Typy souborových systémů. Operace se soubory. Katalogy. Adresářové operace. (5). souborové systémy. Struktura souborového systému

Struktura souborového systému. Mechanismus přístupu k souboru.

Soubor (soubor) - pojmenovaná sada dat. Je možné provádět operace se soubory jako s jednou entitou pomocí operátorů: OTEVŘENO(OTEVŘENO), zavřít(zavřít), vytvořit (vytvořit), zničit (zničit), kopírovat(kopírovat), přejmenovat (přejmenovat), výstup(seznam). Kromě toho jsou možné operace s jednotlivými komponentami souboru: číst(číst), napsat(napsat), Aktualizace(Aktualizace), vložit(vložit), vyloučit(vymazat).

Organizace souborů

Organizace souborů se týká způsobu, jakým jsou záznamy uspořádány externí paměť. Existují následující způsoby organizace.

· sekvenční - záznamy jsou uspořádány ve fyzickém pořadí, tj. „další“ záznam je záznam, který fyzicky navazuje na předchozí, zde mohou být záznamy jak pevné délky, tak proměnné.

Záznamy opraveny

délka

Proměnné položky

délka

Ukazatele délky záznamu

· Index-sekvenční - položky jsou uspořádány v logickém pořadí podle hodnot klíčů obsažených v každé položce. K záznamům sekvenčním podle indexu lze přistupovat sekvenčně, ve vzestupném/sestupném pořadí hodnot klíče, nebo přímo podle klíče, vyhledáním v systémovém indexu.

https://pandia.ru/text/78/277/images/image012_9.gif" height="108 src=">.gif" width="214">

· Přímo - k záznamům se přistupuje náhodně podle jejich fyzických adres na úložném zařízení přímý přístup.

· Knihovna - je to v podstatě soubor sestávající z po sobě jdoucích podsouborů, kde každý po sobě jdoucí podsoubor se nazývá prvek nebo člen souboru. Počáteční adresa každého takového prvku je uložena v adresáři souboru. Knihovní (rozdělené) soubory se nejčastěji používají k ukládání programových knihoven nebo knihoven maker.

Metody přístupu

Operační systémy obvykle implementují různé metody přístup k souborům, který lze seskupit do dvou kategorií:

· přístupové metody s frontami;

· základní přístupové metody.

Metody přístupu k frontě se používají v případech, kdy lze předvídat posloupnost zpracování záznamů, například u sekvenční a indexově sekvenční organizace. Tyto metody poskytují preemptivní ukládání do vyrovnávací paměti a plánování I/O. Tyto metody navíc poskytují automatické zamykání a uvolňování záznamů.

Základní přístupové metody se obvykle používají v případech, kdy nelze předvídat pořadí zpracování záznamů, zejména u přímého nebo náhodného přístupu. Základní metody čtení a zápisu fyzické bloky, blokování a odblokování si v případě potřeby určuje uživatel sám.

Charakteristika souboru

· Variabilita- udává, jak často jsou do souboru přidávány nové záznamy a jak často jsou staré záznamy odstraňovány. Když je frekvence nízká, soubor je volán statický a když je velký - dynamický nebo měnitelný soubor.

· Aktivita- je určeno procentem záznamů souborů zpracovaných během daného běhu.

· Velikost- určuje množství informací uložených v souboru.

Souborový systém

Souborový systém- je součástí společný systém správa paměti (viz Struktura jádra OS), jejímž účelem je zejména správa souborů uložených v externí paměti a také řízené sdílení informací mezi uživateli.

Funkce souborového systému

poskytování schopnosti vytvářet, upravovat, ničit soubory;

· řízené sdílení souborů několika uživateli;

poskytuje uživateli možnost nastavit jinou strukturu souborů a možnost řídit přenos informací mezi soubory;

Systém musí poskytovat prostředky k zajištění bezpečnosti a obnovy informací v souborech;

Systém musí zajistit nezávislost souborů na externí zařízení, tj. uživatelé by měli mít možnost přistupovat k souborům pomocí symbolických jmen;

Systém musí poskytovat ochranu informací v souborech před neoprávněným přístupem (možnost šifrovat a dešifrovat data);

· Souborový systém musí mít „přátelské“ rozhraní ve vztahu k uživateli.

Složení souborového systému

Souborový systém, který je součástí jádra OS, zpravidla obsahuje následující nástroje:

· Metody přístupu, které definují konkrétní organizaci přístupu k datům uloženým v souborech.

