Sistemul de fișiere- asta face parte sistem de operare, al cărui scop este de a organiza munca eficienta cu datele stocate în memorie externași furnizați utilizatorului interfață ușor de utilizat atunci când lucrați cu astfel de date. Organizarea stocării informațiilor pe un disc magnetic nu este ușoară. Acest lucru necesită, de exemplu, cunoștințe bune dispozitiv de control de disc, caracteristici de lucru cu registrele sale. Interacțiunea directă cu discul este prerogativa unei componente a sistemului de intrare/ieșire al sistemului de operare numită driver de disc. Pentru a elibera utilizatorul de computer de complexitatea interacțiunii cu hardware-ul, a fost inventat un model clar, abstract al sistemului de fișiere. Operațiunile de scriere sau citire a fișierelor sunt conceptual mai simple decât operațiunile de nivel scăzut de dispozitiv.

Să facem o listă functii principale Sistemul de fișiere.

1. Identificarea dosarului. Asocierea unui nume de fișier cu spațiul de memorie extern alocat acestuia.

2. Distribuția memoriei externe între fișiere. A lucra cu fisier specific utilizatorul nu trebuie să aibă informații despre locația acestui fișier medii externe informație. De exemplu, pentru a încărca un document în editor cu hard disk, nu trebuie să știm din care parte disc magnetic, pe ce cilindru și în ce sector se află acest document.

3. Asigurarea fiabilității și toleranței la erori. Costul informațiilor poate fi de multe ori mai mare decât costul unui computer.

4. Asigurarea protecției împotriva accesului neautorizat.

5. Asigurarea accesului partajat la fișiere, astfel încât utilizatorul să nu fie nevoit să facă eforturi deosebite pentru a asigura sincronizarea accesului.

6. Asigurarea performantelor ridicate.

Un fișier se spune uneori a fi o colecție numită de informații conexe scrise în memoria secundară. Pentru majoritatea utilizatorilor Sistemul de fișiere- cel mai parte vizibilă OS. Acesta oferă un mecanism de stocare online și acces la date și programe pentru toți utilizatorii sistemului. Din punctul de vedere al utilizatorului, un fișier este o unitate de memorie externă, adică datele scrise pe disc trebuie să facă parte dintr-un fișier.

37. Cea mai simplă masă volumul cuprins și elementele acestuia

Sistemul de fișiere include CuprinsȘi zona de date - o colecție de blocuri de pe un disc, identificate prin numerele/adresele lor. Un exemplu de cel mai simplu (abstract) cuprins, cuprins al unui volum (disc, pachet de discuri), care are nume diferite în diferite sisteme de operare - VTOC - Volume Table of Content, FAT - File Allocation Table, FDT - Tabelul de definire a fișierelor etc. este prezentat în Fig. 1.

Orez. 1. Cel mai simplu cuprins de volum

Este format din trei zone:

· zona de fișiere. Acesta este un tabel care are de obicei un număr limitat (în exemplu N=6) numărul de linii N(în MS-DOS, de exemplu, N=500, adică numărul de fișiere nu mai mult de 500). Numar de coloane M(în exemplu M= 5) este de obicei ales astfel încât 85 -95% din fișierele create de utilizator să nu conțină mai mult de M blocuri, care depinde atât de dimensiunea blocului și de tipul de utilizator, cât și de nivelul general de dezvoltare a informațiilor și software. Prima coloană a tabelului din fiecare rând (Înregistrare de titlu) conține informații despre fișier, în în acest exemplu- nume de fișier;

· zona de preaplin- un tabel suplimentar cu o structură similară, în care numerele de bloc sunt scrise în mod specific fișiere lungi(în exemplu - File_l). Organizarea tabelului de alocare sub forma unei zone de fișiere și a unei zone de overflow permite evident salvarea dimensiunii tabelului în ansamblu, fără a limita în același timp lungimea probabilă a fișierului;

· lista de blocuri gratuite- informatie necesara pentru plasarea fișierelor create sau extinse. Lista este creată în timpul inițializării și include toate blocurile, cu excepția celor deteriorate, și apoi este ajustată atunci când fișierele sunt create, șterse sau modificate;

· lista de blocuri proaste. Acesta este un tabel creat în timpul inițializării (partiționării) unui volum (disc), completat de programe de diagnosticare (un exemplu este NDD - Norton Disk Doctor, binecunoscut utilizatorilor) și previne distribuirea zonelor deteriorate pe un mediu magnetic către fișiere de date.

Să enumerăm caracteristicile situației înregistrate în Fig. 1. în cel mai simplu sistem de fișiere (artificial).

File_l ocupă 6 blocuri, acest număr este mai mare decât maximul, deci adresa blocului nr. 6 (23) este plasată în tabelul de overflow;

File_2 ocupă 2 blocuri, ceea ce este mai mic decât limita, astfel încât toate informațiile sunt concentrate în zona fișierului.

Există următoarele situații conflictuale:

· Fișier_3 nu conține un singur bloc (prin urmare, fișierul a fost șters, dar înregistrarea antetului a fost păstrată);

· Fișier_4 și Fișier_l se referă la blocul # 3. Aceasta este o eroare deoarece fiecare bloc trebuie să fie atribuit unui singur fișier;

· lista de blocuri libere conține numerele de bloc Nr. 12 (marcate ca proaste) și Nr. 13 (alocate sub Fișier_1).

