywania nazw wszystkich plików, wystarczy przesłać go, do której grupy jeden lub inny plik można przypisać, aby znaleźć go przez sekwencyjne katalogi oglądania. Struktura hierarchiczna jest wygodna dla pracy wieloosobowej: Każdy użytkownik z plikami jest zlokalizowany w katalogach lub podtylnych katalogach, a jednocześnie wszystkie pliki w systemie są logicznie podłączone.
Specjalna okazja struktury hierarchicznej jest organizacja jednopoziomowa, gdy wszystkie pliki są zawarte w jednym katalogu (rysunek 2.16, a).
Wszystkie typy plików mają nazwy symboliczne. W hierarchicznie zorganizowanych systemach plików są powszechnie używane trzy typy nazw plików: proste, kompozytowe i względne.
Proste lub krótkie, symboliczne imię Identyfikuje plik w jednym katalogu. Proste nazwy są przypisane do plików użytkowników i programistów, podczas gdy muszą wziąć pod uwagę ograniczenia OS zarówno na nomenklaturze symbolu, jak i długości nazwy. Do stosunkowo niedawno te granice były bardzo wąskie. Tak więc w systemie popularnym pliku FAT, nazwy nazw były ograniczone do schematu 8.3 (8 znaków - nazwa nazwy, 3 znaki - nazwa nazwy), aw systemie plików S5 obsługiwanej przez wiele wersji OS UNIX, prosta nazwa postaci nie może zawierać więcej niż 14 znaków. Jednakże użytkownik jest znacznie wygodniejszy do pracy z długimi nazwami, ponieważ pozwalają na udzielenie łatwo pamiętalne nazwy, wyraźnie mówiąc, co jest zawarte w tym pliku. Dlatego, nowoczesne systemy plików, a także zaawansowane opcje dla już istniejących systemów plików, jako reguły obsługują długie proste nazwy znaków. Na przykład w plikach NTFS i FAT32, które są częścią systemu operacyjnego Windows NT, nazwa pliku może zawierać do 255 znaków.
W hierarchicznych systemach plików różne pliki. Dopuszczalne jest posiadanie takich samych prostych nazw symbolicznych, pod warunkiem, że należą do różnych katalogów. Oznacza to, że program "Wiele plików to jedna prosta nazwa" działa tutaj. Dla jednoznacznej identyfikacji pliku w takich systemach używana jest tak zwana nazwa pełna.
Pełne imię i nazwisko jest łańcuchem prostych symbolicznych nazw wszystkich katalogów, dzięki której ścieżka z korzenia ten plik. Zatem pełna nazwa jest kompozytowa, w której proste nazwy są oddzielone od siebie przyjęte w separatorze. Często warstwa bezpośrednia lub odwrotna jest używana jako separator i nie jest konieczne określenie nazwy katalogu głównego. Rysunek 2.16, B Dwa pliki mają prostą nazwę Main.exe, ale ich nazwy kompozytowe /depart/main.ek i /user/anna/main.exe różnią się.
W systemie plików podobnych do drzewa między plikiem a jego pełną nazwą, istnieje wielokrotne dopasowanie "jeden plik jest jedną pełną nazwą". W systemach plików mający strukturę sieciową plik może wprowadzić kilka katalogów, a zatem ma kilka pełnych nazw; Tutaj "Jeden plik to wiele pełnych imion" jest tutaj prawdziwe. W obu przypadkach plik jest jednoznacznie identyfikowany przez pełną nazwę.
Plik można również zidentyfikować według względnej nazwy. . Nazwa względna Plik jest określony przez koncepcję "bieżącego katalogu". Dla każdego użytkownika za każdym razem jeden z dyrektorów systemu plików jest prąd, a ten katalog jest wybrany przez użytkownika za pomocą polecenia OS. System plików naprawia nazwę bieżącego katalogu, aby następnie użyć go jako dodatku do nazwy względnych do tworzenia pełnej nazwy pliku. Podczas korzystania z nazw względnych użytkownik identyfikuje plik do łańcucha nazwy katalogu, przez którą trasa działa z bieżącego katalogu do tego pliku. Na przykład, jeśli bieżący katalog jest katalogiem / Użytkownik, względną nazwę pliku /unna/main.exe jest następująca: Anna / Main.exe.
Niektóre systemy operacyjne mogą przypisać kilka prostych nazw do tego samego pliku, który można interpretować jako aliasy. W tym przypadku, jak również w systemie z struktura sieciowaKorespondencja "One Plik to wiele pełnych nazw" jest ustawiony, ponieważ każda prosta nazwa pliku odpowiada co najmniej jednej pełnej nazwie.
I chociaż pełna nazwa jednoznacznie określa plik, system operacyjny jest łatwiejszy do pracy z plikiem, jeśli istnieje zgodność z plikami i ich nazwami. W tym celu przypisuje unikalną nazwę do pliku, więc stosunek "jeden plik jest jedną unikalną nazwą" jest prawdziwe. Istnieje unikalna nazwa wraz z jedną lub więcej nazw symbolicznymi przypisanymi do pliku przez użytkowników lub aplikacji. Unikalna nazwa to identyfikator numeryczny i jest przeznaczony wyłącznie do systemu operacyjnego. Przykładem takiej unikalnej nazwy pliku jest numer deskryptor indeksu w systemie UNIX.
Koncepcja "pliku" obejmuje nie tylko przechowywane dane i nazwę, ale także atrybuty. Atrybuty - To informacje opisujące właściwości pliku. Przykłady możliwych atrybutów plików:
Typ pliku (normalny plik, katalog, specjalny plik itp.);
Właściciel pliku;
Kreator plików;
Hasło, aby uzyskać dostęp do pliku;
Informacje na temat dozwolonych operacji dostępu do plików;
Creation Times, ostatni dostęp i ostatnia zmiana;
Aktualny rozmiar pliku;
Maksymalny rozmiar pliku;
Znak "tylko do odczytu";
Znak " ukryty plik.»;
Znak " plik systemowy.»;
Znak "Archiwum";
Objaw "binarny / symbol";
Znak "tymczasowy" (usunąć po zakończeniu procesu);
Znak blokowania;
Długość nagrywania w pliku;
Wskaźnik do pola klucza w rekordzie;
Długość klucza.
Zestaw atrybutów plików jest określony przez specyficzne dla systemu plików: różne zestawy atrybutów mogą być używane w systemach plików różnych typów. Na przykład w systemach plików obsługujących niestrukturalnych plików, nie ma potrzeby korzystania z ostatnich trzech atrybutów na liście wymienionej powiązanej ze strukturą pliku. W systemie OS, w zestawie atrybutu nie będzie żadnych cech związanych z użytkownikami i ochroną, takimi jak właściciel pliku, twórca plików, hasło, aby uzyskać dostęp do pliku, informacje o dozwolonym dostępie do pliku.
