Τι είναι ένα αρχείο Πώς είναι οργανωμένο το σύστημα αρχείων; Τα ονόματα των αρχείων και των καταλόγων σε διαφορετικά συστήματα. Τύποι ονομάτων αρχείων

Γεια σας αγαπητέ χρήστη, αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί σε ένα θέμα όπως τα αρχεία. Δηλαδή, θα εξετάσουμε: Διαχείριση αρχείων, τύποι αρχείων, δομή αρχείου, χαρακτηριστικά αρχείου.

Σύστημα αρχείων

Ένα από τα κύρια καθήκοντα του λειτουργικού συστήματος είναι να παρέχει ευκολία στον χρήστη όταν εργάζεται με δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε δίσκους. Για να γίνει αυτό, το λειτουργικό σύστημα αντικαθιστά τη φυσική δομή των αποθηκευμένων δεδομένων με κάποιο φιλικό προς τον χρήστη λογικό μοντέλο, το οποίο υλοποιείται ως δέντρο καταλόγου που εμφανίζεται στην οθόνη από βοηθητικά προγράμματα όπως το Norton Commander, το Far Manager ή η Εξερεύνηση των Windows. Το βασικό στοιχείο αυτού του μοντέλου είναι αρχείοπου είναι το ίδιο με σύστημα αρχείων γενικά, μπορεί να χαρακτηριστεί τόσο από λογική όσο και από φυσική δομή.

Διαχείριση αρχείων

Αρχείο- ονομαστική περιοχή εξωτερική μνήμη, που προορίζεται για ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων.

Τα αρχεία αποθηκεύονται σε μνήμη ανεξάρτητη από την ενέργεια. Εξαίρεση αποτελεί ένας δίσκος ramdisk, όταν δημιουργείται μια δομή στο OP για την προσομοίωση ενός συστήματος αρχείων.

Σύστημα αρχείωνΤο (FS) είναι ένα στοιχείο ΛΣ που παρέχει την οργάνωση δημιουργίας, αποθήκευσης και πρόσβασης σε επώνυμα σύνολα δεδομένων - αρχεία.

Το σύστημα αρχείων περιλαμβάνει: Το σύστημα αρχείων περιλαμβάνει:

• Η συλλογή όλων των αρχείων στο δίσκο.
• Σύνολα δομών δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση αρχείων (καταλόγους αρχείων, περιγραφείς αρχείων, πίνακες για την κατανομή ελεύθερου και χρησιμοποιημένου χώρου στο δίσκο).
• Σύμπλεγμα συστήματος εργαλεία λογισμικούπου υλοποιούν διάφορες λειτουργίες σε αρχεία: δημιουργία, καταστροφή, ανάγνωση, γραφή, ονομασία, αναζήτηση.

Οι εργασίες που επιλύονται από το FS εξαρτώνται από τον τρόπο οργάνωσης της υπολογιστικής διαδικασίας στο σύνολό της. Ο απλούστερος τύπος είναι το FS σε λειτουργικά συστήματα ενός χρήστη και ενός προγράμματος. Οι κύριες λειτουργίες σε ένα τέτοιο FS στοχεύουν στην επίλυση των ακόλουθων εργασιών:

• Ονομασία αρχείων.
• Διεπαφή προγραμματισμού για εφαρμογές.
• Αντιστοίχιση του λογικού μοντέλου FS στη φυσική οργάνωση της αποθήκης δεδομένων.
• Ανθεκτικότητα FS σε βλάβες ρεύματος, σφάλματα υλικού και λογισμικού.

Οι εργασίες FS γίνονται πιο περίπλοκες σε λειτουργικά συστήματα πολλαπλών εργασιών ενός χρήστη, τα οποία είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν για έναν χρήστη, αλλά καθιστούν δυνατή την εκτέλεση πολλών διεργασιών ταυτόχρονα. Μια νέα εργασία προστίθεται στις εργασίες που αναφέρονται παραπάνω - κοινή χρήση ενός αρχείου από πολλές διεργασίες.

Σε αυτήν την περίπτωση, το αρχείο είναι ένας κοινόχρηστος πόρος, πράγμα που σημαίνει ότι το FS πρέπει να λύσει ολόκληρο το σύμπλεγμα προβλημάτων που σχετίζονται με τέτοιους πόρους. Ειδικότερα: πρέπει να παρέχονται μέσα αποκλεισμού του αρχείου και των μερών του, εναρμόνισης αντιγράφων, αποτροπής αγώνων, εξάλειψης αδιεξόδων. Σε συστήματα πολλών χρηστών, εμφανίζεται μια άλλη εργασία: Προστασία των αρχείων ενός χρήστη από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση άλλου χρήστη.

Οι λειτουργίες του FS, το οποίο λειτουργεί ως μέρος ενός λειτουργικού συστήματος δικτύου, γίνονται ακόμη πιο περίπλοκες· χρειάζεται να οργανώσει την προστασία αρχείαένας χρήστης από τη μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση άλλου χρήστη.

Κύριος σκοπός σύστημα αρχείωνκαι το αντίστοιχο συστήματα διαχείρισης αρχείων- οργάνωση βολικής διαχείρισης αρχείων, οργανωμένων ως αρχείων: αντί για πρόσβαση χαμηλού επιπέδου σε δεδομένα που υποδεικνύουν τις συγκεκριμένες φυσικές διευθύνσεις της εγγραφής που χρειαζόμαστε, χρησιμοποιούμε λογική πρόσβαση που υποδεικνύει το όνομα του αρχείου και την εγγραφή σε αυτό.

Οι όροι "σύστημα αρχείων" και "σύστημα διαχείρισης αρχείων" πρέπει να διακρίνονται: το σύστημα αρχείων ορίζει, πρώτα απ 'όλα, τις αρχές πρόσβασης σε δεδομένα που οργανώνονται ως αρχεία. Και ο όρος "σύστημα διαχείρισης αρχείων" θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε σχέση με μια συγκεκριμένη υλοποίηση του συστήματος αρχείων, π.χ. είναι ένα σύνολο λειτουργικών μονάδων λογισμικού που παρέχουν εργασία με αρχεία σε ένα συγκεκριμένο λειτουργικό σύστημα.

Παράδειγμα

Αρχείο Σύστημα FAT(πίνακας κατανομής αρχείων) έχει πολλές υλοποιήσεις ως σύστημα διαχείρισης αρχείων

• Το σύστημα που αναπτύχθηκε για τους πρώτους υπολογιστές ονομαζόταν απλώς FAT (τώρα ονομάζεται απλώς FAT-12). Αναπτύχθηκε για να λειτουργεί με δισκέτες και για λίγο χρησιμοποιήθηκε για εργασία σκληροι ΔΙΣΚΟΙ.
• Στη συνέχεια βελτιώθηκε για να λειτουργεί με μεγαλύτερους σκληρούς δίσκους και αυτή η νέα εφαρμογή ονομάστηκε FAT-16. αυτό το όνομα χρησιμοποιείται επίσης σε σχέση με το SUF του ίδιου του MS-DOS.
• Η εφαρμογή OS / 2 του FMS ονομάζεται super-FAT (η κύρια διαφορά είναι η δυνατότητα υποστήριξης εκτεταμένων χαρακτηριστικών για κάθε αρχείο).
• Υπάρχει επίσης μια έκδοση SUF για Windows 9x / NT κ.λπ. (FAT-32).

Τύποι αρχείων

Τακτικά αρχεία: περιέχουν πληροφορίες αυθαίρετης φύσης που εισάγει ο χρήστης σε αυτές ή που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της εργασίας του συστήματος και των προγραμμάτων χρήστη. Το περιεχόμενο ενός κανονικού αρχείου καθορίζεται από την εφαρμογή που εκτελείται με αυτό.

Τα κανονικά αρχεία μπορούν να είναι δύο τύπων:

1. Λογισμικό(εκτελέσιμα) - είναι προγράμματα γραμμένα στη γλώσσα εντολών του λειτουργικού συστήματος και εκτελούν ορισμένες λειτουργίες του συστήματος (έχουν επεκτάσεις ..exe, .com, .bat).
2. Αρχεία δεδομένων- όλους τους άλλους τύπους αρχείων: έγγραφα κειμένου και γραφικών, υπολογιστικά φύλλα, βάσεις δεδομένων κ.λπ.

