Filer på en datamaskin lages og plasseres basert på systemprinsipper. Takket være implementeringen deres, får brukeren muligheten til komfortabel tilgang nødvendig informasjon uten å tenke seg om komplekse algoritmer tilgang til den. Hvordan er filsystemer organisert? Hvilke er de mest populære i dag? Hva er forskjellene mellom PC-vennlige filsystemer? Og de som brukes i mobile enheter - smarttelefoner eller nettbrett?

Filsystemer: Definisjon

I følge den populære definisjonen, filsystem er et sett med algoritmer og standarder som brukes til å organisere effektiv tilgang PC-bruker til data som ligger på datamaskinen. Noen eksperter anser det som en del av Andre IT-eksperter, som anerkjenner det faktum at det er direkte relatert til operativsystemet, mener at filsystemet er en uavhengig komponent i databehandling.

Hvordan ble datamaskiner brukt før filsystemet ble oppfunnet? Datavitenskap - som en vitenskapelig disiplin - har registrert det faktum at i lang tid datahåndtering ble utført gjennom strukturering innenfor rammen av algoritmer innebygd i spesifikke programmer. Et av kriteriene for et filsystem er derfor å ha standarder som er de samme for de fleste programmer som får tilgang til data.

Hvordan filsystemer fungerer

Filsystemet er for det første en mekanisme som involverer bruk av maskinvareressurser. Som regel snakker vi her om magnetisk eller laser media - harddisk, CDer, DVDer, flash-stasjoner, disketter som ennå ikke er foreldet. For å forstå hvordan det tilsvarende systemet fungerer, la oss definere hva selve filen er.

I følge den allment aksepterte definisjonen blant IT-eksperter er dette et dataområde med en fast størrelse, uttrykt i grunnleggende informasjonsenheter - byte. Filen ligger på diskmedier, vanligvis i form av flere sammenkoblede blokker som har en spesifikk tilgangsadresse. Filsystemet bestemmer de samme koordinatene og "rapporterer" dem på sin side til operativsystemet. Som tydelig overfører relevante data til brukeren. Data er tilgjengelig for å lese dem, endre dem eller opprette nye. Spesifikk algoritmeÅ jobbe med "koordinatene" til filer kan være annerledes. Det avhenger av typen datamaskin, OS, spesifikasjonene til de lagrede dataene og andre forhold. For det er det forskjellige typer filsystemer. Hver av dem er optimalisert for bruk på et spesifikt operativsystem eller for å jobbe med visse typer data.

Tilpasning diskmedier som skal brukes gjennom algoritmene til et bestemt filsystem kalles formatering. De tilsvarende maskinvareelementene på disken - klynger - er forberedt for påfølgende skriving av filer til dem, samt å lese dem i samsvar med standardene fastsatt i et bestemt databehandlingssystem. Hvordan endre filsystemet? I de fleste tilfeller kan dette bare gjøres ved å formatere lagringsmediet på nytt. Som regel blir filene slettet. Det er imidlertid et alternativ der du bruker spesielle programmer, er det fortsatt mulig, selv om dette vanligvis krever mye tid, å endre databehandlingssystemet, slik at sistnevnte ikke blir berørt.

Filsystemer fungerer ikke uten feil. Det kan være noen feil i organiseringen av arbeidet med datablokker. Men i de fleste tilfeller er de ikke kritiske. Som regel er det ingen problemer med hvordan du fikser filsystemet eller eliminerer feil. Spesielt i Windows OS er det innebygde programvareløsninger, tilgjengelig for alle brukere. Slik som for eksempel Check Disk-programmet.

Varianter

Hvilke typer filsystemer er de vanligste? Sannsynligvis, først av alt, de som brukes av det mest populære PC-operativsystemet i verden - Windows. De viktigste Windows-filsystemene er FAT, FAT32, NTFS og deres forskjellige modifikasjoner. Sammen med datamaskiner har smarttelefoner og nettbrett vunnet popularitet. De fleste av dem, hvis vi snakker om det globale markedet og ikke vurderer forskjeller i teknologiplattformer, styres av Android og iOS OS. Disse operativsystemene bruker sine egne algoritmer for å arbeide med data som er forskjellige fra de som karakteriserer Windows-filsystemer.

Standarder åpne for alle

Merk at i I det siste I det globale elektronikkmarkedet er det en viss enhet av standarder når det gjelder OS-drift med ulike typer data. Dette kan sees i to aspekter. For det første på forskjellige enheter To forskjellige typer OS bruker ofte det samme filsystemet, som er like kompatibelt med hvert OS. For det andre, moderne versjoner Operativsystemer er som regel i stand til å gjenkjenne ikke bare deres typiske filsystemer, men også de som tradisjonelt brukes i andre operativsystemer - både gjennom innebygde algoritmer og ved bruk av tredjeparter programvare. For eksempel moderne Linux-versjoner, som regel gjenkjenner merkede filsystemer for Windows uten problemer.

