Файловые системы

1. Тема 5.
“Файловые системы.”
1. Основные свойства файлов
2. Основные свойства файловых систем
3. Файловые системы поддерживаемые Windows

2. 1. Основные свойства файлов
Файловая система - это компонент операционной системы,
обеспечивающий организацию создания, хранения и доступа к
именованным наборам данных. Эти именованные наборы данных
называются файлами.
 Файл - это некий объект, имеющий имя, и позволяющий
оперировать с содержимым файла через ссылку на это имя.

3. Обычно, этот набор функций состоит из следующих запросов:
 Открыть файл для работы.
 Чтение/запись.
 Управление файловым указателем.
 Закрытие файла. Эта операция может осуществляться
двумя функциями:
1. Закрыть и сохранить текущее содержимое файла.
2. Уничтожить файл.

4. Защита данных:
Многопользовательская
система должна обеспечивать
защиту информации от
несанкционированного доступа.
На самом деле, проблема защиты
связана не только с файловой
системой. Реально операционная
система обеспечивает защиту
данных во всех областях: это и
файлы, и процессы, и ресурсы,
принадлежащие процессам,
запущенным от имени одного
пользователя.

5. 2. Основные свойства файловых систем
 Одноуровневая организация файлов непрерывными сегментами.
Термин «одноуровневая» означает, что система обеспечивает
работу с файлами уникально именованными.
В пределах пространства ВЗУ выделяется некоторая область для
хранения данных, которая называется каталог. Каталог имеет
следующую структуру:
«Начальный блок» ссылается на некоторый относительный адрес
пространства ВЗУ, с которого начинается файл с заданным именем.
«Конечный блок» определяет последний блок данного файла.
Функция открытия файла сводится к нахождению в каталоге имени
файла и определении его начала и конца
имя начальный блок конечный блок

6. Что будет, когда нужно записать в такой файл дополнительную
информацию, а свободного пространства за этим файлом нет?
В этом случае система может поступить двояко.
 Первое, она скажет, что нет места и вы должны сделать что-
то сами, например, запустить некий процесс, который
перенесет этот файл в другое место и добавит нужную
информацию. Этот перенос - функция достаточно
дорогостоящая.
 Вторая возможность - в обмене будет отказано. Это
означает, что при открытии файла нужно было заранее
зарезервировать дополнительное место; при этом файловая
система проверяет размер свободного буфера, и если его
мало, то ищет свободное место там, где этот файл
разместится.

7.  В случае нехватки пространства для файла начинается
неэффективность.
 При долговременной работе такой файловой системы на диске
случается - фрагментация.
 Борьба с фрагментацией для такой организации файловой системы
- это периодическая компрессия.
 С другой стороны, система проста и не требует почти никаких
накладных расходов.

8.  Файловая система с блочной организацией файлов.
Пространство ВЗУ разделено на
блоки.
При такой организации нет
фрагментации, хотя могут быть
потери кратные блоку (если файл
занял хотя бы один байт в блоке, то
весь блок считается занятым).
Следовательно, нет проблем
компрессии, и эта система может
использоваться при
многопользовательской организации.

9. Организация файлов может быть через каталог.
Структура каталога может быть следующая:
Каталог содержит строки; каждая i-тая строка соответствует i-тому
блоку файловой системы.
При обмене система может действовать по-разному.

10.  Иерархическая файловая система.
Все файлы файловой системы
построены в структуру, которая
называется деревом.
В корне дерева находится, так
называемый, корень файловой системы.

11. 3. Файловые системы поддерживаемые Windows
В Windows NT, Windows 2000, Windows XP поддерживается три
файловых системы: FAT16, FAT32 и NTFS.
На выбор файловой системы оказывают влияние следующие факторы:
Цель, для которой предполагается использовать компьютер;
Аппаратная платформа;
Количество жестких дисков и их объем;
Требования к безопасности.

12. FAT16.
Файловую систему FAT, вследствие больших накладных расходов,
не рекомендуется использовать для томов, размер которых
превышает 511 Мб.

13. FAT32.
32-разрядная файловая система FAT32 была введена с выпуском
Windows 95 OSR2, и ее поддержка обеспечивается в Windows 98.
Она обеспечивает оптимальный доступ к жестким дискам,
повышая скорость и производительность всех операций
ввода/вывода.

14. NTFS.
Преимущества:
 обеспечивает такое сочетание производительности, надежности и
эффективности, которое невозможно предоставить с помощью любой
из реализации файловой системы FAT (как FAT16, так и FAT32).
 обладает механизмами защиты данных
 поддерживает контроль доступа к данным и привилегии владельца
 является простой, и одновременно — чрезвычайно мощной

15. Возможности, обеспечиваемые на сегодняшний день только файловой
системой NTFS:
 NTFS обеспечивает широкий диапазон разрешений.
 Встроенные средства восстановления данных.
 Реализованная в виде В-деревьев структура папок файловой
системы NTFS позволяет существенно ускорить доступ к файлам в
папках большого объема по сравнению со скоростью доступа к
папкам такого же объема на томах FAT.
 NTFS позволяет осуществлять сжатие отдельных папок и файлов,
можно читать сжатые файлы и писать в них без необходимости
вызова программы, производящей декомпрессию.

16. Рекомендации по использованию файловых систем.
 Опцию FAT следует выбирать, если объем выбранного раздела
жесткого диска не превышает 2 Гб, и при этом требуется обеспечить
возможности доступа к файлам на этом разделе при загрузке
компьютера под управлением таких операционных систем, как MS-
DOS, Windows 3.x, Windows 95, и OS/2.
 Опцию FAT следует использовать и в том случае, когда необходимо
обеспечить двойную загрузку компьютера с использованием Windows
2000 и таких операционных систем, как Windows 95 версии OSR2 или
Windows 98, и при этом размер диска превышает 2 Гб.
 Опцию NTFS следует выбирать, если требуется в полной мере
воспользоваться преимуществами, предоставляемыми системой
безопасности Windows 2000 и файловой системы NTFS.

17. Спасибо за внимание!