Файловая система и ее особенности

Что такое диск?

Разнообразные виды дисков — это устройства для постоянного хранения информации, имеющейся на компьютере. Данные, хранимые в оперативной памяти, теряются при выключении компьютера, а данным, записанным на диск, такая опасность не грозит. Все. шски имеют вид круглых пластин, над поверхностью которых располагается считывающая (записывающая) головка. С целью предохранения рабочей поверхности носитель данных скрыт в защитном корпусе или картридже, Диск представляет собой устройство прямого доступа, допускающее быстрое обращение к любому фрагменту данных, записанных на нем.

Какие виды дисков существуют?

Гибкие диски представляют собой переносимые носители малой емкости. Жесткие диски — это устройства, постоянно подключенные к компьютеру, обладающие большой емкостью и высоким быстродействием. В современных компьютерах используются также разные виды съемных дисков, которые занимают по скорости и емкости промежуточное место между гибкими и жесткими дисками. К этой категории, в частности, относятся магнитно-оптические носители. Компактдиски, или диски CD-ROM, — это особый вид дисков, которые сегодня используются для распространения дистрибутивных комплектов программного обеспечения. Более емкие носители такого же назначения — диски DVD.

Что такое флэш-диск?

Флэш-диск — это современное устройство для переноса данных между компьютерами, быстро вытесняющее гибкие диски в качестве основного съемного носителя. Строго говоря, флэш-диск — это вовсе не диск, а небольшая карта энергонезависимой памяти. Однако операционная система работает с такими устройствами, как с дисками, отсюда и название. Сегодня флэш-диски имеют объем 64-512 Мбайт, при этом объемы устройств быстро растут, а цены заметно падают.

Для чего используются разные виды дисков?

Гибкие диски — это наименее надежный носитель. Степень их использования в наши дни снижается. Их применяют для переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой, а также для создания резервных копий важной информации. Жесткий диск — это один из наиболее важных компонентов современного компьютера. Вся регулярно используемая информация, в том числе сама операционная система, установленные программы и рабочие документы, хранятся именно на одном или нескольких жестких дисках, установленных на компьютере. Съемные диски обычно используют для хранения данных вне компьютера, для переноса значительных объемов данных между компьютерами, а также для резервного копирования больших объемов ценной информации. Компакт-диски используют для распространения программного обеспечения, музыкальных записей, видеозаписей. Формат DVD был специально разработан для записи видеофильмов,

В чем особенность компакт-дисков?

Компакт-диски отличаются от других видов дисков тем, что предназначены только для чтения. Повторная запись информации на компакт-диск невозможна. Именно эта особенность, вместе со значительным объемом доступного пространства, и привела к их использованию для распространения программного обеспечения. Однако в настоящее время активно используются записывае.'»ые и перезаписываемые компакт-диски — надежные носители дов1 >льно большого объема, пригодные как для резервного копирования, так и для переноса информации между компьютерами. Читать такие диски можно на обычных дисководах CD-ROM, a для выполнения записи нужны специальные устройства — дисководы CD-RW.

Как производится чтение и запись на магнитный диск?

Современные жесткие диски используют магнитный способ записи данных. Диск, на котором производится чтение или запись, вращается. Вдоль радиуса диска движется считывающая { описывающая) головка или блок головок. В зависимости от положения. у\ ого блока в любой момент может быть считана информация, записанная на диске на некотором расстоянии от его центра. Вращение диска происходя"' быстрее, чем перемещение блока головок, так что считывание серии дани их, находящихся на фиксированном расстоянии от центра диска, осущсч гвляется наиболее эффективно.

Как производится адресация на магнитном диске?

Физическая адресация на диске осуществляется по секторам, имеющим фиксированный размер (512 байтов). Местоположение сектора на диске определяется номером сектора на дорожке, принадлежащей определенному цилиндру и определенной стороне (поверхности) диска.

Что такое сторона диска?

Считывающая головка движется при ч- ении с диска только в одной плоскости, собирая данные с одной рабочей поверхности диска. Гибкий диск имеет две такие поверхности, верхнюю и нижнюю, считывание с которых осуществляется двумя головками. Современные жесткие диски представляют собой пакеты из нескольких диск< > в, за каждую поверхность которых отвечает своя головка. Поэтому такой л иск считается «многосторонним», где каждая рабочая поверхность, котор 1Й соответствует своя головка, считается «стороной» диска.

