Файловая система

Файловая система

Гла&= #1074;ное назначение носителей внешней пам= 03;ти - долгосрочнl= 6;е хранение информации. = 051;юбая информация (текст, изображениk= 7;, программа) н= 072; внешнем носителе хранится в виде файла. Д&#= 1080;ски, папки и файл= 099; образуют файловую систему компьютера.

Файло&#= 1074;ая система – совокупносm= 0;ь файлов и = 87;апок находящихсn= 3; на диске, реша= ;ет вопросы организацl= 0;и хранения файлов и доступа к ним, = поддержива&#= 1077;т опред= 077;лённую структуру н = 72; всевозможнm= 9;х носителях информации = 74; компьютере (винчестере, дискетах и пр.).

Фай&= #1083;овая система вво = 76;ит небольшое количество стандартныm= 3; логических понятий, которые позволяют ч = 77;ловеку работать с информациеl= 1;, не вдаваясь = 074; детали работы устройств, хранящих информацию.

Фай&= #1083;овая структура может быть о= дноуровневl= 6;й — это проста= 103; последоватk= 7;льность файлов. Мног= оуровневая файловая структура — древовидныl= 1; способ организациl= 0; файлов на диске. Наличие поддержки каталогов в операционнl= 6;й системе позволяет выстроить и = 77;рархическу&#= 1102; (многоуровн = 77;вую) организациn= 2; размещения файлов на носителе. В этом случае файлы, имеющие одинаковую природу (файлы операционнl= 6;й системы, документы, офисные программы, игровые программы, результаты расчетов, домашние задания, рисунки и т.д.), размещаютсn= 3; в отдельных каталогах. Такая структура хранения информации позволяет уверенно ориентировk= 2;ться в принадлежнl= 6;сти той или иной информации, особенно если учесть, что на современныm= 3; носителях информации могут храниться т = 99;сячи, а то и десятки тысяч файло = 74;! Работа с информациеl= 1; была бы значительнl= 6; затруднена, если бы она была беспорядочl= 5;о размещена н = 72; носителе.

Люб&= #1086;й носитель изначально имеет один каталог, который создается операционнl= 6;й системой бе = 79; нашего участия, — ко= ;рневой. Корневой каталог на каждом носителе внешней памяти существует = 74; единственнl= 6;м экземпляре. Все другие каталоги создаются л = 80;бо пользоватеl= 3;ем, либо могут быть автоматичеl= 9;ки созданы программамl= 0;.

Фай&= #1083;ы и каталоги, зарегистриl= 8;ованные в одном каталоге, до= лжны иметь уникальные имена. Файлы (или каталоги), зарегистриl= 8;ованные на одном и том же носителе информации, но в разных каталогах, могут иметь совпадающиk= 7; имена.

Поl= 3;ное имя файла однозначно определяет местоположk= 7;ние любого файл = 72; на носителе. Оно состоит из пути к файлу, включающемm= 1; логическое имя устройства и иерархичесl= 2;ую систему каталогов, о= 090; корневого каталога до того, в котором содержится файл, и собст= ;венно имени файла и расширени&= #1103;.

Воо&= #1073;ще файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организациl= 0; файлов в операционнl= 6;й системе. Фай= 083;овая система FAT<= /span> (File Allocation Table) поддерживаk= 7;тся операционнm= 9;ми системами DOS и Windows ( = 74; DOS — FAT16; в= ; Windows9x — FAT16 &= #1080; FAT32). Это файловая система, основанная на таблице размещения файлов, которая поддерживаk= 7;тся операционнl= 6;й системой дл= 03; отслеживанl= 0;я состояния различных сегментов дискового пространстk= 4;а, используемl= 6;го для хранени= 03; файлов. NTFS (Windows NT File System= ) — файловая система операционнm= 9;х систем Windows NT и Windows 2000. Улучшенная по сравнени= 02; с FAT файловая система, разработанl= 5;ая для использ = 86;вания специально = 89; ОС Windows NT<= /span>. Она выполняет т = 77; же функции, что и FAT, нl= 6;, кроме того, поддерживаk= 7;т средства восстановлk= 7;ния файловой системы и допускает и = 89;пользовани&#= 1077; чрезвычайнl= 6; больших нос = 80;телей данных. Такж= 077; поддерживаk= 7;т объектно-ор = 80;ентированн&#= 1099;е приложения, обрабатываn= 3; все файлы ка= 082; объекты с определяемm= 9;ми пользоватеl= 3;ем и системой атрибутами. Каждый файл на томе NTFS представлеl= 5; записью в специальноl= 4; файле, назыв= 072;емом «главной файловой таблицей» (MFA).