38. Structura logică partiții de disc utilizând exemplul sistemelor de fișiere compatibile cu IBM și MS

Numărul maxim de partiții primare este 4. Secțiune activă cel în care se află bootloader-ul sistemului.

MBR- cod și date necesare pentru încărcarea ulterioară a sistemului de operare și situate în primele sectoare fizice (cel mai adesea chiar în primele) pe un hard disk sau alt dispozitiv de stocare a informațiilor.

Se apelează o intrare în secțiune extinsă SMBR (Înregistrare de pornire principală secundară)). Diferența cu această intrare este că nu are un bootloader, iar tabelul de partiții este format din două intrări: o partiție primară și o partiție extinsă.

39. Dosar Sistemul FAT. Structura volumului de grăsime

40. Dosar sistem NTFS. Structura volumului NTFS

41. Registrul sistemului de operare Windows

42. Sisteme de operare Familia Windows NT

43. Unele arhitecturale module Windows NT

44. Management hard disk-uri pe Windows NT

45. Sistemele de operare proiective, principiile lor, avantaje, dezavantaje

46. ​​​​Sisteme de operare procedurale, principiile lor, avantaje, dezavantaje

47. Istoria dezvoltării și ideologia construirii sistemului de operare Unix

48. Structura sistemului de operare Unix

49. Interfețe cu utilizatorul Unix

50. Procese de expediere (sarcini) în Unix

51. Sistemul de operare Linux și principalele sale avantaje

52. Implementare modul grafic pe sistemul de operare Linux

53. Principii de bază ale lucrului în sistemul de operare Linux

54. Fișiere de configurare de bază Linux OS

55. Lucrul cu unități de disc pe sistemul de operare Linux

56. Aplicații pentru sistemul de operare Linux

Mai devreme sau mai târziu, un utilizator de computer începător se confruntă cu un astfel de concept precum sistemul de fișiere (FS). De regulă, prima cunoaștere cu acest termen are loc la formatarea unui mediu de stocare: unități logice și medii conectate (unități flash, carduri de memorie, HDD).

Înainte de formatare, sistemul de operare Windows vă solicită să selectați tipul de sistem de fișiere pe suport media, dimensiunea clusterului și metoda de formatare (rapidă sau completă). Să ne dăm seama ce este un sistem de fișiere și de ce este necesar?

Toate informațiile sunt înregistrate pe suport în formular, care ar trebui să fie localizat în într-o anumită ordine, altfel sistemul de operare și programele nu vor putea funcționa cu datele. Această ordine este organizată de sistemul de fișiere folosind anumiți algoritmi și reguli pentru plasarea fișierelor pe suport.

Când un program are nevoie de un fișier stocat pe disc, nu trebuie să știe cum sau unde este stocat. Tot ceea ce este necesar programului este să cunoască numele fișierului, dimensiunea și atributele acestuia pentru a transfera aceste date în sistemul de fișiere, care va oferi acces la fișierul necesar. Același lucru se întâmplă atunci când scrieți date pe un mediu: programul transferă informații despre fișier (nume, dimensiune, atribute) către sistemul de fișiere, care le salvează conform propriilor reguli specifice.

Pentru intelegere mai buna Imaginați-vă un bibliotecar care dă o carte unui client pe baza titlului acesteia. Sau în ordine inversă: Clientul returnează bibliotecarului cartea pe care a citit-o, care o pune înapoi în depozit. Clientul nu trebuie să știe unde și cum este stocată cartea; aceasta este responsabilitatea angajatului unității. Bibliotecarul cunoaște regulile de catalogare a bibliotecii și, conform acestor reguli, caută publicația sau o plasează înapoi, i.e. își îndeplinește funcțiile oficiale. În acest exemplu, biblioteca este mediul de stocare, bibliotecarul este sistemul de fișiere, iar clientul este programul.

Funcții de bază ale sistemului de fișiere

Principalele funcții ale sistemului de fișiere sunt:

• plasarea și organizarea pe un suport de date sub formă de fișiere;
• determinarea cantității maxime suportate de date pe mediul de stocare;
• crearea, citirea și ștergerea fișierelor;
• atribuirea și modificarea atributelor fișierului (dimensiune, timp de creare și modificare, proprietar și creator al fișierului, numai citire, fișier ascuns, fișier temporar, arhivă, executabil, lungime maxima numele fișierului etc.);
• determinarea structurii fișierului;
• Organizare de directoare pentru organizarea logică a fișierelor;
• protecția fișierelor în caz de defecțiune a sistemului;
• protejarea fișierelor împotriva accesului neautorizat și modificarea conținutului acestora.

Informațiile înregistrate pe un hard disk sau pe orice alt mediu sunt plasate acolo pe baza unei organizații de cluster. Un cluster este un fel de celulă o anumită dimensiune, care conține întregul fișier sau o parte a acestuia.

Dacă fișierul are dimensiunea clusterului, atunci ocupă doar un cluster. Dacă dimensiunea fișierului depășește dimensiunea celulei, atunci acesta este plasat în mai multe celule cluster. Mai mult decât atât, clusterele libere pot să nu fie situate unul lângă celălalt, dar pot fi împrăștiate pe suprafața fizică a discului. Acest sistem vă permite să utilizați cât mai eficient spațiul atunci când stocați fișiere. Sarcina sistemului de fișiere este de a distribui fișierul atunci când scrieți în clustere libere într-un mod optim și, de asemenea, de a-l asambla când citiți și de a-l da programului sau sistemului de operare.

