Arvutis olevad failid luuakse ja paigutatakse süsteemipõhimõtteid järgides. Tänu nende rakendamisele saab kasutaja mugavalt juurde pääseda vajalikule teabele, mõtlemata sellele ligipääsu keerukatele algoritmidele. Kuidas failisüsteemid on korraldatud? Millised neist on tänapäeval kõige populaarsemad? Millised on arvutisõbralike failisüsteemide erinevused? Ja need, mida kasutatakse mobiilseadmetes – nutitelefonides või tahvelarvutites?

Failisüsteemid: definitsioon

Üldlevinud määratluse kohaselt on failisüsteem algoritmide ja standardite kogum, mida kasutatakse arvutikasutaja tõhusa juurdepääsu korraldamiseks arvutis asuvatele andmetele. Mõned eksperdid peavad seda osaks. Teised IT-eksperdid, tunnistades tõsiasja, et see on otseselt seotud operatsioonisüsteemiga, usuvad, et failisüsteem on arvutiandmete haldamise sõltumatu komponent.

Kuidas kasutati arvuteid enne failisüsteemi leiutamist? Arvutiteadus kui teadusdistsipliin on fikseerinud tõsiasja, et pikka aega viidi andmehaldus läbi struktureerimise kaudu konkreetsetesse programmidesse manustatud algoritmide raames. Seega on failisüsteemi üheks kriteeriumiks standardite olemasolu, mis on enamiku andmetele ligipääsevate programmide jaoks samad.

Kuidas failisüsteemid töötavad

Failisüsteem on ennekõike mehhanism, mis hõlmab arvuti riistvararessursside kasutamist. Reeglina räägime siin magnet- või laserkandjatest - kõvakettad, CD-d, DVD-d, mälupulgad, disketid, mis pole veel vananenud. Et mõista, kuidas vastav süsteem töötab, defineerime, mis on fail ise.

IT-ekspertide seas üldtunnustatud määratluse kohaselt on see kindla suurusega andmeala, mida väljendatakse teabe põhiühikutes - baitides. Fail asub kettakandjal, tavaliselt mitme omavahel ühendatud ploki kujul, millel on konkreetne juurdepääsuaadress. Failisüsteem määrab need samad koordinaadid ja “teavitab” neist omakorda OS-i. Mis edastab kasutajale selgelt asjakohased andmed. Andmetele pääseb juurde nende lugemiseks, muutmiseks või uue loomiseks. Konkreetne algoritm faili "koordinaatidega" töötamiseks võib erineda. See sõltub arvuti tüübist, OS-ist, salvestatud andmete spetsiifikast ja muudest tingimustest. Seetõttu on erinevat tüüpi failisüsteeme. Igaüks neist on optimeeritud kasutamiseks konkreetses OS-is või teatud tüüpi andmetega töötamiseks.

Kettakandja kohandamist konkreetse failisüsteemi algoritmide kaudu kasutamiseks nimetatakse vormindamiseks. Ketta vastavad riistvaraelemendid - klastrid - valmistatakse ette nii failide hilisemaks kirjutamiseks kui ka nende lugemiseks vastavalt konkreetses andmehaldussüsteemis kehtestatud standarditele. Kuidas failisüsteemi muuta? Enamikul juhtudel saab seda teha ainult andmekandja uuesti vormindamisega. Reeglina failid kustutatakse. Küll aga on võimalus, mille puhul eriprogramme kasutades on siiski võimalik, kuigi see nõuab tavaliselt palju aega, andmehaldussüsteemi muuta, jättes viimase puutumata.

Failisüsteemid ei tööta ilma vigadeta. Andmeplokkidega töö korraldamisel võib esineda tõrkeid. Kuid enamikul juhtudel pole need kriitilised. Reeglina pole probleeme failisüsteemi parandamise või vigade kõrvaldamisega. Eelkõige Windows OS-is on selle jaoks sisseehitatud tarkvaralahendused, mis on saadaval igale kasutajale. Nagu näiteks programm Check Disk.

Sordid

Mis tüüpi failisüsteemid on kõige levinumad? Tõenäoliselt esiteks need, mida kasutab maailma populaarseim PC OS - Windows. Peamised Windowsi failisüsteemid on FAT, FAT32, NTFS ja nende erinevad modifikatsioonid. Koos arvutitega on populaarsust kogunud nutitelefonid ja tahvelarvutid. Enamikku neist, kui me räägime globaalsest turust ja ei arvesta tehnoloogiaplatvormide erinevustega, juhib Android ja iOS OS. Need operatsioonisüsteemid kasutavad Windowsi failisüsteeme iseloomustavatest andmetest erinevate andmetega töötamiseks oma algoritme.

Kõigile avatud standardid

Pange tähele, et viimasel ajal on ülemaailmsel elektroonikaturul standardeid ühtlustunud erinevat tüüpi andmetega töötavate operatsioonisüsteemide osas. Seda võib vaadelda kahes aspektis. Esiteks kasutavad kaks erinevat tüüpi OS-i kasutavad erinevad seadmed sageli sama failisüsteemi, mis ühildub võrdselt iga OS-iga. Teiseks suudavad OS-i kaasaegsed versioonid reeglina ära tunda mitte ainult nende tüüpilisi failisüsteeme, vaid ka neid, mida traditsiooniliselt kasutatakse teistes operatsioonisüsteemides - nii sisseehitatud algoritmide kui ka kolmanda osapoole tarkvara abil. Näiteks Linuxi kaasaegsed versioonid tunnevad üldiselt Windowsi jaoks ära märgitud failisüsteemid probleemideta.

Failisüsteemi struktuur

Hoolimata asjaolust, et failisüsteemide tüüpe on üsna palju, töötavad need üldiselt väga sarnaste põhimõtete järgi (üldse skeemi tõime välja eespool) ja sarnaste struktuurielementide või objektide raames. Vaatame neid. Millised on failisüsteemi peamised objektid?

Üks peamisi on - see on isoleeritud andmeala, kuhu saab faile paigutada. Kataloogi struktuur on hierarhiline. Mida see tähendab? Üks või mitu kataloogi võivad asuda teises. Mis omakorda on osa “ülemast”. Kõige tähtsam on juurkataloog. Kui me räägime Windowsi failisüsteemi tööpõhimõtetest - 7, 8, XP või mõni muu versioon -, on juurkataloog loogiline draiv, mis on tähistatud tähega - tavaliselt C, D, E (kuid saate konfigureerida mis tahes inglise tähestikus). Mis puutub näiteks Linux OS-i, siis sealne juurkataloog on magnetmeedium tervikuna. Selles ja teistes selle põhimõtetel põhinevates operatsioonisüsteemides - näiteks Androidis - loogilisi draive ei kasutata. Kas faile on võimalik salvestada ilma kataloogideta? Jah. Kuid see pole eriti mugav. Tegelikult on arvuti kasutamise mugavus üks põhjusi failisüsteemides andmete kataloogidesse jaotamise põhimõtte juurutamiseks. Muide, neid võib nimetada erinevalt. Windowsis nimetatakse katalooge kaustadeks, Linuxis on need põhimõtteliselt samad. Kuid selle OS-i kataloogide traditsiooniline nimi, mida on kasutatud aastaid, on "kataloogid". Nagu eelmistes Windowsi ja Linuxi operatsioonisüsteemides – DOS, Unix.

IT-spetsialistide seas puudub selge arvamus, kas faili tuleks käsitleda vastava süsteemi struktuurielemendina. Need, kes usuvad, et see pole täiesti õige, vaidlevad oma seisukoha vastu väitega, et süsteem saab hõlpsasti eksisteerida ilma failideta. Isegi kui see on praktilisest seisukohast kasutu nähtus. Isegi kui kettale ei kirjutata ühtegi faili, võib vastav süsteem siiski olemas olla. Tavaliselt ei sisalda poodides müüdavad magnetkandjad faile. Aga neil on vastav süsteem juba olemas. Teine seisukoht on, et faile tuleks pidada nende hallatavate süsteemide lahutamatuks osaks. Miks? Aga sellepärast, et ekspertide sõnul on nende kasutamise algoritmid kohandatud eelkõige teatud standardite raames failidega töötamiseks. Kõnealused süsteemid ei ole mõeldud millekski muuks.