Фай&= #1083; размещаетсn= 3; на диске по кластерам, к= 086;торые пронумеровk= 2;ны. Эти кластер = 99; могут находиться = 74; разных местах диск = 72;, и соответствk= 7;нно файл будет храниться н = 72; диске в виде отдельных фрагментов = 74; свободных н = 72; момент записи на диск кластерах. В этом случае говорят, что файл фрагментирl= 6;ван. Желательно, чтобы кластеры, выделенные = 76;ля хранения файла, шли подряд, так как это позв= 086;лит сократить время его поиска. Одна= 082;о это возможн = 86; сделать только с помощью специальнl= 6;й программы, и подобная пр = 86;цедура получила название дефра= ;гментации файла. И в этом, и в другом случ = 72;е для организациl= 0; доступа к файлу операционнk= 2;я система дол = 78;на иметь сведения о номерах кластеров, где размеща = 77;тся каждый файл. В этом ей помогает FAT-таблица.

FAT-таблица предназнk= 2;чена для учёта размещения = 80; поиска файлов на ди= 089;ке. Она хранитс= 03; на диске в определеннl= 6;м месте. Учитывая ее важную роль в организациl= 0; файловой системы, предусмотрk= 7;но и хранение е= 077; дубля. При повреждениl= 0; основной та = 73;лицы можно восстановиm= 0;ь информацию = 89; помощью дублирующеl= 1;.

Кол&= #1080;чество ячеек FAT-таблицы определяетl= 9;я количествоl= 4; кластеров н = 72; диске. Кажда= 103; ячейка содержит номер кластера.

В свою очеред= 00;, в папках хранятся записи о фай= 083;ах, где наряду с другими характерисm= 0;иками указан номе = 88; его первого кластера. Пр= 080; необходимоl= 9;ти доступа к файлу сначала про = 80;зводится обращение к ячейке FAT-таблицы, адр= ;ес которой определяетl= 9;я первым номером, хранящийся = 74; записи о файле. В этой ячейке хранится номер второго кластера и т.д. Так будет создана цепочка кластеров, где расположен = 92;айл. В последней клетке таблицы завершающеl= 1; данную цепочку, должен находиться код FFF или= FFFF для указания ее конца. Так определяетl= 9;я цепочка кластеров, где хранитс= 03; файл.

Лог = 80;ческая структура дисков

Форматироk= 4;ание дисков. Для того чтобы н&= #1072; диске можно было хранит&#= 1100; информацию, диск должен быть отформатир= 086;ван, т.е. создана физическая и логическая структура диска.

Форми&#= 1088;ование физической структуры диска состо&#= 1080;т в создании на диске концентрич= 077;ских дорожек, которые в свою очеред&#= 1100;, делятся на секторы. Для = этого в процессе форматиров= 072;ния магнитная головка дисковода р&#= 1072;сставляет в определенн= 099;х местах диск&#= 1072; метки дорожек и секторов.

После форматиров= 072;ния гибкого диска 3,5’’ егl= 6; параметры будут следующими:

- &nbs= p; = Информациоl= 5;ная емкость сектора - 512 байтов;

- &nbs= p; = Количество секторов на дорожке - 18;=

- &nbs= p; = дорожек на одной стороне - 80;=

- &nbs= p; = Сторон -2.

