Co je to souborový systém? Správa souborů, typy souborů, systém souborů, atributy souborů

Soubor- pojmenovaná sada dat prezentovaná na počítačovém paměťovém médiu. Pojem soubor se vztahuje především na data uložená na discích, a proto jsou soubory obvykle identifikovány s oblastmi diskového úložiště na těchto médiích.

Systém souborů obsahuje pravidla pro tvorbu názvů souborů a způsoby přístupu k nim, systém obsahu souborů a strukturu pro ukládání souborů na disky.

Soubor má název a atributy(archivovaný, jen pro čtení, skrytý, systémový), charakterizovaný velikostí v bajtech, datem a časem vytvoření nebo poslední změny.

Název souboru se skládá ze dvou částí: skutečného názvu a přípony (typu). Typ může chybět. Název je od typu oddělen tečkou. V systému Windows můžete pojmenovat soubory dlouhé až 255 znaků. Typ označuje typ a účel souboru, některé z nich jsou standardní, například:

· .COM a .EXE - spustitelné soubory;

· .BAT - dávkový soubor příkazů;

· .TXT - textový soubor libovolného typu;

· .MDB - soubor databáze Access;

· .XLS – tabulka Excel;

· .DOC - textový soubor editoru Microsoft Word;

· .ZIP - zabalený soubor archivátoru Winzip/PkZip.

Použití standardních rozšíření umožňuje jejich nespecifikování při spouštění systémových programů a balíků aplikací a je použit výchozí princip.

Adresář (složka, adresář) - pojmenovaná sada souborů kombinovaných na základě příslušnosti ke stejnému softwarovému produktu nebo z jiných důvodů. Výraz „soubor je obsažen v adresáři“ nebo „soubor je obsažen v adresáři“ znamená, že informace o tomto souboru jsou zaznamenány v oblasti disku související s tímto adresářem. Názvy adresářů se řídí stejnými pravidly jako názvy souborů. Adresáře obvykle nemají příponu, i když ji lze přiřadit.

Na každém fyzickém nebo logickém disku je vykořenit(head) adresář, který nelze vytvořit, odstranit nebo přejmenovat uživatelskými prostředky. Označuje se znakem '\' (v některých operačních systémech můžete také použít '/'). Další adresáře a soubory mohou být registrovány v hlavním adresáři. Podadresáře mohou naopak obsahovat adresáře nižší úrovně. Tato struktura se nazývá hierarchický systém nebo strom adresáře, ve kterých hlavní adresář tvoří kořen stromu a zbývající adresáře jsou jako větve.

Seskupování souborů do adresářů neznamená, že jsou nějakým způsobem seskupeny na jednom místě na disku. Navíc tentýž soubor může být „rozsypán“ (fragmentován) po celém disku. Soubory se stejnými názvy mohou být umístěny v několika adresářích na disku, ale několik souborů stejného jména nemůže být umístěno ve stejném adresáři.

Aby měl operační systém přístup k souboru, musíte zadat:

· cesta stromem adresářů;

· celý název souboru.

Tato informace je uvedena v specifikace souboru, který má následující formát:

[jednotka:][cesta]název souboru[.typ]

Hranaté závorky označují, že odpovídající část specifikace může být vynechána. V tomto případě se použije hodnota výchozí.

Pokud není zadán žádný disk, použije se aktuální disk. Proud disk je disk, na kterém aktuálně běží operační systém.

Cesta-pořadí složek, které je třeba přejít k požadovanému souboru. Jména v cestě jsou psána v sestupném pořadí podle priority a jsou oddělena znakem "\". Zavolá se adresář, který obsahuje aktuální adresář rodičovský.

Poměrně často je potřeba zpracovat několik souborů najednou jedním příkazem. Například odstraňte všechny záložní soubory s příponou BAK nebo přepište několik souborů dokumentů s názvy doc1.txt, doc2.txt atd. V těchto případech použijte speciální znaky - masky, což vám umožní popsat skupinu souborů jedním jménem. Masky jsou jen dvě:

· symbol * v názvu nebo příponě souboru nahrazuje libovolný platný počet znaků;

· symbol? nahradí jakýkoli znak nebo chybějící znak v názvu souboru nebo přípony.

Naše příklady budou odpovídat maskám *.bak (všechny soubory s příponou bak) a doc?.txt (všechny soubory s příponou txt a 4znakovým názvem začínajícím na doc).

Otázky k tématu zaslané k testování:

1. Definice OS. Základní koncepty OS Windows (multitasking, grafické uživatelské rozhraní, vkládání a datová vazba).

2. Grafické uživatelské rozhraní, jeho hlavní součásti (okna, dialogové nástroje, standardní správa oken a dialogové nástroje).

3. Práce s klávesnicí a myší ve Windows. Standardní kombinace kláves a operace myši.

4. Práce se soubory a složkami ve Windows - základní operace a možnosti. Programy „Tento počítač“ a „Průzkumník“.

5. Vyhledávání informací ve Windows.

6. Vytvořte zástupce aplikací a dokumentů.

7. Ovládací panel a jeho hlavní součásti.

8. Řešení poruch ve Windows.

9. Nastavení aplikací DOS pro Windows.

ZAVEDENÍ

V současnosti jsou nejběžnější osobní počítače (PC) založeny na procesoru Pentium. Většina těchto počítačů používá operační systém (OS) Windows 95 nebo Windows 98 (Windows 9x nebo jednoduše Windows). Windows je de facto standardem pro 32bitové osobní počítače. K dnešnímu dni již bylo vyvinuto několik verzí systému.

Operační systém (OS) je soubor programů, které zajišťují řízení počítačového hardwaru, plánování efektivního využití jeho zdrojů a řešení problémů na základě uživatelských úloh. OS se načte do počítače, když je zapnutý.

Charakteristické rysy moderních operačních systémů, včetně Windows 9x, jsou:

Vyvinuté uživatelské rozhraní, tedy prostředky a způsoby interakce s uživatelem;

Multitasking – schopnost zajistit provádění několika programů „současně“;

Využití všech možností, které poskytují moderní mikroprocesory;

Pracovní stabilita a jistota.

Windows 9x je nástupcem a výsledkem sloučení dvou systémů: Windows 3.1x a MS-DOS. Vývojáři museli udělat řadu kompromisů, aby zajistili jeho kompatibilitu s těmito systémy:

Windows 9x začne fungovat v reálném režimu a teprve poté přejde do chráněného režimu;

Windows 9x je založen na aktualizovaném systému MS-DOS;

Windows 9x má dostatečný počet 16bitových komponent (modulů a ovladačů zařízení).

Windows 9x je založen na objektově orientovaném přístupu. Objekty zahrnují dokumenty, aplikace, složky, soubory, zástupce, jednotky atd. Otevření objektu– jeden z hlavních konceptů v systému. Provedené akce závisí na typu objektu:

- otevření dokumentu je spustit příslušnou aplikaci a načítání dokumentu do této aplikace, abyste ji mohli prohlížet, upravovat a tisknout. Místo otevírání a načítání dokumentu můžeme mluvit o otevírání a načítání souboru s dokumentem, protože všechny dokumenty jsou uloženy v souborech;

- otevření aplikace- uvedení do provozu;

- otevření složky spočívá v zobrazení jeho obsahu na obrazovce, což vám umožňuje provádět jakékoli akce s objekty, které se v něm nacházejí;

- otevření vstupního/výstupního zařízení umožňuje dostat se do prostředí dispečera, který zajišťuje ovládání tohoto zařízení;

- otevření zástupce v mnoha případech se rovná otevření objektu, pro který byl vytvořen.