Filsystemstruktur

Til tross for at typene filsystemer er presentert i ganske mange store mengder, arbeider de generelt etter svært like prinsipper ( generell ordning vi skissert ovenfor) og innenfor lignende strukturelle elementer eller objekter. La oss se på dem. Hva er hovedobjektene til et filsystem?

En av de viktigste er - Det er et isolert dataområde der filer kan plasseres. Katalogstrukturen er hierarkisk. Hva betyr det? En eller flere kataloger kan ligge i en annen. Som igjen er en del av den "overlegne". Det viktigste er rotkatalogen. Hvis vi snakker om prinsippene som Windows-filsystemet fungerer på - 7, 8, XP eller en annen versjon - er rotkatalogen en logisk stasjon, utpekt med en bokstav - vanligvis C, D, E (men du kan konfigurere alle som er i engelsk alfabet). Når det gjelder for eksempel Linux OS, er rotkatalogen der det magnetiske mediet som helhet. I dette og andre operativsystemer basert på dets prinsipper - som Android - logiske stasjoner ikke brukes. Er det mulig å lagre filer uten kataloger? Ja. Men dette er ikke veldig praktisk. Egentlig er komfort ved å bruke en PC en av grunnene til å introdusere prinsippet om å distribuere data til kataloger i filsystemer. Forresten, de kan kalles annerledes. I Windows-kataloger kalles mapper, i Linux - i utgangspunktet det samme. Men det tradisjonelle navnet på kataloger i dette operativsystemet, brukt i mange år, er "kataloger". Som i tidligere Windows og Linux OS - DOS, Unix.

Blant IT-spesialister er det ingen klar mening om hvorvidt man skal lese filen strukturelt element tilsvarende system. De som mener at dette ikke er helt riktig argumenterer for sitt synspunkt med at systemet lett kan eksistere uten filer. Selv om dette er et ubrukelig fenomen fra et praktisk synspunkt. Selv om ingen filer er skrevet til disken, kan det korresponderende systemet fortsatt være til stede. Vanligvis inneholder magnetiske medier som selges i butikker ingen filer. Men de har allerede et tilsvarende system. Et annet syn er at filer bør betraktes som en integrert del av systemene de administreres av. Hvorfor? Men fordi, ifølge eksperter, er algoritmene for å bruke dem tilpasset primært for å jobbe med filer innenfor rammen av visse standarder. De aktuelle systemene er ikke ment for noe annet.

Et annet element som finnes i de fleste filsystemer er et dataområde som inneholder informasjon om plasseringen til en bestemt fil i bestemt sted. Det vil si at du kan plassere en snarvei ett sted på disken, men samtidig er det mulig å gi tilgang til ønsket område data, som ligger i en annen del av media. Du kan vurdere at snarveier er fullverdige objekter i filsystemet hvis du er enig i at filer også er slike.

På en eller annen måte vil det ikke være feil å si at alle tre typer data - filer, snarveier og kataloger - er elementer i deres respektive systemer. Av i det minste, vil denne oppgaven tilsvare et av de vanlige synspunktene. Det viktigste aspektet som karakteriserer hvordan filsystemet fungerer er prinsippene for navngivning av filer og kataloger.

Fil- og katalognavn på forskjellige systemer

Hvis vi er enige om at filer fortsatt er komponenter av systemene som tilsvarer dem, er det verdt å vurdere dem grunnleggende struktur. Hva er det første å merke seg? For enkelhets skyld å organisere tilgang til dem i de fleste moderne systemer databehandling gir en to-nivå filnavnstruktur. Det første nivået er navnet. Det andre er utvidelse. La oss ta for eksempel musikkfil Dans.mp3. Dans er navnet. Mp3 - utvidelse. Den første er ment å avsløre for brukeren essensen av innholdet i filen (og for at programmet skal være en guide for rask tilgang). Den andre angir filtypen. Hvis det er Mp3, så er det lett å gjette at vi snakker om musikk. Filer med Doc-utvidelse- dette er som regel dokumenter, Jpg - bilder, Html - nettsider.

Kataloger har på sin side en struktur på ett nivå. De har bare et navn, ingen utvidelse. Hvis vi snakker om forskjellene mellom forskjellige typer databehandlingssystemer, så er det første du bør være oppmerksom på nettopp prinsippene for navngivning av filer og kataloger implementert i dem. Når det gjelder Windows OS, er detaljene som følger. I verdens mest populære operativsystem kan filer navngis på alle språk. Maksimal lengde den er imidlertid begrenset. Det nøyaktige intervallet avhenger av databehandlingssystemet som brukes. Vanligvis varierer disse verdiene fra 200-260 tegn.