· nástroje pro správu souborů, poskytování úložiště souborů, přístupu, sdílení a ochrany.

· Nástroje pro správu externí paměti, poskytování alokace externího paměťového prostoru pro umístění souborů.

· nástroje pro integritu souborů, které zaručují bezpečnost informací o souboru.

Umístění souborů na disk

Vkládání souborů do diskové úložiště podobně jako alokace paměti v multiprogramování s variabilními oddíly. Všimněte si, že během provozu systému dochází k fragmentaci místa na disku, a proto musí být umístění souborů provedeno v rozptýlených blocích. Je zřejmé, že je možné použít metodu „sběru odpadu“, kterou jsme již zvažovali, ale není to vždy efektivní.

Alokace připojené paměti

Alokace připojené paměti předpokládá, že každému souboru je přidělena jedna souvislá oblast externí paměti. Jednou z výhod této metody je, že sekvenční logické záznamy jsou umístěny zpravidla fyzicky poblíž, což umožňuje zvýšit rychlost přístupu. Implementace adresářů je v tomto případě dost snadná, protože pro každý soubor stačí uložit počáteční adresu a délku souboru. Nevýhodou tohoto přístupu k alokaci paměti je, že poté, co jsou soubory zničeny a jimi obsazený prostředek je vrácen do volného seznamu, musí se nově přidělené soubory vejít do existujících volných oblastí. Potýkáme se zde tedy se stejnými problémy jako s fragmentací v multiprogramových systémech s variabilními oddíly – nutností slučovat volné sousední paměťové oblasti. Navíc při práci s dynamicky se měnícími velikostmi souborů nemusí být tato metoda racionální.

Odpojená alokace paměti

Distribuce pomocí seznamů sektorů

V tomto případě je paměť považována za soubor jednotlivých sektorů. Soubory jsou tvořeny sektory, které mohou být umístěny na různých místech externí paměti. Sektory patřící do stejného souboru obsahují odkazy-ukazatele na sebe navzájem a tvoří seznam. Uvedeno volný prostor obsahuje všechny volné sektory externí paměti.

Pokud je nutné zvětšit velikost souboru, příslušný proces si vyžádá další počet sektorů z volných, a pokud se velikost sníží, uvolněné sektory se vrátí do seznamu volných. Tím je zabráněno potřebě komprimace paměti.

Nevýhodou tohoto způsobu alokace paměti je zvýšení režie pro vytvoření mechanismu pro zpracování referencí ukazatelů a také možné prodloužení přístupové doby.

Blokovat alokaci paměti

Možnost distribuce bloků kombinuje prvky spojené a odpojené distribuce, v tomto případě je paměť distribuována nikoli po jednotlivých sektorech, ale po blocích sousedních sektorů a při přidělování nových bloků má systém tendenci vybírat volné bloky co nejblíže stávajícím bloky souboru. Při každém přístupu k souboru je nejprve určen odpovídající blok a poté odpovídající sektor v rámci tohoto bloku.

Implementaci blokové alokace paměti lze provést pomocí blokové řetězce, indexové blokové řetězce A zobrazit tabulky.

Blokový řetěz

Katalog

gif" width="51" height="12"> Data o umístění souboru Data DataNula

Ve schématu zřetězení bloků řádek v adresáři ukazuje na první blok souboru, pak každý blok pevné délky, který je součástí souboru, obsahuje dvě části: skutečná data a ukazatel na další blok. Minimální alokovaná jednotka paměti je blok pevné velikosti.

Abychom našli konkrétní položku v souboru, je samozřejmě nutné prohledat řetězec, najít odpovídající blok a pak najít potřebnou položku v bloku. Vzhledem k tomu, že bloky mohou být rozptýleny po celém disku, může tento proces trvat dlouho. Pro zkrácení přístupové doby lze řetězy vyrobit s obousměrnými články, což umožňuje pohled na řetěz v obou směrech.

Indexový blokový řetězec

Katalog

Řetěz indexové bloky

https://pandia.ru/text/78/277/images/image033_0.gif" width="166" height="165 src=">left">

Ve schématu tabulky mapování bloků se místo ukazatelů používají čísla bloků. Obvykle lze čísla snadno převést na skutečné adresy. Používá se tabulka mapování souborů, která obsahuje jeden řádek na blok disku. Řádek v uživatelském adresáři ukazuje na řádek mapovací tabulky odpovídající prvnímu bloku daný soubor. Každý řádek mapovací tabulky obsahuje číslo dalšího bloku v daném souboru. Je tedy možné najít všechny bloky souboru postupně procházením řádků tabulky mapování souborů. Ty řádky tabulky, které odpovídají posledním blokům souborů, jsou obvykle nastaveny na nulový ukazatel. Nula. V některých řádcích tabulky je uveden znak „volný“, což naznačuje tento blok lze přidělit na další žádost.

