Sistem de fișiere (sistem de fișiere în limba engleză) - un regulament care determină metoda de organizare, stocare și denumire a datelor pe mediile de stocare. Acesta definește formatul pentru stocarea fizică a informațiilor care sunt de obicei grupate sub formă de fișiere. Un sistem de fișiere specific determină dimensiunea unui nume de fișier (dosar), dimensiunea maximă posibilă a fișierului și a partiției și un set de atribute de fișier. Unele sisteme de fișiere oferă servicii, cum ar fi controlul accesului sau criptarea fișierelor.

Sistemul de fișiere conectează mediul de stocare, pe de o parte, și API-ul pentru accesarea fișierelor, pe de altă parte. Când un program de aplicație accesează un fișier, nu are idee cum se află informațiile într-un anumit fișier, precum și pe ce tip fizic de suport (CD, hard disk, bandă magnetică sau unitate de memorie flash) este înregistrată. Tot ce știe programul este numele fișierului, dimensiunea și atributele acestuia. Acesta primește aceste date de la driverul sistemului de fișiere. Este sistemul de fișiere care determină unde și cum va fi scris fișierul pe suport fizic (de exemplu, un hard disk).

Din punctul de vedere al sistemului de operare, întregul disc este un set de clustere de 512 octeți și mai mult. Driverele sistemului de fișiere organizează clustere în fișiere și directoare (care sunt de fapt fișiere care conțin o listă de fișiere din acel director). Aceleași drivere țin evidența clusterelor care sunt utilizate în prezent, care sunt gratuite și care sunt marcate ca eșuate.

Cu toate acestea, sistemul de fișiere nu este neapărat legat direct de mediul fizic de stocare. Există sisteme de fișiere virtuale, precum și sisteme de fișiere de rețea, care sunt doar o modalitate de a accesa fișierele care se află pe un computer la distanță.

Cum funcționează sistemul de fișiere. Pentru fiecare fișier, Windows creează o cale care este numele unității locale și numele directoarelor și subdirectoarelor. Astfel, calea este un fel de adresă unde programul găsește fișierul. Veți găsi calea către câteva fișiere utile în bara laterală de mai jos. Când un program are nevoie de un anumit fișier, acesta trimite o solicitare către Windows, pe care sistemul de operare o transmite sistemului de fișiere. Folosind calea, sistemul de fișiere determină locația fizică a obiectului de pe hard disk și îl transmite Windows. Sistemul de fișiere creează o bază de date care mapează diverse adrese de fișiere de pe hard disk la căile lor respective. În popularul sistem de fișiere NTFS, o astfel de bază de date se numește MFT (Master File Table).

De ce copierea durează mai mult decât mutarea. Când un fișier este mutat, se modifică doar intrarea din tabelul principal de fișiere, în timp ce adresa fișierului stocat pe hard disk rămâne aceeași. La copiere, sistemul de fișiere trebuie să salveze din nou datele, iar acest lucru durează de obicei.

Orez. 3.8. Copiere fișiere

Dacă ordinea este păstrată în sistemul de fișiere. Ca un depozit, un hard disk devine aglomerat în timp. Fișierele vechi sunt șterse sau suprascrise în zone libere, se adaugă date noi... În plus, Windows salvează fișierele în primele sectoare libere de pe disc care vin la îndemână, împărțind fișierele în mai multe părți (fragmente) - dacă nu se încadrează în zona liberă. Prin urmare, în timp, mai multe adrese încep să corespundă aceleiași căi, iar timpul de deschidere a unui fișier mare, cum ar fi o fotografie, crește constant. Defragmentarea vă permite să restabiliți integritatea fișierelor, crescând astfel viteza computerului dvs.

Prin ce diferă sistemele de fișiere? Unul dintre mai multe sisteme de fișiere poate fi utilizat în funcție de cerințele de stocare. Principala diferență între sistemele de fișiere este dimensiunea maximă permisă a fișierului.

Care sunt sistemele de fișiere. Calculatoarele folosesc cinci tipuri de sisteme de fișiere.

FAT16 (Tabelul de alocare a fișierelor 16). A fost dezvoltat în 1983 și a putut funcționa corect doar cu fișiere de până la 2 GB. Avea permisiunea de a utiliza unități de date cu o capacitate de cel mult 4 GB și de a stoca cel mult 65.536 de fișiere. Acest sistem de fișiere învechit a fost acum înlocuit cu FAT32 și NTFS.

FAT32. Datorită faptului că cantitatea de date care era stocată pe hard disk era în continuă creștere, în 1997 a fost introdus sistemul de fișiere FAT32. Acceptă fișiere de până la 4 GB, hard disk-uri de până la aproximativ 8 TB și poate stoca aproximativ 270 de milioane de fișiere. Pe lângă Windows 95 și versiuni ulterioare, alte sisteme de operare pot folosi și sistemul de fișiere FAT32, cum ar fi Mac OS X de la Apple. În prezent, dimensiunea medie a fișierului a crescut semnificativ - de exemplu, volumul unui videoclip este mult mai mare de 4 GB, așa că este logic să utilizați FAT32 numai pe unități amovibile (unități flash sau hard disk-uri externe).

NTFS (New Technology File System). Acesta este în prezent sistemul de fișiere standard pentru Windows. Poate gestiona dimensiuni de fișiere de neconceput până acum de 16 TB și acceptă hard disk-uri de până la 256 TB. Sistemul de fișiere vă permite să stocați un număr aproape nelimitat de fișiere - mai mult de 4 miliarde.În cazul în care sunt utilizate fișiere mari și hard disk-uri mai mari, funcțiile NTFS pot fi extinse. Un alt avantaj al sistemului este înregistrarea. Cu ajutorul acestei tehnologii, toate modificările aduse fișierelor NTFS sunt scrise mai întâi într-o zonă separată de pe hard disk. Acest lucru previne pierderea datelor în timp ce sunt stocate, cum ar fi în timpul unei întreruperi de curent.

exFAT (Extended File Allocation Table). A fost creat pentru carduri de memorie pentru a putea stoca fișiere mai mari. Cu toate acestea, exFAT funcționează numai pe Windows cu ServicePack 2 sau o versiune ulterioară, pe Windows Vista cu ServicePack 1 sau pe Windows 7. Deoarece numai Windows acceptă acest sistem de fișiere, acesta este aproape niciodată utilizat.