Użytkownik może uzyskać dostęp do atrybutów przy użyciu narzędzi przewidzianych dla tych celów przez system plików. Zwykle może odczytać wartości dowolnych atrybutów i zmian - tylko niektóre. Na przykład, użytkownik może zmienić dostęp do pliku (pod warunkiem, że ma to konieczne do tego uprawnienia), ale nie wolno zmienić daty tworzenia ani aktualnego rozmiaru pliku.
Wartości atrybutów plików można bezpośrednio zawierać w katalogach, ponieważ odbywa się w systemie plików MS-DOS (Rysunek 2.17, A). Rysunek przedstawia strukturę nagrywania w katalogu zawierającym prostą nazwę symboliczną i atrybuty plików. Tutaj litery wskazują oznaki pliku: r - tylko do czytania i - archiwum, N - ukryte, S jest systematyczne.
Rysunek 2.17. Struktura katalogów: A - struktura rejestracji katalogu MS-DOS (32 bajty), B - UNIX OS Director Struktura nagrywania
Inną opcją jest umieszczenie atrybutów w specjalnych tabelach, gdy katalogi zawierają tylko linki do tych tabel. Takie podejście jest wdrażane na przykład w systemie plików UNIX UFS. W tym systemie plików struktura katalogowa jest bardzo prosta. Każdy rekord pliku zawiera krótką nazwę znaku pliku i wskaźnik do deskryptora pliku indeksu, tzw. Tabela UFS, w której koncentrują się wartości atrybutów plików (Rysunek 2.17, B).
W ten sam sposób katalogi zawierają łącze między nazwami plików a faktycznie plikami. Jednak podejście, gdy nazwa pliku jest oddzielona od swoich atrybutów, sprawia, że \u200b\u200bsystem jest bardziej elastyczny. Na przykład plik można łatwo włączyć natychmiast na kilka katalogów. Wpisy Ten plik w różnych katalogach mogą zawierać różne proste nazwy, ale ten sam indeksowy numer deskryptora zostanie określony w polu łącza.
Prezentacja systemu plików użytkownika jako hierarchicznie zorganizowany zestaw obiektów informacyjnych ma niewiele wspólnego z kolejności przechowywania plików na dysku. Plik o obrazie jednoczęściowy, niezamierzony zestaw bajtów jest rzeczywiście często rozproszony przez "kawałki" na dysku, a na przykład ta partycja nie jest związana z logiczną strukturą plików, na przykład oddzielny rekord logiczny może być zlokalizowany w nieciągłych sektorach dysku. Logicznie, połączone pliki z jednego katalogu nie są zobowiązane do odroczenia na dysku. Zasady publikowania plików, katalogów i informacji o systemie na prawdziwym urządzeniu są opisane przez fizyczną organizację systemu plików. Oczywiście różne systemy plików mają inną organizację fizyczną.
Główny typ urządzenia, który jest używany we współczesnym systemy obliczeniowe. Do przechowywania plików napędy dysków są. Urządzenia te są przeznaczone do odczytu i zapisu danych na twardych i elastycznych płytach magnetycznych. Dysk twardy składa się z jednego lub więcej płyt szklanych lub metalowych, z których każdy jest pokryty jednym lub dwoma stronami materiałem magnetycznym. W ten sposób dysk ogólnie składa się z pakietu płyt (Rysunek 2.18).
Po każdej stronie każdej płyty umieszcza się cienkie koncentryczne pierścienie - utwory (Traks), na których przechowywane są dane. Liczba ścieżek zależy od rodzaju dysku. Numerujące ścieżki zaczynają się od 0 z zewnętrznej krawędzi do centrum dysku. Gdy dysk obraca się, element zwany głowicą odczytuje dane binarne z ścieżki magnetycznej lub pisze je do ścieżki magnetycznej.
Rysunek 2.18. Diagram urządzenia twardego
Głowica może być umieszczona na danej ścieżce. Głowice przesuwają się na powierzchni dysku przez dyskretne etapy, każdy krok odpowiada zmianie na ścieżkę. Nagrywanie na dysku jest przeprowadzane ze względu na zdolność głowicy, aby zmienić właściwości magnetyczne ścieżki. W niektórych dyskach, jedna głowa porusza się wzdłuż każdej powierzchni, aw innych - jest głowa dla każdego utworu. W pierwszym przypadku głowa musi zostać przeniesiona do promienia dysku. Zwykle wszystkie głowy są zamocowane na jednym ruchomym mechanizmie i poruszają się synchronicznie. Dlatego, gdy głowa jest zamocowana na danej ścieżce jednej powierzchni, wszystkie inne głowy zatrzymują się na ścieżkach o tych samych liczbach. W tych samych przypadkach, gdy na każdej ścieżce znajduje się oddzielna głowica, żaden ruch głowicy z jednej ścieżki do drugiego, z tego powodu, czas spędzony na wyszukiwaniu danych.
Całość ścieżek jednego promienia na wszystkich powierzchniach wszystkich płyt pakietów nazywa się cylinder (Cylinder). Każdy utwór jest podzielony na fragmenty zwane sektory (Sektory) lub bloki (bloki), dzięki czemu wszystkie utwory mają równą liczbę sektorów, w których można zapisać tak samo, jak to możliwe. Sektor ma ustalony system specyficzny Rozmiar wyrażony stopniem TWO. Najczęściej rozmiar sektora wynosi 512 bajtów. Biorąc pod uwagę, że ścieżki innego promienia mają taką samą liczbę sektorów, gęstość rekordu staje się wyższa, im bliższa ścieżka do centrum.
Sektor - Najmniejsza odpowiednia jednostka wymiany danych urządzenia dyskowego z pamięci RAM. Aby kontroler znaleźć pożądany sektor na dysku, konieczne jest ustawienie wszystkich elementów adresów sektorowych: numer cylindra, numer powierzchni i numer sektora. Ponieważ program zgłoszeniowy w ogóle nie wymaga nie sektora, ale pewna ilość bajtu, niekoniecznie wielkości wielokrotnego sektora, typowy wniosek obejmuje czytanie kilku sektorów zawierających wymagane informacje, a jeden lub dwa sektory zawierające wraz z wymaganymi redundantnymi danymi ( Rysunek 2.19).
