Файловая система FAT

Лекция 12-13

Тема Реализация файловой системы. Примеры файловых систем.

План

1. Назначение и функции файловых систем.

2.Файловая система FAT.

3.Файловая система HPFS.

4. Файловая система NTFS.

5. Сравнение файловых систем.

1 Назначение и функции файловых систем.

Файловая система является одним из основных элементов операционной системы и представляет собой способ организации хранения файлов в дисковой памяти.

Назначение ФС:

-представлениеболее удобного доступа к данным, организованным как файл;

-рациональная организация данных на диске или ином носители.

Функции ФС:

-создание, уничтожение, организация, записм, модификация, перемещение файлов,

-управление доступом к файлам и степень защиты,

-работа с недисковыми периферийными устройствами как с файлами,

-обмен данными между файлами.

ФС бывают для ОС и внешней памяти(CD,DVD диски, дискеты). На выбор файловой системы для ОС влияет размер жесткого диска и версия ОС, установленная на ПК.

Например, в операционных системах МS DOS, Windows З.х и Windows 95/98 файловая система FAT. В операционной системе OS/2 используется файловая система HPFS (High-Performance File System–высокопроизводительная файловая система), которая не воспринимается DOS. В Windows NT/200/ХР используется файловая система NTFS NT File System–файловая система NT), совместимая с файловыми системами FAT и HPFS.

Файловая система FAT (File Allocation Table) – таблица размещения файлов, получила своё название благодаря таблице, в которой указываются:

1) адресуемые участки логического диска, отведённые для размещения в них файлов или их фрагментов;

2) свободные области дискового пространства;

3) дефектные области дискового пространства.

В системе FAT дисковое пространство делятся на две области:

1) системную область;

2) область данных.

Системная область создаётся при формировании логического диска и при работе с файловой структурой. Системная область содержит:

1) загрузочную запись BR(Boot Record);

2) зарезервированный сектор RSeс(Reserved Sectors);

3) таблица размещения файлов FAT;

4) корневой каталог Rdir(Root Directory).

Область данных содержит файлы и подкаталоги, которые образуют иерархию и подчиняются корневому каталогу. Всю область данных разбивают на кластеры.

Кластер – это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая одному файлу.

Каждый файл занимает целое число кластеров. Кластер может быть занят не полностью и это может привести при большом размере кластеров к потере дискового пространства. На дискетах кластер занимает один или два сектора, а на жестких дисках размер кластера зависит от объема раздела.

Изначально Microsoft разработала FAT для дискет и только потом приняла ее для дисков.

Разновидности FAT:

FAT12 может иметь до 212=4096 кластеров. Применяется только на гибких дисках(дискетах) и томах размером 16-64 Мбайт

FAT16 может иметь до 216=65 536 кластеров.

FAT 16 используется 16-ти разрядное слово, имена не более 8 символов.

Соотношение между размером раздела и размером кластера в FAT16

Размер раздела HDD, Mбайт	Количество секторов в кластере	Размер кластера, Кбайт
33-64
65-127

Проверка

1)65 Мбайт*1024=65560Кбайт

65560: 65536=1,0003

2) 127 Мбайт*1024=130048 Кбайт

130048: 65536=1,98

VFAT (виртуальная система FAT) –впервые появилась в Windows 3.11 – поддерживает длинные имена.

Windows 3.11 обслуживает все 16-разрядные приложения

Недостатки FAT16, VFAT:

1) корневой каталог нельзя перемещать и не должен содержать больше 512 элементов;

2) большие потери дискового пространства на кластеризацию (слишком большой размер кластера ведет к неэффективному использованию области данных, в случае большого количества маленьких файлов)

3) не могут работать с дисками большого объёма в пределах 4 Гб.

FAT 32. появилась с выходом Windows 95 OSR2 и поддерживается Windows 98/ME, Windows 2000/XP.

может иметь до 228 кластеров

Достоинства:

1) обеспечивает оптимальный доступ к жестким, повышая скорость, производительность всех операций ввода-вывода;

2) на много эффективнее расходуется дисковое пространство, за счет увеличения количество возможных кластеров;

2) корневой каталог может содержать любое количество элементов;

3) корневой каталог можно перемещать.

3 HPFS (High-Performance File System–высокопроизводительная файловая система) впервые появилась в ОС OS/2 LAN Manager. Разработана компаниями IBM и Microsoft.

Принципы размещения файлов на диске

1)Дисковое пространство в HPFS выделяется не кластерами как в FAT, а блоками. Размер блока равен 1 сектору, это позволяет более эффективно расходовать дисковое пространство.

2) HPFS при размещении файла на диске стремится избежать его фрагментации, стараясь размещать файлы в одном непрерывном участке (позволяет непрерывно разместить файл размером до 16 Мбайт).

3) Информация о файле размещается поблизости от самого файла.

4)Используется метод бинарных деревьев, что увеличивает скорость поиска файла,.

Данные принципы размещения файлов на диске увеличивают производительность файловой системы, надежность и отказоустойчивость.

HPFS позволяет работать с файлами размером 7,68 Гбайт (на практике размер файла не может превышать 2 Гбайт, что обусловлено интерфейсом прикладного программирования).Максимальный объем диска 2 Тбайт.

Дата добавления: 2014-01-06