En generell regel for alle operativsystemer og deres tilhørende databehandlingssystemer er at filer med samme navn ikke kan ligge i samme katalog. I Linux er det en viss "liberalisering" av denne regelen. Det kan være filer i samme katalog med de samme bokstavene, men i forskjellige store og små bokstaver. For eksempel Dance.mp3 og DANCE.mp3. Dette er ikke mulig på Windows OS. De samme reglene er også etablert når det gjelder plassering av kataloger i andre.

Adressering av filer og kataloger

Adressering av filer og kataloger - vesentlig element tilsvarende system. På Windows kan det tilpassede formatet se slik ut: C:/Documents/Music/ - dette er tilgang til musikkkatalogen. Hvis vi er interessert i noen spesifikk fil, så kan adressen se slik ut: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Hvorfor "tilpasset"? Faktum er at på nivået av maskinvare- og programvareinteraksjon mellom datamaskinkomponenter, er strukturen for filtilgang mye mer kompleks. Filsystemet bestemmer plasseringen av filblokker og samhandler med operativsystemet i stort sett skjulte operasjoner. Det er imidlertid ekstremt sjeldent at en PC-bruker trenger å bruke andre "adresse"-formater. Nesten alltid åpnes filer i den angitte standarden.

Sammenligning av filsystemer for Windows

Vi har studert generelle prinsipper hvordan filsystemene fungerer. La oss nå vurdere funksjonene til deres vanligste typer. De mest brukte filsystemene i Windows er FAT, FAT32, NTFS og exFAT. Den første i denne serien anses som foreldet. Samtidig var det i lang tid et slags flaggskip i bransjen, men etter hvert som PC-teknologien vokste, møtte dens evner ikke lenger brukernes behov og programvarens ressursbehov.

Designet for å erstatte FAT fil systemet er FAT32. Ifølge mange IT-eksperter er det nå den mest populære hvis vi snakker om PC-markedet for Windows-kontroll. Det brukes oftest når du lagrer filer på harddisker og flash-stasjoner. Det kan også bemerkes at dette databehandlingssystemet brukes ganske regelmessig i minnemoduler av forskjellige digitale enheter- telefoner, kameraer. Hovedfordelen med FAT32, som fremheves av IT-eksperter, er altså, til tross for at dette filsystemet ble opprettet av Microsoft, de fleste moderne operativsystemer, inkludert de som er installert på de spesifiserte typene digitalt utstyr, kan arbeide med data innenfor rammen av algoritmene som er innebygd i den.

FAT32-systemet har også en rekke ulemper. Først av alt kan vi merke oss begrensningen på størrelsen på en tatt fil - den kan ikke være mer enn 4 GB. også i FETT system 32 kan ikke bygges inn bruker Windows spesifiser en logisk disk hvis størrelse vil være større enn 32 GB. Men dette kan gjøres ved å installere ekstra spesialisert programvare.

Annen populært system Filbehandlingssystemet utviklet av Microsoft er NTFS. Ifølge noen IT-eksperter er den overlegen FAT32 i de fleste parametere. Men denne oppgaven er sann når vi snakker om en datamaskin som kjører Windows. NTFS er ikke så allsidig som FAT32. Det særegne ved dets funksjon gjør bruken av dette filsystemet ikke alltid behagelig, spesielt på mobile enheter. En av de viktigste fordelene med NFTS er pålitelighet. For eksempel i tilfeller hvor harddisk Hvis strømmen plutselig slås av, minimeres sannsynligheten for at filer blir skadet takket være dupliseringsalgoritmene for datatilgang i NTFS.

Et av de nyeste filsystemene fra Microsoft er exFAT. Den beste måten den er tilpasset flash-stasjoner. Grunnleggende prinsipper Arbeidet i den er det samme som i FAT32, men det er også en betydelig modernisering i noen aspekter: for eksempel er det ingen begrensninger på størrelsen på en enkelt fil. Samtidig exFAT-systemet, som mange IT-eksperter bemerker, er blant de som har lav allsidighet. På ikke-Windows-datamaskiner kan filhåndtering være vanskelig når du bruker exFAT. Dessuten, selv i enkelte versjoner av Windows, for eksempel XP, kan det hende at data på disker formatert ved hjelp av exFAT-algoritmer ikke kan leses. Du må installere en ekstra driver.

Merk at på grunn av bruken av et ganske bredt spekter av filsystemer i Windows OS, kan brukeren oppleve periodiske vanskeligheter med hensyn til kompatibilitet ulike enheter med en datamaskin. I noen tilfeller må du for eksempel installere WPD-filsystemdriveren ( Windows bærbar Enheter - teknologi som brukes når du arbeider med bærbare enheter). Noen ganger kan det hende at brukeren ikke har den for hånden, noe som resulterer i eksterne medier Operativsystemet gjenkjenner det kanskje ikke. WPD-filsystemet kan kreve ytterligere programvare tilpasning til driftsmiljøet på spesifikk datamaskin. I noen tilfeller vil brukeren bli tvunget til å kontakte IT-spesialister for å løse problemet.

