ХАРЬКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КУЛЬТРЫ
Кафедра информационных технологий
Типовые файловые системы и их особенности
Реферат по дисциплине
Информационные технологии
Выполнила
студентка I курса
факультета ДИД
Харьков 2007
Введение
1. Что такое файловая система ……………………………………….3
2. Определение файловой системы …………………………………. 3
3. Распространенные файловые системы ……………………………3
4. Файловая система FAT ……………………………………………..4
4.1. Обзор файловой системы FAT………………………………..4
4.2. Имена файлов в FAT…………………………………………..4
4.3. Преимущества FAT……………………………………………5
4.4. Недостатки файловой системы FAT …………………………5
5. Файловая система FAT 32 ………………………………………….5
6. Файловая система HPFS ……………………………………………7
6.1. Обзор файловой системы HPFS ………………………………7
6.2. Суперблок.……………………………………………………...7
6.3. Запасной блок ………………………………………………….8
6.4. Преимущества HPFS …………………………………………..8
6.5. Недостатки HPFS ………………………………………………8
7. Файловая система NTFS .……………………………………………9
7.1. Обзор файловой системы NTFS ……………………………….9
7.2. Надежность .…………………………………………………….9
7.3. Дополнительные функции …………………………………… 10
7.4. Устранение ограничений ……………………………………. 10
7.5. Преимущества FAT.…………………………………………... 10
7.6. Недостатки ……………………………………………………. 11
7.7. Соглашение именований в NTFS ……………………………. 11
8. Сравнение файловых систем ……………………………………… 12
8.1. Таблица 1. Основная информация ………………………….. 12
8.2. Таблица 2. Ограничения файловых систем ………………… 12
8.3. Таблица 3. Особенности файловых систем ………………… 13
Заключение
Список литературы
Введение
В настоящее время на одном диске в среднем записывается несколько десятков тысяч файлов. Как разобраться во всем этом многообразии с тем, чтобы точно адресоваться к файлу? Назначение файловой системы – эффективное решение, указанной задачи.
Файловая система с точки зрения пользователя — это «пространство», в котором размещаются файлы.А как научный термин - этоспособ хранения и организации доступа к данным на информационном носителе или его разделе. Наличие файловой системы позволяет определить, как называется файл, где он находится. Поскольку на IBMPC – совместимых компьютерах информация храниться в основном на дисках, то применяемые на них файловые системы определяют организацию данных именно на дисках (точнее, на логических дисках). Мы рассмотрим четыре файловые системы – FAT, FAT 32, HPFS, NTFS.
При написании работы я пользовалась книгами В.Э. Фигурнова «IBMPC для пользователя», М. Гук «Аппаратные средства IBMPC », в которых дается определение, описание, использование и подробная характеристика файловых систем.
1. Что такое файловая система
Информация на дисках записывается в секторах фиксированной длины, и каждый сектор и расположение каждой физической записи (сектора) на диске однозначно определяется тремя числами: номерами поверхности диска, цилиндра и сектора на дорожке. И контроллер диска работает с диском именно в этих терминах. А пользователь желает использовать не сектора, цилиндры и поверхности, а файлы и каталоги. Поэтому кто-то (операционная система или другая программа) должен при операциях с файлами и каталогами на дисках перевести это в понятные контроллеру действия: чтение и запись определенных секторов диска. А для этого необходимо установить правила, по которым выполняется этот перевод, то есть, прежде всего, определить, как должна храниться и организовываться информация на дисках. Набор этих правил и называется файловой системой.
2. Определение файловой системы
Файловая система – это набор соглашений, определяющих организацию данных на носителях информации. Наличие этих соглашений позволяет операционной системе, другим программам и пользователям работать с файлами и каталогами, а не просто с участками (секторами) дисков.
Файловая система определяет:
- как хранятся файлы и каталоги на диске;
- какие сведения хранятся о файлах и каталогах;
- как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие – нет;
- формат каталогов и другой служебной информации на диске.
Для использования дисков, записанных (размеченных) с помощью некоторой файловой системы, операционная система или специальная программа должна поддерживать эту файловую систему.