Что такое дорожка?

Дорожка — это часть диска, данные с которой могут быть считаны одной головкой при ее фиксированном положении. Так как диск постоянно вращается, дорожка — это область одной с тороны диска, находящаяся на фиксированном расстоянии от оси вращения.

Что такое цилиндр?

Блок головок диска движется как одно целое, что означает, что все головки диска находятся от оси вращения на равном расстоянии. Таким образом, все дорожки, расположенные друг над другом, при фиксированном положении блока головок могут быть считаны одновременно. Такая совокупность дорожек и называется цилиндром. Число цилиндров на диске равно числу дорожек на одной стороне диска, а число дорожек в цилиндре равно числу сторон диска.

Что такое сектор?

Сектор — это минимальная единица физической адресации на диске. Он представляет собой отрезок дорожки диска. Например, на гибком диске каждая дорожка содержит 18 секторов. Кроме реальной информации, содержащейся в секторах, на дорожке имеются также электронные метки, указывающие границы секторов.

Сколько секторов на дорожке жесткого диска?

Число секторов на одной дорожке зависит от свойств диска и используемого формата. У ранних жестких дисков это число не зависело от номера дорожки — при удалении от центра диска плотность записи данных уменьшалась. Современные жесткие диски используют метод ZBR (Zone Bit Recording) — диск по радиусу разделен на несколько зон (до десяти и более), в каждой из которых число секторов на дорожке остается постоянным. Однако в разных зонах это число различно. На внешних дорожках современных жестких дисков располагается несколько сот секторов.

Что такое кластер?

Современные жесткие диски могут содержать сотни миллионов секторов, и работать на уровне операционной системы с отдельными секторами неудобно. Для повышения эффективности работы в качестве минимальной единицы адресуемого пространства используется группа секторов — кластер. Первоначально под кластером понималась группа секторов, расположенных друг над другом на одном цилиндре диска. В настоящее время такого ограничения нет.

Что такое файл?

Использование номеров цилиндра, стороны и сектора для адресации к данным удобно для компьютера, но совершенно неприемлемо для пользователя. Запомнить адреса даже нескольких лесятков единиц данных в таком формате совершенно невозможно. Поэтому операционная система берет на себя преобразование адресов, а пользователь записывает данные на диск в виде файлов, которые различаются по именам. Файл — это наименьшая единица хранения информации, предстаиляющая собой последовательность байтов, имеющую собственное имя

Как осуществляется хранение Файлов?

При записи файла операционная система выделяет ему некоторое пространство на диске. Это пространство вы, .еляется целыми кластерами, так что каждый файл, в зависимости от его раз мера, занимает один или несколько кластеров. Операционная система сами определяет, какие именно кластеры выделяются данному файлу и в ка кие реальные сектора диска при этом производится запись,

Что такое файловая система?

Информация о том, какая область диска отведена какому файлу, хранится на том же диске, что и файлы. Часть дискового пространства отводится специально для этой служебной информации. Благодаря этому операционная система может найти, где находятся кластеры, отведенные определенному файлу. Способ хранения такой служебной информации, определяющий методы управления дисковым пространством и доступа к файлам, называется файловой системой.

Какие файловые системы существуют?

Операционная система Windows ХР способна работать с двумя файловыми системами на основе таблицы размещения файлов: FAT16 и FAT32, а также с файловой системой NTFS.

Что такое таблица размещения файлов (FAT)?

Файловая система на основе таблицы размещения файлов (FAT — File Allocation Table) использовалась еще Е; MS-DOS, а сегодня поддерживается всеми версиями Windows, В этой системе применяется следующий метод хранения информации о файле на диске Л нформация о конкретном файле хранится в каталоге. Корневой каталог располагается в служебной области диска, прочие каталоги могут размещаться в любом месте. Вместе с именем файла в каталоге хранится информация о первом кластере, отведенном этому файлу. Кроме того, на диске имегтся специальная таблица, называемая таблицей размещения файлов, или FAT, содержащая столько записей, S Windows Х1>. Полны» справочник сколько всего кластеров на диске. Запись, соответствующая кластеру, указывает, свободен ли он или принадлежит какому-то файлу. В последнем случае эта запись содержит указание на то, какой кластер является следующим, или на то, что это последний кластер файла. Именно таблица размещения файлов позволяет операционной системе находить на диске нужную информацию. Порча таблицы размещения файлов равносильна утрате всей информации на диске: информация сохраняется, но отыскать ее становится невозможно. Для надежности таблица размещения файлов хранится на диске в двух экземплярах, которые регулярно сравниваются друг с другом.