Hlavní výhodou takového schématu je, že tabulku mapování souborů lze použít k posouzení fyzického sousedství bloků.

Struktura souborového systému

Struktura souborového systému závisí na operační systém. Jeden z prvních počítačů používal soubor Systém FAT(File Allocation Table), která byla použita v operačním systému MS DOS.

FAT byl navržen pro práci s disketami menšími než 1 MB a původně nepodporoval pevné disky. Následně FAT začal podporovat soubory a oddíly až do velikosti 2 GB.

FAT používá následující konvence pojmenovávání souborů:
jméno musí začínat písmenem nebo číslem a může obsahovat libovolné ASCII znak, kromě mezer a "/\ : ; | = , ^ * ?
Název je dlouhý až 8 znaků, následuje tečka a volitelná přípona až 3 znaky.
velikost písmen v názvech souborů není rozlišena a není zachována.

Systém souborů FAT nemůže ovládat každý sektor samostatně, takže spojuje sousední sektory do shluků. To snižuje celkový počet úložných jednotek, které musí systém souborů sledovat. Velikost clusteru ve FAT je mocnina dvou a je určena velikostí svazku při formátování disku. Cluster je minimální prostor, který může soubor zabírat. Výsledkem je plýtvání místem na disku.

V operačních systémech se pojmy adresář a složka používají jako objekty určené k ukládání souborů a poskytování přístupu k nim.

Přístup - postup pro navázání spojení s pamětí a souborem v ní umístěným pro zápis a čtení dat.

Při přístupu k souboru musíte zadat přesné umístění souboru. V tomto případě, pokud je soubor přístupný z příkazový řádek, záznam vypadá takto:

c:\Papka1\papka2\uchebnik.doc

Takový záznam se nazývá trasa nebo cesta.

Název logické jednotky, který ve specifikaci předchází názvu souboru, označuje logickou jednotku, na které se má soubor hledat. Na stejném disku je uspořádán adresář, ve kterém jsou uložena úplná jména souborů a také jejich charakteristiky: datum a čas vytvoření; objem (v bajtech); speciální atributy. Analogicky se systémem organizace knihovního katalogu celé jméno soubor zaregistrovaný v adresáři poslouží jako šifra, pomocí které operační systém zjistí umístění souboru na disku.

Adresář - adresář souborů označující umístění na disku.

V operačním systému WINDOWS koncept adresáře odpovídá konceptu složky.

V katalogu jsou dva stavy – aktuální (aktivní) a pasivní.

Aktuální (aktivní) katalog - katalog, ve kterém tento momentčas, kdy uživatel pracuje.

Pasivní adresář – adresář, se kterým momentálně není spojení .

Operační systém má hierarchickou strukturu adresářů, každá jednotka má vždy jeden hlavní (kořenový) adresář. Nachází se na nulté úrovni hierarchické struktury a je označen symbolem "\" - zpětným lomítkem. Kořenový adresář se vytváří při formátování (inicializace, dělení) disku a má omezenou velikost. Hlavní adresář může obsahovat další adresáře a soubory, které jsou vytvořeny příkazy operačního systému a mohou být odstraněny odpovídajícími příkazy.

Nadřazený adresář - adresář, který má podadresáře .

Podadresář – adresář, který je obsažen v jiném adresáři .

Jakýkoli adresář obsahující adresáře nižší úrovně tak může být na jedné straně vůči nim nadřazeným a na druhé straně podřízený vůči adresáři vyšší úrovně.

Adresářová struktura může obsahovat adresáře, které neobsahují žádné soubory nebo podadresáře. Takové podadresáře se nazývají prázdné. .

Pravidla pro pojmenování podadresářů jsou stejná jako pro pojmenování souborů. Aby bylo možné je formálně odlišit od souborů, jsou podadresářům obvykle přiřazeny pouze názvy, i když typ můžete přidat stejným způsobem jako u souborů.