Při zpracování dokumentu můžete využít procesní i objektově orientovaný přístup. V prvním případě musíte vědět, která aplikace má dokument zpracovat. V jiném případě poklepáním na dokument nebo na pro něj vytvořenou zkratku spustíte přidruženou aplikaci. Pokud Windows neví, která aplikace má daný dokument zpracovat, nabídne přidružení dokumentu ke konkrétní aplikaci.

KOMPONENTY SOUBOROVÉHO SYSTÉMU

Práce na PC probíhá s různými typy dat. Data znamená vše, co podléhá ukládání (programy ve zdrojovém nebo strojovém kódu, data pro jeho provoz, libovolné textové dokumenty a číselné údaje, zakódované tabulkové, grafické a další informace).

Soubor je pojmenovaná sbírka homogenních informací na externím médiu (například na magnetickém disku).

V název souboru(Windows 9x) Lze použít téměř všechny tisknutelné znaky, existuje však řada omezení:

Na začátku ani na konci názvu souboru nemohou být mezery (lze je zadat, ale budou ignorovány);

Název souboru nemůže začínat ani končit tečkou;

V názvu souboru nelze použít následující znaky: /, \, :, ?, '',<, >, |, protože jsou vyhrazeny pro jiné účely;

Délka názvu souboru by neměla přesáhnout (obecně) 255 znaků.

Taková jména se nazývají dlouho. Například Laboratorní práce č. 1 v oboru operační systémy.

Pro každý soubor Windows 9x automaticky vygeneruje krátký název, který je vytvořen na základě požadavků operačního systému MS-DOS a slouží k zajištění kompatibility operačních systémů. Neobsahuje více než 8 znaků. Kromě znaků zakázaných v dlouhých názvech není dovoleno používat symboly;, +, [, ], =, „tečka“, „čárka“, „mezera“. Krátký název začíná jako dlouhý název, za ním následuje symbol ~ a pořadové číslo (celkem ne více než 8 znaků). V tomto případě jsou vynechány zakázané znaky, malá písmena jsou překódována na velká. Například PRIMER~1 může odpovídat dlouhému souboru začínajícímu písmeny Primer. Pokud existuje další takový soubor, jeho krátký název bude PRIMER~2.

Názvy vyhrazené pro I/O zařízení jsou zakázány: PRN (tiskárna), CON (konzole, tj. klávesnice a monitor), NUL (fiktivní zařízení), LPT1–LPT3 (první–třetí paralelní port), COM1–COM3 (první–třetí sériový port). Latinské znaky A:, B:, C:, D: atd. se nazývají externí paměťová zařízení.

Pokud je v názvu souboru alespoň jedna tečka, má se za to, že má příponu v souladu s povahou uložených informací. Přípona názvu souboru je posloupnost znaků umístěná za poslední tečkou zadanou v názvu. Tečka je považována za oddělovač názvu a přípony. Příponu určuje buď uživatel sám, nebo program, který soubor generuje. Je lepší používat standardní přípony o 1-3 znacích, protože se typ souboru vyjasní, například:

BAT pro příkazové soubory;

DOC pro soubory obsahující různé dokumenty ve formátu editoru Microsoft Word;

PAS pro programy napsané v jazyce PASCAL; -

PCX pro soubory s ilustracemi ve formátu editoru rastrové grafiky Publishers Paintbrush;

VAK pro soubory s předchozí verzí dokumentu (záložní soubory);

EXE pro soubory s programem připraveným ke spuštění

COM pro soubory, s programem připraveným ke spuštění pouze v prostředí MS-DOS.

V současné době se tento termín používá pro programy, které jsou připraveny ke spuštění pod kontrolou operačního systému aplikace(aplikace), například Windows - aplikace

Příklad souboru: COMMAND.COM, COMMAND - název souboru, COM - přípona.

Kromě dlouhých a krátkých názvů je s každým souborem spojena řada vlastností. K číslu vlastnosti souboru zahrnout:

Atributy souboru;

Datum a čas jeho vytvoření;

Datum a čas změny souboru;

Datum posledního přístupu k souboru (čtení nebo zápis);

Délka nebo velikost souboru (v bajtech).

Atributy souboru určit, jak jej lze používat, a přístupová práva k němu. Ve Windows 9x hrají atributy spíše informační roli než ochrannou, jako v prostředí MS-DOS. Souboru lze přiřadit libovolnou kombinaci následujících atributů:

Read-Only [R] (Read Only) - nastavuje ochranu souboru proti zápisu, soubor nelze smazat, přesunout nebo upravit bez zvláštních opatření;

Archiv [A] (Archiv) - nastavuje stav archivu pro soubor, nastavuje se automaticky při vytváření nebo úpravě souboru, lze jej odstranit archivačními nebo zálohovacími nástroji;

Skryté [H] (Skryté) – skryté soubory se ve složkách nezobrazují, pokud nejsou přijata zvláštní opatření.

System [S] (System) – atribut, který je dodáván do systémových souborů.

Každý soubor ve Windows 9x je spojen s ikonou, která odpovídá typu souboru. Piktogram je malá ilustrace, která vám pomůže rychle identifikovat objekt, se kterým je spojena.

Vzor názvu souboru se často používá k označení více souborů najednou nebo ke zkrácení názvů souborů. Šablona name je jméno, ve kterém jsou použity symboly - náhražky"*" a "?". Pozice, kde se objeví znak "?" , může obsahovat libovolný znak. "*" znamená, že pozice, na které se objeví "*" a všechny následující, mohou být obsazeny libovolnými symboly.

*.TXT - všechny soubory typu TXT;

A?.* - všechny soubory, jejichž názvy začínají písmenem A a skládají se z jednoho nebo dvou písmen.

1.2. Složky (adresáře)

S přibývajícími úkoly se počet souborů na disku značně zvyšuje ai při dovedně zvolených názvech souborů je obtížné sledovat pořadí na disku a procházet soubory. Lze uložit skupinu souborů na jednom médiu, kombinované podle nějakého kritéria složku(složky). MS-DOS používal koncept katalog nebo adresáře(adresář). Analogie mezi složkami a adresáři není úplná. Každý adresář lze považovat za složku, ale ne každá složka odpovídá adresáři na disku, a pokud ano, může být umístěna na úplně jiném místě ve struktuře souborů. Pokud je název souboru uložen ve složce (adresáři), pak se soubor nazývá umístěn v tomto adresáři. Každá složka ve Windows 9x má ikonu a název stejně jako soubor (ale obvykle bez přípony).

(Libovolná) složka může být registrována v jiné složce. Proto je struktura souborů na discích hierarchická víceúrovňová nebo stromová, v jejímž kořenu je hlavní složka nebo kořenový adresář(ROOT DIRECTORY) Na každém disku je jedna taková složka, která je označena symbolem "\". Kořenový adresář se vytvoří při formátování disku a nelze jej přejmenovat ani odstranit. Nutno podotknout, že není zvykem vytvářet složky na disketách magnetických.