Hvordan finne ut hvilket filsystem - exFAT eller NTFS, eller kanskje FAT32 - som er optimalt for bruk i konkrete tilfeller? Anbefalingene fra IT-spesialister generelt er som følger. To hovedtilnærminger kan brukes. I henhold til den første bør typiske filsystemer skilles ut harddisk, samt de som er bedre tilpasset flash-stasjoner. FAT og FAT32, ifølge mange eksperter, er bedre egnet for flash-stasjoner, NTFS - for harddisker (på grunn av de teknologiske funksjonene ved å jobbe med data).

I den andre tilnærmingen er størrelsen på transportøren viktig. Hvis vi snakker om å bruke et relativt lite volum av en disk eller flash-stasjon, kan du formatere det i FAT32-systemet. Hvis disken større størrelse, så kan du prøve exFAT. Men bare hvis mediet ikke er ment å brukes på andre datamaskiner, spesielt de som ikke er utstyrt med mest siste versjoner Windows. Hvis vi snakker om store harddisker, inkludert eksterne, er det tilrådelig å formatere dem i NTFS. Dette er omtrent kriteriene som det optimale filsystemet kan velges etter - exFAT eller NTFS, FAT32. Det vil si at du bør bruke hvilken som helst av dem, med tanke på størrelsen på mediet, dens type, samt versjonen av operativsystemet som stasjonen primært brukes på.

Filsystemer for Mac

En annen populær programvare- og maskinvareplattform i det globale markedet data utstyr- Macintosh fra Apple. PC-er i denne linjen kjører operativsystem Mac os. Hva er funksjonene ved å organisere arbeid med filer i Mac-datamaskiner? De fleste moderne Apple-PCer bruker en filbasert Mac-system OS utvidet. Tidligere i datamaskiner Mac fungerer data ble administrert i henhold til HFS-standarder.

Det viktigste som kan noteres med tanke på egenskapene er at en disk som administreres av Mac OS Extended-filsystemet kan romme veldig store filer - vi kan snakke om flere millioner terabyte.

Filsystem på Android-enheter

Det mest populære operativsystemet for mobile enheter - en form for elektronisk teknologi som ikke er dårligere i popularitet enn PC-er - er Android. Hvordan administreres filer på enheter av tilsvarende type? La oss først og fremst merke oss at dette operativsystemet faktisk er en "mobil" tilpasning av Linux OS, som takket være åpen kildekode kan endres med utsikter til bruk på et bredt spekter av enheter. Derfor er filbehandling i mobile enheter under Android-kontroll utføres generelt etter de samme prinsippene som i Linux. Vi noterte noen av dem ovenfor. Spesielt utføres filbehandling i Linux uten å dele opp mediene i logiske stasjoner, slik som skjer i Windows. Hva annet interessant inneholder filen? Android-system?

Rotkatalogen i Android er vanligvis et dataområde kalt /mnt. Følgelig kan adressen til den nødvendige filen se omtrent slik ut: /mnt/sd/photo.jpg. I tillegg er det en annen funksjon i datastyringssystemet som er implementert i dette mobile operativsystemet. Faktum er at flashminnet til en enhet vanligvis er klassifisert i flere seksjoner, som for eksempel System eller Data. Samtidig, innledningsvis gitt størrelse Hver av dem kan ikke endres. En omtrentlig analogi angående dette teknologiske aspektet kan bli funnet ved å huske at det er umulig (med mindre du bruker spesiell programvare) å endre størrelsen logiske stasjoner på Windows. Det må fikses.

En annen interessant funksjon organisere arbeid med filer i Android - det tilsvarende operativsystemet, som regel, skriver nye data til spesifikt område disk - Data. Arbeid med for eksempel Systemdelen utføres ikke. Derfor, når brukeren aktiverer tilbakestillingsfunksjonen programvareinnstillinger smarttelefon eller nettbrett til "fabrikk"-nivå, så betyr dette i praksis at de filene som er skrevet til dataområdet slettes ganske enkelt. Systemdelen forblir som regel uendret. Dessuten kan brukeren, uten å ha spesialisert programvare, foreta noen justeringer av innholdet i systemet. Prosedyren knyttet til oppdatering av systemlagringsområdet på en Android-enhet kalles blinking. Dette er ikke formatering, selv om begge operasjonene ofte utføres samtidig. Som regel brukes blinking for montering på mobil enhet mer ny verson Android OS.