Systém souborů FAT se vždy vyplní volné místo na disku postupně od začátku do konce. Při vytváření nového souboru nebo úpravě existujícího souboru hledá úplně první volný cluster v alokační tabulce souborů. Pokud byly v průběhu práce některé soubory smazány, zatímco jiné změnily velikost, budou výsledné prázdné shluky rozptýleny po disku. Pokud clustery obsahující data souboru nejsou v řadě, je soubor fragmentován. Silně fragmentované soubory výrazně snižují efektivitu práce. Operační systémy, které podporují FAT, obvykle zahrnují speciální pomůcky defragmentace disku navržená pro zlepšení výkonu operací se soubory.

Systém souborů FAT má značné omezení v podpoře velkých svazků. místo na disku, limit je 2 GB.

Nové generace pevných disků s velkým množstvím místa na disku vyžadovaly pokročilejší souborový systém.

Operační systém Windows obsahuje souborový systém FAT32, který podporuje pevné disky až dva terabajty.
Atributy souborů byly ve FAT32 rozšířeny tak, aby nyní ukládaly čas a datum vytvoření, úpravy a posledního přístupu k souboru nebo adresáři.
Systém umožňuje dlouhá jména soubory a mezery v jejich názvech.
Systém souborů FAT32 je podporován v operačních systémech Windows XP a Windows Vista.

Pro tyto operační systémy byl vyvinut další souborový systém: NTFS (New Technology File System)

NTFS výrazně zlepšil schopnost řídit přístup k jednotlivé soubory a adresářů, bylo zavedeno velké množství atributů, byla implementována odolnost proti chybám a byly implementovány nástroje pro dynamickou kompresi souborů. NTFS umožňuje názvy souborů o délce až 255 znaků

NTFS má schopnost sebeobnovení v případě selhání operačního systému nebo hardwaru, aby diskový svazek zůstal k dispozici a nedošlo k porušení adresářové struktury.

Každý soubor na svazku NTFS je reprezentován položkou v speciální soubor– hlavní tabulka souborů MFT (Master File Table). NTFS si vyhrazuje prvních 16 položek tabulky o velikosti asi 1 MB pro speciální informace. Záznamy poskytují zálohu hlavní tabulky souborů, obnovují soubory, řídí stav clusterů, definují atributy souborů.

Aby se snížila fragmentace, NTFS se vždy snaží ukládat soubory do souvislých bloků. Ona poskytuje efektivní vyhledávání soubory v adresáři.

NTFS byl navržen jako obnovitelný souborový systém využívající model zpracování transakcí. Každá I/O operace, která změní soubor na svazku NTFS, je systémem považována za transakci a může být provedena jako nedělitelný blok. Když uživatel upraví soubor, služba souborů protokolu zachytí všechny informace potřebné k opakování nebo vrácení transakce.

Zajímavou funkcí souborového systému je dynamické šifrování souborů a adresářů, které zvyšuje spolehlivost ukládání informací.

Otázky k samovyšetření.

1.Co je to souborový systém?

2. Co je to "soubor"?

3. Hlavní součásti struktury souborů.

4. Co je to shluk?

5.Pojmenujte hlavní parametry, které charakterizují soubor.

6.Jak se tvoří název souboru?

7. Pravidla pro pojmenovávání souborů v systému FAT.

8.Proč je nutné defragmentovat disk?

9. Co je katalog?

10. Vysvětlete pojmy "trasa", "cesta".

11. K čemu se používá přípona souboru?

12. Hlavní účel souborového systému.

13. Jaké systémy souborů jsou podporovány operačními systémy Systémy Windows XP, Windows Vista?

Soubor- logické jednotka alokace paměti. Je to také soubor logicky propojených informací. Souborový systém umístěné v externí paměti (na discích) a organizované Podleúrovně. Struktura víceúrovňového souborového systému je znázorněna na Obr. 19.11.

Rýže. 19.11. Vrstvený souborový systém.

Na nejvyšší úroveň abstrakce fungují uživatelské programy, které používají primitiva formuláře na vysoké úrovni WriteLine(F,X).O úroveň níže jsou moduly rozhraní logické soubory– logické záznamy, bloky a výměnné operace. Ještě níže jsou moduly pro organizaci souborů, pak − operace základní systém soubory. Ovladače jsou umístěny na nižších úrovních zařízení (ovládání vstup-výstup) a zařízení (vstupně-výstupní zařízení a jejich ovladače).

– struktura v paměti obsahující informace o souboru. Typický struktura řídicího bloku souboru je uvedena v tabulce 3.

In-memory systémové struktury pro správu souborového systému

Při otevírání souboru a při dalších operacích s ním OS ukládá do paměti Celý množství systémových struktur znázorněných na Obr. 19.12.