Rysunek 2.19. Czytanie redundantnych danych podczas wymiany dysku
System operacyjny podczas pracy z dyskiem używa, z reguły, nazywana własna jednostka miejsca na dysku grupa (Grupa). Podczas tworzenia pliku lokalizacja na dysku jest podświetlona przez klastry. Na przykład, jeśli plik ma rozmiar 2560 bajtów, a rozmiar klastra w systemie plików jest zdefiniowany w 1024 bajtach, plik zostanie podświetlony na dysku klastrowym.
Ślady i sektory są tworzone w wyniku procedury fizycznego lub niskiego poziomu, formatowania dysku poprzedzającego korzystanie z dysku. Informacje identyfikacyjne są rejestrowane w celu określenia bloków bloków na dysk. Format dysku niskiego poziomu nie zależy od rodzaju systemu operacyjnego, którego ten dysk użyje.
Znakowanie dysku dla określonego typu systemu plików jest wykonywane przez procedury wysokiego poziomu lub logicznych, formatowania.
Z formatowaniem wysokiego poziomu określa się rozmiar klastra, a informacje wymagane do systemu plików są rejestrowane na płytę, w tym informacje o dostępnej i nieużywanej przestrzeni, o granicach obszarów przydzielonych w ramach plików i katalogów, informacje o uszkodzonych obszarach . Ponadto uruchomienie bootloader systemu operacyjnego jest nagrane na dysku - mały program, który zaczyna zainicjować system operacyjny po włączeniu zasilania lub ponownego uruchomienia komputera.
Przed utworzeniem dysku do określonego systemu plików można go podzielić na partycje. Sekcja - Jest to ciągła część dysku fizycznego, który system operacyjny reprezentuje użytkownika jako urządzenie logiczne (nazwy dysku logicznego i sekcji logicznej). Logiczne urządzenie funkcjonuje, jakby był to oddzielny dysk fizyczny. Jest z urządzeniami logicalnymi, które użytkownik pracuje, odnoszący się do nich przez nazwy symboliczne, używając, na przykład, oznaczenia A, B, C, SYS itp. Systemy operacyjne różnych typów używają pojedynczych sekcji dla wszystkich, ale tworzyć Logiczne urządzenia informatyczne specyficzne dla każdego operacyjnego systemu operacyjnego. Tak jak system plików, z którym działa OS, w ogóle, nie można go interpretować innego typu, urządzenia logiczne nie mogą być używane przez systemy operacyjne różnych typów. Na każdym urządzeniu logalnym można utworzyć tylko jeden system plików..
Pliki i system plików
Wszystkie programy i dane są przechowywane w długoterminowej (zewnętrznej) pamięci komputera jako pliki.
Plik - Jest to pewna ilość informacji (program lub dane), który ma nazwę i przechowywaną w pamięci długoterminowej (zewnętrznej).
Nazwa pliku. Nazwa pliku składa się z dwóch części, oddzielonych punktem: sama nazwa pliku i rozszerzenie definiujące jego typ (program, dane i tak dalej). W rzeczywistości nazwa pliku daje użytkownikowi, a typ pliku jest zwykle ustawiony przez program automatycznie po utworzeniu (Tabela 4.2).
W różnych systemach operacyjnych znajdują się różne formaty nazw plików. W systemie operacyjnym MS-DOS nazwa pliku musi zawierać nie więcej niż 8 liter alfabetu łacińskiego, liczb i niektórych specjalnych znaków, a rozszerzenie składa się z trzech liter łacińskich, na przykład: proba.txt
W systemie operacyjnym Nazwa systemu Windows. Plik może mieć długość do 255 znaków, a alfabet rosyjski może być używany, na przykład: jednostki pomiaru informacji.doc
System plików. Na każdym mediach informacji (elastyczny, twardy lub laserowy dysk) można zapisać dużą liczbę plików. Procedura przechowywania plików na dysku jest określona przez używany system plików.
Każdy dysk jest podzielony na dwa obszary: obszar przechowywania plików i katalog. Katalog zawiera nazwę pliku i wskazanie na początku swojej lokalizacji na dysku. Jeśli przeprowadzasz analogię płyty z książką, obszar przechowywania plików odpowiada jej treści, a katalog jest spis treści. Co więcej, książka składa się z stron, a dysk jest z sektorów.
Dla dysków można stosować niewielką liczbę plików (do kilku dziesiątek). system plików jednorazowychGdy katalog (spis treści dysków) jest liniową sekwencją nazw plików (tabela 4.3). Taki katalog może być porównywany z wyzwaniem książki dla dzieci, która zawiera tylko nazwy poszczególnych historii.
Jeśli setki i tysiące plików są przechowywane na dysku, a następnie dla wygody wyszukiwania hierarchiczny system hierarchiczny wielopoziomowyktóry ma strukturę drzewa. Taki system hierarchiczny może być porównywany, na przykład za pomocą tabeli zawartości tego podręcznika, który jest hierarchicznym systemem sekcji, rozdziałów, akapitów i akapitów.
Początkowy, katalog główny zawiera zagnieżdżone katalogi pierwszego poziomu, z kolei, każdy z tych ostatnich może zawierać zagnieżdżone katalogi drugiego poziomu i tak dalej. Należy zauważyć, że w katalogach wszystkich poziomów można przechowywać pliki.
Na przykład w katalogu głównym może wystąpić dwa zagnieżdżone Katalog 1st (katalog_1, katalog_2) i jeden plik (plik_1). Z kolei, w katalogu pierwszego poziomu (katalog_1) znajdują się dwa zagnieżdżone katalog drugiego poziomu (katalog_1.1 i katalog_1.2) i jeden plik (plik_1.1) - rys. 4.21.
System plików - Jest to system przechowywania plików i organizacja katalogów.
Rozważ hierarchiczny system plików konkretny przykład. Każdy dysk ma nazwę logiczną (i:, w: - - elastyczne tarcze, z:, D:, E: i tak na twardym i laserowym dyskach).
Pozwolić na katalog główny dysku C: Istnieje dwa poziomy 1 katalog (gry, tekst), aw katalogu gier jeden poziom (szachy). Jednocześnie w katalogu tekstowym znajduje się plik proba.txt oraz w katalogu w szachy - plik Chess.exe (Rys. 4.22).
Ścieżka do pliku. Jak znaleźć dostępne pliki (chess.exe, proba.txt) w tym hierarchicznym systemie plików? Aby to zrobić, musisz określić ścieżkę do pliku. Ścieżka do pliku zawiera nazwę dysku logiczny i sekwencję nazw przymocowanych do siebie nawzajem, w ostatnim, z którego zawiera żądany plik. Ścieżki do powyższych plików można napisać w następujący sposób:
Ścieżka do pliku z nazwą pliku jest czasami nazywana pełna nazwa pliku..