Teine enamikus failisüsteemides esinev element on andmeala, mis sisaldab teavet konkreetse faili asukoha kohta. See tähendab, et saate paigutada otsetee kettale ühte kohta, kuid on võimalik pakkuda ka juurdepääsu soovitud andmealale, mis asub kandja teises osas. Võite lugeda, et otseteed on failisüsteemi täieõiguslikud objektid, kui nõustute, et failid on ka sellised.

Ühel või teisel viisil pole viga öelda, et kõik kolm andmetüüpi - failid, otseteed ja kataloogid - on nende vastavate süsteemide elemendid. Vähemalt see väitekiri vastab ühele ühisele seisukohale. Kõige olulisem aspekt, mis iseloomustab failisüsteemi toimimist, on failide ja kataloogide nimetamise põhimõtted.

Failide ja kataloogide nimed erinevates süsteemides

Kui nõustume, et failid on ikkagi neile vastavate süsteemide komponendid, siis tasub kaaluda nende põhistruktuuri. Mida tuleb esimese asjana tähele panna? Nendele juurdepääsu hõlbustamiseks pakuvad enamik kaasaegseid andmehaldussüsteeme kahetasandilist failinimede struktuuri. Esimene tase on nimi. Teine on laienemine. Võtame näiteks muusikafaili Dance.mp3. Tants on nimi. Mp3 - laiendus. Esimene eesmärk on paljastada kasutajale faili sisu olemus (ja et programm oleks juhend kiireks juurdepääsuks). Teine näitab failitüüpi. Kui see on Mp3, siis on lihtne arvata, et jutt käib muusikast. Failid laiendiga Doc on reeglina dokumendid, Jpg on pildid, Html on veebilehed.

Kataloogid on omakorda ühetasandilise struktuuriga. Neil on ainult nimi, laiendit pole. Kui rääkida erinevustest erinevat tüüpi andmehaldussüsteemide vahel, siis esimese asjana tasuks tähelepanu pöörata neis realiseeritud failide ja kataloogide nimetamise põhimõtetele. Seoses Windowsi operatsioonisüsteemiga on üksikasjad järgmised. Maailma populaarseimas operatsioonisüsteemis saab faile nimetada mis tahes keeles. Maksimaalne pikkus on aga piiratud. Täpne intervall sõltub kasutatavast andmehaldussüsteemist. Tavaliselt jäävad need väärtused vahemikku 200–260 tähemärki.

Kõigi operatsioonisüsteemide ja neile vastavate andmehaldussüsteemide puhul kehtib üldreegel, et sama nimega failid ei tohi asuda samas kataloogis. Linuxis on selle reegli teatud "liberaliseerimine". Samas kataloogis võivad olla samade tähtedega failid, kuid erinevas tähes. Näiteks Dance.mp3 ja DANCE.mp3. See pole Windows OS-is võimalik. Samad reeglid on kehtestatud ka kataloogide paigutamise kohta teistesse.

Failide ja kataloogide adresseerimine

Failide ja kataloogide adresseerimine on vastava süsteemi kõige olulisem element. Windowsis võib selle kohandatud vorming välja näha järgmine: C:/Documents/Music/ – see on juurdepääs muusikakataloogile. Kui meid huvitab konkreetne fail, siis aadress võib välja näha selline: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Miks "kohandatud"? Fakt on see, et arvutikomponentide vahelise riist- ja tarkvara interaktsiooni tasandil on failidele juurdepääsu struktuur palju keerulisem. Failisüsteem määrab failiplokkide asukoha ja suhtleb OS-iga suures osas peidetud toimingutes. Siiski on äärmiselt haruldane, kui arvutikasutaja peab kasutama muid aadressivorminguid. Peaaegu alati pääseb failidele juurde määratud standardis.

Windowsi failisüsteemide võrdlus

Oleme uurinud failisüsteemide toimimise üldpõhimõtteid. Vaatleme nüüd nende kõige levinumate tüüpide omadusi. Windowsis kõige sagedamini kasutatavad failisüsteemid on FAT, FAT32, NTFS ja exFAT. Selle seeria esimest peetakse aegunuks. Samas oli see pikka aega omamoodi tööstuse lipulaev, kuid arvutitehnoloogia kasvades ei vastanud selle võimalused enam kasutajate vajadustele ega tarkvara ressursivajadustele.

FAT-i asendamiseks loodud failisüsteem on FAT32. Paljude IT-ekspertide sõnul on see nüüd kõige populaarsem Windowsi arvutiturul. Seda kasutatakse kõige sagedamini failide salvestamisel kõvaketastele ja välkmäluseadmetele. Samuti võib märkida, et seda andmehaldussüsteemi kasutatakse üsna regulaarselt erinevate digiseadmete - telefonid, kaamerad - mälumoodulites. FAT32 peamine eelis, mida IT-eksperdid rõhutavad, on seega, hoolimata asjaolust, et selle failisüsteemi on loonud Microsoft, enamik kaasaegseid operatsioonisüsteeme, sealhulgas need, mis on installitud teatud tüüpi digitaalseadmetele, saavad töötada andmetega sellesse manustatud algoritmide raamistik.

FAT32 süsteemil on ka mitmeid puudusi. Esiteks võime märkida ühe pildistatud faili suuruse piirangut - see ei tohi olla suurem kui 4 GB. Samuti ei saa FAT32 süsteemis kasutada Windowsi sisseehitatud tööriistu, et määrata loogilist draivi, mille maht oleks suurem kui 32 GB. Kuid seda saab teha täiendava spetsiaalse tarkvara installimisega.

Teine populaarne failihaldussüsteem, mille Microsoft on välja töötanud, on NTFS. Mõnede IT-ekspertide sõnul on see enamiku parameetrite poolest parem kui FAT32. Kuid see väitekiri on tõsi, kui räägime Windowsiga töötavast arvutist. NTFS ei ole nii mitmekülgne kui FAT32. Selle toimimise iseärasused muudavad selle failisüsteemi kasutamise mitte alati mugavaks, eriti mobiilseadmetes. Üks NFTS-i peamisi eeliseid on töökindlus. Näiteks juhtudel, kui kõvaketas äkitselt toidet kaotab, on failide kahjustamise tõenäosus minimaalne tänu NTFS-is pakutavatele andmete dubleerimise algoritmidele.

Üks Microsofti uusimaid failisüsteeme on exFAT. See on kõige paremini kohandatud mälupulkade jaoks. Põhiprintsiibid on samad, mis FAT32-s, kuid mõningates aspektides on ka olulisi moderniseerimisi: näiteks puuduvad piirangud ühe faili suurusele. Samal ajal on exFAT-süsteem, nagu paljud IT-eksperdid märgivad, nende hulgas, millel on madal mitmekülgsus. Mitte-Windowsi arvutites võib failide käsitlemine exFAT-i kasutamisel olla keeruline. Veelgi enam, isegi mõnes Windowsi versioonis, näiteks XP-s, ei pruugi exFAT-algoritmidega vormindatud ketaste andmed olla loetavad. Peate installima täiendava draiveri.

Pange tähele, et kuna Windowsi operatsioonisüsteemis kasutatakse üsna palju erinevaid failisüsteeme, võib kasutajal esineda perioodilisi raskusi erinevate seadmete ühilduvuse osas arvutiga. Mõnel juhul on näiteks vaja installida WPD (Windows Portable Devices – kaasaskantavate seadmetega töötamisel kasutatav tehnoloogia) failisüsteemi draiver. Mõnikord ei pruugi kasutajal seda käepärast olla ja seetõttu ei pruugi väline OS-i meedium seda ära tunda. WPD-failisüsteem võib vajada täiendavat tarkvara kohandamist konkreetse arvuti töökeskkonnaga. Mõnel juhul on kasutaja sunnitud probleemi lahendamiseks ühendust võtma IT-spetsialistidega.

Kuidas teha kindlaks, milline failisüsteem - exFAT või NTFS või võib-olla FAT32 - on konkreetsetel juhtudel kasutamiseks optimaalne? IT-spetsialistide soovitused üldiselt on järgmised. Kasutada saab kahte peamist lähenemist. Esimese järgi tuleks eristada tüüpilisi kõvaketta failisüsteeme, aga ka neid, mis on mälupulkadele paremini kohandatud. FAT ja FAT32 sobivad paljude ekspertide sõnul paremini välkmäluseadmete jaoks, NTFS - kõvaketaste jaoks (andmetega töötamise tehnoloogiliste omaduste tõttu).