Rýže. 19.12. In-memory OS struktury pro správu souborového systému.

Při otevírání souboru, při provádění operace, kde přístupová cesta k souboru v adresářové struktuře, systém najde odkaz na řídicí blok souboru. Při provádění výměnných operací OS načítá Paměť datové bloky souboru, na kterém se mají spustit operace. Kromě toho OS udržuje tabulku pro celý systém otevřít soubory. Pro každý proces je také uložen stůl soubory otevřené pouze tímto procesem.

Klíčové výrazy

síťový soubor Systém (NFS)- rozšířený systém veřejný přístup do souborů přes místní síť.

Absolutní cesta- plný přístupová cesta do souboru, počínaje logickým názvem oddílu nebo z adresáře kořenového systému.

Atributy souboru– obecné vlastnosti, popisující obsah souboru.

Blok– logické jednotka informace (část) souboru, obvykle kombinující několik evidence za účelem optimalizace I/O operace.

Blok řízení souborů (FCB)- struktura v paměti obsahující informace o souboru a používaná operačním systémem.

Adresář (adresář, složka)- adresář, složku– struktura v externí paměti obsahující symbolické názvy souborů a dalších adresářů a odkazy na ně.

Dodatek k souboru objektového kódu (DFOC): v systému Elbrus - soubor, obsahující v jednotné podobě tabulky pojmenovaných entit definovaných v programu a jeho procedurách ( metadata).

Záhlaví souboru - hlava záznam soubor, který jej obsahuje atributy.

Záznam (záznam) - základní jednotka, část spisu, v rámci kterého operace výměna souborů.

Ochrana- manažer informace A, které určuje oprávnění ke čtení, úpravě a spouštění souboru.

Kontejner(v systému "Elbrus") - ukládání souborů na jeden nebo více disků.

Montáž– připojení odd podstrom dosud nepřipojený souborový systém k nějakému uzlu (bod připojení) společný strom dostupných souborových systémů.

Soubor dat- termín společnosti IBM označovat soubor.

Sdílení– možnost přístupu k souborům a adresářům různými uživateli, včetně – Podle lokální síť.

Relativní cesta- přístupová cesta do souboru relativního k některým aktuální adresář.

Paměť souborů - jeho záznamy obsahující samotné informace v něm uložené.

cesta- víceslabičný název souboru nebo adresář, sestávající z názvu kořenového adresáře (nebo logické jednotky) a posloupnosti názvů adresářů následujících úrovní.

Oddíl - sousední oblast paměti disku, která má svůj vlastní logický název (obvykle jedno z prvních písmen latinské abecedy).

Záloha(záloha)– kopírování soubory a adresáře externí média- páska ( stuha), blesk- Paměť, externí přenosný pevný disk, kompaktní disk (CD, DVD), abyste je zachovali.

Adresář externí odkazy(SHS)- v systému Elbrus: adresář, který má každý soubor a používá se k ukládání jeho externích odkazů na jiné soubory; Řeší se prvky SHS Podlečísla, ne Podle jména.

Montážní bod je uzel ve stromu souborového systému, do kterého je nový souborový systém na montáž.

Soubor (soubor) - souvislá oblast prostoru logických adres, obvykle uložená v externí paměti.

Objektový kódový soubor (FOC)- v systému Elbrus: soubor, která ukládá binární kód spustitelný program.

Souborový systém– pod stromem adresáře na nějakém počítači umístěném v jednom sekce.