Przykład pełnej nazwy pliku:
C gier szachy chess.exe
Prezentacja systemu plików za pomocą interfejsu graficznego. Hierarchiczny system plików MS-DOS zawierający katalogi i pliki są prezentowane w systemie operacyjnym Windows przy użyciu interfejsu graficznego w postaci hierarchicznego systemu folderów i dokumentów. Folder w systemie Windows jest analogiem katalogu MS-DOS
Jednak hierarchiczna struktura tych systemów jest nieco inna. W hierarchicznym systemie plików MS-DOS hierarchia obiektów jest katalogiem głównym, który można porównać z pniem drzewa, na którym rosną gałęzie (podkatalogi), a liście znajdują się na gałęziach.
W systemie Windows na górze hierarchii folderów znajduje się folder Pulpit. Poniższy poziom jest reprezentowany przez foldery. Mój komputer, kosz i sieć (Jeśli komputer jest podłączony do lokalna sieć) - Figa. 4.23.
2. Wybór jednego z elementów menu. Widok (duże ikony, małe odznaki, lista, tabela)Możesz skonfigurować formularz widoku zawartości folderu.
Teczka sieć Zawiera foldery wszystkich komputerów podłączonych do lokalnej sieci.
Teczka Kosz Tymczasowo zawiera wszystkie usunięte foldery i pliki. W razie potrzeby, zdalny i przechowywany Kosz Foldery i dokumenty można przywrócić.
3. Aby ostatecznie usunąć pliki, należy wprowadzić polecenie [Koszyk Korzystny].
Operacje na plikach. Podczas pracy na komputerze najczęściej produkowane są następujące operacje:
- kopiowanie (kopia pliku jest umieszczana w innym katalogu);
- ruch (sam plik porusza się do innego katalogu);
- usuń (wpis pliku jest usuwany z katalogu);
- zmień nazwę (zmienia się nazwa pliku).
Interfejs graficzny systemu Windows umożliwia przeprowadzenie operacji na plikach za pomocą myszy za pomocą metody Drag & Drop (przeciągnij i wyjdź). Istnieją również specjalistyczne aplikacje do pracy z plikami, tzw. menedżerowie plików : Dowódca Norton, Dowódca Windows, Explorer itp.
W niektórych przypadkach konieczne jest współpracę z interfejsem linii poleceń. Windows zapewnia tryb działanie z interfejsem wiersza poleceń MS-DOS.
Interfejs linii komend
1. Wprowadź polecenie [Program sesji MS-DOS]. Pojawi się okno. Sesja MS-DOS.
W odpowiedzi na zaproszenie systemu można wprowadzić polecenia MS-DOS z klawiatury, w tym:
- współpracuje z plikami (kopiowanie, del, zmiana nazwy itp.);
- zespoły pracy z katalogami (DIR, MKDIR, CHDIR itp.);
- działa z dyskami (format, Defrag i in.).
2. Istnieją dziesiątki poleceń MS-DOS, a każdy zespół ma swój własny format i parametry, aby pamiętać, co jest dość trudne. W celu uzyskania informacji referencyjnych na polecenie, musisz wprowadzić klucz po nazwie polecenia po nazwie polecenia.
Na przykład, aby uzyskać certyfikat dla format polecenia. W odpowiedzi na zaproszenie do systemu musisz wejść: C: Windows\u003e Format /?
 |
Pytania dotyczące refleksji
1. Jaki element jest górną hierarchią w systemie plików MS-DOS? W interfejsie graficznym Windows?
Praktyczne zadania
4.11. Kopiuj pliki za pomocą interfejsu wiersza poleceń i interfejsu Menedżera plików.
4.12. Zapoznaj się z objętością dysków komputera, a także objętości ruchliwych i wolnych przestrzeni.
4.13. Zapoznaj się z formatem drużyny DIR. Wyświetl katalog główny dysku S.
System plików komputera, z reguły ma kilka dysków. Każdy dysk jest przypisany nazwa podana przez list łaciński, na przykład, na przykład:, w: s: S: itd., Jest standardowo przyjęty, że A: A: - Są one napędy na elastycznych dyskach magnetycznych, i koła z:, D: itd. - dyski twarde, napędza dyski optyczne lub dyski elektroniczne.
Dyski elektroniczne są częścią pamięci RAM, którą użytkownik wygląda jak wosk. Szybkość wymiany informacji z dyskiem elektronicznym jest znacznie wyższa niż za pomocą elektromechanicznego urządzenia do przechowywania zewnętrznego. Gdy płyty elektroniczne nie noszą części elektromechanicznych. Jednak po wyłączeniu zasilania informacje o dysku elektronicznym nie są zapisywane.
Fizycznie istniejące dyski magnetyczne można podzielić na kilka dysków logicznych, które będą spojrzeć na użytkownika na ekranie, a także istniejące fizycznie dyski. W tym przypadku dyski logiczne otrzymują nazwy zgodnie z tymi samymi zasadami, jak fizycznie istniejące płyty. Wystarczy umieścić, dysk logiczny jest częścią konwencjonalnego dysku twardego, który ma własne nazwisko.
Dysk, na którym nagrywany jest system operacyjny, jest nazywany dyskem (lub rozruchowym). Tak jak dysk rozruchowy. Najczęściej używany hDD. Z:. Podczas leczenia wirusów, awarie systemowe obciążenie systemu operacyjnego jest często przeprowadzane z elastycznego dysku.
Dostępne są dyski optyczne, które mogą być również rozruchowe.
Formatowanie jest przygotowaniem dysku do nagrywania informacji.
Podczas formatowania na dysku informacje są rejestrowane informacje (Markup), który jest następnie używany do nagrywania i odczytu informacji, korekcji prędkości obrotowej dysku. Markup jest wykonywany za pomocą pola elektromagnetycznego utworzonego przez głowicę napędową nagrywania. Informacje na temat nagrywania są wykonywane przez ścieżki, a każda ścieżka jest podzielona na sektory, na przykład 1024 bajtów.
W procesie formatowania obszar systemowy jest przydzielany na dysku, który składa się z trzech części: sektora rozruchowego, tabel lokalizacji i katalogu głównego.
Sektor rozruchowy (rekord rozruchowy) jest umieszczony na każdym dysku w sektorze logicznym z numerem 0. Zawiera dane w formacie dysku, a także krótki program używany w początkowej procedurze obciążenia systemu operacyjnego.
Sektor rozruchowy jest tworzony podczas formatowania dysku. Jeśli dysk jest przygotowany jako system (rozruchowy), sektor rozruchowy zawiera program ładowania systemu operacyjnego. W przeciwnym razie zawiera program, który podczas próby uruchomienia z tego systemu operacyjnego dysku wyświetla komunikat, że ta płyta nie jest systemowa.