Teise lähenemisviisi puhul on kandja suurus oluline. Kui räägime suhteliselt väikese ketta või mälupulga mahu kasutamisest, saate selle vormindada FAT32-süsteemis. Kui ketas on suurem, võite proovida exFAT-i. Kuid ainult siis, kui meedium ei ole mõeldud kasutamiseks teistes arvutites, eriti nendes, millel pole Windowsi uusimaid versioone. Kui me räägime suurtest kõvaketastest, sealhulgas välistest, siis on soovitatav need vormindada NTFS-is. Need on ligikaudu kriteeriumid, mille järgi saab valida optimaalse failisüsteemi - exFAT või NTFS, FAT32. See tähendab, et peaksite kasutama ühte neist, võttes arvesse kandja suurust, selle tüüpi ja OS-i versiooni, millel draivi peamiselt kasutatakse.

Failisüsteemid Macile

Teine populaarne tarkvara- ja riistvaraplatvorm ülemaailmsel arvutiturul on Apple'i Macintosh. Selle rea arvutites töötab Mac OS operatsioonisüsteem. Millised on Maci arvutites failidega töö korraldamise funktsioonid? Enamik kaasaegseid Apple'i personaalarvuteid kasutavad Mac OS Extended failisüsteemi. Varem haldasid Maci arvutid andmeid HFS-standardite abil.

Peamine, mida selle omaduste osas võib tähele panna, on see, et Mac OS Extended failisüsteemiga hallatav ketas mahutab väga suuri faile – rääkida võib mitmest miljonist terabaidist.

Android-seadmete failisüsteem

Mobiilseadmete kõige populaarsem OS - elektroonilise tehnoloogia vorm, mis ei jää populaarsuselt arvutitele alla - on Android. Kuidas vastavat tüüpi seadmetes faile hallatakse? Märgime esmalt, et see operatsioonisüsteem on tegelikult Linuxi OS-i "mobiilne" adaptsioon, mida tänu avatud lähtekoodile saab muuta nii, et seda saab kasutada paljudes seadmetes. Seetõttu toimub failihaldus Androidi kasutavates mobiilseadmetes üldiselt samade põhimõtete järgi nagu Linuxis. Mõnda neist märkisime eespool. Eelkõige toimub Linuxis failihaldus ilma meediumit loogilisteks draivideks jagamata, nagu Windowsis juhtub. Mis on Androidi failisüsteemis veel huvitavat?

Androidi juurkataloog on tavaliselt andmeala nimega /mnt. Sellest lähtuvalt võib vajaliku faili aadress välja näha umbes selline: /mnt/sd/photo.jpg. Lisaks on selles mobiilses OS-is rakendatud andmehaldussüsteemil veel üks funktsioon. Fakt on see, et seadme välkmälu liigitatakse tavaliselt mitmeks osaks, näiteks Süsteem või Andmed. Kuid igaühe algselt määratud suurust ei saa muuta. Ligikaudse analoogia selle tehnoloogilise aspekti kohta võib leida, kui pidage meeles, et Windowsi loogiliste draivide suurust ei saa (kui te ei kasuta spetsiaalset tarkvara) muuta. See tuleb fikseerida.

Veel üks huvitav funktsioon Androidis failidega töö korraldamisel on see, et vastav operatsioonisüsteem kirjutab reeglina uued andmed ketta kindlasse piirkonda - Data. Tööd näiteks jaotisega Süsteem ei tehta. Seega, kui kasutaja kasutab nutitelefoni või tahvelarvuti tarkvaraseadete lähtestamise funktsiooni „tehase“ tasemele, tähendab see praktikas seda, et andmealasse kirjutatud failid lihtsalt kustutatakse. Jaotis Süsteem jääb reeglina muutumatuks. Lisaks ei saa kasutaja ilma spetsiaalse tarkvarata süsteemi sisus muudatusi teha. Android-seadmes süsteemi salvestusala värskendamisega seotud protseduuri nimetatakse vilkumiseks. See ei ole vormindamine, kuigi sageli tehakse mõlemat toimingut korraga. Reeglina kasutatakse vilkumist Android OS-i uuema versiooni installimiseks mobiilseadmesse.

Seega on Androidi failisüsteemi põhiprintsiibid loogiliste draivide puudumine, samuti süsteemi- ja kasutajaandmetele juurdepääsu range eristamine. Ei saa öelda, et see lähenemine erineks põhimõtteliselt Windowsis rakendatust, kuid paljude IT-ekspertide sõnul on Microsofti operatsioonisüsteemis kasutajatel failidega töötamisel mõnevõrra suurem vabadus. Kuid nagu mõned eksperdid usuvad, ei saa seda pidada Windowsi selgeks eeliseks. Failihalduse osas “liberaalset” režiimi kasutavad muidugi mitte ainult kasutajad, vaid ka arvutiviirused, millele Windows on väga vastuvõtlik (erinevalt Linuxist ja selle “mobiilsest” juurutamisest Androidi näol). See on ekspertide hinnangul üks põhjusi, miks Androidi seadmetele on nii vähe viiruseid – puhtalt tehnoloogilisest aspektist ei saa need täielikult toimida töökeskkonnas, mis toimib range failijuurdepääsu kontrolli põhimõtetel.

Failisüsteemid. Failisüsteemide tüübid. Failitoimingud. Kataloogid. Toimingud kataloogidega.

Fail on nimega välismälu piirkond, kuhu saab kirjutada ja millest saab lugeda.

Faili kasutamise peamised eesmärgid.

Pikaajaline ja usaldusväärne teabe säilitamine . Vastupidavus saavutatakse võimsusest mitte sõltuvate salvestusseadmete kasutamisega ning kõrge töökindluse määrab failidele juurdepääsu kaitsmine ja OS-i programmikoodi üldine korraldus, mille puhul riistvararikked enamasti salvestatud teavet ei hävita. failides.

Teabe jagamine . Failid pakuvad loomulikku ja lihtsat viisi teabe jagamiseks rakenduste ja kasutajate vahel, kuna neil on inimloetav sümboolne nimi ning salvestatud teabe ja faili asukoha järjepidevus. Kasutajal peavad olema mugavad tööriistad failidega töötamiseks, sealhulgas kataloogid, mis ühendavad faile rühmadesse, tööriistad failide otsimiseks omaduste järgi, käskude komplekt failide loomiseks, muutmiseks ja kustutamiseks. Faili saab luua üks kasutaja ja seejärel kasutada hoopis teine ​​kasutaja ning faili looja või administraator saab määrata teiste kasutajate juurdepääsuõigused. Neid eesmärke rakendab OS-is failisüsteem.

Failisüsteem (FS) on osa operatsioonisüsteemist, mis sisaldab:

kõigi kettal olevate failide kogumine;

failide haldamiseks kasutatavate andmestruktuuride komplektid, nagu failikataloogid, failideskriptorid, vaba ja kasutatud kettaruumi eraldamise tabelid;

süsteemitarkvara tööriistade komplekt, mis teostab failidega erinevaid toiminguid, nagu failide loomine, hävitamine, lugemine, kirjutamine, nimetamine ja otsimine.

Seega mängib failisüsteem vahekihi rolli, mis sõelub välja kõik pikaajalise andmesalvestuse füüsilise korralduse keerukused ja loob programmide jaoks selle salvestuse jaoks lihtsama loogilise mudeli ning pakub neile ka komplekti. lihtsalt kasutatavad käsud failidega manipuleerimiseks.

Järgmised failisüsteemid on laialt tuntud:

failisüsteem operatsioonisüsteem PRL - DOS , mis põhineb failide eraldamise tabel - RASV ( Fail Eraldamine Tabel ).

Tabel sisaldab teavet kõigi failide asukoha kohta (iga fail on jagatud klastrid Sama faili klastrid ei pruugi asuda kõrvuti, olenevalt kettaruumi olemasolust). MS-DOS failisüsteemil on olulisi piiranguid ja puudusi, näiteks all Nimi Failile on eraldatud 12 baiti; suure kõvakettaga töötamine põhjustab faili märkimisväärset killustumist;

Sellise FS-i põhifunktsioonid on suunatud järgmiste ülesannete lahendamisele:

faili nimetamine;

rakenduste programmeerimisliides;

failisüsteemi loogilise mudeli vastendamine andmesalvestuse füüsilisele korraldusele;

Failisüsteemi vastupidavus voolukatkestustele, riist- ja tarkvaravigadele.

