7. Файловые системы и способы расмещения данных на носителях.

Файловая система - это структура, с помощью которой ядро операционной системы, предоставляет пользователям и процессам ресурсы долговременной памяти системы, то есть памяти на долговременных носителях информации - жестких и гибких дисках, CD-ROM, магнитных лентах и т.д.

Файловая система представляет информацию на диске в виде совокупности файлов и папок. С точки зрения пользователя, файл - это единица хранения логически Связанной информации; текстовой, графической, звуковой, видео. С точки зрения организации хранения данных на диске, файл - это цепочка связанных между собой кластеров. Такая организация характерна для файловых систем, поддерживаемых разными версиями Windows.

Кластер - это минимальная единица хранения информации.

Каждый кластер содержит фиксированное количество секторов; 1, 2, 4, 8, 16, 32, то есть кратное степени двойки. Размер каждого сектора на любом диске строго фиксирован, обычно 512 байт. Каждый кластер имеет свой номер, причем нумерация начинается с 2.

Из выше сказанного понятно, что операционная система отводит место для файлов на диске участками, которые называются кластерами. Каждый файл, в зависимости от размера, получает для хранения своих данных один или несколько кластеров, которые могут располагаться подряд, один за другим или же в разброс по всему диску. Свободные кластеры выделяются для файла по мере необходимости, это когда фактически выполняется запись на диск. Что избавляет пользователя от необходимости заранее резервировать место для каждого файла и знать, где именно на диске хранится тот или иной файл. Все операции выделения файлам свободных кластеров и записи в них данных выполняются системой автоматически, без участия пользователя. Каждому файлу присваивается уникальное имя, по которому пользователь, а точнее программы с которыми работает пользователь, могут обращаться к файлу. Для удобства хранения файлы группируются в папках.

Операционная система обеспечивает возможность работы пользователя с данными, поддерживая на разделах диска ту или иную файловую систему. Каждая операционная система может работать с одной или несколькими файловыми системами. Все файловые системы включают таблицу расположения файлов, папки и файлы и выполняют следующие основные функции:

Отслеживание занятого и свободного пространства на диске, а также дефектных секторов;

Поддержка папок и имен файлов;

Отслеживание физического расположения файлов на диске.

В настоящее время наиболее распространенными на персональных компьютерах являются три файловые системы:

FAT16 - в DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP;

FAT32 - в Windows 95OSR2⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP;

NTFS - в Windows NT⁄2000⁄XP.

Число 16 означает, что данная файловая система 16-разрядная - для адресации кластеров используется 16 разрядов. Операционная система использует Таблицу размещения файлов для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Кроме того, в Таблице фиксируются сведения о свободных и дефектных кластерах. Чтобы легче было осмыслить файловую систему FAT16 представьте себе оглавление книги и как вы работаете с этим оглавлением, вот именно также операционная система работает с FAT 16.

Главными отличиями FAT32 от FAT16 являются 28-разрядные номера кластеров, меньший, по сравнению с FAT 16, размер кластера и более гибкая организация корневого каталога, который не ограничен в размере. Однако при небольших размерах кластера, но больших размерах раздела увеличивается размер таблицы расположения файлов, что может замедлить загрузку операционной системы и файловые операции.

Размер кластера в NTFS по умолчанию зависит от размера диска. Так, на дисках объемом 1-2 Гбайта кластер содержит 4 сектора, или 2 Кбайта. Для сравнения, кластер FAT32 на таких дисках имеет размер 4 Кбайта, а FAT16 - 32 Кбайта. Таким образом, файловая система NTFS использует дисковое пространство наиболее эффективно по сравнению с FAT16 и FAT32.