HSF+ (Hierarhical File System+). Sistemul de fișiere standard în sistemele de operare Mac OS. La fel ca NTFS, este potrivit pentru fișiere și hard disk-uri foarte mari. Acesta este un sistem de fișiere jurnalizat. Dacă doriți să utilizați un hard disk HSF+ în Windows, trebuie să instalați un program suplimentar, cum ar fi MacDrive.

Ce se întâmplă la mutare, copiere și ștergere. Nu toate operațiunile efectuate în Windows sau alte sisteme de operare cu fișiere în fereastra Explorer duc la transformări fizice pe hard disk. În multe cazuri, este suficient să faceți mici modificări în tabelul principal de fișiere. Imaginile de mai jos demonstrează clar ce se întâmplă cu adevărat pe hard disk și în sistemul de fișiere în timpul procesului de mutare, copiere și ștergere a diferitelor obiecte (fișiere și foldere) în Windows.

Orez. 3.9. Operații pe fișiere

Este posibil să schimbați sistemul de fișiere. Da, dar pentru aceasta trebuie să formatați hard disk-ul. Din ce sisteme de fișiere vor fi oferite alegerea depinde de sistemul de operare instalat sau de programul cu care se realizează formatul. Pe Windows, de exemplu, acestea sunt FAT32 și NTFS. Când utilizați un hard disk exclusiv în computere bazate pe Windows, se recomandă, datorită tuturor avantajelor enumerate, să selectați NTFS ca sistem de fișiere. Dacă intenționați să conectați un hard disk extern la Mac în scopul transferului de date, FAT32 este singura opțiune. În acest caz, apare următoarea problemă: deși atunci când utilizați FAT32, Windows poate funcționa cu hard disk-uri de orice capacitate, totuși, în timpul procesului de formatare, dimensiunea maximă a unei partiții sau hard disk este limitată la 32 GB. Ieșire: Folosind software-ul de hard disk precum Paragon Disk Manager, vă puteți formata întregul hard disk în FAT32.

Ce sunt bibliotecile. Windows 7 a introdus o funcție suplimentară de gestionare a fișierelor numită Biblioteci. Sunt disponibile patru tipuri de biblioteci: Video, Documente, Imagini și Muzică. Acestea afișează toate fișierele de tipul corespunzător în același folder, indiferent de locația lor. Și deși fișierele nu sunt localizate fizic în folderele bibliotecii, puteți efectua orice operațiune asupra lor, fie că sunt copiate, redenumite și ștergere, direct în biblioteca corespunzătoare. Unele programe, printre care Picasa, folosesc și biblioteci pentru a organiza fișierele în mod rațional. Ei pot chiar căuta imagini sau alte fișiere de pe hard disk.

Cum accesează programele datele. Toate programele care doresc să acceseze hard disk-ul trimit mai întâi o solicitare către Windows care conține calea unde se află fișierul. Sistemul de operare îl direcționează apoi către tabelul sistemului de fișiere. Acest tabel conține adresa fizică a fișierului unde poate fi găsit pe hard disk. Folosind această adresă, sistemul de fișiere găsește fișierul dorit și îl transferă în sistemul de operare. Windows potrivește fișierul primit cu cererea corespunzătoare și îl trimite programului care a trimis solicitarea. După aceea, programul deschide fișierul, de exemplu în Microsoft Word, făcând astfel posibilă editarea acestuia. Cu fiecare modificare ulterioară a fișierului, cum ar fi salvarea sau ștergerea, programul inițiază o nouă solicitare.

Orez. 3.10. Organizarea accesului la date

Lucrăm cu sistemul de fișiere. Funcționarea sistemului de fișiere este ascunsă de ochii utilizatorului. Și totuși, are ocazia să intervină în acest proces - să afle cu ajutorul programelor sociale tipul de sistem de fișiere de pe hard disk-ul computerului său și, dacă este necesar, să îl convertească în altul.

Orez. 3.11. Lucrul cu sistemul de fișiere

Pentru a răspunde la întrebarea - ce este un sistem de fișiere, trebuie să înțelegeți cum sunt stocate informațiile pe computer.

Cred că nu este un secret pentru nimeni faptul că toate informațiile de pe un computer sunt stocate sub formă de fișiere. Filmele, muzica și orice alte documente cu care lucrăm sunt toate fișiere aflate pe hard disk-ul computerului. El se ocupă de organizarea și prelucrarea dosarelor Sistemul de fișiere.

Când trebuie să efectuăm o acțiune asupra unui fișier, cum ar fi deschiderea sau salvarea acestuia, Windows face o cerere adecvată către sistemul de fișiere, care efectuează toate acțiunile necesare.

Este posibil să fi auzit termenul „”. Acest concept este direct legat de Sistemul de fișiere. La formatare, discul este partiționat, adică este creat un sistem de fișiere.

Dacă ați achiziționat un hard disk nou, nu veți putea scrie informații pe acesta fără să îl formatați mai întâi. Noul hard disk nu are un sistem de fișiere și din acest motiv pur și simplu nu există nicio modalitate de a scrie informații pe acesta.

Acum să ne ocupăm de ce este un sistem de fișiere.

În mod convențional, poate fi prezentat sub forma unui tabel. Adică, hard disk-ul computerului, atunci când este formatat, este marcat în celule care sunt numite clustere. Fiecare cluster ocupă o anumită cantitate de spațiu pe disc. Când scriem informații ca fișier pe disc, atunci un astfel de fișier este plasat într-un anumit cluster. Dacă dimensiunea fișierului este mai mare decât dimensiunea clusterului, atunci o parte a fișierului este plasată într-un cluster liber adiacent și așa mai departe.

Utilizatorii nici măcar nu sunt conștienți de această caracteristică a sistemului de fișiere, deoarece sistemul de fișiere împarte (fragmente) în mod independent fișierele în părți atunci când este scris și, în consecință, asambla fișierul în părți atunci când este deschis.

În acest moment, cel mai utilizat sistem de fișiere este NTFS. Predecesorul său, sistemul de fișiere FAT32, pierde treptat teren și este folosit din ce în ce mai puțin.