OS /2 , kutsus HPFS ( Kõrge - Esitus Fail Süsteem - kiire failisüsteem).

Võimaldab kasutada kuni 254 tähemärgist koosnevat failinime. Kettale kirjutatud failide killustatus on minimaalne. Oskab töötada MS DOS-is kirjutatud failidega;

Eespool loetletud ülesannetele lisatakse uus ülesanne faili jagamine mitmest protsessist. Fail on antud juhul jagatud ressurss, mis tähendab, et failisüsteem peab lahendama kõik selliste ressurssidega seotud probleemid. Eelkõige peab FS pakkuma vahendeid faili ja selle osade blokeerimiseks, võistluste ärahoidmiseks, ummikseisude kõrvaldamiseks, koopiate vastavusse viimiseks jne.

Mitme kasutajaga süsteemides ilmub teine ​​ülesanne: ühe kasutaja failide kaitsmine teise kasutaja volitamata juurdepääsu eest.

operatsioonisüsteemi failisüsteem Windows 95

Sellel on tasemel struktuur, mis võimaldab teil korraga toetada mitut failisüsteemi. Otseselt toetatakse vana MS-DOS failisüsteemi ja failisüsteeme, mida ettevõte ei arendanud Microsoft, toetatakse spetsiaalsete moodulid. Võimalik on kasutada pikki (kuni 254 tähemärki) failinimesid.

operatsioonisüsteemi failisüsteemid Unix

Need pakuvad ühtset viisi I/O-failisüsteemidele juurde pääsemiseks.

Failiõigused määravad praktiliselt süsteemi juurdepääsuõigused (faili omanik on selle loonud kasutaja).

Failitüübid

Failisüsteemid toetavad mitut funktsionaalselt erinevat failitüüpi, mille hulka kuuluvad tavaliselt tavalised failid, kataloogifailid, erifailid, nimega torud, mälukaardiga failid ja muud.

Tavalised failid , või lihtsalt failid, sisaldavad suvalist infot, mille kasutaja neisse sisestab või mis tekib süsteemi ja kasutajaprogrammide töö tulemusena. Enamik kaasaegseid operatsioonisüsteeme (näiteks UNIX, Windows, OS/2) ei piira ega kontrolli tavafaili sisu ja struktuuri kuidagi. Tavafaili sisu määrab sellega töötav rakendus. Näiteks loob tekstiredaktor tekstifaile, mis koosnevad mõnes koodis esitatud märgijadadest. Need võivad olla dokumendid, programmide lähtekoodid jne. Tekstifaile saab lugeda ekraanilt ja printida printeriga. Binaarfailid ei kasuta märgikoode ja neil on sageli keeruline sisemine struktuur, näiteks käivitatav programmikood või arhiivifail. Kõik operatsioonisüsteemid peavad suutma ära tunda vähemalt ühe failitüübi – nende enda käivitatavad failid.

Kataloogid - see on eritüüpi failid, mis sisaldavad süsteemi viiteteavet failide komplekti kohta, mis on kasutajate poolt rühmitatud mõne mitteametliku kriteeriumi alusel (näiteks failid, mis sisaldavad sama lepingu dokumente või failid, mis moodustavad ühe tarkvarapaketi, on ühendatud üheks Grupp). Paljudes operatsioonisüsteemides võib kataloog sisaldada mis tahes tüüpi faile, sealhulgas muid katalooge, luues puustruktuuri, mida on lihtne otsida. Kataloogid loovad vastenduse failinimede ja failitunnuste vahel, mida failisüsteem failide haldamiseks kasutab. Sellised omadused hõlmavad eelkõige teavet (või viidet teisele neid andmeid sisaldavale struktuurile) faili tüübi ja asukoha kohta kettal, failile juurdepääsuõigusi ning selle loomise ja muutmise kuupäevi. Muus osas käsitleb failisüsteem katalooge tavaliste failidena.

Spetsiaalsed failid - Need on I/O-seadmetega seotud näivfailid, mida kasutatakse failidele ja välisseadmetele juurdepääsu mehhanismi ühtlustamiseks. Spetsiaalsed failid võimaldavad kasutajal sooritada I/O-operatsioone, kasutades tavalisi faili kirjutamise või failist lugemise käske. Neid käske töötlevad esmalt failisüsteemi programmid ja seejärel mõnes päringu täitmise etapis teisendab operatsioonisüsteem need vastava seadme juhtkäskudeks.

Kaasaegsed failisüsteemid toetavad muid failitüüpe, nagu sümboolsed lingid, nimega torud ja mälukaardiga failid.

Hierarhiline failisüsteemi struktuur

Kasutajad pääsevad failidele ligi sümboolsete nimedega. Inimmälu piirab aga objektide nimede arvu, millele kasutaja saab nimepidi viidata. Nimeruumi hierarhiline korraldus võimaldab meil neid piire oluliselt laiendada. Seetõttu on enamikul failisüsteemidel hierarhiline struktuur, milles tasemed luuakse, võimaldades madalama taseme kataloogi sisaldada kõrgema taseme kataloogis (joonis 7.3).

Kataloogihierarhiat kirjeldav graafik võib olla puu või võrk. Kataloogid moodustavad puu, kui faili on lubatud kaasata ainult ühte kataloogi (joon. 7.3, b), ja võrgu - kui faili saab korraga mitmesse kataloogi lisada (joonis 7.3, c). Näiteks MS-DOS-is ja Windowsis moodustavad kataloogid puustruktuuri, UNIXis aga võrgustruktuuri. Puustruktuuris on iga fail leht. Kõrgeima taseme kataloog kutsutakse välja juurkataloog või juur ( juur ).

Selle organisatsiooniga on kasutaja vabastatud kõigi failide nimede meeldejätmisest; tal peab olema vaid ligikaudne ettekujutus sellest, millisesse rühma konkreetse faili saab määrata, et see järjestikku katalooge sirvides leida. Hierarhiline struktuur on mugav mitme kasutajaga tööks: iga kasutaja oma failidega on lokaliseeritud oma kataloogi või kataloogide alampuusse ning samal ajal on kõik süsteemis olevad failid loogiliselt ühendatud.

Hierarhilise struktuuri erijuhtum on ühetasandiline organisatsioon, kui kõik failid on koondatud ühte kataloogi (joon. 7.3, a).

Failide nimed

Kõigil failitüüpidel on sümboolsed nimed. Hierarhiliselt organiseeritud failisüsteemid kasutavad tavaliselt kolme tüüpi failinimesid: lihtsaid, liit- ja suhtelisi.

Lihtne või lühike sümboolne nimi identifitseerib faili ühes kataloogis. Lihtsad nimed määravad failidele kasutajad ja programmeerijad ning need peavad arvestama OS-i piirangutega nii märgivahemiku kui ka nime pikkuse osas. Kuni suhteliselt hiljuti olid need piirid väga kitsad. Seega oli populaarses FAT-failisüsteemis nimede pikkus piiratud skeemiga 8.3 (8 tähemärki - nimi ise, 3 tähemärki - nimelaiend) ja failisüsteemis s5, mida toetavad paljud UNIX OS-i versioonid, lihtne sümboolne nimi ei tohi sisaldada rohkem kui 14 tähemärki. Pikkade nimedega on aga kasutajal palju mugavam töötada, sest need võimaldavad anda failidele kergesti meeldejäävad nimed, mis näitavad selgelt failis sisalduvat. Seetõttu kipuvad tänapäevased failisüsteemid ja ka olemasolevate failisüsteemide täiustatud versioonid toetama pikki lihtsaid sümboolseid failinimesid. Näiteks Windows NT operatsioonisüsteemiga kaasas olevates NTFS- ja FAT32-failisüsteemides võib failinimi sisaldada kuni 255 tähemärki.

Hierarhilistes failisüsteemides on erinevatel failidel lubatud kanda ühesuguseid lihtsaid sümboolseid nimesid, eeldusel, et need kuuluvad erinevatesse kataloogidesse. See tähendab, et siin töötab skeem "palju faile - üks lihtne nimi". Faili unikaalseks tuvastamiseks sellistes süsteemides kasutatakse nn täisnime.