Otázky

1. Co je soubor?

2. Co informace o typu lze uložit do souboru?

3. Jakou strukturu může mít soubor?

4. Jaké programy interpretují obsah souboru?

5. Jaké jsou hlavní atributy souboru?

6. Jaké jsou základní operace se souborem?

7. Jak systém určí typ souboru?

8. Jaké přípony názvů se používají v operačních systémech?

9. Jaké znáte metody přístupu k souborům?

10. Jaké operace jsou definovány se soubory s přímým přístupem?

11. Jaké operace jsou definovány se soubory sekvenční přístup?

12. Co je indexový soubor a k čemu se používá?

13. Co je to adresář?

14. Jaké jsou vlastnosti, výhody a nevýhody souborového systému Elbrus?

15. Co je to oddíl?

16. Jaké jsou základní operace s adresářem?

17. Jaké jsou cíle logického uspořádání adresářů?

18. Jaká organizace adresářů je nejvýhodnější a proč?

19. Jaké problémy vznikají při organizování adresářů ve formě libovolného grafu?

20. Co je připojování souborového systému?

21. Co je to přípojný bod?

22. Co je obecný přístup soubory a proč je to potřeba?

23. Co je NFS?

24. Co je ochrana souborů?

25. Jaké bezpečnostní pravomoci a pro jaké uživatele jsou brány v úvahu v systému UNIX?

26. Co je blok kontroly souborů?

27. Jaké úrovně abstrakce lze rozlišit při implementaci souborových systémů?

28. Jaké struktury vytváří OS v paměti při otevírání souboru a pro správu výměnných operací?

Cvičení

1. Implementujte sadu základních operací se soubory pomocí nízkoúrovňových I/O primitiv.

2. Implementujte operace sekvenční přístup k souborům pomocí operací přímého přístupu.

3. Implementujte indexové soubory a zrychlené operace vyhledávání informací v hlavních souborech pomocí indexových souborů.

4. Implementujte adresářovou strukturu a základní operace na ní pomocí souborových operací. Uložte všechny odkazy v symbolické podobě.

5. Vyvinout a implementovat algoritmus pro vyhledávání kruhových odkazů v adresářové struktuře.

©2015-2019 web
Všechna práva náleží jejich autorům. Tato stránka si nečiní nárok na autorství, ale poskytuje bezplatné použití.
Datum vytvoření stránky: 2016-04-11

Souborový systém je obvykle umístěn na discích nebo jiných externích úložných zařízeních, která mají blokovou strukturu. Kromě bloků, které ukládají adresáře a soubory, je v externí paměti podporováno několik dalších servisních oblastí.

Ve světě UNIX je jich několik odlišné typy souborové systémy s vlastní strukturou externí paměti. Nejznámější tradiční soubor UNIXový systém System V (s5) a souborový systém rodiny UNIX BSD (ufs). Souborový systém s5 se skládá ze čtyř částí (obrázek 2.2,a). Na souborovém systému ufs logický pohon(oddíl skutečného disku) existuje sekvence sekcí souborového systému (obrázek 2.2,b).

Rýže. 2.2. Struktura externí paměti souborových systémů s5 a ufs

Pojďme stručně popsat podstatu a účel každé oblasti disku.

• Boot block obsahuje spinup program, který se používá k počátečnímu spuštění operačního systému UNIX. V souborových systémech s5 se ve skutečnosti používá pouze zaváděcí blok kořenového souborového systému. V sekundárních souborových systémech je tato oblast přítomna, ale nepoužívá se.
• Superblok je nejdůležitější oblastí souborového systému, která obsahuje informace, které jsou nezbytné pro práci se souborovým systémem jako celkem. Superblok obsahuje seznam volných bloků a volných i-uzlů (informačních uzlů). V souborových systémech ufs je udržováno více kopií superbloku, aby se zlepšila odolnost (jak ukazuje obrázek 2.2b, jedna kopie na skupinu válců). Každá kopie superbloku má velikost 8196 bajtů a při připojování systému souborů se používá pouze jedna kopie superbloku (viz níže). Pokud se však během montáže zjistí, že primární kopie superbloku je poškozená nebo nesplňuje kritéria integrity informací, pak záložní kopie.
• Blok skupiny válců obsahuje počet i-uzlů specifikovaných v seznamu i-uzlů pro danou skupinu válců a počet datových bloků, které jsou s těmito i-uzly spojeny. Velikost bloku skupiny válců závisí na velikosti systému souborů. Pro zlepšení efektivity se souborový systém ufs pokouší umístit i-uzly a datové bloky do stejné skupiny cylindrů.
• Seznam i-uzlů (ilist) obsahuje seznam i-uzlů odpovídajících souborům daného souborového systému. Maximální počet souborů, které lze vytvořit v systému souborů, je určen počtem dostupných i-uzlů. I-uzel ukládá informace popisující soubor: režimy přístupu k souboru, čas vytvoření a poslední úpravy, ID uživatele a ID skupiny tvůrce souboru, popis blokové struktury souboru atd.
• Datové bloky – tato část souborového systému ukládá skutečná data souborů. V případě souborového systému ufs se všechny datové bloky jednoho souboru snaží zapadnout do stejné skupiny válců. Velikost datového bloku je určena při formátování systému souborů pomocí příkazu mkfs a lze ji nastavit na 512, 1024, 2048, 4096 nebo 8192 bajtů.