Pokud je jedna složka přímo obsažena v jiné složce, pak se první nazývá podřízený (podadresář) a druhý se nazývá nadřazený (nadadresář) první složky. MS-DOS používá znak ".." k označení nadřazeného adresáře.

MS-DOS tento koncept podporuje aktuální pohon A aktuální katalogy. Zpočátku je aktuální jednotka jednotkou, ze které byl systém spuštěn, a podle toho adresář. Adresář, se kterým uživatel aktuálně pracuje, se nazývá aktuální adresář. Stejným způsobem se určuje aktuální pohon. Zavolá se aktuální adresář aktuální jednotky pracovníků. Tento koncept podporuje i Windows, ale trochu jiným způsobem, například ke změně pracovní složky v aplikacích dochází implicitně – při otevírání a ukládání dokumentů.

Příklad fragmentu struktury souboru na disku je na Obr. 1.

Rýže. 1

Na obrázku 1 je adresář Dokumenty registrován v adresáři Moje složka, takže Dokumenty jsou podadresářem Moje složka a Moje složka je nadřazeným adresářem nebo nadřazeným adresářem Dokumentů.

Každá složka (ale ne hlavní), stejně jako soubor, má řadu vlastností, které jsou s ní spojeny. Složky mají nastaven atribut Directory (D), který je odlišuje od souboru a je také spojen s datem a časem vytvoření.

Pokud je na disku rozvětvená struktura souborů, nestačí k nalezení souboru zadat pouze jeho název (pokud nepoužíváte nástroje Windows na vysoké úrovni). Musíte zadat cestu (cestu) k souboru. Trasa je posloupnost názvů adresářů oddělených znakem "\", který určuje cestu z kořenového (úplná cesta) nebo aktuálního adresáře disku do adresáře, ve kterém se nachází požadovaný soubor. Tedy, úplný název souboru, nebo specifikace souboru má následující podobu:

[jednotka:][úplná_trasa\]jméno.typ.

Čtvercové uvozovky označují volitelné parametry.

Pokud celý název používá znaky, které nejsou povoleny v krátkých názvech (v prostředí MS-DOS), musí být specifikace uzavřena v uvozovkách.

Příklad úplného názvu souboru: A:\PROGRAM\PASCAL\LAB.PAS.

Například soubor DEMO.EXE umístěný v podadresáři PROGRAM je přístupný:

DEMO.EXE, pokud je aktuální adresář PROGRAM;

PROGRAM\DEMO.EXE, pokud je aktuální adresář kořenovým adresářem;

-..\demo.exe, pokud je aktuální adresář PASCAL.

1.3. Zkratky

Nástroje Windows 9x umožňují vytvoření další součásti systému souborů na discích – zkratky. Označení(zkratka) je soubor obsahující ukazatel (odkaz) na nějaký objekt ve stromu prostředků - jiný soubor, složku nebo periferní zařízení. (Struktury souborů všech dostupných disků a také některých vstupně/výstupních zařízení jsou sloučeny do strom zdrojů.) Jeden objekt může odpovídat několika zástupcům umístěným v různých složkách. Když odstraníte zástupce, bude zničen pouze odkaz na objekt, který se nijak nezmění. Poklepáním na zástupce dokumentu implicitně spustíte aplikaci, která je s tímto dokumentem spojena, a načte dokument do ní ke zpracování. Nejčastěji jsou na plochu umístěny zástupci pro usnadnění přístupu k neustále používaným objektům. Zástupce se jmenuje podle stejných pravidel jako soubor, ale má přiřazenou standardní příponu LNK (od LiNK - spojení). Ikona zástupce odpovídá ikoně objektu, pro který byl zástupce vytvořen, ale v levém dolním rohu má zakřivenou šipku.

Pokud je vytvořen zástupce pro aplikaci MS-DOS nebo dávkový soubor, vygeneruje se místo zástupce soubor s příponou PIF. V systému Windows 95 lze tento soubor považovat za zvláštní druh zástupce, který odkazuje na spustitelný soubor pro prostředí MS-DOS.

1.4. Stůl

Po načtení systému Windows 9x se zobrazí obrazovka monitoru Stůl(Desktop), (prý) největší složka. Samotná plocha je systémový objekt, ale na rozdíl od objektů na ní umístěných ji nelze do žádného z nich přesunout ani zkopírovat. Jakékoli objekty ze stromu prostředků lze umístit na plochu, obvykle obsahuje pouze standardní (systémové) složky a zástupce pro ty objekty, které jsou nejčastěji přístupné.

Standardní (systémová) složka je složka vytvořená a spravovaná samotným systémem Windows. Zde jsou některé ze standardních složek umístěných na ploše:

Složka Tento počítač je obrazem počítače a umožňuje přístup k jeho prostředkům. Po získání přístupu k objektu můžete s ním provádět požadované operace nebo měnit jeho vlastnosti;

Složka Koš. Smazané soubory a zástupci se přesunou do této složky, aby je bylo možné v případě potřeby obnovit. Velikost košíku je nastavitelná.

Tyto dvě složky jsou povinné, ostatní nikoli. Vlastnosti standardních složek jsou (ve většině) případů nemožnost je smazat, přejmenovat, mít speciální vlastnosti a mít specifické příkazy v kontextových nabídkách. Plocha je z pohledu Windows také standardní (systémová) složka.

Bezpečnostní otázky:

1. Co je soubor, název a přípona souboru, šablona?

2. Jaké soubory se nazývají spustitelné?

3. Co je to složka (adresář), podadresář, kořenový a nadřazený adresář?

4. Které složky jsou standardní?

5. Definujte specifikaci nebo úplný název souboru.

6. Co je to zkratka?

PŘÍKAZY MS-DOS

Příkazy se spouštějí z příkazového řádku po obdržení pozvánky k práci nebo z dávkového souboru. Výzva se zobrazí, když je OS připraven k použití.

Formát příkazu MS-DOS:

příkaz [možnosti] .

Parametry z příkazu jsou odděleny mezerami. Pokud uživatel do příkazů nezahrne žádné parametry nebo přepínače, systém poskytne jejich výchozí hodnoty. Klíč /? Vydává nápovědu k příkazu. Provádění příkazu nebo programu můžete přerušit stisknutím kláves ; pozastavit zobrazování informací na obrazovce - , pokračujte stisknutím libovolné klávesy.

Existují dva typy příkazů MS-DOS: vestavěné (interní) a načítatelné (externí). Vestavěný příkazy jsou nejjednodušší, nejčastěji používané, jsou nedílnou součástí příkazového procesoru command.com a nejsou zobrazeny v katalogu. (Například DIR, COPY, DEL a další.) Komu ke stažení Mezi příkazy patří další příkazy, které jsou trvale uloženy v souborech na disku (například FORMAT Před spuštěním těchto příkazů se musíte ujistit, že na disku existují). Podívejme se na některé příkazy systému MS-DOS.

3.1 Chcete-li změnit aktuální disk, musíte zadat název disku, který by se měl stát aktuálním, a poté symbol ":".

Například,

Příkaz se přesune z jednotky A: na jednotku C:.

