Существование виртуальных и сетевых файловых систем. Особенности иерархической файловой системы в Unix и UNIX-подобных операционных системах. Классификация файловых систем по предназначению. Разработка системы NTFS на основе файловой системы HPFS.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет Факультет подготовки инженерных кадровФайловая система - порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов и каталогов, максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам - с другой.Практически всегда файлы на дисках объединяются в каталоги. В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Иерархическая файловая система со вложенными друг в друга каталогами впервые появилась в Multics, затем в UNIX. Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как в DOS/Windows, или же объединяться в одно дерево, общее для всех дисков, как в UNIX-подобных системах. Чтобы получить доступ к файлам и каталогам на каком-нибудь диске, необходимо смонтировать этот диск командой mount.По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории. Поскольку доступ к дискам в несколько раз медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Для этого применяется либо журналирование, например в ext3, REISERFS, JFS, NTFS, XFS, либо механизм soft updates и др. Журналирование широко распространено в Linux, применяется в NTFS.Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач: именование файлов; программный интерфейс работы с файлами для приложений; отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных; организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств; содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).File Allocation Table - «таблица размещения файлов») - классическая архитектура файловой системы, которая изза своей простоты все еще широко используется для флеш-накопителей. Использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах семейств DOS и Windows (кроме семейства Windows NT).Существует четыре версии FAT - FAT8, FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, то есть количеством бит, отведенных для хранения номера кластера. На основе FAT была разработана новая файловая система EXFAT (extended FAT), используемая преимущественно для флеш-накопителей.В файловой системе FAT смежные секторы диска объединяются в единицы, называемые кластерами. Для хранения данных файла отводится целое число кластеров (минимум один), так что, например, если размер файла составляет 40 байт, а размер кластера 4 кбайт, реально занят информацией файла будет лишь 1 % отведенного для него места. Так как емкость диска вполне может и не выражаться целым числом кластеров, обычно в конце тома присутствуют т. н. surplus sectors - «остаток» размером менее кластера, который не может отводиться ОС для хранения информации. Содержит служебные структуры, которые принадлежат загрузочной записи раздела (Partition Boot Record - PBR, для отличия от Master Boot Record - главной загрузочной записи диска; также PBR часто некорректно называется загрузочным сектором) и используются при инициализации тома; Если кластер принадлежит файлу, то соответствующая ему ячейка в таблице FAT содержит номер следующего кластера этого же файла.NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надежности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в главной файловой таблице - Master File Table (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничения доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа - Access Control Lists (ACL)), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объем дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями).Раздел NTFS, теоретически, может быть почти какого угодно размера. NT4, правда, будет испытывать проблемы при попытке установки на раздел, если хоть какая-нибудь его часть отступает более чем на 8 Гб от физического начала диска, но эта проблема касается лишь загрузочного раздела. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров - от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом же считается кластер размером 4 Кбайт. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону - пространство, в которое растет метафайл MFT (об этом ниже).