ΚατάλογοιΕίναι, αφενός, μια ομάδα αρχείων που συνδυάζονται από τον χρήστη για κάποιο λόγο (για παράδειγμα, αρχεία που περιέχουν προγράμματα παιχνιδιών ή αρχεία που αποτελούν ένα πακέτο λογισμικού) και, αφετέρου, είναι ένας ειδικός τύπος αρχείων που περιέχει πληροφορίες βοήθειας συστήματος σχετικά με ένα σύνολο αρχείων που ομαδοποιούνται από χρήστες σύμφωνα με κάποιο άτυπο κριτήριο (τύπος αρχείου, θέση στο δίσκο, δικαιώματα πρόσβασης, ημερομηνία δημιουργίας και τροποποίησης).

Ειδικά αρχείαΕίναι εικονικά αρχεία που σχετίζονται με συσκευές I/O που χρησιμοποιούνται για την ενοποίηση του μηχανισμού πρόσβασης αρχείων και εξωτερικές συσκευές... Τα ειδικά αρχεία επιτρέπουν στο χρήστη να εκτελεί λειτουργίες I/O μέσω της συνήθους εγγραφής από αρχεία ή ανάγνωσης από αρχεία. Αυτές οι εντολές υποβάλλονται σε επεξεργασία πρώτα από προγράμματα FS και, στη συνέχεια, σε κάποιο στάδιο της εκτέλεσης του αιτήματος, το ΛΣ μετατρέπεται σε εντολές για τον έλεγχο της αντίστοιχης συσκευής (PRN, LPT1 - για τη θύρα του εκτυπωτή (συμβολικά ονόματα, για λειτουργικό σύστημα - αυτά είναι αρχεία), CON - για το πληκτρολόγιο).

Παράδειγμα... Αντιγραφή con text1 (εργασία πληκτρολογίου).

Δομή αρχείου

Δομή αρχείου- ολόκληρο το σύνολο των αρχείων στο δίσκο και οι σχέσεις μεταξύ τους (η σειρά με την οποία αποθηκεύονται τα αρχεία στο δίσκο).

Τύποι δομών αρχείων:

• απλός, ή μονοεπίπεδο: ο κατάλογος είναι μια γραμμική ακολουθία αρχείων.
• ιεραρχικόςή πολυεπίπεδο: ένας κατάλογος μπορεί να είναι μέρος ενός άλλου καταλόγου και να περιέχει πολλά αρχεία και υποκαταλόγους μέσα σε αυτόν. Η ιεραρχική δομή μπορεί να είναι δύο τύπων: «Δέντρο» και «Δίκτυο». Οι κατάλογοι σχηματίζουν ένα "Δέντρο" εάν το αρχείο επιτρέπεται να εισάγει μόνο έναν κατάλογο (OS MS-DOS, Windows) και το "Δίκτυο" - εάν το αρχείο μπορεί να εισαγάγει πολλούς καταλόγους ταυτόχρονα (UNIX).
• Η δομή του αρχείου μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένα γράφημα που περιγράφει την ιεραρχία των καταλόγων και των αρχείων:

Τύποι ονομάτων αρχείων

Τα αρχεία αναγνωρίζονται με ονόματα. Οι χρήστες δίνουν αρχεία συμβολικά ονόματα, αυτό λαμβάνει υπόψη τους περιορισμούς του λειτουργικού συστήματος τόσο στους χαρακτήρες που χρησιμοποιούνται όσο και στο μήκος του ονόματος. Στα πρώιμα συστήματα αρχείων, αυτά τα όρια ήταν αρκετά στενά. Έτσι στη λαϊκή Σύστημα αρχείων FATτο μήκος των ονομάτων περιορίζεται από το γνωστό σχήμα 8.3 (8 χαρακτήρες για το ίδιο το όνομα, 3 χαρακτήρες για την επέκταση ονόματος) και στο UNIX System V, ένα όνομα δεν μπορεί να περιέχει περισσότερους από 14 χαρακτήρες.

Ωστόσο, είναι πολύ πιο βολικό για τον χρήστη να εργάζεται με μεγάλα ονόματα, καθώς σας επιτρέπουν να δώσετε σε ένα αρχείο ένα πραγματικά μνημονικό όνομα, με το οποίο, ακόμη και μετά από αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, θα είναι δυνατό να θυμάστε ποιο είναι το αρχείο περιέχει. Επομένως, τα σύγχρονα συστήματα αρχείων υποστηρίζουν γενικά μεγάλα συμβολικά ονόματα αρχείων.

Για παράδειγμα, τα Windows NT καθορίζουν στο σύστημα αρχείων NTFS ότι ένα όνομα αρχείου μπορεί να έχει έως 255 χαρακτήρες, χωρίς να περιλαμβάνει τον τερματικό μηδενικό χαρακτήρα.

Η μετάβαση σε μεγάλα ονόματα εγείρει πρόβλημα συμβατότητας με εφαρμογές που δημιουργήθηκαν προηγουμένως και χρησιμοποιούν σύντομα ονόματα. Για να έχουν πρόσβαση οι εφαρμογές σε αρχεία σύμφωνα με προηγούμενες συμβάσεις, το σύστημα αρχείων πρέπει να μπορεί να παρέχει ισοδύναμα σύντομα ονόματα (ψευδώνυμα) σε αρχεία με μεγάλα ονόματα. Έτσι, ένα από τα σημαντικά καθήκοντα είναι το πρόβλημα της δημιουργίας των αντίστοιχων σύντομων ονομάτων.

Τα συμβολικά ονόματα μπορεί να είναι τριών τύπων: απλά, σύνθετα και σχετικά:

1. Απλό όνομαπροσδιορίζει ένα αρχείο στον ίδιο κατάλογο, εκχωρείται σε αρχεία λαμβάνοντας υπόψη την ονοματολογία του συμβόλου και το μήκος του ονόματος.
2. Πλήρες όνομαείναι μια αλυσίδα από απλά συμβολικά ονόματα όλων των καταλόγων μέσω των οποίων η διαδρομή περνά από τη ρίζα στο δεδομένο αρχείο, όνομα δίσκου, όνομα αρχείου. Με αυτόν τον τρόπο, πλήρες όνομαείναι ένα σύνθετος, στο οποίο τα απλά ονόματα διαχωρίζονται μεταξύ τους με τον οριοθέτη του ΛΣ.
3. Το αρχείο μπορεί επίσης να αναγνωριστεί σχετικό όνομα... Το σχετικό όνομα αρχείου ορίζεται από τον όρο "τρέχων κατάλογος". Σε κάθε στιγμή, ένας από τους καταλόγους είναι τρέχων και αυτός ο κατάλογος επιλέγεται από τον ίδιο τον χρήστη με εντολή του ΛΣ. Το σύστημα αρχείων καταγράφει το όνομα του τρέχοντος καταλόγου, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα σε σχετικά ονόματα για να σχηματίσει ένα πλήρως αναγνωρισμένο όνομα αρχείου.

Στη δομή του αρχείου που μοιάζει με δέντρο, υπάρχει μια αντιστοιχία ένα προς ένα μεταξύ ενός αρχείου και του πλήρους ονόματός του - "ένα αρχείο - ένα πλήρες όνομα". Σε μια δομή αρχείου δικτύου, ένα αρχείο μπορεί να συμπεριληφθεί σε πολλούς καταλόγους, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να έχει πολλά πλήρη ονόματα. εδώ ισχύει η αντιστοιχία - "ένα αρχείο - πολλά πλήρη ονόματα".

Για το αρχείο 2.doc, ορίστε και τους τρεις τύπους ονομάτων, υποθέτοντας ότι ο τρέχων κατάλογος είναι 2008_year.