Dermed, sentrale prinsipper, på grunnlag av hvilken Android-filsystemet fungerer - fraværet av logiske stasjoner, samt streng differensiering av tilgang til system- og brukerdata. Det kan ikke sies at denne tilnærmingen er fundamentalt forskjellig fra den som er implementert i Windows, men ifølge mange IT-eksperter tilbyr Microsofts OS brukere flere større frihet i arbeid med filer. Men, som noen eksperter mener, kan dette ikke anses som entydig. fordelen med Windows. Den "liberale" modusen når det gjelder filbehandling brukes selvfølgelig ikke bare av brukere, men også datavirus, som Windows er svært utsatt for (i motsetning til Linux og dens "mobile" implementering i Android-skjema). Dette er, ifølge eksperter, en av grunnene til at det er så få virus for Android-enheter – rent teknologisk sett kan de ikke fungere fullt ut i et driftsmiljø som opererer etter prinsippene om streng filtilgangskontroll.

En av hovedoppgavene til operativsystemet er å gi brukeren bekvemmelighet når han arbeider med data lagret på disker. For å gjøre dette erstatter OS den fysiske strukturen til de lagrede dataene med en brukervennlig logisk modell. Den logiske modellen for filsystemet er materialisert i form av et katalogtre, i symbolske sammensatte filnavn og i kommandoer for arbeid med filer. Grunnelementet i denne modellen er filen, som i likhet med filsystemet som helhet kan karakteriseres av både en logisk og fysisk struktur.

En fil er et navngitt område eksternt minne, som data kan skrives til og som data kan leses fra. Filer lagres i strømuavhengig minne. Det finnes imidlertid unntak, og ett av dem er " elektronisk disk", struktur i tilfeldig tilgangsminne, simulerer FS.

Hovedformål med å bruke filen:

Langsiktig og sikker lagring informasjon. Holdbarhet oppnås ved bruk av minne som ikke er avhengig av strøm, og høy pålitelighet bestemmes ved hjelp av beskyttelse av tilgang til filer og generell organisasjon programkode Et OS der maskinvarefeil oftest ikke ødelegger informasjonen som er lagret i filer.

Deling informasjon. Filene gir naturlig og enkel måte separasjon av informasjon mellom applikasjoner og brukere på grunn av tilstedeværelsen av et menneskelesbart symbolsk navn og konstansen til den lagrede informasjonen og filplasseringen. Brukeren må ha praktiske verktøy for å jobbe med filer, inkludert kataloger som kombinerer filer i grupper, verktøy for å søke etter filer etter egenskaper, et sett med kommandoer for å lage, endre og slette filer. En fil kan opprettes av én bruker og deretter brukes av en helt annen bruker, og filskaperen eller administratoren kan bestemme tilgangsrettighetene til andre brukere. Disse målene implementeres i operativsystemet av filsystemet.

Et filsystem (FS) er en del av operativsystemet som inkluderer:

Samlingen av alle filer på disken;

Sett med datastrukturer som brukes til å administrere filer, for eksempel filkataloger, filbeskrivelser, ledig og brukt diskplasstildelingstabeller;

Et sett med systemprogramvareverktøy som implementerer ulike operasjoner over filer, for eksempel opprette, ødelegge, lese, skrive, navngi og søke etter filer.

Filsystemet lar programmer klare seg med akkurat nok enkle operasjonerå utføre handlinger på et abstrakt objekt som representerer en fil. Det er ikke nødvendig å forholde seg til detaljene om den faktiske plasseringen av dataene på disken, databuffring osv.: FS tar seg av alle disse funksjonene. FS distribuerer diskminne, støtter filnavn, kartlegger filnavn til tilsvarende adresser i eksternt minne, gir datatilgang, støtter filseparering, beskyttelse og gjenoppretting. Dermed spiller FS rollen som et mellomlag, skjermer alle kompleksitetene i den fysiske organiseringen av en langsiktig datalagring, og skaper en enklere logisk modell av denne lagringen for programmer, samt gir dem et sett med enkle -å-bruke kommandoer for å manipulere filer.

Oppgavene som løses av FS avhenger av organiseringsmetoden databehandlingsprosess som regel. Den enkleste typen er et filsystem i enkeltbruker- og enkeltprogramoperativsystemer, som inkluderer for eksempel MS-DOS. Hovedfunksjonene i en slik FS er rettet mot å løse følgende oppgaver:

Filnavn;

Programvaregrensesnitt for applikasjoner;

Viser logisk modell FS for den fysiske organiseringen av datavarehuset;

FS motstand mot strømbrudd, maskinvare- og programvarefeil.