Plik jest zestawem połączonych połączonych danych postrzeganych przez komputer jako pojedynczy liczbę całkowitą mającą wspólną nazwę umieszczoną na dyskach magnetycznych lub optycznych, taśmy magnetycznej, w pamięci RAM lub na innym nośniku informacji.
Plik jest zwykle identyfikowany za pomocą obszaru pamięci (PSU, RAM, ROM), gdzie logicznie powiązane dane mające wspólną nazwę są publikowane. Plik jest przechowywany na nośniku informacji w systemie numeru binarnego, a jest przedstawiony jako zestaw połączonych bajtów.
Pliki mogą przechowywać teksty, dokumenty, dane itp.
Jeśli plik jest duży, może zająć kilka utworów.
Podczas pisania informacji do nowych (czystych) plików dyskowych znajdują się sukcesywnie przez siebie: od pierwszego utworu do ostatniego.
Należy pamiętać, że pliki zawsze zajmują klaster całkowity, dlatego dwa nawet małe pliki mogą być jednocześnie znajdujące się w jednym klastrze. Należy pamiętać, że jeśli dokument składa się tylko z jednej litery, plik nadal zajmuje jeden oddzielny klaster na dysku.
Nazwy plików są rejestrowane na dyskach magnetycznych i optycznych w folderach, katalogach (lub katalogach). Termin "katalog" jest używany w systemach operacyjnych rodziny DOS, termin "folder" - w systemach operacyjnych Windows.
W przypadku wielu plików nadpisywania i usuwania fragmentacji występuje (zgniatanie, separacja) miejsca na dysku. W rezultacie plik może być uszkodzony i umieszczony w klastrach znajdujących się w stosunkowo dużej odległości od siebie. Odczyt takich plików jest znacznie spowolniony, ponieważ dysk jest konieczny dodatkowy czas, aby przenieść głowice. Przyczyną fragmentacji jest to, że wszystkie pliki mają zasadę, różne długości. Dlatego po usunięciu niektórych plików nowy plik nie może dokładnie dopasować do przestrzeni wydanej na dysku. Praktycznie, albo wolna odcinek dysku pozostanie albo lub sektory są wypełnione w innym miejscu dysku (na przykład, zlokalizowane przez kilka sektorów lub na innych utworach). System operacyjny ma program specjalny (użyteczność), która wykonuje defragmentację dysku.
To narzędzie ma korpus plików w sąsiednich sektorach, w ten sposób przyspiesza do czytania informacji (nie trzeba przejść do innych utworów, pomiń innych sektorów) i zmniejsza zużycie napędu.
Cel i funkcjonowanie systemu plików
W systemach operacyjnych system plików odnosi się do podstawowych pojęć i jest zdefiniowany jako ogólny systemktóry ustanawia zasady przypisywania nazw plików, przechowywania, organizacji i przetwarzania plików w informacji o mediach. Informacje o mediach (pamięć) są realizowane w postaci odpowiednich środków technicznych do przechowywania informacji.
W ten sposób system plików jest częścią systemu operacyjnego, który dostarcza pliki nagrania i odczytu w mediach informacji (pamięć zewnętrzna), tj. Reprezentuje przyjazny dla użytkownika interfejs podczas pracy z danymi zapisanymi w pamięci. Firma Microsoft.opracowano kilka systemów plików dla komputery osobiste, takie jak tłuszcz, FAT16, FAT32, NTFS itp. Funkcjonowanie systemu plików jest realizowany jako proces wielopoziomowy, gdzie każdy poziom reprezentuje zestaw funkcji poprzedniego poziomu i odnosi się do kolejnego żądania.
Figa.
Procesy pierwszego poziomu obejmują procesy związane z definicją symbolicznej nazwy pliku jego unikalnej nazwy, procesy drugiego poziomu są powiązane z definicją charakterystyki plików według unikalnej nazwy i procesów trzeciego poziomu - W celu weryfikacji dopuszczalnej operacji do żądanego pliku itd. Procesy N-Level są związane z definicją liczby bloku fizycznego zawierającego rekord logiczny.
System plików tłuszczu
formatuj plik kodu polecenia
System plików FAT używany OS MS Dos I.OS. Windows.aby usprawnić pliki i zarządzać nimi. Podstawą tego systemu plików jest tabelę umieszczania tłuszczu (Tabela alokacji plików),która jest strukturą danych utworzoną przez system operacyjny podczas formatowania danych na pamięci. Sklepy z systemem operacyjnym Informacje o tabeli umieszczania plików o każdym pliku, więc jeśli to konieczne, można usunąć żądany plik.
Określony system plików dość zadowolony z wymogów jego czasu głównie dlatego jest bardzo zwarty i prosty. Z tego powodu został pomyślnie użyty i używany w NGMD. Aby zapisać plik w tłuszczu, można użyć jednej lub więcej klastrów, standardowy rozmiar klastra wynosi 512 bajtów.
Istnieje kilka wersji systemu plików FAT, wśród których największa aplikacja znalazła systemy FAT 16 i FAT 32 plików. Różnica między tymi systemami plików polega na rozmiarze liczb używanych w tabelach lokalizacji plików.
Twój dysk wymienny musi używać FAT32 dla najlepsza kompatybilnośćAle jeśli planujesz przechowywać duże pliki - a następnie format w NTFS. Dyski formatów MAC w standardzie HFS +, które nie działa z oknami. Linux ma również własne systemy plików.
Dlaczego tam jest tak wiele?
System plików 101.
Różne systemy plików są łatwe różne metody Organizacje i przechowywanie plików na dysku twardym, dysk flash lub inne urządzenie pamięci masowej. Każde urządzenie pamięci masowej ma jedną lub więcej sekcji, a każda sekcja musi być "sformatowana" w określonym trybie systemu plików. Proces formatowania tworzy pusty system plików tego typu na urządzeniu.
System plików Zapewnia metodę oddzielania danych na dysku do oddzielnych części, które są plikami. Zapewnia również metodę przechowywania danych na tych plikach - na przykład ich nazwy, uprawnienia i inne atrybuty. System plików Zapewnia również listę indeksów plików na dysku i gdzie znajdują się na dysku, więc system operacyjny może zobaczyć, że na dysku w jednym miejscu i nie musi "czyszczenia" całego dysku, aby znaleźć plik.
System operacyjny musi zrozumieć system plików, aby mógł wyświetlić jego zawartość, otwierać pliki i zapisywać pliki. Jeśli system operacyjny nie rozumie systemu plików, możesz zainstalować sterownik systemu plików, który zapewnia obsługę takiego systemu plików.