• Απλό όνομα: 2.doc
• Πλήρες όνομα: C: \ 2008_year \ Documents \ 2.doc
• Σχετικό όνομα: Documents \ 2.doc

Ιδιότητες αρχείου

Τα χαρακτηριστικά είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός αρχείου. ΓνωρίσματαΕίναι πληροφορίες που περιγράφουν τις ιδιότητες των αρχείων. Παραδείγματα πιθανών χαρακτηριστικών αρχείου:

• Σημαία μόνο για ανάγνωση.
• Το σήμα " κρυφό αρχείο"(Κρυμμένος);
• Το σήμα " αρχείο συστήματος"(Σύστημα);
• Χαρακτηριστικό αρχείου αρχειοθέτησης.
• Τύπος αρχείου (κανονικό αρχείο, κατάλογος, ειδικό αρχείο).
• Ο κάτοχος του αρχείου·
• Δημιουργός αρχείου.
• Κωδικός πρόσβασης σε αρχείο.
• Πληροφορίες σχετικά με τις επιτρεπόμενες λειτουργίες πρόσβασης σε αρχεία.
• Χρόνος δημιουργίας, τελευταία πρόσβαση και τελευταία τροποποίηση.
• Τρέχον μέγεθος αρχείου.
• Μέγιστο μέγεθος αρχείου.
• Υπογραφή "προσωρινή (διαγραφή μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας)"
• Πινακίδα αποκλεισμού.

Σε συστήματα αρχείων διαφορετικών τύπων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικά σύνολα χαρακτηριστικών για τον χαρακτηρισμό αρχείων (για παράδειγμα, σε ένα λειτουργικό σύστημα ενός χρήστη, το σύνολο των χαρακτηριστικών δεν θα έχει χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τον χρήστη και την ασφάλεια (δημιουργός αρχείων, κωδικός πρόσβασης για πρόσβαση σε αρχείο κ.λπ. .).

Ο χρήστης μπορεί να έχει πρόσβαση στα χαρακτηριστικά χρησιμοποιώντας τα εργαλεία που παρέχονται για το σκοπό αυτό από το σύστημα αρχείων. Συνήθως, επιτρέπεται να διαβάζετε τις τιμές οποιωνδήποτε χαρακτηριστικών, αλλά μόνο για να αλλάξετε ορισμένες από αυτές, για παράδειγμα, μπορείτε να αλλάξετε τα δικαιώματα του αρχείου, αλλά δεν μπορείτε να αλλάξετε την ημερομηνία δημιουργίας ή το τρέχον μέγεθος αρχείου.

Δικαιώματα αρχείου

Ο καθορισμός δικαιωμάτων πρόσβασης σε ένα αρχείο σημαίνει τον καθορισμό για κάθε χρήστη ενός συνόλου λειτουργιών στις οποίες μπορεί να εφαρμόσει αυτό το αρχείο... Διαφορετικά συστήματα αρχείων μπορούν να έχουν τη δική τους λίστα λειτουργιών διαφοροποιημένης πρόσβασης. Αυτή η λίστα μπορεί να περιλαμβάνει τις ακόλουθες λειτουργίες:

• δημιουργία αρχείου.
• καταστροφή του αρχείου.
• εγγραφή σε ένα αρχείο.
• ανοίγοντας ένα αρχείο.
• κλείσιμο του αρχείου.
• ανάγνωση από ένα αρχείο.
• προσθήκη αρχείου.
• αναζήτηση στο αρχείο.
• λήψη ιδιοτήτων αρχείου.
• ορίζοντας νέες τιμές χαρακτηριστικών.
• μετονομασία.
• εκτέλεση αρχείου.
• ανάγνωση καταλόγου κ.λπ.

Στη γενικότερη περίπτωση δικαιώματα πρόσβασηςμπορεί να περιγραφεί από έναν πίνακα δικαιωμάτων πρόσβασης, στον οποίο οι στήλες αντιστοιχούν σε όλα τα αρχεία του συστήματος, οι σειρές - σε όλους τους χρήστες και οι επιτρεπόμενες λειτουργίες υποδεικνύονται στη διασταύρωση γραμμών και στηλών:

Σε ορισμένα συστήματα, οι χρήστες μπορούν να χωριστούν σε ξεχωριστές κατηγορίες. Για όλους τους χρήστες της ίδιας κατηγορίας, ορίζονται ενιαία δικαιώματα πρόσβασης, για παράδειγμα, στο Σύστημα UNIXόλοι οι χρήστες εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες: τον κάτοχο του αρχείου, τα μέλη της ομάδας του και όλους τους άλλους.

Σύστημα αρχείων (eng. σύστημα αρχείων) - κανονισμοί που καθορίζουν τον τρόπο οργάνωσης, αποθήκευσης και ονομασίας δεδομένων σε μέσα αποθήκευσης. Καθορίζει τη μορφή φυσικής αποθήκευσης πληροφοριών, η οποία συνήθως ομαδοποιείται με τη μορφή αρχείων. Το συγκεκριμένο σύστημα αρχείων καθορίζει το μέγεθος του ονόματος αρχείου (φάκελο), το μέγιστο δυνατό μέγεθος αρχείου και ενότητας και ένα σύνολο χαρακτηριστικών αρχείου. Ορισμένα συστήματα αρχείων παρέχουν δυνατότητες υπηρεσίας, όπως έλεγχος πρόσβασης ή κρυπτογράφηση αρχείων.

Το σύστημα αρχείων συνδέει το μέσο αποθήκευσης στη μία πλευρά και το API για την πρόσβαση στα αρχεία από την άλλη. Όταν ένα πρόγραμμα εφαρμογής αποκτά πρόσβαση σε ένα αρχείο, δεν έχει ιδέα πώς βρίσκονται οι πληροφορίες σε ένα συγκεκριμένο αρχείο, καθώς και σε ποιον φυσικό τύπο μέσου (CD, σκληρός δίσκος, μαγνητική ταινία ή μπλοκ μνήμης flash) είναι γραμμένες. Το μόνο που γνωρίζει το πρόγραμμα είναι το όνομα του αρχείου, το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά του. Λαμβάνει αυτά τα δεδομένα από το πρόγραμμα οδήγησης συστήματος αρχείων. Είναι το σύστημα αρχείων που καθορίζει πού και πώς θα εγγραφεί το αρχείο στο φυσικό μέσο (για παράδειγμα, σε έναν σκληρό δίσκο).

Από άποψη λειτουργικό σύστημα, ολόκληρος ο δίσκος είναι ένα σύνολο συμπλεγμάτων μεγέθους 512 byte και άνω. Τα προγράμματα οδήγησης συστήματος αρχείων οργανώνουν συμπλέγματα σε αρχεία και καταλόγους (που στην πραγματικότητα είναι αρχεία που περιέχουν μια λίστα αρχείων σε αυτόν τον κατάλογο). Αυτά τα ίδια προγράμματα οδήγησης παρακολουθούν ποια από τα συμπλέγματα χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή, τα οποία είναι δωρεάν, τα οποία επισημαίνονται ως ελαττωματικά.

Ωστόσο, το σύστημα αρχείων δεν σχετίζεται απαραίτητα άμεσα με το φυσικό μέσο αποθήκευσης. Υπάρχουν εικονικά συστήματα αρχείων, καθώς και συστήματα αρχείων δικτύου, τα οποία είναι απλώς ένας τρόπος πρόσβασης στα αρχεία που βρίσκονται απομακρυσμένος υπολογιστής.

Πώς λειτουργεί το σύστημα αρχείων.Για όλους αρχείο Windowsδημιουργεί μια διαδρομή που αντιπροσωπεύει ένα όνομα τοπικός δίσκοςκαι τα ονόματα των καταλόγων και των υποκαταλόγων. Έτσι, η διαδρομή είναι ένα είδος διεύθυνσης όπου το πρόγραμμα βρίσκει το αρχείο. Μπορείτε να βρείτε τη διαδρομή προς ορισμένα χρήσιμα αρχεία στην παρακάτω πλευρική γραμμή. Όταν ένα πρόγραμμα χρειάζεται ένα συγκεκριμένο αρχείο, στέλνει ένα αίτημα στα Windows, το οποίο το λειτουργικό σύστημα ανακατευθύνει στο σύστημα αρχείων. Χρησιμοποιώντας τη διαδρομή, το σύστημα αρχείων καθορίζει τη φυσική θέση του αντικειμένου στον σκληρό δίσκο και το μεταφέρει στα Windows. Το σύστημα αρχείων δημιουργεί μια βάση δεδομένων που αντιστοιχίζει τις διάφορες διευθύνσεις αρχείων στον σκληρό δίσκο στις αντίστοιχες διαδρομές τους. Στο δημοφιλές σύστημα αρχείων NTFS, μια τέτοια βάση δεδομένων ονομάζεται MFT (Master File Table).