Как хранится информация о файлах в системе NTFS?

Файловая система NTFS поддерживается операционными системами Windows NT/2QQQ/XP. В ней информация о каждом файле хранится в главной таблице файлов (MFT — Master File Table). Каждому файлу, имеющемуся на диске, в ней соответствует запись довольно большого размера (i Кбайт), содержащая всю информацию о характеристиках и атрибутах файла, а также о его размещении на жестком диске. Если файл невелик по объему, то и содержимое файла хранится в пределах записи в таблице MFT. Дополнительно в системе NTFS хранится вспомогательная таблица, содержащая сведения об отдельных кластерах диска (свободен или занят). Каталог в системе NTFS представляет собой только набор ссылок на записи таблицы MFT, причем по структуре корневой каталог не отличается от всех прочих и может располагаться в любом месте диска. В процессе форматирования диска 12% его объема сразу резервируется под таблицу MFTc учетом возможного увеличения ее размера в будущем.

Каковы допустимые параметры диска при использовании формата FAT16?

Файловая система FA T16 — это старый формат, унаследованный еще от операционной системы MS-DOS. В системе FAT16 под номер кластера в таблице размещения файлов отводится 16 бит, и, таким образом, диск может содержать не более 216 = 65 536 кластеров. Предельный размер кластера в этой системе — 32 Кбайт и, таким образом, она позволяет работать как с единым целым только с дисками объемом до 2 Гбайт.

Каковы допустимые параметры диска при использовании формата FAT32?

Формат файловой системы FAT32 предполагает использование этой системы на дисках большого объема. В системе FAT32 под номер кластера в таблице размещения файлов отводится 32 бита. Для дисков объемом до 30 Гбайт размер кластера может оставаться равным 4 Кбайт. Дальнейший рост вместимости диска требует увеличен ня объема кластеров. Эта система позволяет работать с дисками объемом ;ю 2 Тбайт. С другой стороны, она применима только к дискам объемом свыше 512 Мбайт. Каковы допустимые параметры диска при использовании файловой системы NTFS? У файловой системы NTFS практически отсутствуют какие-либо ограничения на предельный объем жесткого диска, а также связь между объемом диска и размером отдельного кластера. IJ рименение файлов системы NTFS возможно уже Для дисков объемом от 1(1 Мбайт.

В чем преимущества файловой системы FAT32 по сравнению сFAT 16?

Современные жесткие диски часто имеют большие размеры, намного превосходящие возможности формата FATlb. Кроме того, существенно меньший размер кластера в файловой системе FAT32 означает уменьшение потерь пространства диска за счет того, что место для файлов всегда выделяется целыми кластерами.

Какая файловая система лучше: FAT32 или NTFS?

Если принять во внимание характерные параметры современных компьютеров, то эффективность FAT32 и NTFS примерно одинакова. Система NTFS потенциально более эффективна, но и билее требовательна к ресурсам компьютера. В пользу системы NTFS говорит ее большая перспективность, а также более тесная интеграция с ядром операционной системы. Некоторые возможности, предоставляемые си (темой NTFS (например, хранение файлов и папок в сжатом виде), в системе FAT32 недоступны. Преимуществом системы FAT32 (и FAT16) остаетгя более высокая совместимость с предыдущими версиями Windows и другими операционными системами.

В каких случаях целесообразно использование файловой системы FAT16?

Для дисков небольшого объема (до 1 Гбайт) файловая система FAT16 остается наиболее эффективной. Она обеспечивает минимальные накладные расходы и высокое быстродействие. Кроме того, файловая система FAT16 обладает максимальной совместимостью с другими операционными системами, применяемыми на персонала ш i к компьютерах (05/2, UNIXn др.).

Если на компьютере предполагается использование нескольких операционных систем, она остается незаменимой.

Как узнать, какая файловая система используется на данномдиске?

Дважды щелкните на значке Мой компьютер, чтобы открыть соответствующее окно. Затем следует щелкнуть правой кнопкой мыши на значке интересующего вас диска. В контекстном меню выберите пункт Свойства. На вкладке Общие под заголовком Файловая система указывается, какая файловая система используется на данном диске.