Tipuri de sisteme de fișiere

În procesul de evoluție a calculatoarelor, mediilor de stocare și sistemelor de operare, un numar mare de sisteme de fișiere. În procesul unei astfel de selecții evolutive, astăzi pentru lucrul cu hard disk-uri și dispozitive de stocare externe (unități flash, carduri de memorie, hard disk-uri externe, CD-uri) sunt utilizate în principal următoarele tipuri FS:

1. FAT32
2. ISO9660

Ultimele două sisteme sunt proiectate să funcționeze cu CD-uri. Sistemele de fișiere Ext3 și Ext4 funcționează cu sisteme de operare bazate pe Bazat pe Linux. NFS Plus este un sistem de fișiere pentru sistemele de operare OS X utilizat pe computerele Apple.

Cele mai utilizate sisteme de fișiere sunt NTFS și FAT32, iar acest lucru nu este surprinzător, deoarece... sunt destinate sălilor de operație sisteme Windows, care rulează marea majoritate a calculatoarelor din lume.

Acum FAT32 este înlocuit activ de sistemul NTFS mai avansat datorită fiabilității sale mai mari în siguranța și protecția datelor. in afara de asta ultimele versiuni Sistemul de operare Windows pur și simplu nu va permite să fie instalat dacă sectiune tare Unitatea va fi formatată în FAT32. Programul de instalare vă va cere să formatați partiția în NTFS.

Sistemul de fișiere NTFS acceptă discuri cu o capacitate de sute de teraocteți și o dimensiune de fișier unic de până la 16 teraocteți.

Sistemul de fișiere FAT32 acceptă discuri de până la 8 teraocteți și o singură dimensiune de fișier de până la 4 GB. Cel mai adesea, acest FS este utilizat pe unități flash și carduri de memorie. În FAT32 se formatează unități externe la fabrica.

Cu toate acestea, limitarea dimensiunii fișierului de 4 GB este deja un mare dezavantaj astăzi, deoarece... Datorită distribuției de videoclipuri de înaltă calitate, dimensiunea fișierului filmului va depăși această limită și nu va fi posibilă înregistrarea pe suport.

Bună ziua, dragă utilizator, în acest articol vom vorbi despre un subiect precum fișierele. Și anume, ne vom uita la: Gestionarea fișierelor, tipuri de fisiere, structura fișierului, atributele fișierului.

Sistemul de fișiere

Una dintre sarcinile principale ale sistemului de operare este de a oferi confort utilizatorului atunci când lucrează cu date stocate pe discuri. Pentru a face acest lucru, sistemul de operare înlocuiește structura fizică a datelor stocate cu un model logic ușor de utilizat, care este implementat sub forma unui arbore de directoare afișat pe ecran de utilități precum Comandantul Norton, Manager îndepărtat sau Windows Explorer. Elementul de bază al acestui model este fişier, care este la fel ca Sistemul de fișiereîn general, poate fi caracterizat atât prin structură logică cât și fizică.

Gestionarea fișierelor

Fişier– o zonă denumită a memoriei externe destinată citirii și scrierii datelor.

Fișierele sunt stocate în memorie independentă de energie. O excepție este un disc electronic, atunci când în OP este creată o structură care imită un sistem de fișiere.

Sistemul de fișiere(FS) este o componentă a sistemului de operare care asigură organizarea pentru crearea, stocarea și accesul la seturi de date numite - fișiere.

Sistemul de fișiere include: Sistemul de fișiere include:

• Colecția tuturor fișierelor de pe disc.
• Seturi de structuri de date utilizate pentru gestionarea fișierelor (directoare de fișiere, descriptori de fișiere, tabele de alocare a spațiului liber și folosit).
• Complex programe de sistem instrumente finale care implementează diverse operații asupra fișierelor: crearea, distrugerea, citirea, scrierea, denumirea, căutarea.

Sarcinile rezolvate de FS depind de metoda de organizare proces de calculîn general. Cel mai simplu tip este un sistem de fișiere în sistemele de operare cu un singur utilizator și cu un singur program. Principalele funcții dintr-un astfel de FS au ca scop rezolvarea următoarelor sarcini:

• Denumirea fișierelor.
• Interfață software pentru aplicații.
• Afișări model logic FS activat organizare fizică depozite de date.
• Rezistența FS la întreruperi de curent, erori hardware și software.

Sarcinile FS devin mai complicate în sistemele de operare multitasking cu un singur utilizator, care sunt concepute pentru munca unui utilizator, dar fac posibilă rularea mai multor procese simultan. O nouă sarcină este adăugată la sarcinile enumerate mai sus - partajarea la un fișier din mai multe procese.

În acest caz, fișierul este o resursă partajată, ceea ce înseamnă că FS trebuie să rezolve întreaga gamă de probleme asociate cu astfel de resurse. În special: trebuie să existe mijloace pentru blocarea unui fișier și a părților sale, reconcilierea copiilor, prevenirea curselor și eliminarea blocajelor. În sistemele cu mai mulți utilizatori, apare o altă sarcină: Protejarea fișierelor unui utilizator împotriva accesului neautorizat de către alt utilizator.

Funcțiile FS, care funcționează ca parte a unui sistem de operare de rețea, devin și mai complexe; trebuie să organizeze protecția fişiere un utilizator de la accesul neautorizat al altui utilizator.

Scop principal Sistemul de fișiere si corespunzatoare acestuia sisteme de gestionare a fișierelor– organizare control convenabil fișiere organizate ca fișiere: în loc de acces la date de nivel scăzut care indică adresele fizice specifice ale înregistrării de care avem nevoie, se folosește accesul logic indicând numele fișierului și înregistrarea din acesta.