Nu este nevoie să știți diferența dintre sistemele de fișiere NTFS și FAT32. Același sistem de fișiere NTFS are mai multe varietăți și nu are sens ca un simplu utilizator să se aprofundeze în aceste subtilități. Este suficient să știți că la instalare Windows XP, Windows 7 sau Windows 8 ar trebui să formatați discul de sistem exact în sistemul de fișiere NTFS.

Pentru mai multe informații despre ce este un sistem de fișiere, precum și despre procesul de formatare a discurilor, vedeți videoclipul:

Nu rata ocazia de a face o faptă bună:

Sistemul de fișiere- aceasta este o parte a sistemului de operare, al cărei scop este de a organiza munca eficientă cu datele stocate în memoria externă și de a oferi utilizatorului o interfață convenabilă atunci când lucrează cu astfel de date. Organizarea stocării informațiilor pe un disc magnetic nu este ușoară. Acest lucru necesită, de exemplu, o bună cunoaștere a dispozitivului de control al discului, a caracteristicilor de lucru cu registrele acestuia. Interacțiunea directă cu discul este prerogativa componentei sistemului I/O a sistemului de operare, numită driver de disc. Pentru a salva utilizatorul de computer de complexitatea interacțiunii cu hardware-ul, a fost inventat un model abstract clar 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 dosarelor. Asocierea unui nume de fișier cu spațiul de memorie extern alocat.

2. Distribuția memoriei externe între fișiere. Pentru a lucra cu un anumit fișier, utilizatorul nu trebuie să aibă informații despre locația acestui fișier pe un mediu de stocare extern. De exemplu, pentru a încărca un document în editor de pe un hard disk, nu trebuie să știm pe ce parte a cărui disc magnetic, pe ce cilindru și în ce sector se află documentul dat.

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 partajării fișierelor 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 un set numit de informații conexe scrise în stocarea secundară. Pentru majoritatea utilizatorilor, sistemul de fișiere este partea cea mai vizibilă a sistemului de operare. 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. Cel mai simplu cuprins al volumului și elementelor 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 cuprins simplu (abstract), un cuprins pentru un volum (disc, pachet de discuri), care are nume diferite în diferite sisteme de operare - VTOC - Volume Table of Content (Volume Table of Contents), FAT - Tabelul de alocare a fișierelor (File Allocation Table), FDT - File Definition Table (File Definition Table), etc., este prezentat în fig. unu.

Orez. 1. Cel mai simplu cuprins al volumului

Este format din trei zone:

· zona de fișiere. Acesta este un tabel care, de obicei, are un număr limitat (în exemplul de mai sus) N=6) numărul de rânduri N(în MS-DOS, de exemplu, N=500, adică nu mai mult de 500 de dosare). Numar de coloane M(în exemplu M= 5) este de obicei ales din acele considerente că 85 -95% din fișierul creat de utilizator ar conține nu 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-ului. Prima coloană a tabelului din fiecare rând (Înregistrarea titlului) conține date despre fișier, în acest exemplu, numele fișierului;

· zona de preaplin- un tabel suplimentar cu o structură similară, în care sunt înregistrate numărul de blocuri ale fișierelor deosebit de lungi (în exemplu - File_l). Organizarea tabelului de alocare sub forma unei zone de fișiere și a unei zone de overflow economisește în mod evident dimensiunea tabelului în ansamblu, fără a limita în același timp lungimea probabilă a fișierului;

· lista de blocuri gratuite- informatiile necesare pentru plasarea fisierelor create sau extinse. Lista este creată în timpul inițializării și include toate blocurile, cu excepția celor deteriorate, și apoi corectată la crearea, ștergerea, modificarea fișierelor;

· lista de blocuri proaste. Acesta este un tabel creat în timpul inițializării (partiționării) unui volum (disc), completat de programe de diagnosticare (un exemplu dintre care sunt cunoscuții utilizatori NDD - Norton Disk Doctor) și împiedicând distribuirea zonelor deteriorate pe un suport magnetic. pentru fișierele 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 numărul 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 niciun bloc (deci fișierul a fost șters, dar înregistrarea antetului a fost păstrată);

· File_4 și File_l se referă la blocul # 3. Aceasta este o eroare deoarece fiecare bloc trebuie să fie alocat unui singur fișier;

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

38. Structura logică a partițiilor de disc pe exemplul sistemelor de fișiere compatibile cu IBM și MS

Numărul maxim de partiții primare este 4. Partiția activă este cea în care se află încărcătorul de sistem.

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

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

39. Sistem de fișiere FAT. Structura volumului FAT

40. Sistem de fișiere NTFS. Structura unui volum NTFS

41. Registrul Windows

42. Sisteme de operare ale familiei Windows NT

43. Unele module arhitecturale ale Windows NT

44. Managementul hard diskului în 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 OS Unix

48. Structura sistemului de operare Unix

49. Interfețele utilizator Unix

50. Procese de expediere (sarcini) în Unix

51. Sistemul de operare Linux și principalele sale avantaje

52. Implementarea modului grafic în sistemul de operare Linux

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

54. Fișierele de configurare de bază ale sistemului de operare Linux

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

56. Aplicații pentru sistemul de operare Linux

Sistemul de fișiere este o modalitate de organizare a stocării datelor pe medii de stocare. De asemenea, sistemul de fișiere determină lungimea numelui fișierului, dimensiunea maximă a fișierului și a secțiunii, atributele fișierului. În acest articol vom vorbi despre ce sunt sistemele de fișiere.

Sarcini pe care sistemul de fișiere ar trebui să le rezolve:

• denumirea fișierelor.
• interfață software pentru programele utilizator.
• protecția datelor de întreruperi de curent și erori hardware și software.
• stocarea parametrilor fișierului.

Sistemele de fișiere moderne pot fi împărțite în mai multe grupuri, în funcție de scopul lor:

• Sisteme de fișiere pentru medii cu acces aleatoriu (pentru unități flash): FAT32, HPFS, ext2 și multe altele.
• Sisteme de fișiere pentru medii de stocare cu acces secvențial (benzi magnetice): QIC etc.
• Sisteme de fișiere pentru discuri optice: ISO9660, HFS, UDF etc.
• Sisteme de fișiere virtuale: AEFS, etc.
• Sisteme de fișiere de rețea: NFS, SSHFS, CIFS, GmailFS etc.
• Sisteme de fișiere concepute exclusiv pentru: YAFFS, exFAT, ExtremeFFS.