FS-oppgaver blir mer kompliserte i en-bruker multiprogram-operativsystemer, som, selv om de er designet for arbeidet til én bruker, gir ham muligheten til å kjøre flere prosesser samtidig. Et av de første operativsystemene av denne typen var OS/2. En ny oppgave med å dele en fil fra flere prosesser legges til oppgavene som er oppført ovenfor. Filen i dette tilfellet er en delt ressurs, noe som betyr at FS må løse hele spekteret av problemer knyttet til slike ressurser. Spesielt må filsystemet gi midler for å blokkere en fil og dens deler, forhindre løp, eliminere vranglåser, avstemme kopier osv. I flerbrukersystemer dukker det opp en annen oppgave: å beskytte en brukers filer mot uautorisert tilgang av en annen bruker. Funksjonene til FS, som fungerer som en del av et nettverks-OS, blir enda mer komplekse.

FS støtter flere funksjoner forskjellige typer filer, som vanligvis inkluderer vanlige filer, katalogfiler, spesialfiler, navngitte rør, minnetilordnede filer og andre. Vanlige filer, eller ganske enkelt filer, inneholder informasjon av vilkårlig karakter. De fleste moderne operativsystemer begrenser eller kontrollerer ikke innholdet og strukturen til en vanlig fil på noen måte. Innholdet i en vanlig fil bestemmes av applikasjonen som fungerer med den. For eksempel, tekstredigerer lager tekstfiler som består av strenger med tegn representert i en eller annen kode. Dette kan være dokumenter, kildekoder til programmer osv. Tekstfiler kan leses på skjermen og skrives ut på en skriver. Binære filer bruker ikke tegnkoder, de har ofte komplekse intern struktur, for eksempel kjørbar programkode eller en arkivfil. Alle operativsystemer må kunne gjenkjenne minst én filtype - deres egen kjørbare filer. Kataloger er en spesiell type filer som inneholder system bakgrunnsinformasjon om et sett med filer. I mange operativsystemer kan en katalog inneholde filer av alle typer, inkludert andre kataloger, noe som resulterer i en trestruktur som er enkel å søke i. Kataloger etablerer samsvar mellom filnavn og deres egenskaper som brukes av FS for å administrere filer. Slike egenskaper inkluderer spesielt informasjon (eller en peker til en annen struktur som inneholder disse dataene) om filtypen og dens plassering på disken, tilgangsrettigheter til filen og datoene for dens opprettelse og modifikasjon. I alle andre henseender behandles kataloger av filsystemet som vanlige filer. Spesielle filer er dummyfiler assosiert med I/O-enheter som brukes til å forene filtilgangsmekanismen og eksterne enheter. De lar brukeren utføre I/O-operasjoner ved å bruke vanlige kommandoer for å skrive til en fil eller lese fra en fil. Disse kommandoene behandles først av FS-programmer, og deretter på et tidspunkt av forespørselsutførelsen blir de konvertert av OS til kontrollkommandoer for den tilsvarende enheten. Moderne filsystemer støtter også andre filtyper, for eksempel symbolske lenker, navngitte rør og minnetilordnede filer.

Brukere får tilgang til filer med symbolske navn. Menneskelig hukommelse begrenser antall objektnavn som en bruker kan referere til ved navn. Den hierarkiske organiseringen av navneområdet lar oss utvide disse grensene betydelig. Dette er grunnen til at de fleste filsystemer har en hierarkisk struktur, der nivåer opprettes ved å gjøre katalogen mer lavt nivå kan inkluderes i katalogen for mer enn høy level. Grafen som beskriver kataloghierarkiet kan være et tre eller et nettverk. Kataloger danner et tre hvis en fil tillates inkludert i bare én katalog, og et nettverk hvis en fil kan inkluderes i flere kataloger samtidig. For eksempel, i MS-DOS og Windows, danner kataloger en trestruktur, mens de i UNIX danner en nettverksstruktur. I en trestruktur er hver fil et blad. Selve katalogen toppnivå kalt rotkatalogen eller roten. Med denne organisasjonen frigjøres brukeren fra å huske navnene på alle filer; det er nok for ham å ha en grov ide om hvilken gruppe en bestemt fil kan tildeles. Hierarkisk struktur praktisk for flerbrukerarbeid: hver bruker med filene hans er lokalisert i sin egen katalog eller undertre av kataloger, og samtidig er alle filene i systemet logisk koblet sammen. Spesielt tilfelle hierarkisk struktur - en organisasjon på ett nivå når alle filer er inkludert i én katalog.

Hierarkisk filsystemstruktur

De fleste filsystemer har en hierarkisk struktur der nivåer opprettes ved å la en katalog på lavere nivå inneholdes i en katalog på høyere nivå.

Grafen som beskriver kataloghierarkiet kan være et tre eller et nettverk. hvis en fil bare er tillatt i én katalog, danner filene et tre. Nettverk - en fil kan inkluderes i flere kataloger samtidig.

For eksempel, i MS - DOC og Windows, danner kataloger en trestruktur, og i UNIX - en nettverksstruktur.

I trestrukturen, hver fil er blad. Katalogen på øverste nivå kalles rotkatalogen eller rot.

