Примеры файловых систем. Файловая система fat

В файловой системе FAT логическое дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных (рис.4.11).

Системная область логического диска создаётся и инициализируется при форматировании, а впоследствии при работе с файловой структурой обновляется.

Системная область состоит из следующих компонентов, расположенных в логическом адресном пространстве подряд.

• Загрузочной записи (boot record)

• Зарезервированный сектор (reserved sector)

• Таблица размещения файлов (FAT)

• копия (FAT)

• корневого каталога (root directory, RDir)

 

Область данных разбита на кластеры. Кластер представляет собой один или несколько секторов в логическом дисковом адресном пространстве (только в области данных).

Считывание файлов с диска

При записи и удалении файла изменения вносятся сразу в обе таблицы. Записи в таблице FAT могут принимать следующие значения:

00 – соответствующий кластер диска пуст

nn – номер кластера, в котором содержится следующая часть файла

7F – дефектный сектор не может использоваться

FF – конец файла для хранения данных

Поиск файлов на диске осуществляется с помощью таблицы FAT в каталоге хранится:

Имя файла 8 байта. Расширение 3 байта. Атрибуты 1 байта. Дата последнего изменения 2 байта.Номер начального кластера в таблице FAT 2 б

При чтении файла система ищет файл в каталогах по имени, из записи в каталоге читается номер начального кластера в таблицах FAT. Система в FAT ищет этот номер.

Если запись указывает на другой кластер, то чтение продолжается, пока не встретится указание на конец файла. ОС оставляет цепочку адресов кластеров и считывает из них информацию.

Организация файловой системы ntfs

Аббревиатура NTFS (New Technology File System) означает новая технология файловой системы. NTFS является наиболее надежной системой специально разработанной для Windows NT и усовершенствованной в более поздних версиях Windows. Она обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие важную роль в обеспечении целостности конфиденциальных данных. Папки и файлы NTFS могут иметь назначенные им права доступа вне зависимости от того, являются они общими или нет. Если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT, все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утрачены.

Размеры кластеров на томах NTFS

1. Одно из важнейших свойств NTFS – самовосстановление. При неожиданном сбое системы информация о структуре папок и файлов на томе FAT может быть утеряна. NTFS протоколирует все вносимые изменения, что позволяет избежать разрушения данных о структуре тома (в некоторых случаях данные файлов могут быть утеряны). Способность самовосстановления и поддержка целостности реализуется за счет использования протокола выполняемых действий и ряда других механизмов. Зависание одной программы не приводит к зависанию всей системы.

2. В NТFS сведены к минимуму нарушения файловой структуры: например потерянные кластеры и перекрестные ссылки.

3. Можно выполнить сжатие отдельно взятого файла, каталога или диска – установить в свойствах для файла атрибут «сжатый».

4. Можно создавать файлы размером 64 Гб / в др. Windows или DOS 4 Гб.

5. Защита файлов и каталогов. Можно организовать контроль доступа к каждому конкретному файлу любого пользователя, который имеет доступ к компьютеру (используя свойства файла). Можно вести учёт операции с конкретной информацией, т.е. регистрировать попытки доступа к файлу.

6. Дисковые квоты. Позволяют ограничить дисковое пространство для конкретного пользователя.

7. Шифрование. Выполняется шифрование отдельных файлов с помощью EFS.

Выбрать файловую систему Windows NT можно при установке Windows, или сменить файловую систему на NTFS после установки Windows NT для этого предназначена команда convert  имя диска  /FS: NTFS

В файловой системе используется понятие том.  Том - логический раздел диска, состоящий из некоторого количества кластеров и используемой файловой системой для распределения пространства. Том состоит из информации файловой системы, набора файлов и нераспределенного пространства, оставшегося в томе, которое может быть выделено файлам. Том может занимать как весь диск, так и его часть, или охватывать несколько дисков.

Кластер является фундаментальной единицей размещения в файловой системе NTFS, которая не распознает секторы. Размер каждого сектора составляет 512 байт, и система настроена так, что в одном кластере содержатся по два сектора (один кластер = 1Кб). При создании пользователем файла размером 1600 байт файлу отводятся два кластера. Если впоследствии пользователь обновляnm файл и он увеличивается до 3200 байт, то ему выделяются еще два кластера. Кластеры, выделяемые файлу, не обязательно должны образовывать непрерывный блок; в NTFS допускается фрагментация файла на диске. В настоя­щее время максимальный размер файла, поддерживаемый NTFS, составляет 2³² кластеров, что эквивалентно 2⁴⁸ байт.

NTFS использует следующую организацию информации на томе диска. Каждый элемент тома представляет собой файл, каждый файл состоит из набора атрибутов (даже данные, хранящиеся в файле, рассматриваются как атрибут). На данной схеме показана организация тома NTFS, состоящего из четырех областей (Рис.3.5).

 

Рис.3.5 Схема тома NTFS

Первые несколько секторов любого тома занимает загрузочный сектор раздела (размер этой области может быть до 16 секторов), содержащий информацию: о схеме тома и структуре файловой системы, начальную загрузочную информацию и код загрузки.

За этой областью следует главная файловая таблица (master file table - MFT), содержащая информацию обо всех файлах и папках (каталогах) этого тома NTFS и информацию о свободном пространстве.

За областью MFT следует область, обычно длиной 1 Мбайт, содержащая системные файлы. Среди файлов этой области находятся следующие:

MFT2 - зеркальное отображение первых трех строк MFT, используемых для гарантированного доступа к MFT в случае сбоя одного сектора.

Системный журнал - Список шагов транзакций, используемый при восстановлении данных в NTFS.

Битовая карта кластеров - представление тома, указывающее используемые кластеры.

Таблица определения атрибутов - определяет типы атрибутов, поддерживаемых в этом томе, и показывает, могут ли они быть проиндексированы, а также могут ли они быть восстановлены во время системной операции восстановления.

МFT ЕСТЬ В ТЕТРАДИ!!!