Sisteme de fișiere populare:

GRAS este un sistem de fișiere dezvoltat de Bill Gates și Mark McDonald în anii 1970. Datorită simplității sale, este încă folosit în unități flash. Există trei versiuni ale sistemului de fișiere FAT: FAT12, FAT16 și FAT32. Aceste versiuni ale sistemului de fișiere FAT diferă prin bitness al înregistrărilor (numărul de biți care sunt rezervați pentru stocarea numărului clusterului). Adică, cu cât adâncimea de biți este mai mare, cu atât este mai mare volumul discului cu care poate lucra sistemul de fișiere FAT. Deci, pentru FAT32, dimensiunea maximă a discului este de 127 gigaocteți.

NTFS este un sistem de fișiere de nouă generație de la Microsoft. Acest sistem de fișiere este utilizat pentru toate sistemele de operare Microsoft Windows NT. NTFS a apărut pentru prima dată în 1993, împreună cu sistemul de operare Windows NT 3.1. În comparație cu FAT, sistemul de fișiere NTFS a primit un număr mare de îmbunătățiri. Deci, limita privind dimensiunea maximă a fișierului și a discului practic a dispărut. În plus, există suport pentru hard link-uri, criptare și compresie.

ext- un sistem de fișiere conceput special pentru sistemele de operare bazate pe nucleul Linux. Dezvoltarea a fost introdusă pentru prima dată în 1992. Acum există mai multe versiuni ale acestui sistem de fișiere: ext, ext2, ext3, ext3cow și ext4. Sistemul de fișiere ext4 este în prezent cea mai nouă și cea mai actuală versiune a ext, iar această versiune este folosită de majoritatea distribuțiilor Linux moderne.

Capacitatea sistemului de operare de a „proteja” complexitățile hardware-ului real se manifestă foarte clar într-unul dintre principalele subsisteme ale sistemului de operare - Sistemul de fișiere. Sistemul de operare virtualizează un set separat de date stocate pe o unitate externă ca fișier - o simplă secvență nestructurată de octeți care are un nume simbolic. Pentru confortul lucrului cu date, fișierele sunt grupate în cataloage, care, la rândul lor, formează grupuri - directoare de un nivel superior. Utilizatorul poate folosi sistemul de operare pentru a efectua acțiuni asupra fișierelor și directoarelor, cum ar fi căutarea după nume, ștergerea, afișarea conținutului pe un dispozitiv extern (de exemplu, pe un afișaj), modificarea și salvarea conținutului.

Pentru a reprezenta un număr mare de seturi de date împrăștiate aleatoriu pe cilindri și suprafețe ale discurilor de diferite tipuri, sub forma unei structuri ierarhice binecunoscute și convenabile de fișiere și directoare, sistemul de operare trebuie să rezolve multe probleme. Sistemul de fișiere OS convertește numele simbolice ale fișierelor cu care lucrează utilizatorul sau programatorul aplicației în adrese fizice de date de pe disc, organizează accesul partajat la fișiere și le protejează de accesul neautorizat.

Atunci când își îndeplinește funcțiile, sistemul de fișiere interacționează îndeaproape cu subsistemul extern de gestionare a dispozitivelor, care, la cererea sistemului de fișiere, transferă date între discuri și RAM.

Subsistemul de control al dispozitivelor externe, numit și subsistemul de intrare-ieșire, acționează ca o interfață pentru toate dispozitivele conectate la computer. Gama acestor dispozitive este foarte extinsă. Gama de produse de hard disk-uri, unități de dischetă, unități optice, imprimante, scanere, monitoare, plotere, modemuri, adaptoare de rețea și dispozitive I/O mai specializate, cum ar fi convertoarele A/D, poate rula în sute de modele. Aceste modele pot diferi semnificativ în setul și secvența de comenzi folosite pentru a face schimb de informații cu procesorul și memoria computerului, viteza de funcționare, codificarea datelor transmise, posibilitatea de partajare și multe alte detalii.

Un program care controlează un anumit model de dispozitiv extern și ia în considerare toate caracteristicile acestuia este de obicei numit conducător auto acest dispozitiv (din engleză drive - to manage, lead). Un driver poate controla un singur model de dispozitiv, cum ar fi modemul ZyXEL U-1496E, sau un grup de dispozitive de un anumit tip, cum ar fi orice modem compatibil Hayes. Este foarte important pentru utilizator ca sistemul de operare să includă cât mai multe drivere diferite, deoarece aceasta garantează posibilitatea de a conecta un număr mare de dispozitive externe de la diverși producători la computer. Succesul sistemului de operare pe piață depinde în mare măsură de disponibilitatea driverelor adecvate (de exemplu, lipsa multor drivere de dispozitive externe necesare a fost unul dintre motivele popularității scăzute a OS / 2).

Crearea driverelor de dispozitiv este realizată atât de dezvoltatorii unui anumit sistem de operare, cât și de specialiștii companiilor care produc dispozitive externe. Sistemul de operare trebuie să mențină o interfață bine definită între drivere și restul sistemului de operare, astfel încât dezvoltatorii de la companiile de dispozitive I/O să poată livra drivere pentru acel sistem de operare împreună cu dispozitivele lor.

Programatorii de aplicații pot folosi interfața driverului atunci când își dezvoltă programele, dar acest lucru nu este foarte convenabil - o astfel de interfață este de obicei operațiuni de nivel scăzut împovărate cu o mulțime de detalii.

Menținerea unei interfețe unificate de programare a aplicațiilor la nivel înalt pentru dispozitive I/O eterogene este una dintre cele mai importante sarcini ale sistemului de operare. De la apariția UNIX, această interfață unificată în majoritatea sistemelor de operare s-a bazat pe conceptul de acces la fișiere. Acest concept este că schimbul cu orice dispozitiv extern arată ca un schimb cu un fișier care are un nume și este o secvență nestructurată de octeți. Fișierul poate fi fie un fișier real de pe un disc, fie un terminal alfanumeric, o imprimantă sau un adaptor de rețea. Aici avem din nou de-a face proprietatea sistemului de operare de a înlocui hardware-ul real cu abstracții ușor de utilizat și de programator.