3.2 Změna aktuálního adresáře

CD (CHDIR) [disk drive:] cesta

Například,

CD PROGRAM - přechod do podadresáře PROGRAM;

CD.. - přejde do nadřazeného adresáře.

3.3 Výstup souboru na obrazovku.

TYPE [jednotka:][trasa\]jméno.typ.

Například,

TYPE \PROGRAM\PASCAL\lab.txt ;

TYP AUTOEXEC.BAT .

2.4 Smazání souboru nebo skupiny souborů

DEL [jednotka:][trasa\]jméno.typ.

Tento příkaz umožňuje použití zástupného znaku.

Například,

DEL*.* - smaže všechny soubory v aktuálním adresáři.

2.5 Procházení katalogu

DIR [jednotka:][trasa\][jméno.typ] .

Pro každý soubor příkaz hlásí jeho název, typ, velikost souboru v bajtech, datum vytvoření a čas vytvoření nebo poslední aktualizace souboru. Na konci je hlášeno množství volného místa. Klávesa ""/P "" zastaví zadávání obsahu adresáře, jakmile se obrazovka zaplní, stiskněte libovolnou klávesu. Při použití klávesy "/W" se na obrazovce zobrazí pouze názvy souborů (a přípony), 5 na řádek.

2.6 Vytvoření podadresáře

MD (MKDIR) [drive:] cesta

2.7 Smazání podadresáře

RD (RMDIR) [jednotka:] cesta

Tímto příkazem lze smazat jakýkoli podadresář, ale nesmí obsahovat žádné soubory ani jiné podadresáře (aby se předešlo ztrátě souboru v důsledku náhodného smazání). Přirozeně nelze zničit aktuální podadresář a hlavní adresář.

2.8 Přejmenování souborů

REN[jednotka:][trasa\]starý_název nový_název.

Tento příkaz umožňuje změnit název odpovídajícího souboru bez změny jeho obsahu. Příkaz umožňuje použití šablony.

2.9 Čištění obrazovky

2.10 Zobrazení verze operačního systému

Po zadání tohoto příkazu se na obrazovce objeví číslo verze operačního systému, které závisí na roce, kdy byla verze vytvořena. Znalost verze je nezbytná, protože nástroje jsou rok od roku rozšiřovány a příkazy a programy napsané pro pozdější verze nebudou vůbec fungovat nebo budou prováděny jinak.

2.11 Nastavení aktuálního času

ČAS [hh:mm:cc:dd]

Tento příkaz nastavuje aktuální čas při načítání systému MS-DOS nebo kdykoli jindy při práci na počítači. Když spustíte příkaz bez parametrů, zobrazí se aktuální čas a stisknutím klávesy se vyžádá nový , můžeme souhlasit s aktuálním časem.

2.12 Nastavení aktuálního data

DATUM [mm:dd:yy]

Příkaz nastavuje aktuální datum stejným způsobem jako příkaz TIME pro nastavení aktuálního času.

2.13 Zobrazení stromu podadresářů

Tento příkaz zobrazí logický seznam všech podadresářů na aktivním disku. Přidáním klávesy F můžete také získat seznam souborů obsažených v těchto podadresářích.

2.14 Kopírování jednotlivých souborů

Příkaz COPY umožňuje kopírovat soubory z disku na disk, vyměňovat data mezi periferními zařízeními a slučovat data během procesu kopírování.

KOPÍROVAT [jednotka:][trasa\]isf[jednotka:][trasa\][inf] ,

kde isf je název starého souboru s příponou, inf je název nového souboru s příponou. Klávesa /V umožňuje vytvářet kopie a zároveň kontrolovat správnost kopie. Tento příkaz umožňuje použití zástupného znaku.

Při použití příkazu COPY k výměně informací mezi periferními zařízeními místo názvů souborů nahraďte do příkazu speciální názvy CON, PRN, NIL atd., které mají následující význam:

CON - konzole: klávesnice pro zadávání dat, video displej pro zobrazení výsledků a ovládací dialog;

PRN je primární tiskárna spojená s vaším systémem;

NUL - pseudo-zařízení (neexistující) pro testování programů.

Příkaz COPY umožňuje zkombinovat více souborů do jednoho se znaménkem „+“. Při této kombinaci (zřetězení) se zdrojové soubory nezmění a aktuální čas a datum se zapíše do nového souboru.

1) ZKOPÍROVAT PASCAL\*.PAS B: ,

Všechny soubory typu PAS se zkopírují z podadresáře PASCAL na jednotku B:

2) ZKOPÍROVAT SOUBOR.EXT PRN ,

Tisk souboru FILE.EXT.

3) ZKOPÍROVAT CON FILE.EXT ,

zadávání dat z klávesnice do souboru FILE.EXT, přičemž konec souboru je vygenerován kombinací kláves (vytvoření souboru v MS-DOS).

4) ZKOPÍROVAT FILE1.EXT+FILE2.EXT+FILE3.EXT BOOK.EXT ,

sloučení několika souborů do jednoho BOOK.EXT.

2.15 Ochrana souborů proti zápisu

ATTRIB [+R ¦ -R] [+A ¦-A] [ jednotka:][trasa\]název souboru.

R - nastavuje ochranu souboru proti zápisu;

R - zruší ochranu souboru proti zápisu;

A - nastaví soubor do archivního stavu;

A - zruší archivační stav souboru;

ATTRIB +R FILE.EXT - do tohoto souboru nelze zapsat informace;

ATTRIB FILE.EXT - je proveden požadavek na možnost zápisu dat do FILE.EXT. Odezva operačního systému:

R_A:\FILE.EXT , tj. Do souboru nelze zapisovat.

2.16. Přeposílání dat:

> - přesměrovat výstupní data. Data, která jsou vždy zobrazena na obrazovce, jsou přesměrována do periferního zařízení nebo do souboru na disku. V druhém případě se soubor v případě potřeby vytvoří. Pokud soubor existuje, jsou stará data nahrazena novými.

TYP FILE.TXT > PRN

Zítra setkání ECHO Group > PRN

>> - výstup je také přesměrován, ale pokud soubor již existuje, data se připojí ke starým datům.

< - переадресовать входные данные. Данные будут приниматься не с клавиатуры, а с периферийного устройства или из дискового файла.

NAPROGRAMOVAT< FILE.TXT

Poznámka: Program, jehož provádění chceme přesměrovat, musí používat standardní I/O funkce.

2.17. Organizace dopravníků.

Příkazy nebo programy můžete řetězit tak, že výstup na obrazovce prvního z nich je použit jako vstup z klávesnice pro další A1|A2|A3.

ECHO Y | DEL *.* >NUL - automaticky odpoví Y (Ano) na výzvu "Jste si jistý..." při mazání všech položek adresáře.

Vyskytuje se podél (dopravník) | přenos dat z jednoho programu do druhého. Mnohem efektivnější využití | (potrubí) s příkazy filtru a předávání.

2.18.Filtry NAJÍT, VÍCE, Třídit.

a) Vyhledejte zadaná data v souboru na disku (telefonní číslo, adresa, jakákoli fráze):

NAJDĚTE „frázi“ [cesta\] název souboru,

kde /C je čítač detekce, tj. kolikrát je detekována fráze, ale samotné řádky se nezobrazují;

/N – zobrazí se i číslo řádku (kromě samotného řádku);

/V – zobrazí všechny řádky, které neobsahují tuto frázi.