Filnavn

Filsystemer bruker tre typer filnavn: enkle, sammensatte og relative.

Enkel(kort, symbolsk) navn identifiserer en fil i samme katalog. Disse navnene tildeles av brukere, med hensyn til OS-begrensninger. Mac i FAT-filsystemets navn er begrenset til skjema 8.3 (8 tegn navn, 3-utvidelse), og i filsystemer NTFS-systemer og FAT32 inkludert i Windows NT, kan filnavnet inneholde opptil 255 tegn.

I hierarkiske filsystemer forskjellige filer Det er tillatt å ha de samme enkle symbolske navnene, forutsatt at de tilhører forskjellige kataloger.

For entydig identifikasjon i slike systemer brukes følgende: kalt fullt navn.

Fullt navn representerer en kjede gjennom hvilken veien fra roten til denne filen.

I et trefilsystem er det en en-til-en-korrespondanse mellom en fil og dens fulle navn én fil – ett fullt navn.

Når det gjelder en nettverksstruktur, er det en korrespondanse: én fil – mange fulle navn.

En fil kan også identifiseres med et relativt navn. Den er dannet gjennom konseptet til den nåværende katalogen. OS fikser navn gjeldende katalog og bruker det som et "tillegg" til det fulle navnet, ved å bruke et relativt navn. For eksempel. gjeldende katalog BRUKER relativ navn main.exe. Fullt navn USER/main.exe.

Montering

Datasystem kan ha flere diskenheter. Dessuten alene fysisk enhet kan ha flere logiske stasjoner.

Det er et problem med å lagre filer på et system som har flere eksterne minneenheter.

Første avgjørelse. Hver enhet er vert for et autonomt filsystem. De. Det er to uavhengige katalogtrær. Her inkluderer det fullstendige filnavnet identifikatoren til den tilsvarende logikken

Andre løsning. Filsystemer er kombinert til et enkelt filsystem, som beskrives av et enkelt katalogtre.

Denne operasjonen kalles montering.

I dette tilfellet tildeler OS en diskenhet, kalt systematisk. La det være filsystemer plassert på forskjellige logiske disker, en av dem er systemet.

Filsystem. lokalisert på systemdisk, er tilordnet root. En eksisterende katalog er valgt for å koble filhierarkier i rotfilsystemet. Når monteringen er fullført, blir den valgte katalogen rotkatalogen til det andre filsystemet. Gjennom denne katalogen er det monterte filsystemet knyttet som et undertre til det overordnede treet.

Filattributter

Attributter – informasjon som beskriver egenskapene til en fil. Eksempler på mulige attributter:

· filtype ( vanlig fil, katalog, spesiell fil);

· fileier;

· filskaper;

· passord for tilgang til filen;

· informasjon om tillatte filtilgangsoperasjoner;

· tidspunkter for opprettelse, siste tilgang og siste endring;

· gjeldende filstørrelse;

· maksimal størrelse fil;

· skrivebeskyttet tegn;

· signere " skjult fil»;

· "systemfil"-tegn;

· signere "arkivfil";

· «binær/karakter»-attributt;

· "midlertidig" skilt (fjern ved fullføring av prosessen);

· tegn på blokkering;

· tegn på å skrive til en fil;

· peker til nøkkelfeltet i posten;

· nøkkellengde.

Spesifikk liste attributter bestemmes av spesifikasjonene til filsystemet.

laget i MS-DOS

Et annet alternativ er å plassere attributter i spesielle tabeller, når katalogene kun inneholder lenker til disse tabellene. I et slikt filsystem (UNIX OS) er katalogstrukturen veldig enkel

En filinode er en tabell som inneholder filattributtverdier. Dette systemet er mer fleksibelt. En fil kan inkluderes i flere kataloger samtidig.

Brukere får tilgang til filer med symbolske navn. Men hvis det er mange filer og menneskelig hukommelse er begrenset, er det vanskelig for brukeren å huske alle filnavnene og finne nødvendig fil blant mange hundre filer. Den hierarkiske organiseringen av navneområdet kan i stor grad forenkle disse oppgavene. Dette er grunnen til at de fleste filsystemer har en hierarkisk struktur, der nivåer opprettes ved å la en katalog på lavere nivå inneholdes i en katalog på høyere nivå (Figur 18).

Grafen som beskriver kataloghierarkiet kan være et tre eller et nettverk. Kataloger danner et tre hvis en fil tillates inkludert i bare én katalog (fig. 18, c), og et nettverk - hvis filen kan inkluderes i flere kataloger samtidig (fig. 18, b). For eksempel, i MS-DOS og Windows, danner kataloger en trestruktur, mens de i UNIX danner en nettverksstruktur. Katalogen på øverste nivå kalles rotkatalogen, eller roten.

