| Главная » Файлы » Курсовые работы » Курсовые проекты |
Файлові системи ОС Windows 7
| [ Скачать с сервера (1.25 Mb) ] | 19.06.2017, 07:41 |
| Зміст 1. Загальні положення 3 1.1. Імена файлів 5 1.2. Типи файлів 5 1.3. Класифікація файлових систем 6 1.4. Загальна модель функціонування файлової системи 8 1.5. Сучасні архітектури файлових систем 9 2. Фізична організація файлових систем 11 2.1. Диски, розділи, сектори, кластери 12 2.2. Фізична організація і адресація файлу 14 3. Логічна організація файлової системи 18 4. Типові файлові системи Windows 21 4.1. Файлова система FAT 21 4.1.1. Ланцюжок FAT 23 4.1.2. Імена файлів в FAT 24 4.2. Файлова система FAT32 25 4.2.1. Зміни в FAT32 25 4.3. Файлова система exFAT 26 4.4. Файлова система NTFS 28 4.4.1. Метафайли 29 4.4.2. Файли і потоки 30 4.4.3. Каталоги 31 4.4.4. Журналювання 31 4.4.5. Стиснення 32 4.5. Порівняльна характеристика FAT32 та NTFS 32 Висновок 35 Список використаної літератури 36 1. Загальні положення Файл - це набір даних, до якого можна звертатися за іменем. Файли організовані у файлові системи. З погляду користувача файл є мінімальним обсягом даних файлової системи, з яким можна працювати незалежно. Наприклад, користувач не може зберегти дані на зовнішньому носії, не звернувшися при цьому до файла. Розглянемо особливості використання файлів. Файли є найпоширенішим засобом зберігання інформації в енергонезалежній пам'яті. Така пам'ять надійніша, й інформація на ній може зберігатися так довго, як це необхідно. Зазначимо, що більшість збоїв у роботі ОС не руйнує інформації, що зберігається у файлах на диску. Для забезпечення збереження даних підвищеної цінності вживають додаткових заходів (гаряче резервування, резервне копіювання тощо). Файли забезпечують найпростіший варіант спільного використання даних різними застосуваннями. Це пов'язано з тим, що файли відокремлені від програм, які їх використовують: будь-яка програма, якій відоме ім'я файла, може отримати доступ до його вмісту. Якщо одна програма запише у файл, а інша його потім прочитає, то ці дві програми виконають обмін даними. Файлова система - це підсистема ОС, що підтримує організований набір файлів, здебільшого у конкретній ділянці дискового простору (логічну структуру); низькорівневі структури даних, використовувані для організації цього простору у вигляді набору файлів (фізичну структуру); програмний інтерфейс файлової системи (набір системних викликів, що реалізують операції над файлами). Файлова система надає прикладним програмам абстракцію файла. Прикладні програми не мають інформації про те, як організовані дані файла, як знаходять відповідність між ім'ям файла і його даними, як пересилають дані із диска у пам'ять тощо - усі ці операції забезпечує файлова система. Важливо зазначити, що файлові системи можуть надавати інтерфейс доступу не тільки до диска, але й до інших пристроїв. Є файлові системи, які не зберігають інформацію, а генерують її динамічно за запитом. Втім, для прикладних програм усі такі системи мають однаковий вигляд. До головних задач файлової системи можна віднести: 1) організацію її логічної структури та її відображення на фізичну організацію розміщення даних на диску; 2) підтримку програмного інтерфейсу файлової системи; 3) забезпечення стійкості проти збоїв; 4) забезпечення розподілу файлових ресурсів за умов багатозадачності та захисту даних від несанкціонованого доступу. Інакше кажучи, файлова система визначає файлову структуру носія даних. Її можна порівняти з класичною бібліотекою: вся інформація в бібліотеці розподілена за книжками, у файловій структурі — за файлами. Для користувача книжка і файл є найдрібнішими неподільними одиницями даних — він не може скопіювати чи перейменувати частину файлу. Кількість файлів на жорсткому диску сучасного персонального комп'ютера також є порівнянною з кількістю книжок у бібліотеці середніх розмірів, а отже, для швидкого пошуку файлів їх необхідно систематизувати. Тому файли розподілені за каталогами (в операційній системі Windows їх називають папками). В ОС Windows останніх версій використовуються такі файлові системи: FAT, FAT32, HPFS і NTFS. Для користувача структура файлів і каталогів у цих системах виглядає однаково, але вона по-різному відображується на фізичну структуру дисків. Система NTFS надає більше можливостей, зокрема дозволяє керувати правами доступу користувачів до файлів. З погляду операційної системи диск є набором кластерів розміром 512 байт і більше. Кластер — це найменше місце на диску, яке може бути виділене для зберігання файлу. Файлова система дає змогу визначити, які кластери зайняті файлами, які є вільними, а які пошкоджені. Один фізичний дисковий пристрій файлова система може подавати як кілька дисків, що їх називають логічними. З-поміж дисків можна виокремити «головний» - системний диск, на якому містяться файли операційної системи. 1.1. Імена файлів Файли ідентифікуються іменами. Користувачі дають файлам символьні імена, при цьому враховуються обмеження операційної системи як на використовувані символи, так і на довжину імені. Так у відомій файловій системі FAT довжина імен обмежується схемою 8.3 (8 символів – власне ім’я, 3 символи – розширення імені), а у ОС UNIX System V ім’я не може містити більше 14 символів. Сучасні файлові системи, як правило, підтримують довгі символьні імена файлів. Але виникає проблема генерації відповідних унікальних імен. Унікальне ім’я представляє собою числовий ідентифікатор і використовується програмами операційної системи. 