FIND “group” FILE.TXT – zobrazí řádek ze souboru obsahující slovo “group”.

DIR | FIND /V „COM“ – zobrazí všechny soubory kromě souborů s příponou COM.

NAJDĚTE „auto“ AB.DAT, B.DAT, C.DAT – výdaje na auto.

b) Zobrazení stránky po stránce

VÍCE< FILE.TXT

TYP SOUBOR.EXT | VÍCE

c) Třídění dat.

SORT (výchozí řazení podle 1 znaku abecedně ve vzestupném pořadí),

kde /R - řazení v sestupném pořadí;

/+n – počínaje sloupcem n bude řádek seřazen.

zadávání informací z klávesnice, Ù Z – znak konce zadávaných informací.

Toto je vhodné zapsat do souboru, tzn. TŘÍDĚT< CON >FILE.TXT.

DIR | SORT – prvky adresáře jsou seřazeny podle názvů souborů (adresářů).

DIR | SEŘADIT /+10 > SOUBOR.EXT -

seznam souborů bude řazen podle přípony (WINDOWS 9X).

©2015-2019 web
Všechna práva náleží jejich autorům. Tato stránka si nečiní nárok na autorství, ale poskytuje bezplatné použití.
Datum vytvoření stránky: 20.08.2016

Soubory a souborový systém

Všechny programy a data jsou uložena v dlouhodobé (externí) paměti počítače ve formě souborů.

Soubor- jedná se o určité množství informací (programu nebo dat), které má jméno a je uloženo v dlouhodobé (externí) paměti.

Název souboru. Název souboru se skládá ze dvou částí oddělených tečkou: skutečného názvu souboru a přípony, která určuje jeho typ (program, data atd.). Skutečný název souboru je dán uživatelem a typ souboru je obvykle nastaven automaticky programem při jeho vytvoření (tabulka 4.2).

Různé operační systémy mají různé formáty souborů. V operačním systému MS-DOS nesmí samotný název souboru obsahovat více než 8 písmen latinské abecedy, číslice a některé speciální znaky a přípona se skládá ze tří latinských písmen, například: proba.txt

V operačním systému Windows může mít název souboru až 255 znaků a můžete použít ruskou abecedu, například: Information units.doc

Systém souborů. Každé paměťové médium (disketa, pevný nebo laserový disk) může uložit velké množství souborů. Pořadí, ve kterém jsou soubory uloženy na disku, je určeno použitým systémem souborů.

Každý disk je rozdělen na dvě oblasti: oblast pro ukládání souborů a adresář. Adresář obsahuje název souboru a označení, kde na disku začíná. Pokud nakreslíme analogii mezi diskem a knihou, oblast úložiště souborů odpovídá jejímu obsahu a adresář odpovídá obsahu. Kniha se navíc skládá ze stránek a disk se skládá ze sektorů.

Pro disky s malým počtem souborů (až několik desítek) lze použít jednoúrovňový souborový systém, kdy adresář (obsah disku) je lineární posloupnost názvů souborů (tabulka 4.3). Takový katalog lze přirovnat k obsahu dětské knihy, který obsahuje pouze názvy jednotlivých příběhů.

Pokud jsou na disku uloženy stovky a tisíce souborů, pak pro snadné vyhledávání použijte víceúrovňový hierarchický souborový systém, který má stromovou strukturu. Takový hierarchický systém lze porovnat např. s obsahem dané učebnice, což je hierarchický systém oddílů, kapitol, odstavců a bodů.

Počáteční, kořenový adresář obsahuje podadresáře 1. úrovně, každý z nich může obsahovat podadresáře 2. úrovně a tak dále. Je třeba poznamenat, že soubory lze ukládat do adresářů všech úrovní.

Například kořenový adresář může obsahovat dva podadresáře 1. úrovně (Directory_1, Directory_2) a jeden soubor (File_1). V adresáři 1. úrovně (Directory_1) jsou zase dva podadresáře druhé úrovně (Directory_1.1 a Directory_1.2) a jeden soubor (File_1.1) - obr. 4.21.

Systém souborů je systém ukládání souborů a organizace adresářů.

Podívejme se na hierarchický souborový systém na konkrétním příkladu. Každý disk má své logické jméno (A:, B: - diskety, C:, D:, E: a tak dále - pevné a laserové disky).

Nechť kořenový adresář jednotky C: má dva adresáře 1. úrovně (GAMES, TEXT) a adresář GAMES má jeden adresář 2. úrovně (CHESS). Zároveň je v adresáři TEXT soubor proba.txt a v adresáři CHESS soubor chess.exe (obr. 4.22).

Cesta k souboru. Jak najít existující soubory (chess.exe, proba.txt) v daném hierarchickém souborovém systému? Chcete-li to provést, musíte zadat cestu k souboru. Cesta k souboru obsahuje logický název disku zapsaný přes oddělovač "\" a posloupnost názvů vnořených adresářů, z nichž poslední obsahuje požadovaný soubor. Cesty k výše uvedeným souborům lze zapsat následovně:

Cesta k souboru spolu s názvem souboru se někdy nazývá úplný název souboru.

Příklad úplného názvu souboru:

Z \GAMES\CHESS\chess.exe

Prezentace souborového systému pomocí grafického rozhraní. Hierarchický souborový systém MS-DOS obsahující adresáře a soubory je v operačním systému Windows reprezentován prostřednictvím grafického rozhraní v podobě hierarchického systému složek a dokumentů. Složka ve Windows je analogická adresáři MS-DOS

Hierarchická struktura těchto systémů je však poněkud odlišná. V hierarchickém souborovém systému MS-DOS je vrcholem hierarchie objektů kořenový adresář disku, který lze přirovnat ke kmeni stromu, na kterém rostou větve (podadresáře) a na větvích jsou listy (soubory) .

Ve Windows je na vrcholu hierarchie složek složka Stůl. Další úroveň představují složky Můj počítač, Koš A Síťové prostředí(pokud je počítač připojen k místní síti) - obr. 4.23.

2. Výběrem jedné z položek nabídky Zobrazit (velké ikony, malé ikony, seznam, tabulka), můžete upravit formu prezentace obsahu složky.

Složka Síťové prostředí obsahuje složky všech počítačů aktuálně připojených k místní síti.

Složka Košík dočasně obsahuje všechny smazané složky a soubory. V případě potřeby vyjmout a uložit do Vozík složky a dokumenty lze obnovit.

3. Chcete-li trvale odstranit soubory, musíte zadat příkaz [File-Empty Trash].

Operace se soubory. Při práci na počítači se se soubory nejčastěji provádějí následující operace:

• kopírování (kopie souboru je umístěna v jiném adresáři);
• přesunutí (samotný soubor se přesune do jiného adresáře);
• smazání (záznam souboru je smazán z adresáře);
• přejmenování (změny názvu souboru).

Grafické rozhraní Windows umožňuje provádět operace se soubory pomocí myši metodou Drag&Drop (drag and drop). Existují i ​​specializované aplikace pro práci se soubory, tzv správci souborů: Norton Commander, Windows Commander, Explorer atd.

V některých případech je nutné pracovat s rozhraním příkazového řádku. Systém Windows poskytuje režim pro práci s rozhraním příkazového řádku systému MS-DOS.

Rozhraní příkazového řádku

1. Zadejte příkaz [Programy-MS-DOS Session]. Zobrazí se okno aplikace relace MS-DOS.

Když vás systém vyzve, můžete z klávesnice zadávat příkazy MS-DOS, včetně:

• příkazy pro práci se soubory (kopírovat, del, přejmenovávat atd.);
• příkazy pro práci s adresáři (dir, mkdir, chdir atd.);
• příkazy pro práci s disky (formát, defragmentace atd.).

2. Příkazů MS-DOSu jsou desítky a každý příkaz má svůj vlastní formát a parametry, které jsou poměrně těžko zapamatovatelné. Chcete-li získat informace nápovědy k příkazu, musíte za názvem příkazu zadat klíč /?

Chcete-li například získat pomoc s příkazem format, do systémového řádku zadejte: C:\WINDOWS>format/?

Otázky ke zvážení

1. Který prvek je vrcholem hierarchie v systému souborů MS-DOS? V GUI Windows?

Praktické úkoly

4.11. Zkopírujte soubory pomocí rozhraní příkazového řádku a správce souborů.

4.12. Prohlédněte si kapacitu disků vašeho počítače a také množství použitého a volného místa.

4.13. Seznamte se s formátem příkazu dir. Zobrazte kořenový adresář jednotky C.

Dříve nebo později se začínající uživatel počítače setká s takovým konceptem, jako je souborový systém (FS). K prvnímu seznámení s tímto pojmem zpravidla dochází při formátování paměťového média: logické disky a připojená média (flash disky, paměťové karty, externí pevný disk).

Před formátováním vás operační systém Windows vyzve k výběru typu systému souborů na médiu, velikosti clusteru a způsobu formátování (rychlé nebo úplné). Pojďme zjistit, co je souborový systém a proč je potřeba?

Veškeré informace se na médium zapisují ve formě, která musí být umístěna v určitém pořadí, jinak operační systém a programy nebudou moci s daty pracovat. Toto pořadí je organizováno systémem souborů pomocí určitých algoritmů a pravidel pro umístění souborů na médium.

Když program potřebuje soubor uložený na disku, nemusí vědět, jak a kde je uložen. Vše, co program vyžaduje, je znát název souboru, jeho velikost a atributy, aby mohl tato data přenést do souborového systému, který zajistí přístup k požadovanému souboru. Totéž se děje při zápisu dat na médium: program přenese informace o souboru (název, velikost, atributy) do souborového systému, který je uloží podle vlastních specifických pravidel.

Pro lepší pochopení si představte, že knihovník dává knihu klientovi na základě jejího názvu. Nebo v opačném pořadí: klient vrátí knihu, kterou přečetl, knihovníkovi, který ji uloží zpět. Klient nemusí vědět, kde a jak je kniha uložena, za to odpovídá pracovník provozovny. Knihovník zná pravidla katalogizace knihoven a podle těchto pravidel publikaci vyhledá nebo ji zařadí zpět, tzn. vykonává své oficiální funkce. V tomto příkladu je knihovna paměťové médium, knihovník je souborový systém a klient je program.

Základní funkce souborového systému

Hlavní funkce souborového systému jsou:

• umístění a organizace na nosiči dat ve formě souborů;
• stanovení maximálního podporovaného množství dat na paměťovém médiu;
• vytváření, čtení a mazání souborů;
• přiřazování a změna atributů souboru (velikost, čas vytvoření a úpravy, vlastník a tvůrce souboru, pouze pro čtení, skrytý soubor, dočasný soubor, archivovaný, spustitelný soubor, maximální délka názvu souboru atd.);
• určení struktury souboru;
• organizace adresářů pro logické uspořádání souborů;
• ochrana souborů v případě selhání systému;
• ochrana souborů před neoprávněným přístupem a změna jejich obsahu.

Informace zaznamenané na pevném disku nebo jiném médiu jsou tam umístěny na základě klastrové organizace. Cluster je druh buňky o určité velikosti, do které se vejde celý soubor nebo jeho část.

Pokud má soubor velikost clusteru, pak zabírá pouze jeden cluster. Pokud velikost souboru překročí velikost buňky, je umístěn do několika buněk klastru. Navíc volné shluky nemusí být umístěny vedle sebe, ale mohou být rozptýleny po fyzickém povrchu disku. Tento systém umožňuje co nejefektivněji využít prostor při ukládání souborů. Úkolem souborového systému je optimálním způsobem distribuovat soubor při zápisu do volných clusterů a také jej při čtení sestavit a předat programu nebo operačnímu systému.

Typy souborových systémů

Během evoluce počítačů, paměťových médií a operačních systémů se objevilo a zaniklo velké množství souborových systémů. V procesu takového evolučního výběru se dnes pro práci s pevnými disky a externími úložnými zařízeními (flash disky, paměťové karty, externí pevné disky, CD) používají především následující typy souborových systémů:

1. FAT32
2. ISO9660

Poslední dva systémy jsou určeny pro práci s CD. Souborové systémy Ext3 a Ext4 fungují s operačními systémy založenými na Linuxu. NFS Plus je souborový systém pro operační systémy OS X používaný na počítačích Apple.

Nejpoužívanějšími souborovými systémy jsou NTFS a FAT32, a to není překvapivé, protože... jsou určeny pro operační systémy Windows, na kterých běží drtivá většina počítačů na světě.

Nyní je FAT32 aktivně nahrazován pokročilejším systémem NTFS kvůli jeho větší spolehlivosti v bezpečnosti a ochraně dat. Navíc nejnovější verze operačního systému Windows se jednoduše nedovolí nainstalovat, pokud je oddíl pevného disku naformátován na FAT32. Instalační program vás požádá o naformátování oddílu na NTFS.

Souborový systém NTFS podporuje disky s kapacitou stovek terabajtů a velikostí jednoho souboru až 16 terabajtů.

Systém souborů FAT32 podporuje disky o velikosti až 8 terabajtů a velikosti jednoho souboru až 4 GB. Nejčastěji se tento FS používá na flash discích a paměťových kartách. Externí disky jsou z výroby naformátovány na FAT32.

Omezení velikosti souboru 4GB je však již dnes velkou nevýhodou, protože... Kvůli distribuci vysoce kvalitního videa velikost souboru filmu překročí tento limit a nebude možné jej zaznamenat na médium.

Podíl.

Materiál pro recenzní přednášku č. 33

pro speciální studenty

"Software pro informační technologie"

docent katedry informatiky, Ph.D. Livak E.N.

SYSTÉMY SPRÁVY SOUBORŮ

Základní pojmy, fakta

Účel. Vlastnosti souborových systémůTUKVFATFAT 32,HPFSNTFS. Souborové systémy OS UNIX (s5, ufs), Linux OS Ext2FS Systémové oblasti disku (oddíl, svazek). Principy umístění souborů a ukládání informací o umístění souborů. Organizace katalogů. Omezení přístupu k souborům a adresářům.

Dovednosti a schopnosti

Využití znalosti struktury systému souborů k ochraně a obnově počítačových informací (souborů a adresářů). Organizace řízení přístupu k souborům.

Souborové systémy. Struktura souborového systému

Data na disku jsou uložena ve formě souborů. Soubor je pojmenovaná část disku.

Systémy správy souborů jsou navrženy pro správu souborů.

Schopnost nakládat s daty uloženými v souborech na logické úrovni poskytuje souborový systém. Je to souborový systém, který určuje způsob, jakým jsou data organizována na jakémkoli paměťovém médiu.

Tedy, souborový systém je sada specifikací a jim odpovídající software, které jsou zodpovědné za vytváření, ničení, organizování, čtení, zápis, úpravu a přesouvání informací o souborech, jakož i za řízení přístupu k souborům a správu prostředků, které soubory používají.

Systém správy souborů je hlavním subsystémem v naprosté většině moderních operačních systémů.

Použití systému správy souborů

· všechny programy pro zpracování systému jsou propojeny pomocí dat;

· vyřešeny problémy centralizovaného rozdělení diskového prostoru a správy dat;

· uživatel má možnost provádět operace se soubory (vytváření atd.), vyměňovat si data mezi soubory a různými zařízeními a chránit soubory před neoprávněným přístupem.

Některé operační systémy mohou mít více systémů pro správu souborů, což jim umožňuje pracovat s více systémy souborů.

Zkusme rozlišit mezi souborovým systémem a systémem správy souborů.

Pojem „souborový systém“ definuje principy přístupu k datům organizovaným v souborech.

Období "systém správy souborů" odkazuje na konkrétní implementaci souborového systému, tzn. Jedná se o sadu softwarových modulů, které zajišťují práci se soubory v konkrétním OS.

Aby bylo možné pracovat se soubory organizovanými v souladu s nějakým souborovým systémem, musí být pro každý OS vyvinut vhodný systém správy souborů. Tento UV systém bude fungovat pouze na OS, pro který je určen.

Pro rodinu operačních systémů Windows se používají především systémy souborů: VFAT, FAT 32, NTFS.

Podívejme se na strukturu těchto souborových systémů.

Na souborovém systému TUK Diskový prostor libovolné logické jednotky je rozdělen do dvou oblastí:

oblast systému a

· datová oblast.

Systémová oblast vytvořené a inicializované během formátování a následně aktualizované při manipulaci se strukturou souboru.

Oblast systému se skládá z následujících komponent:

· boot sektor obsahující spouštěcí záznam (boot record);

· vyhrazené sektory (nemusí existovat);

· alokační tabulky souborů (FAT, File Allocation Table);

· kořenový adresář (ROOT).

Tyto komponenty jsou umístěny na disku jedna po druhé.

Datová oblast obsahuje soubory a adresáře podřízené kořenovému.

Datová oblast je rozdělena do tzv. shluků. Cluster je jeden nebo více sousedních sektorů datové oblasti. Na druhé straně je cluster minimální adresovatelná jednotka diskové paměti přidělená souboru. Tito. soubor nebo adresář zabírá celočíselný počet clusterů. Chcete-li vytvořit a zapsat nový soubor na disk, operační systém mu přidělí několik volných diskových clusterů. Tyto shluky na sebe nemusí navazovat. Pro každý soubor je uložen seznam všech čísel clusteru, která jsou tomuto souboru přiřazena.

Rozdělení oblasti dat do shluků namísto použití sektorů vám umožní:

· zmenšit velikost tabulky FAT;

· snížit fragmentaci souborů;

· délka řetězců souborů je snížena Þ zrychluje přístup k souborům.

Příliš velká velikost clusteru však vede k neefektivnímu využití datové oblasti, zejména v případě velkého množství malých souborů (ostatně u každého souboru se v průměru ztrácí polovina clusteru).

V moderních souborových systémech (FAT 32, HPFS, NTFS) je tento problém vyřešen omezením velikosti clusteru (maximálně 4 KB)

Mapa datové oblasti je T alokační tabulka souborů (File Allocation Table - FAT) Každý prvek tabulky FAT (12, 16 nebo 32 bitů) odpovídá jednomu diskovému clusteru a charakterizuje jeho stav: volný, zaneprázdněný nebo špatný cluster.

· Pokud je klastr přidělen souboru (tj. zaneprázdněn), pak odpovídající prvek FAT obsahuje číslo dalšího klastru souboru;

· poslední shluk souboru je označen číslem v rozsahu FF8h - FFFh (FFF8h - FFFFh);

· pokud je shluk volný, obsahuje nulovou hodnotu 000h (0000h);

· cluster, který je nepoužitelný (selhal), je označen číslem FF7h (FFF7h).

V tabulce FAT jsou tedy clustery patřící do stejného souboru propojeny do řetězců.

Alokační tabulka souborů je uložena ihned po zaváděcím záznamu logického disku, jehož přesné umístění je popsáno ve speciálním poli v zaváděcím sektoru.

Je uložen ve dvou stejných kopiích, které na sebe navazují. Pokud je zničena první kopie tabulky, použije se druhá.

Vzhledem k tomu, že při přístupu na disk je FAT využíván velmi intenzivně, je obvykle načten do RAM (do I/O bufferů nebo mezipaměti) a zůstává zde co nejdéle.

Hlavní nevýhodou FAT je pomalé zpracování souborů. Při vytváření souboru platí pravidlo, že je přidělen první volný cluster. To vede k fragmentaci disku a složitým souborovým řetězcům. To má za následek pomalejší práci se soubory.

Chcete-li zobrazit a upravit tabulku FAT, můžete použít utilityDiskEditor.

Podrobné informace o samotném souboru jsou uloženy v další struktuře zvané kořenový adresář. Každá logická jednotka má svůj vlastní kořenový adresář (ROOT).

Kořenový adresář popisuje soubory a další adresáře. Prvek adresáře je deskriptor souboru.

Každý deskriptor souboru a adresáře jej obsahuje

· Jméno

· prodloužení

datum vytvoření nebo poslední úpravy

· čas vytvoření nebo poslední úpravy

atributy (archiv, atribut adresáře, atribut svazku, systém, skrytý, jen pro čtení)

· délka souboru (pro adresář - 0)

· rezervované pole, které se nepoužívá

· číslo prvního clusteru v řetězci clusterů přidělených souboru nebo adresáři; Po obdržení tohoto čísla operační systém podle tabulky FAT zjistí všechna ostatní čísla clusteru souboru.

Uživatel tedy spustí soubor k provedení. Operační systém hledá soubor s požadovaným názvem podle popisu souborů v aktuálním adresáři. Když je požadovaný prvek nalezen v aktuálním adresáři, operační systém přečte číslo prvního klastru tohoto souboru a poté pomocí tabulky FAT určí zbývající čísla klastru. Data z těchto klastrů jsou načítána do paměti RAM a sloučena do jedné souvislé sekce. Operační systém přenese řízení na soubor a program se spustí.

Chcete-li zobrazit a upravit kořenový adresář ROOT, můžete také použít utilityDiskEditor.

Systém souborů VFAT

Systém souborů VFAT (virtual FAT) se poprvé objevil v systému Windows for Workgroups 3.11 a byl navržen pro I/O souboru v chráněném režimu.

Tento souborový systém se používá ve Windows 95.

Je také podporován ve Windows NT 4.