Γιατί η αντιγραφή διαρκεί περισσότερο από τη μετακίνηση.Όταν μετακινείται ένα αρχείο, αλλάζει μόνο η καταχώρηση στον κύριο πίνακα αρχείων και η διεύθυνση του αρχείου που είναι αποθηκευμένο στον σκληρό δίσκο παραμένει η ίδια. Κατά την αντιγραφή, το σύστημα αρχείων πρέπει να αποθηκεύσει ξανά τα δεδομένα, κάτι που συνήθως απαιτεί χρόνο.

Ρύζι. 3.8. Αντιγραφή αρχείων

Εάν διατηρείται η τάξη στο σύστημα αρχείων.Όπως μια αποθήκη, ένας σκληρός δίσκος μπορεί να γίνει ακαταστασία με την πάροδο του χρόνου. Τα παλιά αρχεία διαγράφονται ή αντικαθίστανται σε ελεύθερες περιοχές, προστίθενται νέα δεδομένα... Επιπλέον, τα Windows αποθηκεύουν αρχεία στους πρώτους ελεύθερους τομείς του δίσκου που "έρχονται στο χέρι", χωρίζοντας τα αρχεία σε πολλά μέρη (θραύσματα) - εάν το κάνει δεν χωράει στην ελεύθερη περιοχή. Επομένως, με την πάροδο του χρόνου, πολλές διευθύνσεις αρχίζουν να αντιστοιχούν στην ίδια διαδρομή και ο χρόνος για το άνοιγμα ενός μεγάλου αρχείου, για παράδειγμα, μιας φωτογραφίας, αυξάνεται συνεχώς. Η ανασυγκρότηση σάς επιτρέπει να επαναφέρετε την ακεραιότητα των αρχείων, αυξάνοντας έτσι την ταχύτητα του υπολογιστή σας.

Πώς διαφέρουν τα συστήματα αρχείων.Ένα από τα πολλά συστήματα αρχείων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανάλογα με τις απαιτήσεις του αποθηκευτικού μέσου. Η κύρια διαφορά μεταξύ των συστημάτων αρχείων είναι το μέγιστο επιτρεπόμενο μέγεθος αρχείου.

Ποια συστήματα αρχείων υπάρχουν.Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν πέντε τύπους συστημάτων αρχείων.

FAT16 (Πίνακας εκχώρησης αρχείων 16).Αναπτύχθηκε το 1983 και μπορούσε να λειτουργήσει σωστά μόνο με αρχεία μεγέθους έως 2 GB. Επιτρέπονταν μονάδες δεδομένων με χωρητικότητα όχι μεγαλύτερη από 4 GB και αποθήκευση έως 65.536 αρχείων. Το FAT32 και το NTFS έχουν πλέον αντικαταστήσει αυτό το απαρχαιωμένο σύστημα αρχείων.

FAT32.Λόγω του γεγονότος ότι ο όγκος των δεδομένων που αποθηκεύονταν στον σκληρό δίσκο αυξανόταν συνεχώς, το 1997 παρουσιάστηκε το σύστημα αρχείων FAT32. Υποστηρίζει αρχεία μεγέθους έως 4 GB, σκληροι ΔΙΣΚΟΙχωρητικότητα έως περίπου 8 TB και μπορεί να αποθηκεύσει περίπου 270 εκατομμύρια αρχεία. Εκτός από τα Windows 95 και νεότερες εκδόσεις, άλλα λειτουργικά συστήματα, όπως το Mac OS X της Apple, μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν το σύστημα αρχείων FAT32. Επί του παρόντος, το μέσο μέγεθος αρχείου έχει αυξηθεί σημαντικά - για παράδειγμα, ο όγκος μιας ταινίας βίντεο είναι πολύ μεγαλύτερος από 4 GB, επομένως είναι λογικό να χρησιμοποιείτε το FAT32 μόνο σε αφαιρούμενες μονάδες δίσκου (μονάδες flash ή εξωτερικό σκληρόδίσκοι).

NTFS (New Technology File System).Αυτή τη στιγμή είναι το τυπικό σύστημα αρχείων για Windows. Μπορεί να διαχειριστεί μέχρι τώρα αδιανόητα αρχεία 16 TB και υποστηρίζει σκληρούς δίσκους έως 256 TB. Το σύστημα αρχείων μπορεί να αποθηκεύσει σχεδόν απεριόριστο αριθμό αρχείων - πάνω από 4 δισεκατομμύρια. Σε περίπτωση που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν μεγαλύτερα αρχεία και μεγαλύτεροι σκληροί δίσκοι, το NTFS μπορεί να επεκταθεί. Ένα άλλο πλεονέκτημα του συστήματος είναι η καταγραφή. Με τη βοήθεια αυτής της τεχνολογίας, όλα αλλάζουν Αρχεία NTFSγράφει πρώτα σε ξεχωριστή περιοχή του σκληρού δίσκου. Αυτό αποφεύγει την απώλεια δεδομένων κατά την αποθήκευσή τους, όπως όταν συμβαίνει διακοπή ρεύματος.

exFAT (Extended File Allocation Table).Σχεδιασμένο για κάρτες μνήμης για να επιτρέπει την αποθήκευση αρχείων μεγαλύτερο μέγεθος... Ωστόσο, το exFAT λειτουργεί μόνο σε Windows με ServicePack 2 και νεότερη έκδοση Windows Vistaμε ServicePack 1 ή Windows 7. Δεδομένου ότι μόνο τα Windows υποστηρίζουν αυτό το σύστημα αρχείων, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.

HSF + (Ιεραρχικό Σύστημα Αρχείων +).Τυπικό σύστημα αρχείων σε χειρουργεία συστήματα Mac OS. Όπως το NTFS, είναι κατάλληλο για πολύ μεγάλα αρχείακαι σκληρούς δίσκους. Είναι ένα σύστημα αρχείων ημερολογίου. Όποιος θέλει να χρησιμοποιήσει στα Windows HDDμε HSF +, πρέπει να εγκαταστήσετε πρόσθετο πρόγραμμαόπως το MacDrive.

Τι συμβαίνει όταν μετακινείτε, αντιγράφετε και διαγράφετε.Δεν οδηγούν όλες οι λειτουργίες που εκτελούνται στα Windows ή σε άλλα λειτουργικά συστήματα με αρχεία στο παράθυρο του Explorer σε φυσικούς μετασχηματισμούς στον σκληρό δίσκο. Σε πολλές περιπτώσεις, αρκεί να κάνετε μικρές αλλαγές στον πίνακα του κύριου αρχείου. Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν ξεκάθαρα τι συμβαίνει πραγματικά στον σκληρό δίσκο και στο σύστημα αρχείων κατά τη διαδικασία μετακίνησης, αντιγραφής και διαγραφής διαφόρων αντικειμένων (αρχείων και φακέλων) στα Windows.

Ρύζι. 3.9. Λειτουργίες αρχείων

Είναι δυνατή η αλλαγή του συστήματος αρχείων.Ναι, αλλά πρέπει να διαμορφώσετε τον σκληρό σας δίσκο για να το κάνετε αυτό. Από ποια συστήματα αρχείων θα προσφερθεί να επιλέξετε εξαρτάται από το εγκατεστημένο λειτουργικό σύστημα ή το πρόγραμμα με το οποίο εκτελείται η μορφοποίηση. Στα Windows, για παράδειγμα, αυτά είναι τα FAT32 και NTFS. Χρησιμοποιώντας σκληρός δίσκοςαποκλειστικά σε υπολογιστές που βασίζονται σε Windows, συνιστάται η επιλογή NTFS ως σύστημα αρχείων λόγω όλων των αναφερόμενων πλεονεκτημάτων. Εάν για σκοπούς ανταλλαγής δεδομένων σκοπεύετε να συνδεθείτε εξωτερικό σκληρόοδηγώ προς Υπολογιστής Mac, η μόνη σωστή επιλογή θα ήταν το FAT32. Αυτό δημιουργεί το ακόλουθο πρόβλημα: αν και όταν χρησιμοποιείται το FAT32, τα Windows μπορούν να εργαστούν με σκληρούς δίσκους οποιασδήποτε χωρητικότητας, κατά τη διαδικασία μορφοποίησης, το μέγιστο μέγεθος ενός διαμερίσματος ή σκληρού δίσκου περιορίζεται στα 32 GB. Η διέξοδος: με τη βοήθεια προγραμμάτων για εργασία με σκληρούς δίσκους, όπως το Paragon Disk Manager, θα είναι δυνατή η διαμόρφωση ολόκληρου του σκληρού δίσκου σε FAT32.