1.2. Типи файлів Файли бувають різних типів: звичайні файли, спеціальні файли, файли-каталоги. Звичайні файли в свою чергу розділяються на текстові та двійкові. Текстові складаються із рядків символів, представлених в ASCII-коді. Це можуть бути документи, вихідні тексти програм тощо. Двійкові файли не використовують ASCII-коди, вони часто мають складну внутрішню структуру, наприклад, об’єктний код програми або архівний файл. Всі операційні системи мають розпізнавати хоча б один тип файлів – їх власні виконувані файли. Спеціальні файли – це файли, асоційовані з пристроями введення-виведення, використовуючи звичайні команди запису в файл або читання з файлу. Ці команди оброблюються спочатку програмами файлової системи, а потім на деякому етапі виконання запиту перетворюються операційною системою в команди управління відповідним пристроєм. Спеціальні файли, як і пристрої введення-виведення, діляться на блок-орієнтовані і байт-орієнтовані. Каталог – це, з одного боку, група файлів, об’єднаних користувачем виходячи з певних переконань (наприклад, файли, які містять програми ігор, або файли, що складають собою єдиний програмний пакет), а з іншого боку – файл, який містить системну інформацію про групу файлів, його складових. В каталозі міститься список файлів, які у нього входять, і встановлюється відповідність між файлами і їх характеристиками (атрибутами). У різних файлових системах можуть використовуватись в якості атрибутів різні характеристики, наприклад: • інформація про дозволений доступ; • пароль для доступу до файлу; • власник файлу; • хто створив файл; • ознака «только для чтения»; • ознака «скрытый файл»; • ознака «системный файл»; • ознака «архивный файл»; • ознака «двоичный/символьный»; • ознака «временный» (удалить после завершения процесса); • ознака блокування; • довжина запису; • вказівник на ключове поле в записі; • довжина ключа; • час створення, останнього доступу і останньої зміни; • максимальний розмір файлу. 1.3. Класифікація файлових систем За призначенням файлові системи можна класифікувати на наступні категорії: • Для носіїв з довільним доступом (наприклад, жорсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 і ін.. Оскільки доступ до дисків в рази повільніше, ніж доступ до оперативної пам'яті, для приросту продуктивності в багатьох файлових системах застосовується асинхронний запис змін на диск. Для цього застосовується або журнал, наприклад в ext3, ReiserFS, JFS, NTFS, XFS, або механізм soft updates та ін.. Журналювання широко поширене в Linux, застосовується в NTFS. Soft updates - в BSD системах. Reiser4 не застосовує журнал роботи, всі операції в ній одна транзакція. • Для носіїв з послідовним доступом (наприклад, магнітні стрічки): QIC та ін • Для оптичних носіїв - CD і DVD: ISO9660, ISO9690, HFS, UDF і ін • Віртуальні файлові системи: AEFS та ін • Мережеві файлові системи: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS та ін • Для флеш - пам'яті: YAFFS, ExtremeFFS. • Трохи випадають із загальної класифікації спеціалізовані файлові системи: ZFS (власне файловою системою є тільки частина ZFS), VMFS (т.зв. кластерна файлова система, яка призначена для зберігання інших файлових систем) та ін.. Характеристика деяких файлових систем: FAT - початково дискова файлова система - тепер часто використовується на флеш-дисках. Має обмеження на розмір файлу в 4 гігабайти. exFAT - Розширена версія FAT, що використовується для флеш-дисків. Запатентована Microsoft, часто називається як FAT64 - обмеження 1964 байт (16 ексабайт). FFS2 - Продовження файлової системи FFS1. Одна з ранніх файлових систем для флеш-карт. Розроблена і запатентована Microsoft на початку 1990х років. US Patent 5392427 (англ.) TFAT - транзакційна версія FAT файлової системи. JFFS - Оригінальна логічно-структурована Linux файлова система для NOR-флеш-носіїв. JFFS2 - Продовження JFFS для NAND-і NOR-флеш-носіїв. LogFS - Призначена для заміни JFFS2, краща розширюваність. Знаходиться на ранній стадії розробки. Non-Volatile File System - файлова система для флеш-дисків, розроблена Palm, Inc .. YAFFS - Лог структурована файлова система, призначена для NAND-флеш, але може використовуватися в NOR-флеш-дисках. NTFS була створена, щоб повністю замінити FAT/FAT32 і являє собою базову файлову систему на комп’ютерах із ОС Windows 7. 1.4. Загальна модель функціонування файлової системи Рис. 1.4. Загальна модель функціонування файлової системи. Задачею символьного рівня являється визначення за символьним іменем файлу його унікального імені. У файлових системах, в яких кожен може мати лише одне символьне ім’я (наприклад, MS-DOS), цей рівень відсутній, так як присвоєне користувачем символьне ім’я одночасно являє собою унікальне і може використовуватись операційною системою. На наступному, базовому рівні, за унікальним іменем файлу визначаються його характеристики: права доступу, адреса, розмір та інші. Характеристики файлу можуть входити до складу каталогу або зберігатись в окремих таблицях. При відкритті файлу його характеристики переміщуються з диска в оперативну пам’ять, щоб зменшити середній час доступу до файлу. У деяких файлових системах (наприклад, HPFS) при відкритті файлу разом з його характеристиками в оперативну пам’ять переміщуються декілька перших блоків файлу, які містять дані. Наступним етапом реалізації запиту до файлу являється перевірка прав на доступ до нього. Для цього порівнюються повноваження користувача або процесу, які подали запит, зі списком дозволе | |
| Просмотров: 572 | Загрузок: 16 | Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |