1. Файловые системы сменных носителей (ISO9660)

Файловая система (англ. file system) — регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API (Интерфейс программирования приложений) для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте или блоке флеш-памяти) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы, весь диск представляет из себя набор кластеров размером от 512 байт и выше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

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.)

В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

ISO 9660— стандарт, выпущенныйМеждународной организацией по стандартизации, описывающийфайловую системудля дисковCD-ROM. Также известен как CDFS (Compact Disc File System). Целью стандарта является обеспечить совместимость носителей под разнымиоперационными системами, такими какUnix,Mac OS,Windows.

ISO 9660 обеспечивает логическую структуру для межплатформенного использования дисков CD-ROM. Этот стандарт создал условия для быстрого роста промышленного производства CD-ROM, позволяя разработчикам охватывать CD-ROM, работающие на таких платформах, как DOS, Windows, Macintosh, OS/2, UNIX и VAX. Большинство программных инструментальных средств макетирования CD-R полностью поддерживают ISO 9660 и часто содержат тестовые утилиты для получения гарантии, что образ диска не выходит из ограничений этого стандарта. Значительная часть стандартных дисков CD-ROM производится с использованием ISO 9660 для организации их файловой структуры. ISO 9660 охватывает два логических слоя четырех-слойной архитектуры CD-ROM, преобразуя данные, содержащиеся в отдельных секторах, в иерархическое расположение файлов, каталогов и томов.

Расширение стандарта, называемое Joliet, добавляет поддержку длинных имён файлов и не-ASCIIсимволов в именах.

DVDтакже может использовать ISO 9660, но файловая системаUDFявляется более подходящей для них, так как имеет поддержку больших носителей и лучше подходит для современных операционных систем.

BLU-RAY (BD) используют только файловую систему UDF.

Стандарт выпущен в 1988 году группой компаний под названием High Sierra.

Существует несколько уровней спецификации:

• Уровень 1: Имена файлов ограничены восемью символами и тремя символами расширения. В именах используются только буквы латинского алфавита. Фрагментация файлов не допускается, файл может располагаться только в непрерывной цепочке секторов. Имена директорий должны содержать не более 8 символов. Максимальная глубина вложенных директорий до 8.

• Уровень 2: Имена файлов ограничены 32 символами. Набор символов в именах неограничен.

• Уровень 3: Файлы могут быть фрагментированы (это необходимо для пакетной или инкрементной записи CD).

Ограничения на имена файлов и директорий

• Можно использовать только латинские буквы в верхнем регистре, цифры и символ подчеркивания.

• Имена файлов не должны включать пробелов.

• Имена файлов не должны начинаться или заканчиваться точкой.

• Имена файлов не должны иметь более одной точки.

• Имена каталогов не должны содержать точки.

Ограничение на глубину вложенности директорий

Максимальная глубина вложенности директорий — 8

Ограничение на размер файла

Максимальный размер файла в ISO 9660 ограничен 2ГБ

Iso 9660:1999

ISO 9660:1999 — это последнее обновление стандарта ISO 9660. Оно снимает некоторые ограничения, введённые в старой версии стандарта, например, расширяет максимальную длину пути до 207 символов, снимает ограничение в максимум 8 уровней вложенности папок и отменяет особое значение символа «.» (точка) в именах файлов.

Расширения

• Joliet

• Rock Ridge

  • Amiga Rock Ridgeextensions

• El Torito

• Apple ISO9660 Extensions

2. Файловые системы сменных носителей (udf)

UDF(англ.Universal Disk Format, универсальный дисковый формат) — спецификация форматафайловой системы, независимой отоперационной системыдля хранения файлов наоптических носителях. Формат UDF призван заменитьISO 9660.

Возможности

UDF позволяет дозаписывать файлы на CD-R или CD-RW дисках, один файл одновременно, без существенных потерь дискового пространства. Также UDF учитывает возможность выборочного стирания некоторых файлов на перезаписываемых носителях CD-RW, освобождая место на диске.

Метаданные файловой системы, такие, как корневая директория, могут находиться где угодно на диске, «корень» метаданных должен находиться в двух из трех следующих мест: сектор 256, сектор (N-257) и (N-1), где N — размер дорожки.

UDF также лучше подходит для DVD, так как имеет лучшую поддержку для дисков большого объёма — нет ограничения в 2 и 4 ГБ на размер файла.

Допустимы фрагментированные файлы.

Для разрабатываемых будущих версий UDF обсуждаются возможности использования UDF для очень больших жёстких дисковиголографических носителей.

ОС Microsoft Windows XP имеет поддержку UDF версий 1.02, 1.5 и 2.01 по чтению^[1]. При установке программыInCDили другой подобной программы с дисками CD-RW и DVD-RW можно работать как с дискетами большого объема. Можно читать, записывать, удалять, переименовывать файлы, то есть непосредственно совершать с ними все доступные операции в интерактивном режиме без выполнения специальных команд.

Linuxтакже поддерживает данную файловую систему. Для создания диска с данной файловой системой можно использовать почти любую современную версию программ для создания образов и/или записи данных на CD/DVD, а при использованииudftoolsможно форматировать диски в файловую систему UDF и также пользоваться ими, как дискетами большого объема.

Оптические носители

DVD-диск, читаемый видеоплеерами (а не только компьютерами), должен иметь файловую систему UDF с дополнительными ограничениями, так, например, не допускаются фрагментированные файлы.

Другие носители

Несмотря на то что UDF формат изначально создавался для применения на оптических носителях, существует возможность создания разделов с файловой системой UDF на жестких дискахилифлеш-накопителяхвОСGNU/Linux,Windows Vista,Windows 7,MacOS X. ВWindows XPсуществует частичная поддержка UDF разделов, такие устройства будут доступны только для чтения.^[4]

UDF возможно использовать как кросс-платформенную альтернативу файловой системыFAT. В отличие от последней, у UDF существует поддержка файлов размером более 4Гб. Кроме того, часть ключевых патентов для FAT принадлежитMicrosoft, что может привести к проблемам в её использовании.^[5]