Sarcini ale sistemului de operare pentru gestionarea fișierelor și dispozitivelor

Subsistemul Input-Output al unui sistem de operare multiprogram, atunci când face schimb de date cu dispozitive externe ale unui computer, trebuie să rezolve o serie de sarcini generale, dintre care cele mai importante sunt următoarele:

Organizarea funcționării în paralel a dispozitivelor de intrare-ieșire și a procesorului;

Coordonarea cursurilor de schimb și stocarea datelor în cache;

Separarea dispozitivelor și a datelor între procese;

Furnizarea unei interfețe logice convenabile între dispozitive și restul sistemului;

Suport pentru o gamă largă de drivere cu posibilitatea de a include cu ușurință un driver nou în sistem;

Suport pentru mai multe sisteme de fișiere;

Suport pentru operațiuni I/O sincrone și asincrone.

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. Model de sistem de fișiere logic se concretizează în formă arbore de directoare, afișat de utilități precum Norton Commander sau Windows Explorer, în nume de fișiere compuse simbolice, în comenzile de fișiere. Elementul de bază al acestui model este fişier, care, ca și sistemul de fișiere în ansamblu, poate fi caracterizat atât prin structură logică, cât și fizică.

Fişier este o zonă numită a memoriei externe care poate fi scrisă și citită din. Fișierele sunt stocate în memorie dependentă de putere, de obicei pe discuri magnetice. Cu toate acestea, nu există reguli fără excepție. O astfel de excepție este așa-numitul ramdisk, când este creată o structură în RAM care imită sistemul de fișiere.

Principalele scopuri ale utilizării fișierului:

Stocarea pe termen lung și fiabilă a informațiilor. Longevitatea este obținută prin utilizarea dispozitivelor de stocare care nu depind de putere, iar fiabilitatea ridicată este determinată de mijloacele de protecție a accesului la fișiere și de organizarea generală a codului programului OS, în care defecțiunile hardware de cele mai multe ori nu distrug informațiile stocate. în dosare.

Partajarea informațiilor. Fișierele oferă o modalitate naturală și ușoară de a partaja informații între aplicații și utilizatori, având un nume simbolic care poate fi citit de om și persistența informațiilor stocate și a locației fișierului. Utilizatorul trebuie să aibă instrumente convenabile pentru lucrul cu fișiere, inclusiv directoare de directoare care combină fișiere în grupuri, instrumente pentru căutarea fișierelor după caracteristici, un set de comenzi pentru crearea, modificarea și ștergerea fișierelor. Un fișier poate fi creat de un utilizator și apoi utilizat de un utilizator complet diferit, iar creatorul sau administratorul fișierului poate defini drepturile de acces ale altor utilizatori la el. Aceste obiective sunt implementate în sistemul de operare de către sistemul de fișiere.

Sistemul de fișiere(FS) este o parte a sistemului de operare, incluzând:

Colectarea tuturor fișierelor de pe un disc;

Seturi de structuri de date utilizate pentru gestionarea fișierelor, cum ar fi directoare de fișiere, descriptori de fișiere, tabele de alocare a spațiului pe disc liber și folosit;

Un set de instrumente software de sistem care implementează diverse operațiuni asupra fișierelor, cum ar fi crearea, ștergerea, citirea, scrierea, denumirea și căutarea fișierelor.

Sistemul de fișiere permite programelor să se descurce cu un set de operații destul de simple pentru a efectua acțiuni asupra unui obiect abstract care reprezintă un fișier. Procedând astfel, programatorii nu trebuie să se ocupe de detaliile locației reale a datelor de pe disc, de stocarea în tampon de date și de alte probleme de nivel scăzut ale transferului de date din stocarea pe termen lung. Toate aceste funcții sunt efectuate de sistemul de fișiere. Sistemul de fișiere alocă spațiu pe disc, acceptă denumirea fișierelor, mapează numele fișierelor la adresele corespunzătoare din memoria externă, oferă acces la date și acceptă partajarea fișierelor, protecție și recuperare.

Astfel, sistemul de fișiere joacă rolul unui strat intermediar care protejează toate complexitățile organizării fizice a stocării de date pe termen lung și oferă programelor un model logic mai simplu al acestei stocări, precum și le oferă un set de -a utiliza comenzi pentru manipularea fișierelor.

Sarcinile rezolvate de FS depind de modul în care procesul de calcul este organizat în ansamblu. Cel mai simplu tip este FS în sistemele de operare cu un singur utilizator și cu un singur program, care includ, de exemplu, MS-DOS. Principalele funcții dintr-un astfel de FS au ca scop rezolvarea următoarelor sarcini:

Denumirea fișierelor;

Interfata de programare pentru aplicatii;

Maparea modelului logic al sistemului de fișiere la organizarea fizică a depozitului de date;

Rezistenta sistemului de fișiere la întreruperi de curent, erori hardware și software.

Sarcinile FS devin mai complicate în operarea sistemelor de operare multiprogram cu un singur utilizator, care, deși sunt concepute pentru munca unui utilizator, îi oferă acestuia posibilitatea de a rula mai multe procese simultan. Unul dintre primele sisteme de operare de acest tip a fost OS/2. Pe lângă sarcinile enumerate mai sus, este adăugată o nouă sarcină de partajare a fișierelor cu mai multe procese. Fișierul în acest caz este o resursă partajată, ceea ce înseamnă că sistemul de fișiere trebuie să rezolve întregul complex de probleme asociate cu astfel de resurse. În special, FS ar trebui să ofere mijloace pentru blocarea fișierului și a părților sale, prevenirea curselor, eliminarea blocajelor, coordonarea copiilor etc.

În sistemele cu mai mulți utilizatori, apare o altă sarcină: protejarea fișierelor unui utilizator de accesul neautorizat al altui utilizator. Și mai complexe sunt funcțiile unui sistem de fișiere care funcționează ca parte a unui sistem de operare în rețea.