Ris. 18. Hierarki av filsystemer: a) - enkeltnivå; b) - nettverk; c) - trelignende

Med denne organisasjonen frigjøres brukeren fra å huske navnene på alle filene; han trenger bare å ha en grov ide om hvilken gruppe en bestemt fil kan tilordnes for å finne den ved å se sekvensielt gjennom kataloger. Den hierarkiske strukturen er praktisk for flerbrukerarbeid - hver bruker med filene hans er lokalisert i sin egen katalog eller undertre av kataloger, og samtidig er alle filene i systemet logisk koblet sammen.

Et spesielt tilfelle av en hierarkisk struktur er en organisasjon på ett nivå, når alle filene er inkludert i en rotkatalog Fig. 18, a.

Filnavn

Alle filtyper har symbolske navn. Hierarkisk organiserte filsystemer bruker vanligvis tre typer filnavn: enkle, sammensatte og relative.

Enkel, eller et kort, symbolsk navn, identifiserer en fil i en enkelt katalog. Enkle navn tildeles filer av brukere og programmerere. I FAT-filsystemet var lengden på navn i utgangspunktet begrenset til skjema 8.3 (8 tegn - selve navnet, 3 tegn - navneutvidelsen), dette filnavnet er kodet med ASCII-koder. I moderne filsystemer kalles dette navnet kort. Det er imidlertid mye mer praktisk for brukeren å jobbe med lange navn fordi de lar deg gi filene navn som er enkle å huske, som tydelig indikerer hva filen inneholder. Derfor støtter moderne filsystemer lange symbolske filnavn. Filnavnet kan inneholde opptil 255 tegn. Langt navn kodet med UNICODE-kode. Eksempler på enkle filnavn: ul.doc; task.exe, laboratoriearbeid.doc.

I hierarkiske trefilsystemer tillates forskjellige filer å ha de samme enkle symbolske navnene, forutsatt at de tilhører forskjellige kataloger. For å identifisere en fil unikt i slike systemer, brukes det fulle navnet.

Fullt navn er en kjede av enkle symbolske navn på alle kataloger som banen fra rotkatalogen til denne filen. Dermed er det fulle navnet et sammensatt navn der enkle navn separert fra hverandre av separatoren som er tatt i bruk i OS. I fig. 20 c) har to filer det enkle navnet main.exe, men deres sammensatte navn \depart\main.exe og \user\anna\main.exe er forskjellige.

En fil kan også identifiseres med et relativt navn. Relativt navn filen er definert gjennom konseptet "gjeldende katalog". For hver bruker, til enhver tid, er en av filsystemkatalogene gjeldende katalog, og denne katalogen velges av brukeren selv. Filsystemet fanger opp navnet på gjeldende katalog, slik at det deretter kan bruke det som et komplement til relative navn for å danne det fullstendige filnavnet. Når du bruker relative navn, identifiserer brukeren en fil ved kjeden av katalognavn som ruten fra gjeldende katalog til den gitte filen går gjennom.

Brukere får tilgang til filer med symbolske navn. Samtidig begrenser evnene til menneskelig hukommelse antallet objektnavn som brukeren kan referere til ved navn. Den hierarkiske organiseringen av navneområdet lar oss utvide disse grensene betydelig. Det er av denne grunn at de fleste filsystemer har en hierarkisk struktur der nivåer opprettes ved å la en katalog på lavere nivå inneholdes i en katalog på høyere nivå (Figur 7.3).

Ris. 7.3. Filsystemhierarki

Grafen som beskriver kataloghierarkiet kan være et tre eller et nettverk. Kataloger danner et tre hvis en fil tillates inkludert i bare én katalog (fig. 7.3, b), og et nettverk - hvis filen kan inkluderes i flere kataloger samtidig (fig. 7.3, c). For eksempel, i MS-DOS og Windows, danner kataloger en trestruktur, mens de i UNIX danner en nettverksstruktur. I en trestruktur er hver fil et blad. Katalogen på øverste nivå kalles vanligvis rotkatalogen, eller roten.

Med denne organisasjonen frigjøres brukeren fra å huske navnene på alle filene; han trenger bare å ha en grov ide om hvilken gruppe en bestemt fil kan tilordnes for å finne den ved å se sekvensielt gjennom kataloger. Den hierarkiske strukturen er praktisk for flerbrukerarbeid: hver bruker med filene hans er lokalisert i sin egen katalog eller undertre av kataloger, og samtidig er alle filene i systemet logisk koblet sammen.

Et spesielt tilfelle av en hierarkisk struktur er en organisasjon på ett nivå, når alle filer er inkludert i én katalog (fig. 7.3, a).

Les også

- Hierarkisk filsystemstruktur

Brukere får tilgang til filer med symbolske navn. Imidlertid begrenser menneskelig hukommelse antallet objektnavn som en bruker kan referere til ved navn. Den hierarkiske organiseringen av navneområdet lar deg utvide disse...