System plików dysku komputera można porównać z systemem przechowywania dokumentów - bitów danych na komputerze są nazywane "Pliki" i są one organizowane w "Systemie plików", ponieważ pliki papierowe mogą być zorganizowane w szafki plików. Istnieć różne metody Organizacje tych plików i przechowywania danych to "Systemy plików".
Dlaczego tak wiele systemów plików
Nie wszystkie systemy plików są równoważne. Różne systemy plików mają różne sposoby organizowania ich danych. Niektóre systemy plików działają szybciej niż inne, niektóre mają dodatkowe funkcje zabezpieczeń, a niektóre dyski wsparcia z dużymi woluminami pamięci, podczas gdy inne działają tylko na dyskach z mniejszą pamięcią. Niektóre systemy plików są bardziej niezawodne i odporne na uszkodzenia plików, podczas gdy inne zmniejszają niezawodność na korzyść prędkości.
Nie istnieje najlepszy system plików.który pasuje do wszystkich celów. Każdy system operacyjny komputera ma tendencję do korzystania z własnego systemu plików, który zatrudnia również deweloperów systemu operacyjnego. Deweloperzy jądra Microsoft, Apple i Linux pracują na swoich systemach plików. Nowe systemy plików mogą być szybsze, bardziej stabilne, lepiej skalowane do większych urządzeń pamięci masowej i mają więcej funkcji niż stary.
System plików nie jest podobny do sekcjiktóry jest tylko kawałkiem miejsca do przechowywania. System plików określa, w jaki sposób pliki są składane, są zorganizowane, indeksowane i związane z nimi metadane. Zawsze jest możliwość dostosowania i poprawy, jak się skończy.
Systemy plików przełączania
Każda sekcja ma system plików. Czasami możesz "konwertować" system plików sekcji, ale rzadko jest możliwe. Zamiast tego prawdopodobnie będziesz musiał najpierw skopiować ważne dane z sekcji.
Systemy operacyjne automatycznie sformatują partycje do odpowiedniego systemu plików podczas procesu instalacji. Jeśli masz sekcję w formacie systemu Windows, do którego chcesz zainstalować Linuksa, podczas instalacji systemu Linux Formatuje sekcji NTFS lub FAT32 w systemie plików Linux, preferowany dla dystrybucji Linux.
W ten sposób, jeśli masz urządzenie pamięci masowej i chcesz użyć innego systemu plików, po prostu skopiuj pliki z niego, aby utworzyć kopię zapasową. Następnie użyj narzędzia Zarządzanie dyskami w Windows. gPARTED. W Linuksie lub. narzędzie na płycie W systemie Mac OS.
Przegląd wspólnych systemów plików
Oto krótki przegląd niektórych z najczęstszych systemów plików, które napotkasz. Nie jest wyczerpujący - istnieje wiele innych systemów plików dla zadań specjalnych:
- FAT32.: Jest to jeden z najstarszych systemów plików systemu Windows, ale nadal jest używany media wymienne. - Mały w objętości. Dużych dysków twardych zewnętrznych 6 TB lub więcej, w każdym przypadku sformatowany za pomocą NTFS. FAT32 ma sens, aby używać tylko małych urządzeń pamięci masowej lub kompatybilności z innymi urządzeniami, takimi jak aparaty cyfrowe, konsole do gier, konsole i inne urządzenia obsługujące tylko FAT32, ale NTFS.
- NTFS.: Nowoczesna wersja systemu plików systemu Windows jest używana począwszy od systemu Windows XP. Płyty zewnętrzne mogą być sformatowane za pomocą FAT32 lub NTFS.
- HFS +.: Mac używa HFS + dla partycji wewnętrznych formatuje również płyty zewnętrzne - Aby użyć zewnętrznego dysku twardego z czasem, atrybuty systemu plików można dodać do kopii zapasowej. Machi może również odczytywać i nagrywać pliki do systemów plików FAT32, ale będziesz potrzebować oprogramowania innych firm, aby napisać systemy plików NTFS z Mac.
- EXT2. / EXT3./ Ext4.: Często można zobaczyć systemy plików EXT2, EXT3 i EXT4 w Linuksie. EXT2 to starszy system plików i nie ma ważnych funkcji, takich jak rejestrowanie - jeśli zasilanie wychodzi lub komputer emituje operację podczas zapisywania na dysku EXT2, dane mogą zostać utracone. EXT3 dodaje te cechy solidności z powodu pewnej prędkości. Ext4 jest bardziej nowoczesny i szybka opcja - Ten system plików jest używany domyślnie w większości rozkładów Linuksa. Windows i Mac nie obsługują tych systemów plików - potrzebujesz narzędzia innych firm, aby uzyskać dostęp do plików w takich systemach plików. W tym samym czasie Linux może czytać i nagrywać zarówno w FAT32, jak iw NTFS.
- BTRFS.: Jest to nowy system plików Linux, który jest nadal w rozwoju. W tej chwili nie jest standardem dla większości dystrybucji Linuksa, ale prawdopodobnie raz zastąpi EXT4. Celem jest zapewnienie dodatkowych funkcji, które umożliwiają Linuksa do skalowania do dużych woluminów pamięci.
- Zamiana: w Plik Linux. W rzeczywistości system swap nie jest systemem plików. Sekcja, sformatowana jako "swap", może być używana jako przestrzeń wymiany systemu operacyjnego - jako plik stronicowania systemu Windows, ale wymaga specjalnej partycji.
Istnieją inne systemy plików, zwłaszcza w systemach Linux i innych systemów podobnych do UNIX.
Typowy użytkownik komputera nie powinien wiedzieć większość tego materiału - ale znajomość podstaw pomoże Ci zrozumieć takie pytania jako: "Dlaczego ten dysk w formacie MAC nie działa z moim komputerem w systemie Windows?" i "powinienem sformatować to trudne dysk USB. Jak jest FAT32 lub NTFS? ".
Informacje o systemie plików.
Windows 8 System operacyjny obsługuje wiele systemów plików: NTFS, tłuszcz i FAT32. Ale może pracować tylko nad NTFS.Oznacza to, że jest zainstalowany tylko na partycji dysku twardego sformatowanego w tym systemie plików. Ze względu na te funkcje i narzędzia zabezpieczające, które są dostarczane NTFS.Ale nie jest dostępny w systemach plików systemu Windows poprzedniej generacji: FAT16. i FAT32.. Następnie skupimy się na całej linii systemów plików dla systemu Windows, aby zrozumieć, jaką rolę grają w działaniu systemu i sposobu, w jaki opracowali w procesie stania się ciałem Windows do Windows 8.