3. Распространенные файловые системы
Поскольку на IBMPC – совместимых компьютерах информация храниться в основном на дисках, то применяемые на них файловые системы определяют организацию данных именно на дисках (точнее, на логических дисках). Мы рассмотрим четыре файловые системы – FAT, FAT 32, HPFS, NTFS.
4. Файловая система FAT
4.1. ОБЗОР ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ FAT
FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны храниться в определенном месте на диске (для правильного определения места расположения файлов загрузки).
Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.
Обновление таблицы размещения файлов имеет большое значение и требует много времени. Если таблица размещения файлов не обновляется регулярно, это может привести к потере данных. Длительность операции объясняется необходимостью перемещения читающих головок к логической нулевой дорожке диска при каждом обновлении таблицы FAT.
Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только чтение» и «Архивный».
4.2. Имена файлов в FAT
В файловой системе FAT использован традиционный формат имен 8.3, имена файлов должны состоять из символов ASCII. Имя файла или каталога должно состоять не более чем из 8 символов, затем следует разделитель «.» (точка) и расширение длиной до 3 символов. Первым символом имени должна быть буква или цифра. При определении имени можно использовать все символы за исключением перечисленных ниже.
. " / \ [ ] : ; | = ,
Использование этих символов может привести к получению неожиданных результатов. Имя не должно содержать пробелов. Указанные ниже имена зарезервированы.
CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL
Все символы образуются в верхний регистр.
4.3. Преимущества файловой системы FAT
На компьютере под управлением Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем нельзя отменить удаление. Программа отмены удаления пытается напрямую обратиться к оборудованию, что невозможно при использовании Windows NT. Однако если файл находился в FAT-разделе, то, запустив компьютер в режиме MS-DOS, удаление файла можно отменить. Файловая система FAT лучше всего подходит для использования на дисках и разделах размером до 200 МБ, потому что она запускается с минимальными накладными расходами.
4.4. Недостатки файловой системы FAT
Как правило, не стоит использовать файловую систему FAT для дисков и разделов, чей размер больше 200 МБ. Это объясняется тем, что по мере увеличения размера тома производительность файловой системы FAT быстро падает. Для файлов, расположенных в разделах FAT, невозможно установить разрешения.
Разделы FAT имеют ограничение по размеру: 4 ГБ под Windows NT и 2 ГБ под MS-DOS.
5. Файловая система FAT32
Для работы с большими дисками была разработана новая файловая система FAT32. Microsoft впервые представляет файловую систему FAT32 в операционной системе Windows 95 OSR2. В этой ФС, как следует из названия разрядность указателя на кластер увеличивается до 32 бит, что значительно увеличивает количество поддерживаемых кластеров, и, следовательно, позволяет уменьшить их размер. Вы видите, что разрядность указателя составляет 32 бита и, даже используя кластер 512 байт, эта файловая система может поддерживать диски в 127,9 Гбайт. А при использовании кластера 32 Кбайт она может поддерживать диски до 2 Тбайт.
На первый взгляд может показаться, что теперь можно использовать кластер размеров в один блок (512 байт), уменьшив тем самым потери в хвостах файлов почти до нуля, но использование таких малых кластеров все же не выгодно из соображений производительности. Вы помните, что информация о расположении файла по кластерам содержится в FAT таблице. Чем меньше размер кластера, тем больше кластеров займет файл и тем больше записей появится в таблице и соответственно тем дольше будет происходить считывание информации о расположении файла при доступе к нему.
Еще один важный момент. Во время работы файловые таблицы переносятся в оперативную память. И это логично. Ведь считать из оперативной памяти информацию о файле можно гораздо быстрее, чем с жесткого диска. При этом, чем меньше размер кластера, тем больше записей в файловой таблице и, соответственно, больше ее объем. А это, в свою очередь, влияет на требования к размеру оперативной памяти.
Быстродействие системы FAT32 можно повысить, увеличив размер кластера. Увеличивая кластер в два раза, мы сокращаем область FAT тоже в два раза. В FAT32 это очень важная для быстродействия область занимает несколько Мбайт. Сокращение области FAT в несколько раз даст заметное увеличение быстродействия, так как объем системных данных файловой системы сильно сократится - уменьшится и время, затрачиваемое на чтение данных о расположении файлов. Обратная сторона – существенно возрастают потери дискового пространства.