Täisnimi on kõigi kataloogide lihtsate sümboolsete nimede ahel, mille kaudu kulgeb tee juurest antud failini. Seega on täisnimi liitnimi, milles lihtnimed eraldatakse üksteisest OS-is aktsepteeritud eraldajaga. Tihti kasutatakse eraldajana päri- või tagasikaldkriipsu ning juurkataloogi nime on tavaks mitte määrata. Joonisel fig. 7.3, b kahel failil on lihtne nimi main.exe, kuid nende liitnimed /depart/main.exe ja /user/anna/main.exe on erinevad.

Puufailisüsteemis on faili ja selle täisnime vahel üks-ühele vastavus: üks fail – üks täisnimi. Võrgustruktuuriga failisüsteemides võib faili lisada mitmesse kataloogi ja seetõttu võib sellel olla mitu täisnime; siin kehtib kirjavahetus "üks fail - mitu täisnime". Mõlemal juhul tuvastatakse fail unikaalselt selle täisnime järgi.

Faili saab tuvastada ka suhtelise nime järgi. Suhteline failinimi määratakse mõiste "praegune kataloog" kaudu. Iga kasutaja jaoks on igal ajahetkel üks failisüsteemi kataloogidest praegune kataloog ja selle kataloogi valib kasutaja ise OS-i käsuga. Failisüsteem hõivab praeguse kataloogi nime, et saaks seda kasutada suhteliste nimede täiendusena täieliku failinime moodustamiseks. Suhteliste nimede kasutamisel tuvastab kasutaja faili katalooginimede ahela järgi, mille kaudu kulgeb marsruut praegusest kataloogist antud faili. Näiteks kui praegune kataloog on /user, siis suhteline failinimi /user/anna/main.exe on anna/main.exe.

Mõned operatsioonisüsteemid võimaldavad teil samale failile määrata mitu lihtsat nime, mida saab tõlgendada varjunimedena. Sel juhul, nagu võrgustruktuuriga süsteemis, luuakse vastavus “üks fail - mitu täisnime”, kuna iga lihtne failinimi vastab vähemalt ühele täisnimele.

Ja kuigi täisnimi identifitseerib faili üheselt, on operatsioonisüsteemil lihtsam failiga töötada, kui failide ja nende nimede vahel on üks-ühele vastavus. Sel eesmärgil määrab see failile kordumatu nime, nii et seos “üks fail – üks kordumatu nimi” kehtiks. Ainulaadne nimi eksisteerib koos ühe või mitme sümboolse nimega, mille kasutajad või rakendused on failile määranud. Unikaalne nimi on numbriline identifikaator ja on mõeldud ainult operatsioonisüsteemi jaoks. Sellise unikaalse failinime näide on UNIX-süsteemis olev inode number.

Faili atribuudid

Mõiste “fail” ei hõlma mitte ainult talletatavaid andmeid ja nime, vaid ka selle atribuute. Atribuudid - See on teave, mis kirjeldab faili atribuute. Näited võimalikest failiatribuutidest:

failitüüp (tavaline fail, kataloog, erifail jne);

faili omanik;

faili looja;

parool failile juurdepääsuks;

teave lubatud failidele juurdepääsu toimingute kohta;

loomise ajad, viimane juurdepääs ja viimane muutmine;

praegune faili suurus;

maksimaalne faili suurus;

kirjutuskaitstud märk;

märk "peidetud fail";

märk "süsteemifail";

märk "arhiivifail";

"binaarne/märk" atribuut;

atribuut "ajutine" (eemaldage pärast protsessi lõpetamist);

blokeeriv märk;

faili kirje pikkus;

kursor kirje võtmeväljale;

võtme pikkus.

Faili atribuutide komplekti määrab failisüsteemi eripära: erinevat tüüpi failisüsteemid võivad failide iseloomustamiseks kasutada erinevaid atribuutide komplekte. Näiteks lamedaid faile toetavates failisüsteemides ei ole vaja kasutada loendi kolme viimast atribuuti, mis on seotud failide struktureerimisega. Ühe kasutajaga operatsioonisüsteemis puuduvad atribuutide komplektil kasutajate ja turvalisuse seisukohast olulised omadused, nagu faili omanik, faili looja, failile juurdepääsu parool, teave volitatud juurdepääsu kohta failile.

Kasutaja pääseb atribuutidele juurde failisüsteemi selleks otstarbeks ette nähtud vahendite abil. Tavaliselt saate lugeda mis tahes atribuudi väärtusi, kuid muuta ainult mõnda. Näiteks saab kasutaja muuta faili õigusi (eeldusel, et tal on selleks vajalikud õigused), kuid ta ei saa muuta faili loomise kuupäeva ega praegust suurust.

Faili atribuutide väärtused võivad sisalduda otse kataloogides, nagu seda tehakse failisüsteemis MS-DOS (joonis 7.6a). Joonisel on kujutatud lihtsat sümboolset nime ja failiatribuute sisaldava kataloogikirje struktuur. Siin tähistavad tähed faili omadusi: R - kirjutuskaitstud, A - arhiveeritud, H - peidetud, S - süsteem.

Riis. 7.6. Kataloogistruktuur: a - MS-DOS kataloogi kirje struktuur (32 baiti), b - UNIX OS kataloogi kirje struktuur

Teine võimalus on paigutada atribuudid spetsiaalsetesse tabelitesse, kui kataloogid sisaldavad ainult nende tabelite linke. Seda lähenemist rakendatakse näiteks UNIX OS-i ufs-failisüsteemis. Selles failisüsteemis on kataloogistruktuur väga lihtne. Iga faili kirje sisaldab lühikest sümboolset failinime ja kursorit failiindeksi deskriptorile, see on tabeli nimi ufs-is, kuhu faili atribuutide väärtused on koondunud (joonis 7.6, b).

Mõlemas versioonis pakuvad kataloogid linki failinimede ja failide endi vahel. Kuid lähenemine failinime ja selle atribuutide eraldamisele muudab süsteemi paindlikumaks. Näiteks saab faili hõlpsasti lisada mitmesse kataloogi korraga. Selle faili kirjetel erinevates kataloogides võivad olla erinevad lihtsad nimed, kuid lingiväljal on sama sisendi number.

Failitoimingud

Enamik kaasaegseid operatsioonisüsteeme käsitleb faili muutuva pikkusega baitide struktureerimata jadana. Standard POSIX Failis on määratletud järgmised toimingud:

int avatud ( char * fname , int lipud , režiimis _ t režiimis )

See toiming "avab" faili, luues ühenduse programmi ja faili vahel. Sel juhul võtab programm vastu faili deskriptor- seda ühendust identifitseeriv täisarv. Tegelikult on see antud ülesande jaoks avatud failide süsteemitabelis olev register. Kõik muud toimingud kasutavad seda indeksit failile viitamiseks.

Parameeter char * fname määrab faili nime. int lipud on bitimask, mis määrab faili avamisrežiimi Faili saab avada kirjutuskaitstud, kirjutamis- või kirjutamis- ja lugemisrežiimis; lisaks saate avada olemasoleva faili või proovida luua uut faili pikkusega null Valikulist kolmanda parameetri režiimi kasutatakse ainult faili loomisel ja see määrab selle faili atribuudid.

väljas _ t lotsima ( int käepide , väljas _ t nihe , int kust )

See toiming liigutab failis lugemise/kirjutamise kursorit. Parameeter nihe määrab baitide arvu, mille võrra kursorit nihutada, ja parameeter whereness määrab, kust nihet alustada. Eeldatakse, et nihet saab lugeda faili algusest (SEEK_SET), selle lõpust (SEEK_END) ja kursori praegusest asukohast (SEEK_CUR). Toiming tagastab kursori asukoha mõõdetuna faili algusest. Seega tagastab lseek(handle, 0, SEEK_CUR) kutsumine kursori praeguse asukoha ilma seda liigutamata.

int loe(int käepide, tähemärk * kus, suurus_t kui palju)

Toimingu lugemine failist. Kursikursor määrab puhvri, kuhu loetud andmed paigutada; kolmas parameeter määrab, kui palju andmeid lugeda Süsteem loeb failist vajaliku arvu baite, alustades selle faili lugemise/kirjutamise kursorist, ja viib kursori lugemisjada lõppu. Kui fail lõpeb varem, loetakse nii palju andmeid, kui oli selle lõpuni alles. Toiming tagastab loetud baitide arvu. Kui fail avati ainult kirjutamiseks, tagastab lugemise kutsumine veateate.

int write(int käepide, char * mis, suurus_t kui palju)

Faili kirjutamise operatsioon. Mis osuti määrab andmepuhvri alguse, kolmas parameeter määrab, kui palju andmeid kirjutada. Süsteem kirjutab faili vajaliku arvu baite, alustades selle faili lugemise/kirjutamise kursorist, asendades sinna salvestatud andmed asukoht ja kursori viimine kirjutatud ploki lõppu. Kui fail lõpeb varem, suureneb selle pikkus. Toiming tagastab kirjutatud baitide arvu.