Trebuie să se distingă termenii „sistem de fișiere” și „sistem de gestionare a fișierelor”: sistemul de fișiere definește, în primul rând, principiile accesului la datele organizate ca fișiere. Iar termenul „sistem de gestionare a fișierelor” ar trebui folosit în legătură cu o implementare specifică a sistemului de fișiere, de exemplu. acesta este un complex module software, oferind lucru cu fișiere într-un anumit sistem de operare.

Exemplu

Sistemul de fișiere FAT (tabel de alocare a fișierelor) are multe implementări ca sistem de gestionare a fișierelor

• Sistemul dezvoltat pentru primele PC-uri se numea simplu FAT (acum numit simplu FAT-12). A fost proiectat să funcționeze cu dischete și de ceva timp a fost folosit pentru a funcționa cu hard disk-uri.
• Apoi a fost îmbunătățit pentru a funcționa cu hard disk-uri mai mari, iar această nouă implementare a fost numită FAT-16. acest nume este folosit și în relație cu SUF-ul MS-DOS în sine.
• Implementarea SUF pentru OS/2 se numește super-FAT (diferența principală este capacitatea de a accepta atribute extinse pentru fiecare fișier).
• Există o versiune de SUF pentru Windows 9x/NT etc. (FAT-32).

Tipuri de fisiere

Fișiere obișnuite: conțin informații de natură arbitrară care sunt introduse în ele de către utilizator sau care sunt generate ca urmare a funcționării sistemului și a programelor utilizatorului. Conținutul unui fișier obișnuit este determinat de aplicația care funcționează cu acesta.

Fișierele obișnuite pot fi de două tipuri:

1. Software(executable) - sunt programe în care sunt scrise limbajul de comandă OS și efectuați unele funcțiile sistemului(au extensii .exe, .com, .bat).
2. Fișiere de date– toate celelalte tipuri de fișiere: text și documente grafice, foi de calcul, baze de date etc.

Cataloage- acesta este, pe de o parte, un grup de fișiere combinate de utilizator pe baza anumitor considerații (de exemplu, fișiere care conțin programe de joc sau fișiere care alcătuiesc un pachet de software), iar pe de altă parte, acesta este un program special tip de fișiere care conțin sistem informații generale despre un set de fișiere grupate de utilizatori după un criteriu informal (tipul fișierului, locația acestuia pe disc, drepturi de acces, data creării și modificării).

Fișiere speciale sunt fișiere fictive asociate cu dispozitive de intrare/ieșire care sunt utilizate pentru a unifica mecanismul de acces la fișiere și dispozitive externe. Fișierele speciale permit utilizatorului să efectueze operațiuni I/O utilizând comenzi normale de scriere sau citire a fișierelor. Aceste comenzi sunt procesate mai întâi de programele FS, iar apoi, la o anumită etapă a executării cererii, sunt convertite de către OS în comenzi de control pentru dispozitivul corespunzător (PRN, LPT1 - pentru portul imprimantei (nume simbolice, pentru OS - acestea sunt fișiere). ), CON - pentru tastatură).

Exemplu. Copiați con text1 (lucruți cu tastatura).

Structura fișierului

Structura fișierului– întregul set de fișiere de pe disc și relațiile dintre ele (ordinea în care fișierele sunt stocate pe disc).

Tipuri de structuri de fișiere:

• simplu, sau cu un singur nivel: Un director este o secvență liniară de fișiere.
• ierarhic sau pe mai multe niveluri: Un director în sine poate face parte dintr-un alt director și poate conține multe fișiere și subdirectoare în el. Structura ierarhica poate fi de două tipuri: „Arborele” și „Rețea”. Directoarele formează un „Arbore” dacă fișierul poate fi inclus într-un singur director (OS MS-DOS, Windows) și „Rețea” - dacă fișierul poate fi inclus în mai multe directoare simultan (UNIX).
• Structura fișierelor poate fi reprezentată ca un grafic care descrie ierarhia directoarelor și fișierelor:

Tipuri de nume de fișiere

Fișierele sunt identificate prin nume. Utilizatorii dau fișiere nume simbolice, aceasta ține cont de restricțiile sistemului de operare atât pentru caracterele utilizate, cât și pentru lungimea numelui. În primele sisteme de fișiere, aceste limite erau destul de înguste. Deci în popular Sistem de fișiere FAT Lungimea numelor este limitată de binecunoscuta schemă 8.3 (8 caractere - numele în sine, 3 caractere - extensia numelui), iar în UNIX System V numele nu poate conține mai mult de 14 caractere.

Cu toate acestea, este mult mai convenabil pentru utilizator să lucreze cu nume lungi, deoarece acestea vă permit să acordați fișierului un nume cu adevărat mnemonic, prin care, chiar și după o perioadă destul de lungă de timp, vă puteți aminti ce conține acest fișier. Prin urmare, sistemele de fișiere moderne tind să accepte nume lungi de fișiere simbolice.

De exemplu, Windows NT specifică în sistemul său de fișiere NTFS că un nume de fișier poate avea până la 255 de caractere, fără a lua în considerare caracterul nul final.

Trecerea la nume lungi creează o problemă de compatibilitate cu aplicațiile create anterior care folosesc nume scurte. Pentru ca aplicațiile să acceseze fișiere conform convențiilor acceptate anterior, sistemul de fișiere trebuie să fie capabil să furnizeze nume scurte (alias-uri) echivalente pentru fișierele care au nume lungi. Astfel, una dintre sarcinile importante devine problema generării unor nume scurte adecvate.