Sistemele de fișiere acceptă mai multe funcțional diferite tipuri de fisiere, care include de obicei fișiere obișnuite, fișiere directoare, fișiere speciale, conducte numite, fișiere mapate cu memorie și altele.

fișiere obișnuite, sau pur și simplu fișiere, conțin informații de natură arbitrară pe care utilizatorul le introduce sau care se formează ca urmare a funcționării sistemului și a programelor utilizatorului. Majoritatea sistemelor de operare moderne (de ex. UNIX, Windows, OS/2) nu limitează sau controlează în niciun fel conținutul și structura unui fișier obișnuit. Conținutul unui fișier obișnuit este determinat de aplicația care funcționează cu acesta. De exemplu, un editor de text creează fișiere text constând din șiruri de caractere reprezentate într-un anumit cod. Acestea pot fi documente, coduri sursă de programe etc. Fișierele text pot fi citite pe ecran și tipărite pe o imprimantă. Fișierele binare nu folosesc coduri de caractere, ele au adesea o structură internă complexă, cum ar fi un cod de program executabil sau un fișier de arhivă. Toate sistemele de operare ar trebui să poată recunoaște cel puțin un tip de fișier - propriile fișiere executabile.

Cataloagele- acesta este un tip special de fișiere care conțin informații de referință de sistem despre un set de fișiere grupate de utilizatori în funcție de anumite caracteristici informale (de exemplu, fișierele care conțin documente ale unui acord sau fișierele care alcătuiesc un pachet software sunt combinate într-un singur grup) . Pe multe sisteme de operare, un director poate conține orice tip de fișier, inclusiv alte directoare, rezultând o structură arborescentă care este ușor de găsit. Directoarele mapează numele fișierelor la caracteristicile utilizate de sistemul de fișiere pentru a gestiona fișierele. Astfel de caracteristici includ, în special, informații (sau un indicator către o altă structură care conține aceste date) despre tipul de fișier și locația acestuia pe disc, drepturile de acces la fișier și datele creării și modificării acestuia. În toate celelalte privințe, directoarele sunt tratate ca fișiere normale de către sistemul de fișiere.

Fișiere speciale sunt fișiere fictive asociate cu dispozitivele I/O care sunt utilizate pentru a unifica mecanismul de accesare a fișierelor și a dispozitivelor externe. Fișierele speciale permit utilizatorului să efectueze operațiuni I/O prin comenzi normale de scriere sau citire a fișierelor. Aceste comenzi sunt mai întâi procesate de programele sistemului de fișiere și apoi, la o anumită etapă a solicitării, sunt convertite de sistemul de operare în comenzi pentru a controla dispozitivul corespunzător.

Sistemele de fișiere moderne acceptă și alte tipuri de fișiere, cum ar fi legăturile simbolice, conductele numite și fișierele mapate în memorie.

Utilizatorii accesează fișierele prin nume simbolice. Cu toate acestea, capacitatea memoriei umane limitează numărul de nume de obiecte la care un utilizator se poate referi după nume. Organizarea ierarhică a spațiului de nume vă permite să extindeți semnificativ aceste limite. Acesta este motivul pentru care majoritatea sistemelor de fișiere au o structură ierarhică în care nivelurile sunt create permițând ca un director de nivel inferior să fie conținut într-un director de nivel superior (Figura 2.16).

Figura 2.16. Ierarhia sistemelor de fișiere (a - structură cu un singur nivel, b - structură arborescentă, c - structură de rețea)

Un grafic care descrie o ierarhie de directoare poate fi un arbore sau o rețea. Directoarele formează un arbore dacă fișierului i se permite să intre într-un singur director (Figura 2.16, b) și o rețea - dacă fișierul poate intra în mai multe directoare simultan (Figura 2.16, c). De exemplu, în MS-DOS și Windows, directoarele formează o structură arborescentă, în timp ce în UNIX formează o structură de rețea. Într-o structură arborescentă, fiecare fișier este o frunză. Directorul de nivel superior este numit directorul rădăcină, sau rădăcina.

Cu o astfel de organizare, utilizatorul este eliberat de a-și aminti numele tuturor fișierelor, este suficient pentru el să-și imagineze aproximativ cărui grup poate fi atribuit acest sau acel fișier pentru a-l găsi prin parcurgerea secvențială a directoarelor. Structura ierarhică este convenabilă pentru lucrul cu mai mulți utilizatori: fiecare utilizator cu fișierele sale se află în propriul director sau subarbore de directoare și, în același timp, toate fișierele din sistem sunt conectate logic.

Un caz special al unei structuri ierarhice este o organizare cu un singur nivel, când toate fișierele sunt incluse într-un singur director (Figura 2.16, a).

Toate tipurile de fișiere au nume simbolice. Trei tipuri de nume de fișiere sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de fișiere organizate ierarhic: simple, compuse și relative.

Nume simbolic simplu sau scurt identifică un fișier din același director. Numele simple sunt atribuite fișierelor de către utilizatori și programatori, în timp ce acestea trebuie să țină cont de restricțiile sistemului de operare atât cu privire la nomenclatura caracterelor, cât și la lungimea numelui. Până relativ recent, aceste granițe erau foarte înguste. Deci, în popularul sistem de fișiere FAT, lungimea numelor a fost limitată de schema 8.3 (8 caractere - numele în sine, 3 caractere - extensia numelui) și în sistemul de fișiere s5, acceptat de multe versiuni ale sistemului de operare UNIX, un nume simbolic simplu 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 dați fișierelor nume ușor de reținut, care spun clar ceea ce este conținut în acest fișier. Prin urmare, sistemele de fișiere moderne, precum și versiunile îmbunătățite ale sistemelor de fișiere existente tind să accepte nume de fișiere simbolice lungi și simple. De exemplu, în sistemele de fișiere NTFS și FAT32 incluse în sistemul de operare Windows NT, un nume de fișier poate avea până la 255 de caractere.

În sistemele de fișiere ierarhice, fișierele diferite pot avea același nume simbolic simplu, cu condiția să aparțină unor directoare diferite. Adică, schema „multe fișiere - un nume simplu” funcționează aici. Pentru a identifica unic un fișier în astfel de sisteme, se folosește așa-numitul nume complet.