Что такое логический диск?

Некоторые пользователи считают, что с диском большого объема неудобно работать, так как поиск на нем нужной информации слишком труден. Эта причина, а также ограничения, присущие файловой системе FAT16, приводят к тому, что на уровне операционной системы иногда удобнее представлять единый («физический») жесткий диск как несколько логических дисков. С точки зрения пользователя такие логические диски ничем не отличаются от физических, так как в любом случае контроль над тем, в какое место диска записывается файл, возлагается на операционную систему.

Как обозначаются диски, установленные на компьютере?

Диски компьютера обозначаются прописными латинскими буквами, за которыми следует двоеточие. Обозначения А: и В: зарезервированы за дисководами для гибких дисков, независимо от того, сколько таких дисководов установлено на компьютере. Первый жесткий диск (тот, с которого произведена загрузка операционной системы) обозначается как С:. Последующие жесткие диски обозначаются буквами D:, Е: и так далее. Еще одну букву (чаще всего это первая из свободных букв) занимает обозначение дисковода для компакт-дисков (дисковода CD-ROM).

Что такое каталог?

Жесткий диск компьютера может содержать тысячи файлов. Для облегчения поиска нужного файла желательно упорядочить файлы так, чтобы файлы, относящиеся к одному разделу, хранились бы вместе, а тематически не связанные файлы не смешивались бы между собой. Такое упорядочение осуществляется при помощи каталогов.

Что такое папка?

Термин каталог — это универсальный термин, который ранее применялся в операционной системе MS-DOS и продолжает использоваться в различных операционных системах. Однако в oi i ерационных системах семейства Windows для аналогичной цели используя IT несколько иной термин: папка. Дело в том, что в Windows на правах кат;ал и гов могут использоваться другие объекты. Поэтому термин «папка» является более широким, чем термин «каталог», хотя по сути означает то же самое.

Какова структура папок на диске?

Папки и файлы на диске образуют иерарх вескую структуру. Это означает, что, для того чтобы указать местонахождение файла, требуется знать, в какой папке он находится. Для папки необходимо знать, в какую папку она вложена, так что точным указанием на файл оказывается цепочка имен вложенных друг в друга папок.

Что такое корневая папка?

На каждом диске существует папка, для которой нельзя указать родительскую папку, в которую она вложена. Так;ш папка называется корневой. Все папки и файлы, имеющиеся на диске, прямо или опосредованно вложены в корневую папку.

Что такое имя файла?

В операционной системе Windows ХРл ю*"юй файл или папка должны иметь имя. Это имя запоминается при записи с >айла на диск и отображается при работе в виде подписи под соответствующим значком.

Каковы правила записи имени файла?

Ограничения на способы записи имен! файла в операционной системе Windows XP весьма щадящие. Имя пагкр или файла может иметь длину до 255 символов и содержать латинские м русские буквы верхнего и нижнего регистра, а также цифры и такие симво ы, как пробелы, точки и некоторые другие. В имени файла запрещено и (пользовать символы \ /: * ? " о |, которые имеют в записях команд особое назначение. Операционная система Windows XP сохраняет заданный пользователем регистр символов,

входящих в имя файла, но считает имена, различающиеся только регистром, одинаковыми. Особое значение имеют символы, располагающиеся после последней точки в имени файла. Эти символы называются расширением имени. Если имя файла не содержит точек или заканчивается точкой, то считается, что расширение имени отсутствует.

Что такое «соглашение 8.3»?

Операционная система MS-DOS, предшественник операционных систем семейства Windows, имела значительно более строгие правила по присвоению имен файлам. Имя файла могло состоять из восьми алфавитно-цифровых символов (хотя неофициально допускались и некоторые специальные символы), за которыми через точку могло идти трехсимвольное расширение. Название этой системы именования указывает на длины отрезков имени. Многие до сих пор стараются по возможности придерживаться правил этой системы именования на случай переноса файлов на компьютер с другой операционной системой или использования приложений, предназначенных для операционной системы MS-DOS.

Что такое длинное имя файла?