Numele simbolice pot fi de trei tipuri: simple, compuse și relative:

1. Nume simplu identifică un fișier într-un singur director, atribuit fișierelor ținând cont de nomenclatura simbolului și lungimea numelui.
2. Numele complet este un lanț de nume simbolice simple ale tuturor directoarelor prin care trece calea de la rădăcină la un anumit fișier, nume de disc, nume de fișier. Prin urmare, Numele complet este compozit, in care nume simple separate unele de altele prin separatorul adoptat în OS.
3. Dosarul poate fi de asemenea identificat nume relativ. Numele relativ al fișierului este determinat prin conceptul de „director curent”. În orice moment, unul dintre directoare este curent, iar acest director este selectat de utilizator însuși la comanda sistemului de operare. Sistemul de fișiere captează numele directorului curent, astfel încât să îl poată utiliza apoi ca o completare a numelor relative pentru a forma numele de fișier complet calificat.

Într-o structură de fișiere de tip arbore, există o corespondență unu-la-unu între un fișier și numele complet - „un fișier - un nume complet”. Într-o structură de fișiere de rețea, un fișier poate fi inclus în mai multe directoare, ceea ce înseamnă că poate avea mai multe nume complete; Corespondența aici este „un fișier - multe nume complete”.

Pentru fișierul 2.doc, definiți toate cele trei tipuri de nume, cu condiția ca directorul curent să fie directorul 2008_year.

• Nume simplu: 2.doc
• Nume complet: C:\2008_year\Documents\2.doc
• Nume relativ: Documents\2.doc

Atributele fișierului

O caracteristică importantă a unui fișier sunt atributele acestuia. Atribute– acestea sunt informații care descriu proprietățile fișierelor. Exemple de atribute posibile de fișier:

• Atribut numai citire;
• Semnează „fișier ascuns” (Hidden);
• Semn " fișier de sistem"(Sistem);
• Semn " fișier de arhivă"(Arhiva);
• Tip fișier ( dosar obișnuit, director, fisier special);
• Proprietarul dosarului;
• Creator de fișiere;
• Parola pentru accesarea fișierului;
• Informații despre operațiunile permise de acces la fișiere;
• Timpul creației, ultimul accesși ultima modificare;
• Dimensiunea curentă a fișierului;
• Dimensiunea maximă a fișierului;
• Semnează „temporar (elimină după finalizarea procesului)”;
• Semn de blocare.

Pe sistemele de fișiere tipuri diferite pot fi folosite diferite seturi de atribute pentru a caracteriza fișierele (de exemplu, într-un sistem de operare cu un singur utilizator, setul de atribute nu va conține caracteristici legate de utilizator și securitate (creatorul fișierului, parola pentru accesarea fișierului etc. .).

Utilizatorul poate accesa atribute folosind facilitățile oferite în acest scop de sistemul de fișiere. De obicei, puteți citi valorile oricăror atribute, dar modificați doar unele, de exemplu, puteți modifica drepturile de acces ale unui fișier, dar nu puteți modifica data creării sau dimensiunea curentă a fișierului.

Permisiuni pentru fișiere

Definirea drepturilor de acces la un fișier înseamnă definirea pentru fiecare utilizator a unui set de operațiuni la care poate aplica acest fișier. Diferite sisteme de fișiere pot avea propria listă de operațiuni de acces diferențiate. Această listă poate include următoarele operațiuni:

• crearea de fișiere.
• distrugerea fișierului.
• scrierea într-un fișier.
• deschiderea unui dosar.
• închiderea dosarului.
• citind din fisier.
• adăugare de fișiere.
• cauta in fisier.
• obținerea atributelor fișierului.
• stabilirea de noi valori de atribut.
• redenumire.
• execuția fișierului.
• citirea unui catalog etc.

În cazul cel mai general drepturi de acces poate fi descris printr-o matrice de drepturi de acces, în care coloanele corespund tuturor fișierelor din sistem, rândurile corespund tuturor utilizatorilor, iar la intersecția rândurilor și coloanelor sunt indicate operațiunile permise:

Pe unele sisteme, utilizatorii pot fi împărțiți în categorii separate. Pentru toți utilizatorii din aceeași categorie, sunt definite drepturi de acces uniforme, de exemplu în sistem UNIX toți utilizatorii sunt împărțiți în trei categorii: proprietarul fișierului, membrii grupului său și toți ceilalți.

Sistemul de fișiere vă permite să organizați programe și date și să organizați gestionarea ordonată a acestor obiecte.

Pentru sisteme de operare calculatoare personale Conceptul de sistem de fișiere care stă la baza sistemului de operare Unix a lăsat o amprentă profundă. În sistemul de operare Unix, subsistemul I/O unifică modul de a accesa atât fișierele, cât și dispozitiv periferic. Un fișier este înțeles ca un set de date de pe un disc, terminal sau alt dispozitiv.

Sistemul de fișiere este o parte funcțională a sistemului de operare care efectuează operațiuni asupra fișierelor. Sistemul de fișiere vă permite să lucrați cu fișiere și directoare (directoare) indiferent de conținutul, dimensiunea, tipul acestora etc.

Sistemul de fișiere este un sistem de management al datelor.