Логическая структура г = 80;бких дисков. Логическа= 103; структура м = 72;гнитного диска представляk= 7;т собой совокупносm= 0;ь секторов (емкостью 512 байтов), кажд&#= 1099;й из которых имеет свой порядковый = 85;омер. Сектора нумеруются = 74; линейной последоватk= 7;льности от первого сектора до последнего сектора последней дорожки. На гибком диск = 77; минимальныl= 4; адресуемым элементом является сектор. При записи файл = 72; на диск буде= 090; занято всег = 76;а целое количество секторов, соответствk= 7;нно минимальныl= 1; размер - это размер одно = 75;о сектора, а максимальнm= 9;й соответствm= 1;ет общему количеству секторов на диске.

Файл записываетl= 9;я в произволь = 85;ые свободные сектора, которые могут находиться на различны = 93; дорожках. На= 087;ример, Файл_1 объемом 2 &#= 1050;байта может занимать сектора 34, 35, 47, 48, а <= span class=3DSpellE>Файл_2 объемом 1 Кбайт - сектора 36, 49.=

№ дорожки	№ сектора
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36=
2	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49=	50	51	52	53	54
………
79																		2880

Для того чтобы можно было найти файл п= 086; его имени, на диске имеется каталог, представляn= 2;щий собой базу данных. Запи= ;сь о файле содержит им= 03; файла, адрес первого сектора, с которого начинается файл, объем файла, а также дату и время его создания.=

Имя фа&= #1081;ла	Адрес &= #1087;ервого сектора	Объем &= #1092;айла, Кбайт	Дата с&= #1086;здания	Время создания
Файл_1=	34	2	25.09.06	10.25
Файл_2=	36	1	25.09.06	10.45

Полна= 03; информация = 86; секторах, которые зан = 80;мают файлы, содержатся = 74; таблице размещения файлов (FAT-табли= 094;е). Количество = 03;чеек FAT соотв = 77;тствует количеству = 89;екторов на диске, а значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е. по= следователn= 0;ности адресов секторов, в к&#= 1086;торых хранятся файлы.

Напри = 84;ер, для двух рассмотренl= 5;ых выше файлов таблица FAT с 1 п = 86; 54 сектор принимает вид:


			35	47	49=
48	К	&#= 1050;

Цепоч = 82;а размещения = 76;ля файла Фа = 81;л_1 выглядит следующим образом: в начальном 34-м секторе хранится адрес 35, в 35-м секторе хра = 85;ится адрес 47, в 47-м - 48, в 48= -м - знак конца файла (К).

Для размещения каталога - базы данных = 080; таблицы FAT на гибком диске отводятся сектора с 2 по = 33. Первый сектор отводится для размещения = 79;агрузочной записи операционнl= 6;й системы. Сам= 080; файлы могут быть записаны, начиная с 34 се= ктора.

Виды форматировk= 2;ния. Существуют два различных вида форматировk= 2;ния дисков: полное и быстрое форматировk= 2;ние. Полное форматировk= 2;ние включает в себя как физическое форматировk= 2;ние (проверку ка= 095;ества магнитного покрытия дискеты и ее разметку на дорожки = 80; секторы), так и логическо = 77; форматировk= 2;ние (создание каталога и таблицы размещения файлов). Посл&#= 1077; полного форматировk= 2;ния вся хранивш = 72;яся на диске = 080;нфрмация будет уничт = 86;жена.

Быстр = 86;е форматировk= 2;ние производит лишь очистк = 91; корневого каталога и таблицы размещения = 92;айлов. Информация, т.е. сами файлы, сохраняетсn= 3; и в принципе возможно восстановлk= 7;ние файловой системы.

Физическая структура жестких дисков. Жес= ;ткий диск = 89;остоит из следующи = 93; основных частей: магнитных п = 83;астин, оси, головок чтения/запи = 89;и и встроенно = 81; электроникl= 0;:

• Магни = 90;ные пластины собственно = 80; являются теми жесткими дисками, сделанными из металла или пластик = 72;, от которых п= 088;оизошло и название всего устройства. Обе стороны каждой плас = 90;ины покрыты тонким слое = 84; намагничивk= 2;емого материала.=

• Магнитные пластины закреплены на одной оси и вращаются на ней, как единое цело = 77;.

• У каждой магнитной стороны каждой пластины есть своя магнитная<= /i> головка чтения/запи = 89;и, головки также соединены вместе и движутся радиально п = 86; отношению к магнитным пластинам, обеспечиваn= 3;, таким образом, доступ к люб= 086;й точке любой пластины.

• Встро = 77;нная электроникk= 2; предназначk= 7;на для управления движением м = 72;гнитных головок чтения/запи = 89;и

Физическое форматировk= 2;ние. Физическое форматировk= 2;ние жесткого диска выполняетсn= 3; производит&#= 1077;лями и делит поверхностl= 0; магнитных пластин на дорожки и сектора;

• Дорожки - это концентричk= 7;ские окружности, описываемыk= 7; головками чтения/запи = 89;и на магнитны = 93; поверхностn= 3;х. Дорожки нумеруются, начиная с нуля, по направлениn= 2; к центру.

• Дорожки в свою очеред= 00; делятся на небольшие области, называемые секто= 088;ами, содержащие = 92;иксированн&#= 1086;е количество информации. Обычный размер сект = 86;ра составляет 512 байт.

Логическая структура жестких дисков. Логическа= 03; структура жестких дисков несколько отличается от л&= #1086;гической структуры г = 80;бких дисков. = 52;инимальным адресуемым элементом жесткого диска являе = 90;ся кластер, который может включать в с= 077;бя несколько секторов. Ра= 079;мер кластера зависит от типа используемl= 6;й таблицы FAT = 80; от емкости жесткого диска. Файлу всегда выделяется целое число кластеров.

Логическое форматировk= 2;ние. Физически о = 90;форматиров&#= 1072;нный жесткий дис = 82; должен быть = 086;тформатиро&= #1074;ан логически. Логическое форматировk= 2;ние заключаетсn= 3; в размещении на диске файло = 74;ой системы, пр= 080; этом различные операционнm= 9;е системы мог = 91;т использоваm= 0;ь разные файловые системы: <= /o:p>

·       файловая система FАi= 8;16 широко используетl= 9;я операционнm= 9;ми системами Windows 95/98/МЕ, а также може= 090; использоваm= 0;ься операционнm= 9;ми системами Windows NT/= 2000/ХР. Файловая система FАi= 8;16 может адресовать 65536 кластеров объемом не более 128 секторов и поэтому используетl= 9;я для дисков объемом не более 4 Гбайт.<= o:p>

·   =     файловая система FAT3= 2 используетl= 9;я для дисков большого объема, т.к. может адресовать более четырех миллиардов кластеров объемом по 4 Кбайта.

·   =     файловая система NTFS является основной файловой системой Windows NT/= 2000/XP.= В NTFS размер кластера не зависит от размера дис = 82;а.

·   =     файловая система LinuxExt2 используетl= 9;я в операционнl= 6;й системе Linux.

Разбиение жесткого диска на разделы и их форматировk= 2;ние. На жесткий дис = 82; может быть установленl= 6; одновреме&#= 1085;но несколько операционнm= 9;х систем. Для этого жестк = 80;й диск должен быть разбит на разделы, = т.е. независимыk= 7; области на диске, в каждом из которых может быть создана сво= 03; файловая система. Та= 082;им образом, последоватk= 7;льность действий перед установкой = 86;перационны&#= 1093; систем на жесткий дис = 82; должна быть следующей:

·   = ;    = разбиение диска на разделы; <= /o:p>

·   = ;    = логическое форматировk= 2;ние каждого раз = 76;ела под свою операционнm= 1;ю систему. <= /o:p>

Дл= ;я разбиения д = 80;ска на разделы можно использоваm= 0;ь утилиту FDISK, а для логическогl= 6; форматировk= 2;ния утилиту FORMAT, которы = 77; входят в состав всех версий опер = 72;ционной системы Windows. Однако гораздо удобнее использоваm= 0;ь специализиl= 8;ованные дисl= 2;овые утилиты (например, менеджер загрузки Acronis OS = Selector). В<= /span> состав Acronis = OS Selector входи = 90; Адм= инистратор дисков, который позволяет разбивать жесткие дис = 82;и на разделы и форматировk= 2;ть их.