Τι είναι οι βιβλιοθήκες.Τα Windows 7 εισάγουν μια πρόσθετη δυνατότητα διαχείρισης αρχείων - βιβλιοθήκες. Υπάρχουν τέσσερις τύποι βιβλιοθηκών: Βίντεο, Έγγραφα, Εικόνες και Μουσική. Εμφανίζουν όλα τα αρχεία του αντίστοιχου τύπου σε έναν φάκελο, ανεξάρτητα από τη θέση τους. Και παρόλο που τα αρχεία δεν βρίσκονται φυσικά στους φακέλους της βιβλιοθήκης, μπορείτε να εκτελέσετε οποιεσδήποτε λειτουργίες με αυτά, είτε πρόκειται για αντιγραφή, μετονομασία ή διαγραφή, απευθείας στην αντίστοιχη βιβλιοθήκη. Ορισμένα προγράμματα, συμπεριλαμβανομένου του Picasa, χρησιμοποιούν επίσης βιβλιοθήκες για την αποτελεσματική οργάνωση αρχείων. Μπορούν ακόμη και ανεξάρτητα να αναζητήσουν εικόνες ή άλλα αρχεία στον σκληρό δίσκο.

Πώς τα προγράμματα έχουν πρόσβαση σε δεδομένα.Όλα τα προγράμματα που θέλουν να αποκτήσουν πρόσβαση στον σκληρό δίσκο στέλνουν πρώτα στα Windows ένα αίτημα που περιέχει τη διαδρομή προς το αρχείο. Στη συνέχεια, το λειτουργικό σύστημα το κατευθύνει στον πίνακα συστήματος αρχείων. Αυτός ο πίνακας περιέχει φυσική διεύθυνσηαρχείο με το οποίο μπορεί να βρεθεί στον σκληρό σας δίσκο. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη διεύθυνση, το σύστημα αρχείων βρίσκει το επιθυμητό αρχείο και το μεταφέρει στο λειτουργικό σύστημα. Τα Windows αντιστοιχίζουν το ληφθέν αρχείο με το αντίστοιχο αίτημα και το στέλνουν στο πρόγραμμα που έκανε το αίτημα. Μετά από αυτό, το πρόγραμμα ανοίγει το αρχείο, για παράδειγμα στο πρόγραμμα της Microsoft Word, παρέχοντας έτσι τη δυνατότητα επεξεργασίας του. Κάθε φορά που το αρχείο αλλάζει αργότερα, όπως κατά την αποθήκευση ή τη διαγραφή, το πρόγραμμα θα εκκινεί ένα νέο αίτημα.

Ρύζι. 3.10. Οργάνωση πρόσβασης δεδομένων

Δουλεύουμε με το σύστημα αρχείων.Η δράση του συστήματος αρχείων είναι κρυμμένη από τα μάτια του χρήστη. Κι όμως έχει τη δυνατότητα να παρέμβει σε αυτή τη διαδικασία - να το ανακαλύψει με τη βοήθεια κοινωνικά προγράμματατον τύπο του συστήματος αρχείων στον σκληρό δίσκο του υπολογιστή σας και, εάν χρειάζεται, μετατρέψτε το σε άλλο.

Ρύζι. 3.11. Εργασία με το σύστημα αρχείων

Το σύστημα αρχείων σάς επιτρέπει να οργανώνετε προγράμματα και δεδομένα και να οργανώνετε την τακτική διαχείριση αυτών των αντικειμένων.

Τα λειτουργικά συστήματα των προσωπικών υπολογιστών έχουν αποτυπωθεί βαθιά από την έννοια του συστήματος αρχείων που αποτελεί τη βάση του λειτουργικού συστήματος Unix. Στο Unix OS, το υποσύστημα I/O ενοποιεί τον τρόπο πρόσβασης τόσο στα αρχεία όσο και περιφερειακά... Σε αυτήν την περίπτωση, ένα αρχείο νοείται ως ένα σύνολο δεδομένων σε δίσκο, τερματικό ή κάποια άλλη συσκευή.

Σύστημα αρχείων Είναι ένα λειτουργικό μέρος του λειτουργικού συστήματος που παρέχει λειτουργίες σε αρχεία. Το σύστημα αρχείων σάς επιτρέπει να εργάζεστε με αρχεία και καταλόγους (καταλόγους) ανεξάρτητα από το περιεχόμενο, το μέγεθος, τον τύπο κ.λπ.

Σύστημα αρχείων Είναι ένα σύστημα διαχείρισης δεδομένων.

Ένα σύστημα διαχείρισης δεδομένων είναι ένα σύστημα όπου οι χρήστες απαλλάσσονται από το μεγαλύτερο μέρος της χειραγώγησης των φυσικών αρχείων και μπορούν να επικεντρωθούν κυρίως στις λογικές ιδιότητες των δεδομένων.

Τα συστήματα αρχείων λειτουργικού συστήματος δημιουργούν για τους χρήστες ένα είδος εικονικής αναπαράστασης εξωτερικών συσκευών αποθήκευσης, επιτρέποντάς τους να εργάζονται μαζί τους όχι σε χαμηλό επίπεδο εντολών για τον έλεγχο φυσικών συσκευών, αλλά σε υψηλό επίπεδοσύνολα και δομές δεδομένων.

Σύστημα αρχείων (προορισμός):

• κρύβει την εικόνα της πραγματικής θέσης των πληροφοριών στην εξωτερική μνήμη.
• εξασφαλίζει την ανεξαρτησία των προγραμμάτων από τις ιδιαιτερότητες μιας συγκεκριμένης διαμόρφωσης υπολογιστή (λογικό επίπεδο εργασίας με αρχεία).
• παρέχει τυπικές απαντήσεις σε σφάλματα επικοινωνίας.

Δομή αρχείου

Ολόκληρη η συλλογή αρχείων στο δίσκο και οι σχέσεις μεταξύ τους ονομάζεται δομή αρχείων. Τα προηγμένα λειτουργικά συστήματα έχουν μια ιεραρχική - πολυεπίπεδη δομή αρχείων οργανωμένη με τη μορφή δέντρου.

Χρησιμοποιείται μια δομή καταλόγου που μοιάζει με δέντρο - δέντρο καταλόγου. Δανεισμένο από το Unix. Ιεραρχική δομή - τη δομή του συστήματος, μέρη (εξαρτήματα) του οποίου συνδέονται με σχέσεις ένταξης ή υποταγής.

Η ιεραρχική δομή απεικονίζεται από ένα προσανατολισμένο δέντρο, στο οποίο οι κορυφές αντιστοιχούν σε στοιχεία και τα τόξα αντιστοιχούν σε συνδέσμους.

δέντρο καταλόγου της μονάδας δίσκου G

Ένα κατευθυνόμενο δέντρο είναι ένα γράφημα με μια επιλεγμένη κορυφή (ρίζα) στο οποίο υπάρχει μόνο ένα μονοπάτι μεταξύ της ρίζας και οποιασδήποτε κορυφής. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατές δύο παραλλαγές προσανατολισμού: είτε όλες οι διαδρομές προσανατολίζονται από τη ρίζα προς τα φύλλα, είτε όλες οι διαδρομές προσανατολίζονται από τα φύλλα στη ρίζα.

Τα δέντρα χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν και να σχεδιάσουν ιεραρχικές δομές.

Η ρίζα είναι η αρχική θέση, τα φύλλα είναι η τελική θέση.