Un sistem de management al datelor este un sistem în care utilizatorii sunt eliberați de majoritatea manipulărilor fizice ale fișierelor și se pot concentra în primul rând pe proprietățile logice ale datelor.

Sistemele de fișiere ale sistemului de operare creează pentru utilizatori un fel de reprezentare virtuală a dispozitivelor de stocare externe, permițându-le să lucreze cu nu la un nivel scăzut de comenzi de control dispozitive fizice, și pe nivel inalt seturi și structuri de date.

Sistem de fișiere (scop):

• ascunde imaginea locației reale a informațiilor în memoria externă;
• asigură independența programelor față de configurația specifică a computerului ( nivel logic lucrul cu fișiere);
• oferă răspunsuri standard la erorile care apar în timpul schimbului de date.

Structura fișierului

Întreaga colecție de fișiere de pe disc și relațiile dintre ele se numește structură de fișiere. Sistemele de operare dezvoltate au o structură de fișiere ierarhică - pe mai multe niveluri, organizate sub formă de arbore.

Se folosește o structură de directoare arborescentă - arbore de directoare. Împrumutat de la Unix. Structura ierarhica – structura unui sistem ale cărui părți (componente) sunt legate prin relații de includere sau subordonare.

Structura ierarhică este reprezentată de un arbore orientat, în care vârfurile corespund componentelor, iar arcurile corespund conexiunilor.

Arborele directoarelor G drive

Un arbore direcționat este un grafic cu un vârf (rădăcină) selectat, în care între rădăcină și orice vârf se află singura cale. În acest caz, sunt posibile două opțiuni de orientare: fie toate căile sunt orientate de la rădăcină la frunze, fie toate căile sunt orientate de la frunze la rădăcină.

Arborii sunt folosiți pentru a descrie și proiecta structuri ierarhice.

Rădăcina este poziția de pornire, frunzele sunt poziția finală.

Secțiuni

În timpul procesului de formatare, orice disc dur sau magneto-optic poate fi împărțit în mai multe părți și tratat ca discuri separate (independente). Aceste părți sunt numite secțiuni sau unități logice. Împărțirea discului în mai multe unități logice poate fi necesar deoarece sistemul de operare nu poate gestiona discuri mai mari de o anumită dimensiune. Foarte convenabil pentru stocarea datelor și programe de utilizator separat de programele de sistem (OS), deoarece sistemul de operare poate „zbura de pe computer”.

Capitol– zona discului. Sub disc logic (partiție)într-un computer ne referim la orice mediu de stocare cu care sistemul de operare funcționează ca un singur obiect întreg.

Numele unității– desemnarea unității logice; intrare în directorul rădăcină.

Unitățile logice (partițiile) sunt desemnate cu litere latine A, B, C, D, E, ... (32 de litere de la A la Z).

Literele A, B sunt rezervate pentru dischete.

C este hard disk-ul de pe care este de obicei încărcat sistemul de operare.

Literele rămase sunt unități logice, CD-uri etc. Suma maximă unități logice pentru sistemul de operare Windows - fără sfârșit.

ÎN tabel de partiții sunt indicate locația începutului și sfârșitului acestei secțiuni și numărul de sectoare din această secțiune (locația și dimensiunea).

Structura de fișiere a unei unități logice

Pentru a accesa informațiile de pe disc conținute într-un fișier, trebuie să cunoașteți adresa fizică a primului sector (numărul suprafeței + numărul piesei + numărul sectorului), numărul total de clustere ocupate de acest fișier, adresa următorului cluster dacă dimensiunea fișierului este mai mare decât dimensiunea unui cluster

Elemente structura fișierului:

sector de pornire (bootstrap, sectorul de boot);

masa plasarefişiere (FAT – Tabel de alocare a fișierelor);

directorul rădăcină (Director rădăcină);

zona de date (spațiul liber rămas pe disc).

Boot-sector

Boot-sector – primul sector (inițial) al discului. Situat pe 0-side, 0-track.

Sectorul de pornire conține informații de service:

dimensiunea clusterului de discuri (clusterul este un bloc care combină mai multe sectoare într-un grup pentru a reduce dimensiunea tabelului FAT);

locația tabelului FAT (în sectorul de boot există un pointer către locul în care se află tabelul FAT);

Mărimea mesei FAT;

numărul de tabele FAT (există întotdeauna cel puțin 2 copii ale tabelului pentru a asigura fiabilitatea și securitatea, deoarece distrugerea FAT duce la pierderea informațiilor și este dificil de recuperat);

adresa de la începutul directorului rădăcină și dimensiunea maximă a acestuia.

Sectorul de boot conține blocul de pornire (bootloader) - înregistrarea de pornireÎnregistrare de pornire.

Încărcătorul este un program utilitar care plasează programul executabil RAMși îl aduce într-o stare de pregătire pentru execuție.

FAT (Tabel de alocare a fișierelor)

FAT (File Allocation Table) – tabel de alocare a fișierelor. Acesta definește ce zone ale discului aparțin fiecărui fișier Zona de date a discului este reprezentată în sistemul de operare ca o secvență de clustere numerotate.

GRAS este o serie de elemente care se adresează clusterelor din zona de date a discului. Fiecare grup de zone de date corespunde unui element FAT. Elementele FAT servesc ca un lanț de referințe la grupurile de fișiere din zona de date.