Kui fail avati kirjutuskaitstud kujul, tagastab kirjutamise kutsumine veateate.

int ioctl(int käepide, int cmd, ...) ; int fcntl ( int käepide , int cmd , ...)

Täiendavad toimingud failiga. Esialgu näib, et ioctl oli mõeldud operatsiooniks faili endaga ja fcntl oli operatsioon avatud failikäepidemega, kuid siis on ajaloolised arengud nende süsteemikutsete funktsioonid mõnevõrra segamini ajanud. Standard POSIX defineerib mõned toimingud nii käepidemel, näiteks dubleerimine (selle toimingu tulemusel saame kaks sama failiga seotud pidet), kui ka failil endal, näiteks kärbioperatsioon - kärbi fail etteantud pikkuseks. Enamikus versioonides Unix Kärpimistoimingut saab kasutada ka andmete lõikamiseks faili keskelt. Andmete lugemisel selliselt lõigatud alalt loetakse nullid ja see ala ise ei võta kettal füüsilist ruumi.

Oluline toiming on faili osade blokeerimine.Standard POSIX pakub selleks raamatukogu funktsiooni, kuid perekonna süsteemides Unix Seda funktsiooni rakendatakse fcntl-kutse kaudu.

Enamik standardi rakendusi POSIX pakub oma lisatoiminguid. Niisiis, sisse Unix SVR4 Nende toimingute abil saate määrata sünkroonse või viivitusega salvestamise jne.

caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot, int lipud, int käepide, off_t offset)

Faili lõigu vastendamine protsessi virtuaalsesse aadressiruumi. Parameeter prot määrab juurdepääsuõigused vastendatud jaotisele: lugeda, kirjutada ja käivitada. Kaardistamine võib toimuda määratud virtuaalaadressiga või süsteem saab valida aadressi, mida kaardistada ise.

Veel kaks toimingut tehakse mitte faili, vaid selle nimega: need on faili ümbernimetamise ja kustutamise toimingud. Mõnes süsteemis, näiteks perekonna süsteemides Unix, failil võib olla mitu nime ja nime kustutamiseks tuleb ainult süsteemikutse. Fail kustutatakse perekonnanime kustutamisel.

On näha, et selle standardi failiga seotud toimingute komplekt on väga sarnane välise seadme toimingute komplektiga. Mõlemat peetakse struktureerimata baidivooks. Pildi täiendamiseks tuleks öelda, et peamised protsessidevahelise suhtluse vahendid perekonna süsteemides Unix (toru) on samuti struktureerimata andmevoog. Idee, et enamiku andmeedastusi saab taandada baitivoogu, on üsna vana, kuid Unix oli üks esimesi süsteeme, kus see idee viidi loogilise lõpuni.

Ligikaudu samasugune failidega töötamise mudel on kasutusele võetud C.P./ M ja failisüsteemi väljakutsete komplekt MS DOS tegelikult kõnedest kopeeritud Unix v7 . Omakorda OS/2 Ja Windows NT pärinud otse failidega töötamise põhimõtted MS DOS.

Vastupidi, süsteemides ilma Unix sugupuus võib toimiku mõistest kasutada veidi teistsugust tõlgendust.Enamasti käsitletakse toimikut kirjete kogumina. Tavaliselt toetab süsteem nii konstantse kui ka muutuva pikkusega kirjeid. Näiteks tekstifaili tõlgendatakse muutuva pikkusega kirjetega failina ja iga tekstirida vastab ühele kirjele. See on failidega töötamise mudel VMS ja OS-i real OS/360 -MVS IBM ettevõte.

PC failisüsteem

OS-i üks peamisi ülesandeid on tagada andmevahetus rakenduste ja arvuti välisseadmete vahel. Kaasaegsetes operatsioonisüsteemides täidavad välisseadmetega andmevahetuse funktsioone sisend/väljund alamsüsteemid. Sisend/väljund alamsüsteem sisaldab draivereid välisseadmete ja failisüsteemi juhtimiseks.

Et pakkuda kasutajatele mugavust ketastele salvestatud andmetega, asendab OS andmete füüsilise korralduse oma loogilise mudeliga. Loogiline struktuur - kataloogipuu, mida kuvab ekraanile Explorer programm jne.

Fail– nimega välismälu ala, kuhu saab andmeid kirjutada ja kust neid lugeda. Faile salvestatakse toiteallikast sõltumatusse mällu, tavaliselt magnetketastele. Andmed jagatakse failidesse, mille eesmärk on teabe pikaajaline ja usaldusväärne säilitamine ning teabe jagamine. Failile saab määrata atribuute, arvutivõrkudes saab määrata juurdepääsuõigusi.

Failisüsteem sisaldab:

Kõigi failide kogumine loogilisele kettale;

Andmestruktuurid, mida kasutatakse failide haldamiseks - vaba ja kasutatud kettaruumi tabelid, failide asukohtade tabelid jne.

Süsteemitarkvara tööriistad, mis võimaldavad teha failidega toiminguid, näiteks luua, kustutada, kopeerida, teisaldada, ümber nimetada, otsida.

Igal OS-il on oma failisüsteem.

Failisüsteemi funktsioonid:

kettamälu eraldamine;

Failile nime panemine;

Failinime vastendamine vastava füüsilise aadressiga välismälus;

Andmetele juurdepääsu pakkumine;

Andmete kaitse ja taastamine;

Failitüübid

Failisüsteemid toetavad mitut funktsionaalselt erinevat failitüüpi, mille hulka kuuluvad tavaliselt:

Tavalised failid, või lihtsalt failid, mis sisaldavad suvalist teavet, mille kasutaja neisse sisestab või mis on loodud süsteemi või kasutajaprogrammide töö tulemusena. Tavafaili sisu määrab sellega töötav rakendus. Tavalised failid jagunevad kahte suurde klassi: käivitatavad ja mittekäivitatavad. OS peab suutma oma käivitatava faili ära tunda.

Kataloogid– eritüüpi failid, mis sisaldavad selles kataloogis asuvate failide komplekti süsteemi abiteavet (sisaldab failide nimesid ja teavet). Kasutaja seisukohast võimaldavad kataloogid korraldada andmete kettale salvestamist. OS-i vaatenurgast kasutatakse failide haldamiseks katalooge.

Spetsiaalsed failid on näivfailid, mis vastavad I/O-seadmetele ja on loodud sisend-/väljundkäskude täitmiseks.

Reeglina on failisüsteemil hierarhiline struktuur, mille ülaosas on üks juurkataloog, mille nimi on sama, mis loogilise draivi nimi, ning tasemeid loob asjaolu, et madalam- taseme kataloog on kaasatud kõrgema taseme kataloogi.

Igal mis tahes tüüpi failil on oma sümboolne nimi, sümboolsete nimede moodustamise reeglid on igas OS-is erinevad. Hierarhiliselt organiseeritud failisüsteemid kasutavad kolme tüüpi nimesid: lihtsad või sümboolsed, täisnimi või liitnimed ja suhtelised.

Lihtne nimi defineerib faili samas kataloogis. Failidel võivad olla samad sümboolsed nimed, kui need asuvad erinevates kataloogides. "Paljud failid – üks lihtne nimi."

Täisnimi on kõigi kataloogide lihtsate sümboolsete nimede jada, mille kaudu läbib tee antud faili juurest, ja failinimi ise. Täielikult määratletud failinimi identifitseerib faili unikaalselt failisüsteemis. "Üks fail – üks täisnimi"

Sugulane nimi fail määratletakse praeguse kataloogi kontseptsiooni kaudu, st kataloogi, milles kasutaja praegu asub. Failisüsteem hõivab praeguse kataloogi nime, et saaks seda kasutada suhtelise nime täiendusena, et moodustada täielik nimi. Kasutaja kirjutab failinime, alustades praegusest kataloogist.