Ενότητες

Οποιοσδήποτε σκληρός ή μαγνητοοπτικός δίσκος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μορφοποίησης μπορεί να χωριστεί σε πολλά μέρη και να εργαστεί μαζί τους όπως με ξεχωριστούς (ανεξάρτητους) δίσκους. Αυτά τα μέρη ονομάζονται ενότητεςή λογικές κινήσεις... Η κατάτμηση ενός δίσκου σε πολλούς λογικούς δίσκους μπορεί να είναι απαραίτητη λόγω του γεγονότος ότι το λειτουργικό σύστημα δεν μπορεί να λειτουργήσει με δίσκους που είναι μεγαλύτεροι από ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Είναι πολύ βολικό να διατηρείτε τα δεδομένα και τα προγράμματα χρήστη ξεχωριστά από προγράμματα του συστήματος(OS), επειδή το λειτουργικό σύστημα μπορεί να "πετάξει από τον υπολογιστή".

Κεφάλαιο- περιοχή δίσκου. Κάτω από λογικός δίσκος (διαμέρισμα)σε έναν υπολογιστή νοείται κάθε φορέας πληροφοριών με τον οποίο το λειτουργικό σύστημα λειτουργεί ως ένα ενιαίο ολόκληρο αντικείμενο.

Όνομα δίσκου- λογική ονομασία δίσκου. καταχώρηση στον ριζικό κατάλογο.

Οι λογικοί δίσκοι (διαμερίσματα) χαρακτηρίζονται με λατινικά γράμματα Α, Β, Γ, Δ, Ε, … (32 γράμματα από το Α έως το Ω).

Τα γράμματα Α, Β προορίζονται για δισκέτες.

C - σκληρός δίσκος, συνήθως από τον οποίο εκκινείται το λειτουργικό σύστημα.

Τα υπόλοιπα γράμματα είναι λογικοί δίσκοι, CD κ.λπ. Ο μέγιστος αριθμός λογικών μονάδων δίσκου για τα Windows είναι άπειρος.

V πίνακας χωρισμάτων υποδεικνύει τη θέση της αρχής και του τέλους αυτής της ενότητας και τον αριθμό των τομέων σε αυτήν την ενότητα (τοποθεσία και μέγεθος).

Λογική δομή αρχείου δίσκου

Για να αποκτήσετε πρόσβαση σε πληροφορίες σε έναν δίσκο σε ένα αρχείο, πρέπει να γνωρίζετε τη φυσική διεύθυνση του πρώτου τομέα (αρ. επιφάνειας + αρ. κομματιού + αρ. τομέα), τον συνολικό αριθμό συμπλεγμάτων που καταλαμβάνει αυτό το αρχείο, τη διεύθυνση του επόμενου συμπλέγματος εάν το μέγεθος του αρχείου είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος ενός συμπλέγματος

Τα στοιχεία δομή αρχείου:

τομέα εκκίνησης (bootstrap, τομέας εκκίνησης);

τραπέζι τοποθέτησηαρχεία (FAT - Πίνακας κατανομής αρχείων);

ριζικός κατάλογος (Κατάλογος Root);

περιοχή δεδομένων (απομένει ελεύθερος χώρος στο δίσκο).

Μπότα-τομέας

Μπότα-τομέας - τον πρώτο (αρχικό) τομέα του δίσκου. Βρίσκεται στην 0-πλευρά, 0-track.

Ο τομέας εκκίνησης περιέχει πληροφορίες υπηρεσίας:

μέγεθος συμπλέγματος δίσκου (το σύμπλεγμα είναι ένα μπλοκ που συνδυάζει πολλούς τομείς σε μια ομάδα για να μειώσει το μέγεθος του πίνακα FAT).

θέση του πίνακα FAT (στον τομέα oot υπάρχει ένας δείκτης όπου βρίσκεται ο πίνακας FAT).

το μέγεθος του πίνακα FAT.

τον αριθμό των πινάκων FAT (υπάρχουν πάντα τουλάχιστον 2 αντίγραφα του πίνακα για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία και η ασφάλεια, καθώς η καταστροφή του FAT οδηγεί σε απώλεια πληροφοριών και είναι δύσκολο να ανακτηθεί)·

τη διεύθυνση της αρχής του ριζικού καταλόγου και το μέγιστο μέγεθός του.

Ο τομέας εκκίνησης περιέχει το μπλοκ εκκίνησης (bootloader) - εγγραφή εκκίνησηςΕγγραφή εκκίνησης.

Bootloader - ένα βοηθητικό πρόγραμμα που τοποθετεί ένα εκτελέσιμο πρόγραμμα ΕΜΒΟΛΟκαι το φέρνει σε κατάσταση ετοιμότητας για εκτέλεση.

FAT (Πίνακας κατανομής αρχείων)

FAT (Πίνακας κατανομής αρχείων) - πίνακας κατανομής αρχείων. Καθορίζει ποια τμήματα του δίσκου ανήκουν σε κάθε αρχείο Η περιοχή δεδομένων του δίσκου αναπαρίσταται στο λειτουργικό σύστημα ως μια ακολουθία αριθμημένων συμπλεγμάτων.

ΛΙΠΟΣΕίναι μια σειρά στοιχείων που απευθύνονται σε συμπλέγματα της περιοχής δεδομένων του δίσκου. Κάθε σύμπλεγμα της περιοχής δεδομένων αντιστοιχεί σε ένα στοιχείο FAT. Τα στοιχεία FAT χρησιμεύουν ως αλυσίδα αναφορών σε συμπλέγματα αρχείων στην περιοχή δεδομένων.

Δομή πίνακα κατανομής αρχείων:

Το FAT αποτελείται από στοιχεία 16/32/64 bit. Συνολικά, ο πίνακας μπορεί να περιέχει έως και 65520 τέτοια στοιχεία, καθένα από αυτά (εκτός από τα δύο πρώτα) αντιστοιχεί σε ένα σύμπλεγμα δίσκων. Ένα σύμπλεγμα είναι η μονάδα στην οποία εκχωρείται χώρος στην περιοχή δεδομένων του δίσκου για αρχεία και καταλόγους. Οι δύο πρώτες εγγραφές πίνακα (με αριθμούς 0 και 1) δεσμεύονται και καθεμία από τις άλλες εγγραφές πίνακα περιγράφει την κατάσταση του συμπλέγματος δίσκων με τον ίδιο αριθμό. Το στοιχείο μπορεί να υποδεικνύει ότι το σύμπλεγμα είναι ελεύθερο, ότι το σύμπλεγμα είναι ελαττωματικό, ότι το σύμπλεγμα ανήκει στο αρχείο και είναι το τελευταίο σύμπλεγμα στο αρχείο. Εάν το σύμπλεγμα ανήκει σε ένα αρχείο και δεν είναι το τελευταίο του σύμπλεγμα, τότε η καταχώρηση του πίνακα περιέχει τον αριθμό του επόμενου συμπλέγματος σε αυτό το αρχείο.

ΛΙΠΟΣΕίναι ένα εξαιρετικά σημαντικό στοιχείο της δομής του αρχείου. Οι παραβιάσεις στο FAT μπορεί να οδηγήσουν σε πλήρη ή μερική απώλεια πληροφοριών σε ολόκληρο τον λογικό δίσκο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δύο αντίγραφα FAT αποθηκεύονται στο δίσκο. Υπάρχει ειδικά προγράμματαπου παρακολουθούν την κατάσταση του FAT και διορθώνουν τις παραβιάσεις.

Διαφορετικά λειτουργικά συστήματα απαιτούν διαφορετικές εκδόσειςΛΙΠΟΣ

Windows 95 FAT 16, FAT 32

Windows NT (XP) NTFS

Novell Netware TurboFAT

UNIX NFS, ReiserFS

Η λογική δομή του αποθηκευτικού μέσου

Αργά ή γρήγορα, ένας αρχάριος χρήστης υπολογιστή έρχεται αντιμέτωπος με μια ιδέα όπως ένα σύστημα αρχείων (FS). Κατά κανόνα, η πρώτη γνωριμία με αυτόν τον όρο συμβαίνει κατά τη διαμόρφωση ενός μέσου αποθήκευσης: λογικές μονάδες δίσκου και μέσα προσθήκης (μονάδες flash, κάρτες μνήμης, εξωτερικός σκληρός δίσκος).