Имя файла считается «длинным», если оно допустимо с точки зрения операционной системы Windows, но не соответствует соглашению 8.3. Имя считается длинным, если:

• оно имеет длину свыше восьми символов или длину расширения свыше трех символов;

• оно содержит специальные символы, например пробелы;

• оно содержит символы как верхнего, так и нижнего регистра. Для длинных имен файлов операционная система Windows XP также способна сформировать короткое имя, которое обеспечивает совместимость с другими операционными системами.

Что такое VFAT?

Возможность использования длинных имен файлов впервые появилась в операционной системе Windows 95. Чтобы обеспечить такую возможность, пришлось внести изменения в спецификации файловой системы FAT16, которая на тот момент была практически единственно доступной. Набор изменений, внесенных в файловую систему на основе FAT для поддержки длинных имен, получил название VFAT. Эти изменения универсальны и не относятся к конкретной файловой системе FAT16 или FAT32. В файлоФайловая система и ее особенности 135 вой системе NTFS поддержка длинных имен имелась с самого начала и не потребовала никаких модификаций.

Как формируется короткое AV» файла?

Для длинных имен файлов операционная система Windows XP формирует также короткое имя. Пробелы и другие с [ециальные символы, входящие в имя, отбрасываются, а из алфавитно-цифровых символов оставляются только первые шесть, которые переводятся в верхний регистр, К ним добавляется символ «~» (тильда) и порядковый номер, первоначально цифра 1. От расширения также остаются только i эй первых алфавитно-цифровых символа. Полученное имя соответствует соглашению 8.3. Если при таком преобразовании получаются совпадающие имена файлов, порядковый номер увеличивается. При работе в друг1! )й операционной системе или при использовании приложения, предназначенного для работы в MS-DOS, соответствующий файл доступен по короткому имени. Однако следует учитывать, что при копировании или изменении :>того файла средствами MS-DOS исходное длинное имя окажется потеряло.

Что такое абсолютный путь поиска файла?

Абсолютный путь поиска файла на коми -ютере однозначно определяет его местонахождение. Он представляет собой цепочку вложенных друг в друга папок, начиная с корневой, заканчиваю! 1уюся именем файла, расположенного в последней папке. Этот путь поиска можно рассматривать как инструкцию по нахождению данного файла.: ьлждый элемент имени показывает, в какую папку следует заглянуть на следующем этапе поиска.

Что такое относительный путь поиска файла?

Относительный путь поиска отличаете:.! от абсолютного .тем, что показывает, как добраться до нужного файла o'i текущей папки. В частности, само по себе имя файла является относительным путем поиска для той папки, в которой этот файл находится. Относительный путь поиска может содержать специальное обозначение «.>, указывающее на родительскую папку для данной папки.

Как записывается путь поиска файла?

Абсолютный путь поиска файла начинается с имени диска, за которым следует символ обратной косой черты (<). Далее указывается цепочка вложенных друг в друга папок, также разделенных символами обратной косой черты. Заканчивается эта запись укашшем имени файла. Если имена

файлов или папок содержат пробелы, путь поиска заключают в кавычки. Б записи относительного пути поиска имя диска может отсутствовать, и всегда отсутствует первый символ обратной косой черты, обозначающий корневую папку. Обозначением родительской папки для текущей является комбинация «.,» (две точки), которая может использоваться неоднократно, чтобы подняться на несколько уровней вверх.

Какую информацию о дисках может сообщить операционная система?

Наиболее важная информация о диске — это объем свободного и занятого пространства. Чтобы получить эту информацию, следует открыть окно Мой компьютер двойным щелчком на значке Мой компьютер, затем щелкнуть правой кнопкой мыши на значке нужного диска и выбрать в контекстном меню пункт Свойства. На вкладке Общие указывается объем свободного и занятого пространства на диске, метка тома, тип диска и файловой системы.

Что такое метка тома?

Метка тома — это алфавитно-цифровая пометка длиной до 11 символов (в системе NTFS — до 32 символов), указывающая имя диска. Эта метка отображается вместе со значком диска. Наличие метки диска не обязательно, но она нередко помогает при наведении порядка среди гибких или съемных дисков.

Как изменить метку тома?

Открыв окно Мой компьютер двойным щелчком на значке Мой компьютер, щелкните правой кнопкой мыши на значке нужного диска и выберите в контекстном меню пункт Свойства. На вкладке Общие метку тома можно ввести в поле в верхней части окна. Кроме того, метку тома можно задать при форматировании диска.