Operační systém, který je základem práce každého počítačová technologie, organizuje práci s elektronickými daty podle určitého algoritmu, v jehož řetězci není souborový systém nevyžádaný. Co je souborový systém obecně a jaké typy jsou použitelné v moderní době, a pokusíme se vysvětlit v tomto článku.

Popis obecné charakteristiky souborový systém

FS je, jak již bylo zmíněno výše, část operačního systému, která přímo souvisí s umístěním, odebíráním, pohybem elektronické informace na konkrétním médiu a také bezpečnost jeho dalšího použití v budoucnu. Právě tento prostředek je použitelný i v případech, kdy je nutné obnovit ztracené informace v důsledku selhání softwaru jako takového. To znamená, že je hlavním nástrojem pro práci s elektronickými soubory.

Typy souborového systému

Na každém počítačové zařízení je použitelný speciální typ FS. Nejběžnější typy jsou:

- určeno pro pevné disky;
- určeno pro magnetické pásky;
- určeno pro optická média;
- virtuální;
- síť.

Hlavní logickou jednotkou práce s elektronickými daty je přirozeně soubor, což znamená dokument s informacemi určitého charakteru v něm systematizovaný, který má svůj název, což uživateli usnadňuje práci s velkým tokem elektronických dokumentů.
Takže naprosto vše, co používá operační systém infa, je transformováno do souborů, bez ohledu na to, zda se jedná o text nebo obrázky, zvuk, video nebo fotografie. Jejich přepis mají mimo jiné také ovladače a softwarové knihovny.

Každá informační položka má název, konkrétní rozšíření, velikost, základní vlastnosti, typ. Ale FS je jejich totalita, stejně jako principy práce se všemi.

V závislosti na tom, jaké vlastnosti jsou systému vlastní, bude s takovými daty efektivně pracovat. A to je předpoklad pro jeho zařazení do typů a druhů.

Pohled na souborový systém z programátorského hlediska

Při studiu konceptu FS je třeba si uvědomit, že se jedná o víceúrovňovou komponentu, z nichž první dominuje transformátor souborového systému, který zajišťuje efektivní interakci mezi samotným systémem a konkrétní softwarovou aplikací. Je to on, kdo je odpovědný za převod požadavku na elektronická data do specifického formátu, který uznávají řidiči, což znamená efektivní práce se soubory, to znamená, že se k nim otevře přístup.

Na moderní aplikace, které mají standard klient-server, jsou požadavky na FS velmi vysoké. Po všem moderní systémy prostě povinni poskytovat co nejúčinnější přístup ke všem typům dostupných elektronických položek a také poskytovat obrovskou podporu velkoobjemovým médiím, jakož i chránit všechna data před nežádoucím přístupem jiných uživatelů a zajistit integritu informací uloženy v elektronické podobě.

Níže zvážíme všechny aktuálně existující FS a jejich výhody a nevýhody.

FS - FAT

Jedná se o nejstarší typ souborového systému, který byl vyvinut již v roce 1977. Pracoval s OS 86-DOS a není schopen pracovat s pevnými paměťovými médii a je navržen pro jejich flexibilní typy a ukládání informací do jednoho megabajtu. Jestliže omezení velikosti informací dnes není relevantní, pak ostatní ukazatele zůstaly v poptávce beze změny.

Tento souborový systém byl používán hlavní vývojářskou společností softwarových aplikací- Microsoft pro operační systémy jako MS-DOS 1.0.
Soubory tohoto systému mají řadu charakteristických vlastností:

- název informační jednotky musí na začátku obsahovat písmeno nebo číslo a další obsah názvu může obsahovat různé symboly klávesnice počítače;
- název souboru by neměl přesáhnout osm znaků, na konci názvu je tečka, za kterou následuje třípísmenná přípona;
— pro vytvoření názvu souboru lze použít jakýkoli případ rozložení klávesnice.

Souborový systém FAT byl od samého počátku vývoje zaměřen na práci s operačním systémem DOS, neměl zájem o ukládání dat o uživateli nebo vlastníkovi informací.

Díky různým modifikacím tohoto FS se stal v moderní době nejoblíbenější a na jeho základě fungují ty nejinovativnější operační systémy.

Právě tento souborový systém je schopen ukládat soubory beze změny, pokud je počítačové vybavení nesprávně vypnuto, například z důvodu nedostatečného nabití baterie nebo výpadku napájení.

V mnoha operačních systémech, se kterými FAT pracuje, existují určité softwarové nástroje, které opravují a kontrolují samotný strom obsahu FS a soubory.

