Кэширование диска
В некоторых файловых системах запросы к внешним устройствам, в которых адресация осуществляется блоками (диски, ленты), перехватываются промежуточным программным слоем-подсистемой буферизации. Подсистема буферизации представляет собой буферный пул, располагающийся в оперативной памяти, и комплекс программ, управляющих этим пулом. Каждый буфер пула имеет размер, равный одному блоку. При поступлении запроса на чтение некоторого блока подсистема буферизации просматривает свой буферный пул и, если находит требуемый блок, то копирует его в буфер запрашивающего процесса. Операция ввода-вывода считается выполненной, хотя физического обмена с устройством не происходило. Очевиден выигрыш во времени доступа к файлу. Если же нужный блок в буферном пуле отсутствует, то он считывается с устройства и одновременно с передачей запрашивающему процессу копируется в один из буферов подсистемы буферизации. При отсутствии свободного буфера на диск вытесняется наименее используемая информация. Таким образом, подсистема буферизации работает по принципу кэш-памяти.
Общая модель файловой системы
Функционирование любой файловой системы можно представить многоуровневой моделью (рисунок 2.36), в которой каждый уровень предоставляет некоторый интерфейс (набор функций) вышележащему уровню, а сам, в свою очередь, для выполнения своей работы использует интерфейс (обращается с набором запросов) нижележащего уровня.
Рис. 2.36. Общая модель файловой системы
От выбора файловой системы зависит безопасность компьютера и то, сколько будет весить информация на жестком диске. Под безопасностью я имею ввиду стабильность работы и защиту от потери данных.
1.Файловая система FAT.
Сейчас эта система встречается очень редко. Основной ее недостаток в том, что она поддерживает максимальный объем диска – 2 Гб, то есть, на диске большего объема – эта система не работает. Раньше это был очень большой объем диска. И плюс то, что файлы на этой системе занимают больше места на винчестере, чем файлы в других файловых системах.
2. Файловая система FAT 32.
FAT 32 – это 32 разрядная система. Это обновленная версия FAT (или FAT12 и FAT16). Из-за этого могут возникнуть проблемы с форматированием диска, для пользователей более ранних операционных систем семейства Windows. Так, например, если в Windows 2000 размер диска с файловой системой FAT32, будет больше 32 Гб, то отформатировать такой диск не удастся. Также, эта система более стабильна, чем ее предшественницы, и работа с файлами протекает быстрее. Преимущество ее заключается в том, что она может обслуживать диски размером до 8 терабайт (1 терабайт = 1024 Гигабайта). За основу такого размера берется максимальное количество кластеров, которые может иметь FAT 32, и их размер. Благодаря усовершенствованной архитектуре – она экономит от десяти до пятнадцати процентов места на жестком диске. Ах да, еще один весомый в наше время недостаток – это максимально допустимый размер файла. У FAT32 – он составляет 4Гб, если файл больше – вы просто увидите сообщение о том, что у вас на диске закончилось место, даже если у вас его еще предостаточно.
3.Файловая система NTFS.
Именно NTFS использует большинство пользователей, хотя, как и всегда, есть ряд недостатков. Сейчас очень часто установка ОС дает отформатировать системный диск только под NTFS, и это не зря. По сравнению с предыдущими файловыми системами – она держится намного лучше, и потерять или испортить данные так просто она не позволит. Но эта система более требовательна к ресурсам ПК, чем остальные, особенно это касается оперативной памяти.
Так же, если логический диск заполнен более чем на 90 процентов, скорость работы резко снижается. На ОС старше Windows XP вы диска не увидите, или просто он будет помечен, как неопределенный раздел. Плюсы: доступ к файлам малого размера проходит быстрее, чем в FAT, но FAT все-таки работает быстрее. Максимальный размер диска может достигать 18 Тб. И плюс то, что осуществляется работа с файлами выше 4Гб. Также существует такое понятие как фрагментация файлов, и если в случае с FAT, при большой фрагментации – эта система начинает заметно терять скорость работы, то с NTFS падение производительности намного меньше. Если в FAT при сбое операционной системы существует большой шанс порчи файла – то в NTFS, это возможность практически исключена. Еще NTFS позволяет сжимать файлы, тем самым уменьшая их место на диске. Да и размер кластера у нее меньше, чем в FAT32, если брать одинаковые по размеру локальные диски. Это значит, что она еще более экономно расходует дисковое пространство.