Πριν από τη μορφοποίηση, το λειτουργικό σύστημα Windows σάς ζητά να επιλέξετε τον τύπο του συστήματος αρχείων στο μέσο, ​​το μέγεθος του συμπλέγματος, τη μέθοδο μορφοποίησης (γρήγορη ή πλήρης). Ας δούμε τι είναι ένα σύστημα αρχείων και σε τι χρησιμεύει;

Όλες οι πληροφορίες καταγράφονται στο μέσο σε μια μορφή που πρέπει να τακτοποιηθεί με συγκεκριμένη σειρά, διαφορετικά το λειτουργικό σύστημα και τα προγράμματα δεν θα μπορούν να λειτουργήσουν με τα δεδομένα. Αυτή η σειρά οργανώνει το σύστημα αρχείων χρησιμοποιώντας ορισμένους αλγόριθμους και κανόνες για την τοποθέτηση αρχείων στο μέσο.

Όταν ένα πρόγραμμα χρειάζεται ένα αρχείο στο δίσκο, δεν χρειάζεται να γνωρίζει πώς ή πού είναι αποθηκευμένο. Το μόνο που απαιτείται από το πρόγραμμα είναι να γνωρίζει το όνομα του αρχείου, το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά του προκειμένου να μεταφερθούν αυτά τα δεδομένα στο σύστημα αρχείων, το οποίο θα παρέχει πρόσβαση σε το επιθυμητό αρχείο... Το ίδιο συμβαίνει κατά την εγγραφή δεδομένων σε ένα μέσο: το πρόγραμμα μεταδίδει πληροφορίες σχετικά με το αρχείο (όνομα, μέγεθος, χαρακτηριστικά) στο σύστημα αρχείων, το οποίο το αποθηκεύει σύμφωνα με τους δικούς του συγκεκριμένους κανόνες.

Για καλύτερη κατανόηση, φανταστείτε έναν βιβλιοθηκονόμο να μοιράζει ένα βιβλίο με τίτλο σε έναν πελάτη. Ή μέσα αντίστροφη σειρά: ο πελάτης δίνει το αναγνωσμένο βιβλίο στον βιβλιοθηκονόμο, ο οποίος το τοποθετεί ξανά στην αποθήκευση. Ο πελάτης δεν χρειάζεται να γνωρίζει καθόλου πού και πώς αποθηκεύεται το βιβλίο, αυτό είναι ευθύνη του υπαλλήλου του ιδρύματος. Ο βιβλιοθηκάριος γνωρίζει τους κανόνες για την καταλογογράφηση της βιβλιοθήκης και, σύμφωνα με αυτούς τους κανόνες, αναζητά την έκδοση ή την τοποθετεί πίσω, δηλ. εκτελεί τα επίσημα καθήκοντά του. V αυτό το παράδειγμαμια βιβλιοθήκη είναι ένα μέσο αποθήκευσης, ένας βιβλιοθηκάριος είναι ένα σύστημα αρχείων, ένας πελάτης είναι ένα πρόγραμμα.

Οι κύριες λειτουργίες του συστήματος αρχείων

Οι κύριες λειτουργίες του συστήματος αρχείων είναι:

• τοποθέτηση και παραγγελία στον φορέα δεδομένων με τη μορφή αρχείων·
• προσδιορισμός της μέγιστης υποστηριζόμενης ποσότητας δεδομένων στο μέσο αποθήκευσης·
• δημιουργία, ανάγνωση και διαγραφή αρχείων.
• εκχώρηση και αλλαγή των χαρακτηριστικών του αρχείου (μέγεθος, χρόνος δημιουργίας και τροποποίησης, κάτοχος και δημιουργός του αρχείου, μόνο για ανάγνωση, κρυφό αρχείο, προσωρινό αρχείο, αρχειοθέτηση, εκτελέσιμο, μέγιστο μήκος ονόματος αρχείου, κ.λπ.)
• καθορισμός της δομής του αρχείου.
• οργάνωση καταλόγων για τη λογική οργάνωση αρχείων.
• προστασία αρχείων σε περίπτωση βλάβης του συστήματος.
• προστασία των αρχείων από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση και αλλαγές στο περιεχόμενό τους.

Οι πληροφορίες που έχουν εγγραφεί σε έναν σκληρό δίσκο ή σε οποιοδήποτε άλλο μέσο τοποθετούνται σε αυτόν με βάση μια οργάνωση συμπλέγματος. Ένα σύμπλεγμα είναι ένα είδος κελιού συγκεκριμένου μεγέθους, στο οποίο μπορεί να τοποθετηθεί ολόκληρο το αρχείο ή μέρος του.

Εάν το αρχείο έχει μέγεθος συμπλέγματος, τότε καταλαμβάνει μόνο ένα σύμπλεγμα. Εάν το μέγεθος του αρχείου υπερβαίνει το μέγεθος του κελιού, τότε τοποθετείται σε πολλά κελιά συμπλέγματος. Επιπλέον, τα ελεύθερα συμπλέγματα μπορεί να μην βρίσκονται δίπλα σε άλλα, αλλά να είναι διάσπαρτα στη φυσική επιφάνεια του δίσκου. Ένα τέτοιο σύστημα επιτρέπει την πιο αποτελεσματική χρήση του χώρου κατά την αποθήκευση αρχείων. Η αποστολή του συστήματος αρχείων είναι η βέλτιστη αποσύνθεση του αρχείου κατά την εγγραφή σε ελεύθερα συμπλέγματα, καθώς και η συλλογή του κατά την ανάγνωση και η παροχή του στο πρόγραμμα ή στο λειτουργικό σύστημα.

Τύποι συστημάτων αρχείων

Στη διαδικασία της εξέλιξης των υπολογιστών, τα μέσα αποθήκευσης και τα λειτουργικά συστήματα, προέκυψαν και εξαφανίστηκαν ένας μεγάλος αριθμός απόσυστήματα αρχείων. Στη διαδικασία μιας τέτοιας εξελικτικής επιλογής, σήμερα οι ακόλουθοι τύποι FS χρησιμοποιούνται κυρίως για εργασία με σκληρούς δίσκους και εξωτερικές μονάδες (μονάδες flash, κάρτες μνήμης, εξωτερικοί σκληροί δίσκοι, CD):

1. FAT32
2. ISO9660

Τα δύο τελευταία συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με CD. Τα συστήματα αρχείων Ext3 και Ext4 λειτουργούν με λειτουργικά συστήματα που βασίζονται σε Linux. Το NFS Plus είναι ένα σύστημα αρχείων για λειτουργικά συστήματα OS X που χρησιμοποιείται σε υπολογιστές Apple.

Τα πιο διαδεδομένα συστήματα αρχείων είναι τα NTFS και FAT32, και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, καθώς Έχουν σχεδιαστεί για τα λειτουργικά συστήματα Windows που τρέχουν τη συντριπτική πλειοψηφία των υπολογιστών του κόσμου.

Τώρα το FAT32 αντικαθίσταται ενεργά από το πιο προηγμένο σύστημα NTFS λόγω της μεγαλύτερης αξιοπιστίας του όσον αφορά την ασφάλεια και την προστασία των δεδομένων. εκτός πιο πρόσφατες εκδόσειςΤα Windows απλά δεν επιτρέπουν την εγκατάσταση εάν το διαμέρισμα του σκληρού δίσκου έχει διαμορφωθεί σε FAT32. Το πρόγραμμα εγκατάστασης θα σας ζητήσει να μορφοποιήσετε το διαμέρισμα σε NTFS.

Αρχείο Σύστημα NTFSΥποστηρίζει εργασία με δίσκους εκατοντάδων terabyte και ένα μόνο αρχείο έως 16 terabyte.

Το σύστημα αρχείων FAT32 υποστηρίζει μονάδες μέχρι 8 terabyte και ένα μέγεθος αρχείου έως 4 GB. Τις περισσότερες φορές, αυτό το FS χρησιμοποιείται σε μονάδες flash και κάρτες μνήμης. Είναι σε FAT32 αυτή τη μορφή Εξωτερικές μονάδεςστο εργοστάσιο.