FS - NTFS

Moderní souborový systém spolupracuje s operačním systémem Windows NT. systém NTFS, v zásadě na ni mířila. Zahrnuje nástroj pro převod, který je zodpovědný za převod svazků z formátu HPFS nebo FAT do formátu svazku NTFS.

Je modernizovanější než první možnost popsaná výše. V této verzi byly rozšířeny možnosti týkající se přímého řízení přístupu pro všechny informační jednotky. Zde můžete použít mnoho užitečných atributů, dynamickou kompresi souborů, odolnost proti chybám. Jednou z jeho výhod je podpora požadavků standardu POSIX.

Tento systém souborů umožňuje vytvářet informační soubory s názvy dlouhými až 255 znaků.

Pokud selže operační systém, který s tímto souborovým systémem pracuje, nemusíte se starat o bezpečnost všech souborů. Zůstávají nedotčené a nedotčené, protože tento typ souborového systému má vlastnost samoléčení.

Charakteristickým rysem souborového systému NTFS je jeho struktura, která je prezentována ve formě specifické tabulky. Prvních šestnáct položek v registru je obsahem samotného systému souborů. Každá jednotlivá elektronická jednotka má také podobu tabulky, která obsahuje informace o tabulce, zrcadlový soubor ve formátu MFT je soubor protokolu používaný při potřebě obnovy informací a následná data informace o samotném souboru a jeho datech, která byla uložena přímo na pevný disk.

Všechny spustitelné příkazy se soubory mají tendenci se ukládat, což pomáhá systému následně se samo zotavit po selhání operačního systému, se kterým pracuje.

FS - EFS

Velmi častým souborovým systémem je EFS, který je považován za šifrovaný. Pracuje s operačním systémem Windows. Tento systém způsobuje ukládání souborů na pevný disk v zašifrované podobě. Toto je nejúčinnější ochrana všech souborů.
Šifrování se nastavuje ve vlastnostech souboru pomocí zaškrtnutí vedle záložky označující možnost šifrování. Pomocí této funkce můžete určit, kdo může soubory prohlížet, tedy kdo s nimi smí pracovat.

FS - RAW

Prvky souboru jsou nejzranitelnější jednotky programování. Koneckonců jsou to informace, které jsou uloženy na discích počítačového vybavení. Mohou být poškozeny, odstraněny, skryty. Obecně je práce uživatele zaměřena pouze na jejich vytváření, ukládání a přesun.
Operační systém nevykazuje vždy ideální vlastnosti své práce a má tendenci selhávat. To se děje z mnoha důvodů. Ale o tom teď nejde.

Mnoho uživatelů čelí upozornění, že RAW systém. Je to opravdu FS nebo ne? Tuto otázku si klade mnoho lidí. Ukazuje se, že to není tak úplně pravda. Pokud je vysvětleno na úrovni programovacího jazyka, pak RAW je chyba, konkrétně logická chyba, která již byla zavedena do operačního systému Windows, aby byl chráněn před selháním. Pokud technika vydává nějaké zprávy o RAW, pak je třeba mít na paměti, že je ohrožena struktura souborového systému, který nefunguje správně nebo mu hrozí postupná destrukce.

Pokud je takový problém na obličeji, nebudete mít přístup k žádnému souboru v počítači a také odmítne provést další provozní příkazy.

FS - UDF

Toto je souborový systém pro optické disky, který má své vlastní vlastnosti:

— názvy souborů by neměly přesáhnout 255 znaků;
- Nominální velikost písmen může být malá nebo velká.

Pracuje s operačním systémem Windows XP.

FS - EXFAT

A dalším moderním souborovým systémem je EXFAT, což je jakýsi prostředník mezi Windows a Linuxem, který zajišťuje efektivní transformaci souborů z jednoho systému do druhého, protože mají různé služby sdílení souborů. Používá se na přenosných úložných zařízeních, jako jsou flash disky.

Z výše napsaného můžeme vyvodit správný závěr. Každý charakterizovaný FS se vyznačuje svými vlastnostmi, vytváří určité formáty souborů. Proto někdy není možné získat přístup k některým souborům, což znamená, že byly vytvořeny ve zcela jiném systému souborů, který váš nedokáže rozpoznat.
Doufáme, že informace uvedené v tomto článku vám pomohou vyhnout se mnoha problémům při práci s informačními soubory. Nyní můžete nezávisle určovat, se kterým souborovým systémem váš počítač OS pracuje a s jakými daty musíte denně pracovat v toku jejich systematického online zpracování.