Korzyści NTFS. Zwróć się do prawie całkowitej: wydajność, niezawodność i wydajność z danymi (plikami) na dysku. Więc jeden z głównych celów stworzenia NTFS. Zapewniono szybki wykonywanie operacji plików (kopiować, odczytać, usunąć, nagrywanie), a także zapewnienie dodatkowych funkcji: kompresja danych, odzyskiwanie uszkodzone pliki. Systemy na dużych dyskach itp.
Kolejny główny cel tworzenia NTFS. Nastąpiła wdrożenie zwiększonych wymagań bezpieczeństwa, jako systemy plików Tłuszcz., FAT32. W tym względzie w ogóle nie poszli nigdzie. Dokładnie o NTFS. Możesz włączyć lub wyłączyć dostęp do dowolnego pliku lub folderu (usunięcie praw dostępu).
Najpierw rozważ właściwości porównawcze systemów plików, a następnie zatrzymajmy się w każdym z nich bardziej szczegółowo. Porównanie dla większej jasności, przedstawiono w formie tabelarycznej.
System plików Tłuszcz. W przypadku nowoczesnych dysków twardych po prostu nie nadaje się (ze względu na ograniczone możliwości). O FAT32., Nadal można go używać, ale już z rozciąganiem. Jeśli kupisz dysk twardy 1000 GB, musisz złamać go co najmniej kilka sekcji. A jeśli zamierzasz studiować klip wideo, będziesz bardzo zaniepokojony limit w 4 GB jako maksymalny możliwy rozmiar pliku.
Wszystkie wymienione wady są pozbawione systemu plików NTFS.. Więc nawet bez wchodzenia do szczegółów i specjalne zdolności System plików NTFS., Możesz dokonać wyboru na jej korzyść.
| Plik system |
Parametry | |
|---|---|---|
| Rozmiary Toma. | Maksymalny rozmiar pliku. | |
| Tłuszcz. | Od 1,44 MB do 4 GB | 2 GB. |
| FAT32. | Teoretycznie wolumin jest możliwy od 512 MB do 2 TB. Kompresja nie jest obsługiwana na poziomie systemu plików | 4 GB. |
| NTFS. | Minimalny zalecany rozmiar wynosi 1,44 MB, a maksymalnie - 2 tb. Obsługa kompresji na poziomie systemu plików dla plików, katalogów i woluminów. | Maksymalny rozmiar jest ograniczony tylko przez wielkość objętości (teoretycznie - 264 bajtów minus 1 kilobajty. Prawie - 244 bajty minus 64 kilobajty) |
Ogólnie użyj FAT32. może być uzasadniony tylko w przypadkach, w których masz kilka systemów operacyjnych na komputerze, a którykolwiek z nich nie obsługuje NTFS.. Ale dzisiaj są praktycznie żadne. Czy chcesz zainstalować antyki typu systemu Windows 98 we własnych antykach.
System plików tłuszczu
System plików Tłuszcz. (Zazwyczaj pod nim jest rozumiany Tłuszcz 16.) Został on opracowany przez długi czas i miał na celu współpracę z małymi woluminami dysku i plikami, prostymi katalogami. Skrót Tłuszcz. Rozszyfrowany AS. Tabela alokacji plików. (z angielskiego. Stół do umieszczania plików). Ta tabela jest opublikowana na początku Toma, a dwie kopie są przechowywane (w celu zapewnienia większej stabilności).
Ta tabela jest używana przez system operacyjny, aby wyszukać plik i określić jego fizyczną lokalizację na dysku twardym. W przypadku uszkodzenia tabeli (i jego kopii), czytanie plików przez system operacyjny staje się niemożliwy. Po prostu nie może określić, gdzie zaczyna się i gdzie się kończy. W takich przypadkach mówi się, że system plików "upadł".
System plików Tłuszcz. Początkowo Microsoft został opracowany na dyskietkę. Tylko wtedy zaczęli go stosować twarde dyski. Początkowo był Tłuszcz12. (dla dyskietek i dysków twardych do 16 MB), a następnie zamienił się FAT16.który został uruchomiony w systemie operacyjnym MS-DOS 3.0.
System plików FAT32.
Począwszy od systemu Windows 95 OSR2, Microsoft zaczyna aktywnie używać w swoich systemach operacyjnych FAT32. - Wersja ThirtyDead-Disconnect Tłuszcz.. Co robić, postęp techniczny nie stoi wciąż i możliwości Tłuszcz 16. Stało się to wyraźnie wystarczające.
W porównaniu z nią FAT32. Zaczęło zapewniać bardziej optymalny dostęp do dysków, wyższej prędkości operacji we / wy, a także wsparcie dla dużych woluminów plików (pojemność dysku do 2 TB).
W FAT32. Został wdrożony bardziej skutecznymi wydatkami miejsca na dysku (za pomocą mniejszych klastrów). Korzyści w porównaniu z tym FAT16. wynosi około 10 ... 15%. To jest, gdy jest używany FAT32. Na tym samym dysku można zarejestrować o 10 ... 15% więcej informacji niż w przypadku użycia FAT16.
Ponadto należy zauważyć, że FAT32. Zapewnia wyższą niezawodność operacyjną i wyższy uruchamianie programu.
Prowadzone przez dwie znaczące innowacje:
Możliwość przeniesienia katalogu korzenia i utworzyć kopię zapasową Tłuszcz. (Jeśli główna kopia otrzymała uszkodzenia)
Możliwość przechowywania kopii kopii zapasowej danych systemu.
System plików NTFS.
GenerałŻadna z wersji tłuszczu nie zapewnia co najmniej żadnego akceptowalnego poziomu bezpieczeństwa. To, a także potrzeba mechanizmów plików rozszerzających (kompresja, szyfrowanie) doprowadziły do \u200b\u200bkonieczności utworzenia fundamentalnie nowego systemu plików. I stał się systemem plików NT (NTFS)
NTFS. - z angielskiego. Nowy system plików technologicznych - nowy system plików technologicznych
Jak wspomniano, jego główną zaletą jest zabezpieczenie: dla plików i folderów NTFS. Prawa dostępu można przypisać (odczytać, nagranie itp.). Dzięki temu bezpieczeństwo danych i stabilność systemu była znacznie wzrosła. Przypisywanie praw dostępu umożliwia zakaz / włączenie wszelkich użytkowników i programów do wprowadzania operacji na pliki. Na przykład, nie posiadający wystarczających praw, nieznajomi nie będą mogli zmienić żadnego pliku. Lub znowu, nie posiadający wystarczających praw, wirus nie będzie w stanie zepsuć pliku.
Co więcej, NTFS.Jak wspomniano powyżej, zapewnia lepszą wydajność i zdolność do pracy z dużymi ilościami danych.