Structura tabelului de alocare a fișierelor:

FAT constă din elemente de 16/32/64 de biți. În total, tabelul poate conține până la 65520 de astfel de elemente, fiecare dintre ele (cu excepția primelor două) corespunde unui cluster de discuri. Un cluster este o unitate care alocă spațiu într-o zonă de date de pe un disc pentru fișiere și directoare. Primele două elemente de tabel (numerotate 0 și 1) sunt rezervate, iar fiecare dintre elementele de tabel rămase descrie starea clusterului de discuri cu același număr. Elementul poate indica faptul că clusterul este liber, că clusterul este defect, că clusterul aparține fișierului și este ultimul cluster din fișier. Dacă un cluster aparține unui fișier și nu este ultimul său cluster, atunci elementul tabelului conține numărul următorului cluster din acest fișier.

GRAS- extrem element important structura fișierului. Încălcările în FAT pot duce la pierderea completă sau parțială a informațiilor pe tot parcursul unitate logică. De aceea, pe disc sunt stocate două copii ale FAT. Exista programe speciale, care monitorizează starea FAT și corectează încălcările.

Necesar pentru diferite sisteme de operare versiuni diferite GRAS

Windows 95 FAT 16, FAT 32

Windows NT (XP) NTFS

Novell Netware TurboFAT

UNIX NFS, ReiserFS

Structura logică a mediului de stocare

Sistemul de operare, care este baza pentru funcționarea oricărui echipamente informatice, organizează lucrul cu date electronice, urmând un anumit algoritm, în lanțul căruia sistemul de fișiere nu este nerevendicat. Ce este un sistem de fișiere în general și în ce tipuri sunt aplicabile timpuri moderneși vom încerca să o schițăm în acest articol.

Descrierea caracteristicilor generale ale sistemului de fișiere

FS- aceasta, așa cum sa indicat deja mai sus, este o parte a sistemului de operare care este direct legată de plasarea, ștergerea, mutarea informatii electronice pe un anumit mediu, precum și siguranța acestuia utilizare ulterioară in viitor. Această resursă este aplicabilă și în cazurile în care este necesară restaurarea informațiilor pierdute din cauza unei defecțiuni software ca atare. Adică, este instrumentul principal pentru lucrul cu fișiere electronice.

Tipuri de sisteme de fișiere

Pe fiecare dispozitiv de calculator este aplicabil un tip special de FS. Următoarele tipuri sunt deosebit de comune:

Proiectat pentru hard disk-uri;
- destinat benzilor magnetice;
- destinat mediilor optice;
- virtuale;
- rețea.

Desigur, principala unitate logică a lucrului cu date electronice este un fișier, adică un document cu informații de o anumită natură sistematizate în el, care are propriul nume, ceea ce face mai ușor pentru utilizator să lucreze cu un flux mare de electronice. documente.
Așadar, absolut tot ceea ce folosește sistemul de operare este transformat în fișiere, indiferent dacă este vorba de text sau imagini, sau sunet, sau video, sau fotografii. Printre altele, șoferii și biblioteci de software, au și o transcriere a acestora.

Fiecare unitate de informații are un nume, o extensie specifică, dimensiune, caracteristici inerente și tip. Dar FS este totalitatea lor, precum și principiile de lucru cu toți.

În funcție de ce caracteristici specifice sunt inerente sistemului, acesta va funcționa eficient cu astfel de date. Și aceasta este o condiție prealabilă pentru a-l clasifica în tipuri și tipuri.

O privire asupra sistemului de fișiere din perspectiva programării

Când studiați conceptul de sistem de fișiere, ar trebui să înțelegeți că aceasta este o componentă cu mai multe niveluri, primul dintre care este dominat de un transformator de sistem de fișiere, care asigură interacțiunea eficientă între sistemul în sine și o aplicație software specifică. El este cel care este responsabil pentru conversia cererii de date electronice într-un format specific, care este recunoscut de șoferi, ceea ce presupune o muncă eficientă cu fișierele, adică acestea sunt accesibile.

U aplicatii moderne, care au un standard client-server, cerințele pentru FS sunt foarte mari. La urma urmelor sisteme moderne pur și simplu trebuie să ofere cel mai eficient acces la toate tipurile de unități electronice disponibile, precum și să ofere un suport extraordinar pentru media volume mari, precum și să stabilească protecția tuturor datelor împotriva accesului nedorit al altor utilizatori, precum și să asigure integritatea informațiilor stocate în format electronic.

Mai jos vom analiza toate FS-urile existente și avantajele și dezavantajele acestora.

GRAS
Acesta este cel mai vechi tip de sistem de fișiere, care a fost dezvoltat în 1977. A funcționat cu OS 86-DOS și nu este capabil să funcționeze cu medii de stocare hard și este proiectat pentru tipuri flexibile și stocare de informații de până la un megaoctet. Dacă limitarea dimensiunii informațiilor nu este relevantă astăzi, atunci alți indicatori rămân neschimbați la cerere.

Acest sistem de fișiere a fost folosit de o companie de dezvoltare lider aplicații software– Microsoft pentru sisteme de operare precum MS-DOS 1.0.
Fișierele acestui sistem au o serie de proprietăți caracteristice:

Numele unității de informații trebuie să conțină o literă sau un număr la început, iar conținutul suplimentar al numelui poate include diferite simboluri de la tastatura computerului;
- numele fișierului nu trebuie să depășească opt caractere; la sfârșitul numelui este plasat un punct, urmat de o extensie de trei litere;
- orice registru de aspect al tastaturii poate fi folosit pentru a crea un nume de fișier.