Kui OS toetab mitut välist mäluseadet (kõvaketas, disketiseade, CD-ROM), saab failide salvestamist korraldada kahel viisil:

1. Igal seadmel on autonoomne (oma) failisüsteem, st selles seadmes asuvaid faile kirjeldab nende kataloogipuu kui mitteseotud teise seadme kataloogipuuga;

2. Failisüsteemide paigaldamine (UNIX OS). Kasutajal on võimalus ühendada erinevates seadmetes asuvad failisüsteemid üheks failisüsteemiks, millel on üks kataloogipuu.

Faili atribuudid– failile määratud atribuudid. Peamised atribuudid – kirjutuskaitstud, süsteem, peidetud, arhiiv.

OS-i failisüsteem peab andma kasutajale vormis failidega töötamiseks vajalike toimingute komplekti süsteemikõned. See komplekt sisaldab süsteemikutseid: loo (faili loomine), lugemine (lugemine), kirjutamine (kirjutamine), sulgemine (sulgemine) ja mõned teised. Ühe failiga töötades ei tehta reeglina ühte toimingut, vaid järjestust. Näiteks tekstiredaktoris töötades. Ükskõik, milline toiming failiga tehakse, peab OS tegema mitmeid toiminguid, mis on kõigi toimingute jaoks universaalsed:

1. Leia faili sümboolse nime abil selle omadused, mis on salvestatud kettale failisüsteemi;

2. Kopeeri faili omadused OP-sse;

3. Faili omadustest lähtuvalt kontrollige juurdepääsuõigusi taotletud toimingu tegemiseks (lugemine, kirjutamine, kustutamine);

4. Pärast failiga toimingu sooritamist tühjendage faili omaduste ajutiseks salvestamiseks eraldatud mäluala.

Failiga töötamine algab süsteemikutsega AVATUD, mis kopeerib faili omadused ja kontrollib õigusi ning lõpeb süsteemikutsega SULGE mis vabastab puhvri omadustega ja muudab failiga töötamise jätkamise ilma seda uuesti avamata võimatuks.

Andmete failikorraldus nimetatakse failide jaotamiseks kataloogide vahel, kataloogide jaotamiseks loogiliste draivide vahel. Loogiline ketas – kataloog – fail. Kasutajal on võimalus saada teavet andmete failikorralduse kohta.

Failide, kataloogide ja süsteemiteabe konkreetsele välismäluseadmele paigutamise põhimõtteid nimetatakse Failisüsteemi füüsiline korraldus.

Failisüsteem on süsteem, mida kasutab Windowsi operatsioonisüsteem. See on vajalik andmete korraldamiseks ja salvestamiseks mis tahes kettale. Tema vastutab andmete kõvakettale salvestamise eest. Vaatame, mis on failisüsteem ja mis tüüpi selliseid süsteeme on.

Miks me vajame failisüsteemi?

Saate aru saada, millist failisüsteemi teie arvutis kasutatakse, minnes kausta nimega "Minu arvuti". Seejärel peate paremklõpsama ja valima "Atribuudid". Ilmuvas teabeaknas saate lugeda järgmist kirjet: Failisüsteem: (nimi).

Pole üldse vaja, et igal kettal oleks sama failisüsteem. Selle väljaselgitamiseks peate vaatama iga plaati.

Teie personaalarvuti turvalisus sõltub failisüsteemi õigest valikust ning operatsioonisüsteem ei jookse kokku ega kaota andmeid. Vaatame, milliseid failisüsteeme Windowsis leidub.

Failisüsteemide tüübid

RASV

Esimese asjana vaatame failisüsteemi nimega FAT. Tänapäeval on see äärmiselt haruldane, mistõttu ei tasu sellel üksikasjalikult peatuda. Selle suurimaks puuduseks on ketta maksimaalne maht, mis on vaid 2 GB, mida tänapäevases riistvaras praktiliselt ei leidu. Seega, kui teie ketas on suurema mahutavusega, lakkab see töötamast. Mõni aasta tagasi oli kõvaketta standardmaht 2 GB ja seda failisüsteemi kasutati seal suurepäraselt. Kuid tänaseks on see oma aja ära elanud ja võtnud ajaloo prügikastis auväärse koha.

Järgmine failisüsteem on kuulus FAT 32. 32 on süsteemi biti suurus. See versioon on eelmise failisüsteemi värskendatud versioon. Kui kasutate Windowsi varasemat versiooni, võib teil draivi vormindamisel tekkida probleeme. See süsteem on aga palju stabiilsem kui tema eelkäija ja failidega töötamine toimub palju kiiremini.

NTFS

Vaatame nüüd, mis on NTFS-failisüsteem. See failisalvestussüsteem ilmus suhteliselt hiljuti ja on kaasaegsem kui kaks eelmist. Vaatamata suurele hulgale eelistele pole sellel siiski ka puudusi. Enamikul tänapäeval kaubandusettevõtete toodetud ketastel on just selline failisüsteem. See salvestab andmeid palju paremini, kuid on teie arvuti ressurssidele üsna nõudlik.

Lisaks väheneb failisüsteemi jõudlus järsult juhul, kui loogilise ketta täiskoormus on kuni 90 protsenti. Samuti, kui operatsioonisüsteem on vanem kui Windows XP, keeldub selline failisüsteem lihtsalt sellega töötamast. Kui olete ketta draivi sisestanud, ei suuda teie arvuti seda lihtsalt ära tunda või märgitakse see tundmatuks partitsiooniks. Rääkides eelistest, võib märkida, et sellise failisüsteemi töö väikeste failidega on palju kiirem ja kvaliteetsem. Plaadi suurim maht on 18 TB. On olemas ka selline asi nagu faili killustatus. Sellega failisüsteem ei aeglustu, vaid jätkab tööd nagu tavaliselt. Samuti võite NTFS-i kasutades olla täiesti ja täiesti kindel, et faile ei rikuta. Süsteem kasutab kettaruumi väga ökonoomselt ja võimaldab faile minimaalsuurusele tihendada ilma neid üldse kahjustamata. Muide, just tänu sellele süsteemile sai võimalikuks andmete taastamine kaotsimineku korral. Seega, kui võrrelda seda süsteemi FAT-iga, on kõik eelised ilmsed. Kõige olulisem asi, mida see teile pakkuda võib, on turvalisus.

UDF

Nüüd on aeg vaadata, mis on UDF-failisüsteem. See on failisüsteem, mis on arvuti operatsioonisüsteemist sõltumatu ja mida kasutatakse optilisele andmekandjale salvestatud andmete salvestamiseks. Erinevalt eelmistest süsteemidest võimaldab UDF juba täis disketile kirjutada lisateavet. Samuti saab see failisüsteem valikuliselt kustutada teatud failid kettal ilma muud teavet kahjustamata. Metaandmed nagu juurterritoorium paiknevad kaootiliselt ketta sees, kuid nende andmete alusel on kolm kohta: sektor 256, 257 ja N-1, antud juhul N on raja suurus.

DVD-plaatide jaoks on UDF kõige edukam failisüsteem, kuna sellel pole failisuurusele mingeid piiranguid. Saate salvestada nii suuri kui ka väikeseid videoid.

Tänu UDF-ile saime teada, mis on lõplik failisüsteem ja kuidas seda arvuti jaoks õigesti valida.

Operatsioonisüsteem, mis on mis tahes arvutiseadmete töö aluseks, korraldab tööd elektrooniliste andmetega, järgides teatud algoritmi, mille ahelas failisüsteem ei ole nõudmata. Mida failisüsteem üldiselt endast kujutab ja milliseid selle tüüpe tänapäeval kasutatakse, proovime selles artiklis selgitada.

Failisüsteemi üldiste omaduste kirjeldus

FS- see, nagu eespool märgitud, on osa operatsioonisüsteemist, mis on otseselt seotud elektroonilise teabe paigutamise, kustutamise, konkreetsele andmekandjale liikumisega, samuti selle edasise kasutamise turvalisusega tulevikus. See ressurss on rakendatav ka juhtudel, kui on vaja taastada kadunud teave tarkvara tõrke kui sellise tõttu. See tähendab, et see on peamine tööriist elektrooniliste failidega töötamiseks.

Failisüsteemi tüübid

Iga arvutiseade kasutab spetsiaalset tüüpi failisüsteemi. Järgmised tüübid on eriti levinud:

Mõeldud kõvaketaste jaoks;
- mõeldud magnetlintide jaoks;
- mõeldud optilisteks kandjateks;
- virtuaalne;
- võrk.