Począwszy od systemu Windows 2000, używana jest wersja. NTFS 5.0.który oprócz standardu umożliwia wdrożenie następujących opcji:
Szyfrowanie danych - Ta funkcja jest zaimplementowana przez specjalne dodatki NTFS, które nazywa się Szyfrowanie systemu plików(EFS) - System plików szyfrowania. Dzięki temu mechanizmu zaszyfrowane dane można odczytać tylko na komputerze, na którym wystąpiło szyfrowanie.I jeszcze jedna innowacja NTFS - punkty montażowe. Korzystając z punktów montowania, można zdefiniować różne foldery, a nawet dyski w systemie jako jeden dysk lub folder. Ma ogromne znaczenie dla zbierania w jednym miejscu heterogenicznych informacji w systemie.
Kwoty dysku - Możliwe było przypisanie pewnego rozmiaru (ograniczonego) rozmiaru na dysk, którego mogą używać.
Efektywne przechowywanie rzadkich plików. Istnieją pliki zawierające dużą liczbę spójnych pustych bajtów. System plików NTFS umożliwia optymalizację ich przechowywania.Korzystanie z poprawek magazynu. - Umożliwia rejestrowanie wszystkich operacji dostępu i woluminów.
■ Wreszcie konieczne jest pamiętać, że jeśli pewne prawa dostępu zostały zainstalowane dla pliku NTFS, a następnie został skopiowany do sekcji FAT, a następnie wszystkie prawa dostępu i inne unikalne atrybuty związane z NTFS zostaną utracone. Więc bądź czujny.
Urządzenie NTFS. Główna tabela plików MFT.Jak każdy inny system plików, NTFS dzieli się całą przydatną przestrzeń klastry - Minimalne bloki danych, na których pliki są uszkodzone. NTFS obsługuje niemal wszelkie rozmiary klastrów - od 512 bajtów do 64 KB. Jednakże, klaster 4 KB jest uważany za ogólnie akceptowany standard. Domyślnie jest używany. Zasada istnienia klastrów może być zilustrowana przez poniższy przykład.
Jeśli masz rozmiar klastra 4 KBYTES (najprawdopodobniej) i musisz zapisać plik, 5 kb w rozmiarze, a następnie 8 KB zostanie podświetlona, \u200b\u200bponieważ nie pasuje do jednego klastra i pod ich miejscem na dysku jest podkreślony tylko przez klastry.
Dla każdego dysku NTFS znajduje się specjalny plik - MFT (Master Allocation Table - Stół do plików domowych). Ten plik zawiera scentralizowany katalog wszystkich dostępnych w plikach dysku. Podczas tworzenia pliku NTFS tworzy i wypełnia MFT. Odpowiedni rekord zawierający informacje o atrybutach plików, zawartości plików, nazwy pliku itp.
Oprócz MFT.Istnieje 15 kolejnych plików (wraz z MFT - 16), które nie są dostępne dla systemu operacyjnego i są nazywane metafiles.. Nazwy wszystkich metaplik Zacznij od symbolu $ , ale standardowe środki System operacyjny jest oglądany i generalnie wydawał się widzieć. Następnie przedstawiono na przykład główne metapliki:
Shft. - sam MFT.Jeśli chodzi o zasadę organizacji danych na dysku NTFS, jest warunkowo podzielony na dwie części. Pierwsze 12% dysku jest odprowadzane pod tak zwanym Strefa MFT. - Przestrzeń, w której rośnie Metafile MFT.
$ Mftmirr. - kopia pierwszych rekordów 16 MFT, umieszczona na środku dysku (lustro).
$ LOGFILE. - Plik wsparcia dziennika.
$ Woluminu. - Informacje o serwisie: Tom Tag, wersja systemu plików itp.
$ Attrdef. - Lista standardowych atrybutów plików na woluminie.
$. - katalog główny.
$ Bitmap. - Mapa wolnego miejsca objętości.
$ Boot. - Sektor rozruchowy (jeśli sekcja rozruchowa).
$ Kwota. - Plik, w którym użytkownicy są rejestrowani w użyciu miejsca na dysku.
$ Upcase. - Kapitał dopasowywania plików i wielkich liter w nazwach plików na bieżącym objętości.
Potrzeba głównie dlatego, że nazwy plików NTFS są zapisywane w kodowaniu Unicode.który ma 65 tysięcy różnych znaków, z których można szukać dużych i małych odpowiedników, których są bardzo nietrivial.
Nagrywanie dowolnych danych użytkownika do tego obszaru jest niemożliwe. Strefa MFT zawsze utrzymuje pusty. Odbywa się tak, że najważniejszy plik serwisowy (MFT) nie jest rozdrobniony ze wzrostem. Pozostałe 88% dysków to zwykła przestrzeń do przechowywania plików.
Jednak z niedoborem miejsca na dysku strefa MFT może się zmniejszyć (jeśli to możliwe), dzięki czemu zauważysz każdy dyskomfort. Jednocześnie nowe dane zostaną już zapisane w dawnej strefie MFT.
W przypadku późniejszego zwolnienia miejsca na dysku strefa MFT ponownie wzrośnie, ale w postaci defragmentacji (czyli, a nie pojedynczy blok, ale przez kilka części na dysku). W tym nie ma nic strasznego, po prostu uważa się, że system jest bardziej wiarygodny, gdy Plik MFT. Nie defraganizowany. Ponadto, z nieograniczonym plikiem MFT cały system plików działa szybciej. W związku z tym bardziej defragmentowany jest plik MFT, wolniej działa system plików.
Jeśli chodzi o rozmiar pliku MFT, jest w przybliżeniu obliczona, na podstawie 1 MB na 1000 plików.
Konwertuj sekcje FAT32 do NTFS bez utraty danych. Konwertuj narzędzie.
Możesz łatwo przekonwertować istniejący sekcję FAT32 w NTFS. Aby to zrobić, w systemie Windows 8, Windows 8.1 zapewnia narzędzie wiersza poleceń konwertować.
Parametry jego działania są wyświetlane w zrzucie ekranu
Aby przekonwertować na dysk NTFS D:, wiersz poleceń Powinieneś wpisać następujące polecenie:
Następnie zostaniesz poproszony o wprowadzenie etykiety głośności, jeśli tak jest (Tom Etykieta jest określona obok nazwy dysku w oknie Mój komputer. Służy do bardziej szczegółowego oznaczenia dysku i może być używany i nie może być używany. Na przykład może to być Przechowywanie plików (RE:).
Aby przekonwertować dysk flash, polecenie wygląda tak:
konwertuj E: / FS: NTFS / NOSTECURITY / X