Încă de la începutul dezvoltării sale, sistemul de fișiere FAT a fost menit să lucreze cu sistemul de operare DOS; nu a fost interesat să salveze date despre utilizatorul sau proprietarul informațiilor.

Datorită diferitelor modificări ale acestui FS, a devenit cel mai popular în vremurile moderne și pe baza lui funcționează cele mai inovatoare sisteme de operare.

Acest sistem de fișiere este capabil să salveze fișierele neschimbate dacă echipamentul informatic este oprit incorect din cauza, de exemplu, că bateria nu este încărcată sau luminile sunt stinse.

Multe sisteme de operare cu care funcționează FAT au anumite utilitare software, corectând și verificând arborele de conținut FS în sine și fișierele.

NTFS
Sistemul modern de fișiere NTFS funcționează cu sistemul de operare Windows NT; în principiu, acesta a fost vizat. Include utilitarul de conversie, care este responsabil pentru conversia volumelor din formatul HPFS sau FAT în formatul de volum NTFS.

Este mai modernizat în comparație cu prima opțiune descrisă mai sus. Această versiune a extins capacitățile privind controlul accesului direct la toți unități informaționale. Aici puteți utiliza multe atribute utile, compresia dinamică a fișierelor și toleranța la erori. Unul dintre avantajele sale este suportul pentru cerințele standardului POSIX.

Acest sistem de fișiere vă permite să creați fișiere de informații cu nume de până la 255 de caractere.

Dacă sistemul de operare care funcționează cu acest sistem de fișiere eșuează, atunci nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la siguranța tuturor fișierelor. Ele rămân intacte și nevătămate, deoarece acest tip de sistem de fișiere are proprietatea de auto-vindecare.

O caracteristică a sistemului de fișiere NTFS este structura sa, care este prezentată sub forma unui tabel specific. Primele șaisprezece intrări din registru sunt conținutul sistemului de fișiere însuși. Fiecare unitate electronică individuală are, de asemenea, forma unui tabel, care conține informații despre tabel, un fișier oglindă în format MFT, un fișier de înregistrare utilizat atunci când este necesar să restabiliți informațiile și datele ulterioare - acestea sunt informații despre fișierul în sine și datele sale care au fost salvate direct pe hard disk.

Toate comenzile executate cu fișiere tind să fie salvate, ceea ce ajută sistemul ulterior să se recupereze singur după o defecțiune a sistemului de operare cu care lucrează.

EFS
Un sistem de fișiere foarte comun este EFS, care este considerat criptat. Funcționează cu sistemul de operare Windows. Acest sistem face ca fișierele să fie stocate pe hard disk în formă criptată. Aceasta este cea mai eficientă protecție pentru toate fișierele.
Criptarea este setată în proprietățile fișierului folosind o casetă de selectare de lângă fila care indică posibilitatea de criptare. Folosind această funcție, puteți specifica cine poate vizualiza fișierele, adică cine are permisiunea de a lucra cu ele.

BRUT
Elementele fișierelor sunt cele mai vulnerabile unități de programare. La urma urmei, acestea sunt informațiile care sunt stocate pe discurile computerelor. Ele pot fi deteriorate, îndepărtate, ascunse. În general, munca utilizatorului vizează exclusiv crearea, salvarea și mutarea acestora.
Sistemul de operare nu arată întotdeauna proprietățile ideale ale funcționării sale și are tendința de a eșua. Acest lucru se întâmplă din mai multe motive. Dar acum nu este vorba despre asta.

Mulți utilizatori se confruntă cu o notificare pe care o au Sistem RAW. Este cu adevărat FS sau nu? Mulți oameni își pun această întrebare. Se pare că acest lucru nu este în întregime adevărat. Dacă o explicăm la nivel de limbaj de programare, atunci RAW este o eroare, și anume o eroare logică care este deja încorporată în sistem de operare Windows pentru a-l proteja de eșec. Dacă echipamentul oferă mesaje despre RAW, atunci trebuie să rețineți că structura sistemului de fișiere este în pericol, nu funcționează corect sau este în pericol de distrugere treptată.

Dacă o astfel de problemă este evidentă, atunci nu veți putea accesa un singur fișier de pe computer și, de asemenea, va refuza să execute alte comenzi operaționale.

UDF
Acesta este sistemul de fișiere pentru discuri optice, care are propriile sale caracteristici:

Numele fișierelor nu trebuie să depășească 255 de caractere;
- cazul nominal poate fi fie inferior, fie superior.

Funcționează cu sistemul de operare Windows XP.

EXFAT
Și un alt sistem de fișiere modern este EXFAT, care este un fel de intermediar între Windows și Linux, asigurând transformarea efectivă a fișierelor de la un sistem la altul, deoarece serviciile lor de găzduire de fișiere sunt diferite. Este utilizat pe dispozitive portabile de stocare, cum ar fi unitățile flash.

Din cele scrise mai sus, putem trage concluzia corectă. Fiecare sistem de fișiere caracterizat are propriile caracteristici și creează anumite formate de fișiere. Acesta este motivul pentru care uneori nu puteți accesa unele fișiere, ceea ce înseamnă că au fost create într-un sistem de fișiere complet diferit pe care al dvs. nu îl poate recunoaște.

Sperăm că informațiile prezentate în acest articol vă vor ajuta să evitați multe probleme atunci când lucrați cu fișiere de informații. Acum puteți determina independent cu ce FS funcționează sistemul de operare al computerului dvs. și cu ce date trebuie să lucrați zilnic în fluxul procesării lor operaționale sistematice.