Файлові системи і системи управління файлами
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Для зручності роботи користувачу з даними операційна система підміняє фізичну структуру даних, що зберігаються деякої логічною моделлю, яка матеріалізується у вигляді дерева каталогів, що відображається на моніторі спеціальними утилітами типу Windows Explorer або Norton Commander. Базовим елементом цієї моделі є файл.
Слід нагадати, чтофайл - це іменований набір байт, розташований в області зовнішньої пам'яті, в яку можна записувати і з якої можна зчитувати дані.
Для управління даними на диску створюються файлові системи. які визначають спосіб організації даних на диску або на якомусь іншому носії.
Спеціальне системне програмне забезпечення, що реалізує роботу з файлами по прийнятим специфікаціям файлової системи, часто називають системою управління файлами. Саме система управління файлами в ОС відповідає за створення, знищення, організацію, читання, запис, модифікацію і переміщення файлової інформації, а також за управління доступом до файлів. Система управління файлами не існує сама по собі - вона розробляється для роботи з конкретною операційною системою.
Таким чином, термін файлова система визначає, перш за все, принципи доступу до даних, організованих у файли.
Цей же термін використовують і по відношенню до конкретних файлів, розташованих на тому чи іншому носії даних.
Термін система управління файлами слід вживати по відношенню до конкретної реалізації файлової системи, тобто - це комплекс програмних модулів, що забезпечують роботу з файлами в конкретній операційній системі.
Файлові системи підтримують кілька функціонально різних типів файлів: звичайні файли, файли-каталоги, спеціальні файли та інші.
Звичайні файли або просто файли. містять дані довільного характеру, які заносить в них користувач або які утворюються в результаті роботи системних і призначених для користувача програм.
Файли-каталоги. в подальшому просто каталоги. містять інформацію про дані, організованих у вигляді файлів. Іншими словами, в каталозі повинні міститися дескриптори файлів.
Спеціальні файли - це фіктивні файли, асоційовані з пристроями введення-виведення, які використовуються для уніфікації механізму доступу до файлів і зовнішніх пристроїв (застосовуються в операційних системах UNIX).
Операційна система при роботі з диском використовує власну одиницю дискового простору, звану кластером (cluster).
Логічне об'єднання дискових секторів в кластери відбувається при створенні файлової системи з метою зменшення можливого фрагментації файлів і прискорення доступу до них.
Розмітку диска під конкретний тип файлової системи виконують процедури високорівневого. або логічного. форматування. При високорівневої форматуванні визначається розмір кластера і на диск записується інформація, необхідна для роботи файлової системи, в тому числі:
· Інформація про доступне і невикористовуваних просторі;
· Про межі областей, відведених під файли і каталоги;
· Інформація про пошкоджених областях.
Крім того, на диск записується завантажувач ОС - невелика програма, яка починає процес ініціалізації операційної системи після включення живлення або рестарту комп'ютера.
На кожному розділі диска і логічному диску може створюватися лише одна файлова система. При цьому на різних логічних дисках одного фізичного диска можуть розташовуватися файлові системи різного типу.
Всі розділи одного фізичного диска після низькорівневого форматування мають однаковий розмір блоку, що записується в один сегмент, і, як правило, рівного 512 байт. Однак в результаті високорівневого форматування в різних розділах одного і того ж диска можуть бути встановлені файлові системи, в яких кластери мають різні розміри.
Сучасні файлові системи
В даний час існує велика кількість файлових систем, але найбільшого поширення в персональних комп'ютерах отримали FAT і NTFS завдяки їх застосуванню в сімействі операційних систем Windows.
Файлова система FAT
Структура логічного розділу (логічного диска), відформатованого під файлову систему FAT (File Allocation Table - таблиця розміщення файлів), представлена на рис. 2.9.
Мал. 2.9. Структура файлової системи FAT на логічному диску
Структура логічного диска складається з наступних областей:
· Завантажувальний сектор містить програму початкового завантаження ОС; вид цієї програми залежить від типу ОС, яка буде завантажуватися з цього розділу;
· Основна копія FAT містить інформацію про розміщення файлів і каталогів по кластерам на диску в області даних;
· Кореневої каталог займає фіксовану область розміром в 32 сектора (16 Кбайт), що дозволяє зберігати 512 записів про файлах і каталогах, так як кожен запис каталогу складається з 32 байт;
· Область даних вимірюється в кластерах іпредназначена для розміщення всіх файлів і всіх каталогів, крім кореневого каталогу.
У таблиці FAT кількість індексних покажчиків відповідає кількості кластерів в області даних, а номер індексного покажчика дорівнює номеру відповідного кластера.
Індексний покажчик має обмежений розмір (зокрема: 12 біт в FAT12, 16 біт в FAT16 і 32 біт в FAT32) і може приймати значення, представлені для FAT16 в табл. 2.2.