Numele complet este un lanț de nume simbolice simple ale tuturor directoarelor prin care trece calea de la rădăcină la fișierul dat. Astfel, numele complet este un nume compus, în care numele simple sunt separate unele de altele prin delimitatorul acceptat în sistemul de operare. Adesea o bară oblică înainte sau inversă este folosită ca separator și este obișnuit să se omite numele directorului rădăcină. În Figura 2.16b, două fișiere au numele simplu main.exe, dar numele lor compuse /depart/main.exe și /user/anna/main.exe sunt diferite.

Într-un sistem de fișiere arbore, există o corespondență unu-la-unu „un fișier – un nume complet” între un fișier și numele complet. În sistemele de fișiere care au o structură de rețea, un fișier poate fi inclus în mai multe directoare și, prin urmare, are mai multe nume complete; aici este valabilă corespondența „un fișier – multe nume complete”. În ambele cazuri, fișierul este identificat în mod unic prin numele complet.

Un fișier poate fi identificat și printr-un nume relativ . Nume relativ fișierul este definit prin conceptul de „director curent”. Pentru fiecare utilizator în fiecare moment de timp, unul dintre directoarele sistemului de fișiere este curent, iar acest director este selectat de către utilizator însuși la comanda sistemului de operare. Sistemul de fișiere fixează numele directorului curent, astfel încât să poată fi utilizat în plus față de numele relative pentru a forma un nume complet de fișier. Când folosește nume relative, utilizatorul identifică un fișier printr-un lanț de nume de directoare prin care ruta trece de la directorul curent la fișierul dat. De exemplu, dacă directorul curent este /user, atunci numele relativ al fișierului /user/anna/main.exe este anna/main.exe.

Unele sisteme de operare vă permit să dați aceluiași fișier mai multe nume simple care pot fi interpretate ca aliasuri. În acest caz, la fel ca într-un sistem cu o structură de rețea, corespondența este „un fișier - multe nume complete”, deoarece fiecare nume de fișier simplu corespunde cel puțin unui nume complet.

Deși un nume complet calificat identifică în mod unic un fișier, este mai ușor pentru un sistem de operare să lucreze cu un fișier dacă există o corespondență unu-la-unu între fișiere și numele acestora. În acest scop, atribuie un nume unic fișierului, astfel încât relația „un fișier - un nume unic” să fie valabilă. Numele unic există împreună cu unul sau mai multe nume simbolice atribuite fișierului de către utilizatori sau aplicații. Numele unic este un identificator numeric și este destinat numai sistemului de operare. Un exemplu de nume de fișier unic este numărul inodul pe un sistem UNIX.

Conceptul de „fișier” include nu numai datele și numele stocate de acesta, ci și atributele. Atribute este o informație care descrie proprietățile unui fișier. Exemple de atribute posibile de fișier:

Tipul fișierului (fișier obișnuit, director, fișier special etc.);

Proprietarul fișierului;

Creator de fișiere;

Parola pentru accesarea fișierului;

Informații despre operațiunile de acces la fișiere permise;

Timp de creare, ultimul acces și ultima modificare;

Dimensiunea curentă a fișierului;

Dimensiunea maximă a fișierului;

Steagul numai pentru citire;

Semnează „fișier ascuns”;

Semnează „fișier de sistem”;

Semnează „fișier arhivă”;

Semnul „binar/caracter”;

Semnați „temporar” (ștergeți după finalizarea procesului);

Semn de blocare;

Lungimea înregistrării din dosar;

Un indicator către un câmp cheie din intrare;

Lungimea cheii.

Setul de atribute ale fișierelor este determinat de specificul sistemului de fișiere: în sistemele de fișiere de diferite tipuri, se pot utiliza diferite seturi de atribute pentru a caracteriza fișierele. De exemplu, în sistemele de fișiere care acceptă fișiere plate, nu este necesară utilizarea ultimelor trei atribute din lista de mai sus legate de structurarea fișierelor. Într-un sistem de operare cu un singur utilizator, setului de atribute îi lipsesc caracteristicile legate de utilizator și securitate, cum ar fi proprietarul fișierului, creatorul fișierului, parola de acces la fișiere, informațiile privind permisiunea de acces la fișiere.

Utilizatorul poate accesa atributele folosind mijloacele prevăzute în acest scop de sistemul de fișiere. De obicei, este permis să citiți valorile oricărui atribut, dar numai unele dintre ele pot fi modificate. De exemplu, un utilizator poate modifica permisiunile pentru un fișier (cu condiția să aibă permisiunile necesare pentru a face acest lucru), dar nu are voie să modifice data creării sau dimensiunea curentă a fișierului.

Valorile atributelor fișierelor pot fi conținute direct în directoare, așa cum se face în sistemul de fișiere MS-DOS (Figura 2.17, a). Figura prezintă structura unei intrări de director care conține un nume simbolic simplu și atribute de fișier. Aici, literele indică caracteristicile fișierului: R - numai citire, A - arhivat, H - ascuns, S - sistem.

Figura 2.17. Structura directorului: a - Structura de intrare a directorului MS-DOS (32 de octeți), b - Structura de intrare a directorului UNIX OS

O altă opțiune este să plasați atributele în tabele speciale atunci când directoarele conțin doar link-uri către acele tabele. Această abordare este implementată, de exemplu, în sistemul de fișiere UNIX ufs. În acest sistem de fișiere, structura directoarelor este foarte simplă. Înregistrarea despre fiecare fișier conține un scurt nume de fișier simbolic și un pointer către descriptorul inodul fișierului, așa cum este numit tabelul în ufs, în care sunt concentrate valorile atributelor fișierului (Figura 2.17, b).

În ambele cazuri, directoarele oferă o legătură între numele fișierelor și fișierele reale. Cu toate acestea, abordarea, când numele fișierului este separat de atributele sale, face sistemul mai flexibil. De exemplu, un fișier poate fi inclus cu ușurință în mai multe directoare simultan. Intrările despre acest fișier în directoare diferite pot conține nume simple diferite, dar câmpul de link va conține același număr de inod.