Ωστόσο, το όριο μεγέθους αρχείου των 4 GB είναι ήδη ένα μεγάλο μειονέκτημα σήμερα. Λόγω του πολλαπλασιασμού του βίντεο υψηλής ποιότητας, το μέγεθος του αρχείου ταινίας θα υπερβεί αυτό το όριο και δεν θα είναι δυνατή η εγγραφή του στα μέσα.

Μερίδιο.

Το σύστημα αρχείων είναι το σύστημα που χρησιμοποιείται στη λειτουργία του λειτουργικού Σύστημα Windows... Είναι απαραίτητο για την οργάνωση και αποθήκευση δεδομένων σε δίσκο. Είναι αυτή που είναι υπεύθυνη για την αποθήκευση δεδομένων στον σκληρό δίσκο. Ας ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι ένα σύστημα αρχείων και ποιοι τύποι τέτοιων συστημάτων υπάρχουν.

Γιατί χρειάζεστε ένα σύστημα αρχείων

Για να κατανοήσετε τι είδους σύστημα αρχείων χρησιμοποιείται στον υπολογιστή σας, μπορείτε να μεταβείτε σε έναν φάκελο που ονομάζεται "Ο Υπολογιστής μου". Στη συνέχεια, πρέπει να κάνετε κλικ κάντε δεξί κλικποντίκι και επιλέξτε το στοιχείο "ιδιότητες". Στο παράθυρο που εμφανίζεται με πληροφορίες μπορείτε να διαβάσετε την ακόλουθη επιγραφή: Σύστημα αρχείων: (όνομα).

Δεν είναι καθόλου απαραίτητο να υπάρχει το ίδιο σύστημα αρχείων σε κάθε δίσκο. Για να το μάθετε, πρέπει να κοιτάξετε κάθε δίσκο.

Είναι από η σωστή επιλογήσύστημα αρχείων και την ασφάλειά σας προσωπικός υπολογιστήςκαι το λειτουργικό σύστημα δεν θα καταρρεύσει και δεν θα χάσει δεδομένα. Ας ρίξουμε μια ματιά σε ποια συστήματα αρχείων μπορούν να βρεθούν στα Windows.

Τύποι συστημάτων αρχείων

ΛΙΠΟΣ

Το πρώτο πράγμα που θα δούμε είναι ένα σύστημα αρχείων που ονομάζεται FAT. Σήμερα είναι εξαιρετικά σπάνιο, επομένως δεν χρειάζεται να σταθούμε λεπτομερώς σε αυτό. Το μεγαλύτερο μειονέκτημά του είναι μέγιστη έντασηδίσκος, που είναι μόνο 2 GB, κάτι που πρακτικά δεν βρίσκεται στο σύγχρονο υλικό. Έτσι, εάν ο δίσκος σας έχει μεγαλύτερο όγκο, τότε σταματά να λειτουργεί. Πριν από μερικά χρόνια, τα 2 GB ήταν το τυπικό μέγεθος ενός σκληρού δίσκου και αυτό το σύστημα αρχείων χρησιμοποιήθηκε τέλεια εκεί. Σήμερα, όμως, έχει ξεπεράσει τη χρησιμότητά του και υπερηφανεύεται για τη θέση του στον κάδο των σκουπιδιών της ιστορίας.

Το επόμενο σύστημα αρχείων είναι το περίφημο FAT 32. Το 32 είναι το bitness του συστήματος. Αυτή η έκδοση είναι μια ενημερωμένη έκδοση του προηγούμενου συστήματος αρχείων. Εάν χρησιμοποιείτε προγενέστερο έκδοση Windowsτότε μπορεί να έχετε κάποια προβλήματα με τη μορφοποίηση του δίσκου. Ωστόσο, αυτό το σύστημα είναι πολύ πιο σταθερό από τον προκάτοχό του και η εργασία με αρχεία θα είναι πολύ πιο γρήγορη.

NTFS

Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι το NTFS. Αυτό το σύστημαΗ αποθήκευση αρχείων εμφανίστηκε σχετικά πρόσφατα και είναι πιο μοντέρνα από τα δύο προηγούμενα. Ωστόσο, παρά τον τεράστιο αριθμό πλεονεκτημάτων, δεν στερείται μειονεκτημάτων. Οι περισσότεροι δίσκοι που παράγονται από εμπορικές εταιρείες σήμερα διαθέτουν αυτό το σύστημα αρχείων. Αποθηκεύει δεδομένα πολύ καλύτερα, αλλά είναι αρκετά απαιτητικό για τους πόρους του υπολογιστή σας.

Επιπλέον, στην περίπτωση που ο λογικός δίσκος είναι σε πλήρη χρήση έως και 90 τοις εκατό, η εργασία του συστήματος αρχείων μειώνεται δραστικά. Επίσης, εάν το λειτουργικό σύστημα αποδειχθεί παλαιότερο από τα Windows XP, τότε ένα τέτοιο σύστημα αρχείων απλώς θα αρνηθεί να εργαστεί σε αυτό. Τοποθετώντας έναν δίσκο στη μονάδα, ο υπολογιστής σας απλά δεν θα μπορεί να τον αναγνωρίσει ή θα επισημανθεί ως άγνωστο διαμέρισμα. Μιλώντας για τα πλεονεκτήματα, μπορεί να σημειωθεί ότι η εργασία ενός τέτοιου συστήματος αρχείων με μικρά αρχεία είναι πολύ πιο γρήγορη και καλύτερη. Το μεγαλύτερο μέγεθος που μπορεί να έχει ένας δίσκος είναι 18 TB. Υπάρχει επίσης κάτι όπως κατακερματισμός αρχείων. Με αυτό, η εργασία του συστήματος αρχείων δεν θα επιβραδυνθεί, αλλά θα συνεχίσει να λειτουργεί ως συνήθως. Επίσης, όταν χρησιμοποιείτε NTFS, μπορείτε να είστε απόλυτα και απόλυτα σίγουροι ότι το αρχείο δεν θα καταστραφεί. Το σύστημα είναι πολύ οικονομικό στη χρήση του χώρου στο δίσκο και σας επιτρέπει να συμπιέσετε αρχεία σε ένα ελάχιστο μέγεθος χωρίς να τα χαλάσετε καθόλου. Παρεμπιπτόντως, χάρη σε αυτό το σύστημα κατέστη δυνατή η επαναφορά δεδομένων σε περίπτωση απώλειας τους. Αντίστοιχα, αν συγκρίνουμε αυτό το σύστημα με το FAT, τότε όλα τα πλεονεκτήματα είναι προφανή. Το πιο σημαντικό πράγμα που μπορεί να σου προσφέρει είναι η ασφάλεια.

UDF

Τώρα ήρθε η ώρα να εξετάσουμε τι είναι ένα σύστημα αρχείων UDF. Αυτό το σύστημα αρχείων, το οποίο είναι ανεξάρτητο από το λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή, χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων που βρίσκονται σε οπτικά μέσα. Σε αντίθεση με τα προηγούμενα συστήματα, το UDF σάς επιτρέπει να γράφετε επιπλέον πληροφορίες σε μια ήδη γεμισμένη δισκέτα. Επίσης, αυτό το σύστημα αρχείων μπορεί να διαγράψει επιλεκτικά ορισμένα αρχεία στο δίσκο χωρίς να καταστρέψει τις υπόλοιπες πληροφορίες. Τα μεταδεδομένα όπως η ριζική περιοχή βρίσκονται χαοτικά μέσα στο δίσκο, αλλά η βάση αυτών των δεδομένων έχει τρεις θέσεις: 256 τομείς, 257 και N-1, σε σε αυτήν την περίπτωσηΤο N είναι το μέγεθος της διαδρομής.

Για δίσκους σε μορφή DVD, το UDF είναι το πιο επιτυχημένο σύστημα αρχείων, επειδή δεν έχει κανέναν απολύτως περιορισμό στα μεγέθη αρχείων. Μπορείτε να εγγράψετε τόσο μεγάλα όσο και μικρά βίντεο.

Χάρη στο UDF μάθαμε ποιο είναι το τελικό σύστημα αρχείων και πώς να το επιλέξουμε σωστά για τον υπολογιστή μας.