Loomulikult on elektrooniliste andmetega töötamise peamiseks loogiliseks üksuseks fail, mis tähendab dokumenti, milles on süstematiseeritud teatud laadi teave, millel on oma nimi, mis hõlbustab kasutajal suure elektroonilise vooga töötamist. dokumente.
Seega muudetakse absoluutselt kõik, mida operatsioonisüsteem kasutab, failideks, olenemata sellest, kas see on tekst või pildid, heli, video või fotod. Muuhulgas on draiveritel ja tarkvarateegidel ka nende transkriptsioonid.

Igal teabeüksusel on nimi, konkreetne laiend, suurus, iseloomulikud omadused ja tüüp. Kuid FS on nende tervik ja ka nende kõigiga töötamise põhimõtted.

Olenevalt sellest, millised konkreetsed funktsioonid on süsteemile omased, töötab see selliste andmetega tõhusalt. Ja see on eeltingimus selle liigitamiseks tüüpidesse ja liikidesse.

Pilk failisüsteemile programmeerimise vaatenurgast

Failisüsteemi kontseptsiooni uurides peaksite mõistma, et tegemist on mitmetasandilise komponendiga, millest esimeses domineerib failisüsteemi trafo, mis tagab tõhusa interaktsiooni süsteemi enda ja konkreetse tarkvararakenduse vahel. Just tema vastutab elektrooniliste andmete päringu teisendamise eest konkreetsesse vormingusse, mille draiverid tunnevad, mis tähendab tõhusat tööd failidega, see tähendab, et need on juurdepääsetavad.

Kaasaegsetel rakendustel, millel on klient-server standard, on väga kõrged FS-i nõuded. Lõppude lõpuks peavad kaasaegsed süsteemid lihtsalt pakkuma võimalikult tõhusat juurdepääsu kõigile saadaolevatele elektrooniliste seadmete tüüpidele, pakkuma tohutut tuge suure mahuga andmekandjatele, kaitsma kõiki andmeid teiste kasutajate soovimatu juurdepääsu eest ning tagama elektroonilisel kujul salvestatud teabe terviklikkus.

Allpool vaatleme kõiki olemasolevaid FS-e ning nende eeliseid ja puudusi.

RASV
See on vanim failisüsteemi tüüp, mis töötati välja 1977. aastal. See töötas operatsioonisüsteemiga OS 86-DOS ja ei ole võimeline töötama kõvade andmekandjatega ning on mõeldud paindlikuks tüübiks ja teabe salvestamiseks kuni ühe megabaidi ulatuses. Kui info mahu piiramine ei ole tänapäeval aktuaalne, siis muud näitajad jäävad muutumatuks.

Seda failisüsteemi kasutas juhtiv tarkvararakenduste arendaja Microsoft selliste operatsioonisüsteemide jaoks nagu MS-DOS 1.0.
Selle süsteemi failidel on mitmeid iseloomulikke omadusi:

Infoüksuse nimetuse alguses peab olema täht või number ning nime edasine sisu võib sisaldada erinevaid arvutiklaviatuuri sümboleid;
- faili nimi ei tohi ületada kaheksat tähemärki, nime lõppu asetatakse punkt, millele järgneb kolmetäheline laiend;
- failinime loomiseks saab kasutada mis tahes klaviatuuripaigutuse registrit.

FAT-failisüsteem oli selle arendamise algusest peale suunatud DOS-i operatsioonisüsteemiga töötamisele, see ei olnud huvitatud teabe kasutaja või omaniku andmete salvestamisest.

Tänu selle FS-i erinevatele modifikatsioonidele on see muutunud tänapäeval kõige populaarsemaks ja selle baasil töötavad kõige uuenduslikumad operatsioonisüsteemid.

Just see failisüsteem on võimeline faile muutmata kujul salvestama, kui arvutiseadmed on näiteks aku laadimata jätmise või tulede kustutamise tõttu valesti välja lülitatud.

Paljud operatsioonisüsteemid, millega FAT töötab, sisaldavad teatud tarkvarautiliite, mis parandavad ja kontrollivad failisüsteemi sisupuud ja faile ennast.

NTFS
Kaasaegne NTFS-failisüsteem töötab Windows NT operatsioonisüsteemiga, põhimõtteliselt oli see sellele suunatud. See sisaldab teisendusutiliiti, mis vastutab helitugevuste teisendamise eest HPFS- või FAT-vormingust NTFS-vormingusse.

Võrreldes ülalkirjeldatud esimese variandiga on see rohkem moderniseeritud. See versioon on laiendanud kõigi teabeüksuste otsese juurdepääsu kontrolli võimalusi. Siin saate kasutada palju kasulikke atribuute, dünaamilist failide tihendamist ja tõrketaluvust. Üks selle eeliseid on toetus POSIX standardi nõuetele.

See failisüsteem võimaldab luua kuni 255 tähemärgi pikkuste nimedega teabefaile.

Kui selle failisüsteemiga töötav operatsioonisüsteem ebaõnnestub, pole vaja kõigi failide ohutuse pärast muretseda. Need jäävad puutumata ja kahjustamata, kuna seda tüüpi failisüsteemil on iseparanemise omadus.

NTFS-failisüsteemi eripäraks on selle struktuur, mis on esitatud konkreetse tabeli kujul. Esimesed kuusteist registri kirjet on failisüsteemi enda sisu. Igal üksikul elektroonilisel üksusel on ka tabel, mis sisaldab teavet tabeli kohta, peegelfaili MFT-vormingus, registreerimisfaili, mida kasutatakse teabe taastamiseks, ja hilisemaid andmeid - see on teave faili enda ja selle andmed, mis salvestati otse kõvakettale.

Kõik koos failidega käivitatud käsud kipuvad salvestama, mis aitab süsteemil hiljem iseseisvalt taastuda pärast selle operatsioonisüsteemi tõrget, millega see töötab.

EFS
Väga levinud failisüsteem on EFS, mida peetakse krüpteerituks. See töötab Windowsi operatsioonisüsteemiga. See süsteem salvestab faile kõvakettale krüpteeritud kujul. See on kõigi failide jaoks kõige tõhusam kaitse.
Krüpteerimine määratakse faili atribuutides, kasutades krüptimise võimalusele viitava vahekaardi kõrval olevat märkeruutu. Selle funktsiooni abil saate määrata, kes saab faile vaadata, st kellel on lubatud nendega töötada.

TOOR
Failielemendid on programmeerimise kõige haavatavamad üksused. Lõppude lõpuks on need andmed, mis on salvestatud arvuti ketastele. Neid saab kahjustada, eemaldada, peita. Üldjuhul on kasutaja töö suunatud üksnes nende loomisele, salvestamisele ja teisaldamisele.
Operatsioonisüsteem ei näita alati oma töö ideaalseid omadusi ja sellel on kalduvus ebaõnnestuda. See juhtub mitmel põhjusel. Aga see ei käi praegu selles.

Paljud kasutajad on silmitsi teatega, et RAW-süsteem on kahjustatud. Kas see on tõesti FS või mitte? Paljud inimesed küsivad seda küsimust. Selgub, et see pole päris tõsi. Kui seletada seda programmeerimiskeele tasemel, siis RAW on viga, nimelt loogikaviga, mis on juba Windowsi operatsioonisüsteemi sisse viidud, et kaitsta seda rikke eest. Kui seade annab RAW kohta mingeid teateid, siis tuleb meeles pidada, et failisüsteemi struktuur on ohus, see ei tööta korralikult või on oht järk-järgult hävida.

Kui selline probleem on ilmne, ei pääse te arvutis ühele failile juurde ja see keeldub ka muude töökäskude täitmisest.

UDF
See on optiliste ketaste failisüsteem, millel on oma omadused:

Failinimed ei tohi ületada 255 tähemärki;
- nimitäht võib olla kas alumine või ülemine.

See töötab Windows XP operatsioonisüsteemiga.

EXFAT
Ja veel üks kaasaegne failisüsteem on EXFAT, mis on omamoodi vahendaja Windowsi ja Linuxi vahel, tagades failide tõhusa teisendamise ühest süsteemist teise, kuna nende failimajutusteenused on erinevad. Seda kasutatakse kaasaskantavates salvestusseadmetes, näiteks välkmäluseadmetes.