Viziunea utilizatorului asupra sistemului de fișiere ca un set ierarhic organizat de obiecte informaționale are puțin de-a face cu ordinea în care fișierele sunt stocate pe disc. Un fișier care are o imagine a unui singur set continuu de octeți este de fapt foarte des împrăștiat în „bucăți” pe tot discul, iar această împărțire nu are nimic de-a face cu structura logică a fișierului, de exemplu, înregistrarea sa logică separată. poate fi localizat în sectoare neadiacente ale discului. Fișierele combinate logic din același director nu sunt deloc necesare pentru a coexista pe disc. Principiile plasării fișierelor, directoarelor și informațiilor de sistem pe un dispozitiv real sunt descrise de organizarea fizică a sistemului de fișiere. Evident, sistemele de fișiere diferite au organizare fizică diferită.

Principalul tip de dispozitiv utilizat în sistemele de calcul moderne pentru stocarea fișierelor sunt unitățile de disc. Aceste dispozitive sunt concepute pentru a citi și scrie date pe hard și dischete. Un hard disk este format din una sau mai multe plăci de sticlă sau metal, fiecare dintre acestea fiind acoperită pe una sau ambele părți cu un material magnetic. Astfel, discul constă în general dintr-un pachet de plăci (Figura 2.18).

Pe fiecare parte a fiecărei plăci sunt marcate inele concentrice subțiri - urme(track-uri) pe care sunt stocate datele. Numărul de melodii depinde de tipul discului. Numerotarea pieselor începe de la 0 de la marginea exterioară până la centrul discului. Pe măsură ce discul se rotește, un element numit cap citește date binare de pe pista magnetică sau le scrie pe pista magnetică.

Figura 2.18. Diagrama dispozitivului de hard disk

Capul poate fi poziționat pe o pistă dată. Capetele se deplasează pe suprafața discului în pași discreti, fiecare pas corespunzând unei deplasări a unei piese. Înregistrarea pe un disc se realizează prin capacitatea capului de a schimba proprietățile magnetice ale pistei. Unele discuri au un cap care se mișcă de-a lungul fiecărei suprafețe, în timp ce altele au un cap pe pistă. În primul caz, pentru a căuta informații, capul trebuie să se miște de-a lungul razei discului. De obicei, toate capetele sunt fixate pe un singur mecanism de mișcare și se mișcă sincron. Prin urmare, atunci când capul este fixat pe o pistă dată a unei suprafețe, toate celelalte capete se opresc peste piste cu aceleași numere. În cazurile în care fiecare pistă are un cap separat, nu este necesară mișcarea capetelor de la o pistă la alta, economisind astfel timpul petrecut căutând date.

Se numește setul de piste de aceeași rază pe toate suprafețele tuturor plăcilor pachetului cilindru(cilindru). Fiecare piesă este împărțită în secțiuni numite sectoare(sectoare), sau blocuri (blocuri), astfel încât toate pistele să aibă un număr egal de sectoare, în care se poate scrie numărul maxim de octeți. Sectorul are o dimensiune fixă ​​pentru un anumit sistem, exprimată ca putere a doi. Cea mai comună dimensiune a sectorului este de 512 octeți. Având în vedere că pistele cu raze diferite au același număr de sectoare, densitatea de înregistrare devine mai mare, cu cât pista este mai aproape de centru.

Sector- cea mai mică unitate adresabilă de schimb de date între un dispozitiv de disc și RAM. Pentru ca controlerul să găsească sectorul necesar pe disc, este necesar să setați toate componentele adresei sectorului la acesta: numărul cilindrului, numărul suprafeței și numărul sectorului. Deoarece programul de aplicație în general nu are nevoie de un sector, ci de un anumit număr de octeți, nu neapărat un multiplu al mărimii sectorului, o solicitare tipică include citirea mai multor sectoare care conțin informațiile necesare și unul sau două sectoare care conțin, împreună cu cele necesare , date redundante (Figura 2.19) .

Figura 2.19. Citirea datelor redundante la schimbul cu discul

Sistemul de operare, atunci când lucrează cu un disc, utilizează de obicei propria unitate de spațiu pe disc, numită cluster(cluster). Când un fișier este creat, spațiul pe disc îi este alocat în clustere. De exemplu, dacă un fișier are o dimensiune de 2560 de octeți, iar dimensiunea clusterului din sistemul de fișiere este definită ca 1024 de octeți, atunci fișierului i se vor aloca 3 clustere pe disc.

Piesele și sectoarele sunt create ca rezultat al efectuării unei proceduri de formatare a discului fizic sau de nivel scăzut înainte de a utiliza discul. Pentru a determina limitele blocurilor, informațiile de identificare sunt scrise pe disc. Formatul discului de nivel scăzut nu depinde de tipul de sistem de operare pe care îl va folosi acest disc.

Partiționarea discului pentru un anumit tip de sistem de fișiere este realizată prin proceduri de formatare de nivel înalt sau logice.

Cu formatarea la nivel înalt, dimensiunea clusterului este determinată și informațiile necesare funcționării sistemului de fișiere sunt scrise pe disc, inclusiv informații despre spațiul disponibil și neutilizat, limitele zonelor alocate pentru fișiere și directoare, și informații despre zonele deteriorate. În plus, încărcătorul sistemului de operare este scris pe disc - un mic program care începe procesul de inițializare a sistemului de operare după pornirea alimentării sau repornirea computerului.

Înainte de a formata un disc pentru un anumit sistem de fișiere, acesta poate fi partiționat. Capitol este o parte adiacentă a unui disc fizic pe care sistemul de operare o prezintă utilizatorului ca dispozitiv logic (se folosesc și numele disc logic și partiție logică). Dispozitivul logic funcționează ca și cum ar fi un disc fizic separat. Utilizatorul lucrează cu dispozitive logice, referindu-se la ele prin nume simbolice, folosind, de exemplu, denumirile A, B, C, SYS etc. Sistemele de operare de diferite tipuri utilizează o reprezentare comună a partițiilor pentru toate acestea, dar creează partiții logice pe baza acestuia.dispozitive specifice fiecărui tip de OS. Așa cum un sistem de fișiere operat de un sistem de operare nu poate fi interpretat în general de un alt tip de sistem de operare, dispozitivele logice nu pot fi utilizate de sisteme de operare de diferite tipuri. Numai un sistem de fișiere poate fi creat pentru fiecare dispozitiv logic.