VFAT je nativní 32bitový souborový systém Windows 95. Je řízen ovladačem VFAT .VXD.

VFAT používá 32bitový kód pro všechny operace se soubory a může používat 32bitové ovladače chráněného režimu.

ALE položky v alokační tabulce souborů zůstávají 12- nebo 16bitové, takže disk používá stejnou datovou strukturu (FAT). Tito. F formát tabulkyVFAT je stejný, jako je formát FAT.

VFAT spolu s názvy "8.3". podporuje dlouhé názvy souborů. (VFAT se často říká, že je FAT s podporou dlouhých jmen).

Hlavní nevýhodou VFAT jsou velké klastrovací ztráty s velkými velikostmi logických disků a omezení velikosti samotného logického disku.

Systém souborů TUK 32

Toto je nová implementace myšlenky použití tabulky FAT.

FAT 32 je zcela samostatný 32bitový souborový systém.

Poprvé použito ve Windows OSR 2 (OEM Service Release 2).

V současné době se FAT 32 používá ve Windows 98 a Windows ME.

Oproti předchozím implementacím FAT obsahuje četná vylepšení a doplňky.

1. Využívá místo na disku mnohem efektivněji díky tomu, že využívá menší clustery (4 KB) – odhaduje se úspora až 15 %.

2. Má rozšířený spouštěcí záznam, který umožňuje vytvářet kopie důležitých datových struktur Þ zvyšuje odolnost disku proti poškození struktur disku

3. Můžete použít zálohu FAT místo standardní zálohy.

4. Může přesunout kořenový adresář, jinými slovy, kořenový adresář může být na libovolném místě Þ odstraňuje omezení velikosti kořenového adresáře (512 prvků, protože ROOT měl zabírat jeden cluster).

5. Vylepšená struktura kořenového adresáře

Objevila se další pole, například čas vytvoření, datum vytvoření, datum posledního přístupu, kontrolní součet

Stále existuje několik popisovačů pro dlouhý název souboru.

Systém souborů HPFS

HPFS (High Performance File System) je vysoce výkonný souborový systém.

HPFS se poprvé objevil v OS/2 1.2 a LAN Manager.

Pojďme seznam hlavní vlastnosti HPFS.

· Hlavním rozdílem jsou základní principy umístění souborů na disk a principy ukládání informací o umístění souborů. Díky těmto principům má HPFS vysoký výkon a odolnost proti poruchám, je spolehlivý souborový systém.

· Diskový prostor v HPFS není alokován v clusterech (jako ve FAT), ale bloky. V moderní implementaci se velikost bloku rovná jednomu sektoru, ale v zásadě může mít jinou velikost. (Ve skutečnosti je blok shlukem, pouze shluk se vždy rovná jednomu sektoru). Umístění souborů do takto malých bloků umožňuje efektivněji využívat místo na disku, protože režie volného místa je v průměru pouze (půl sektoru) 256 bajtů na soubor. Pamatujte, že čím větší je velikost clusteru, tím více místa na disku se plýtvá.

· Systém HPFS se snaží uspořádat soubor do souvislých bloků, nebo pokud to není možné, umístit jej na disk tak, aby rozsahy(fragmenty) souboru byly fyzicky co nejblíže k sobě. Tento přístup je zásadní zkracuje dobu polohování hlavy pro zápis/čtení pevný disk a čekací dobu (prodleva mezi instalací čtecí/zapisovací hlavy na požadovanou stopu). Připomeňme, že v souboru FAT je jednoduše přidělen první volný cluster.

Rozsahy(rozsah) - fragmenty souborů umístěné v sousedních sektorech disku. Soubor má alespoň jeden rozsah, pokud není fragmentovaný, a v opačném případě má více rozsahů.

·Použitý metoda vyvážené binární stromy pro ukládání a vyhledávání informací o umístění souborů (adresáře jsou uloženy ve středu disku, navíc je zajištěno automatické třídění adresářů), což je zásadní zvyšuje produktivitu HPFS (vs. FAT).

HPFS poskytuje speciální rozšířené atributy souborů, které to umožňují řídit přístup k souborům a adresářům.

Rozšířené atributy (rozšířené atributy, EAs ) vám umožní uložit další informace o souboru. Ke každému souboru může být například přiřazena jeho jedinečná grafika (ikona), popis souboru, komentář, informace o vlastníkovi souboru atd.

C Struktura oddílu HPFS

Na začátku oddílu s nainstalovaným HPFS jsou tři ovládání bloku:

spouštěcí blok

· přídavný blok (superblok) a

· náhradní (záložní) blok (náhradní blok).

Zabírají 18 sektorů.

Veškerý zbývající prostor na disku v HPFS je rozdělen na části ze sousedních sektorů - pruhy(páska - páska, páska). Každý pásek zabírá 8 MB místa na disku.

Každý pás má svůj vlastní bitmapa alokace sektorů.Bitmapa ukazuje, které sektory daného pásma jsou obsazené a které volné. Každý sektor datového pruhu odpovídá jednomu bitu v jeho bitmapě. Pokud bit = 1, pak je sektor obsazený, pokud 0, pak je volný.

Bitmapy dvou pruhů jsou umístěny vedle sebe na disku, stejně jako samotné pruhy. To znamená, že sekvence pruhů a karet vypadá jako na obr.

Porovnejte sTUK. Pro celý disk existuje pouze jedna „bitová mapa“ (tabulka FAT). A abyste s tím mohli pracovat, musíte pohybovat čtecími/zapisovacími hlavami v průměru přes polovinu disku.

Aby se zkrátila doba umístění čtecích/zapisovacích hlav pevného disku, je v HPFS disk rozdělen na pruhy.

Uvažujme kontrolní bloky.

Spouštěcí blok (botablok)

Obsahuje název svazku, jeho sériové číslo, blok parametrů systému BIOS a spouštěcí program.

Bootstrap program najde soubor OS 2 LDR , načte jej do paměti a předá řízení tomuto spouštěcímu programu OS, který naopak načte jádro OS/2 z disku do paměti - OS 2 KRNL. A již OS 2 KRIML pomocí informací ze souboru KONFIG. SYS načte všechny ostatní potřebné programové moduly a datové bloky do paměti.

Spouštěcí blok se nachází v sektorech 0 až 15.

SuperBlok(super blok)

Obsahuje

· ukazatel na seznam bitmap (bitmap block list). Tento seznam uvádí všechny bloky na disku, které obsahují bitmapy používané k detekci volných sektorů;

· ukazatel na seznam vadných bloků (seznam chybných bloků). Když systém detekuje poškozený blok, je přidán do tohoto seznamu a již se nepoužívá k ukládání informací;

· ukazatel na pásmo adresáře

· ukazatel na souborový uzel (F -uzel) kořenového adresáře,

· datum poslední kontroly diskového oddílu nástrojem CHKDSK;

· informace o velikosti pruhu (v aktuální implementaci HPFS - 8 MB).

Super blok se nachází v sektoru 16.

Náhradníblok(náhradní blok)

Obsahuje

· ukazatel na mapu nouzového nahrazení (mapa opravy hotfix nebo oblasti opravy hotfix);

· ukazatel na seznam volných náhradních bloků (adresář seznam nouzových volných bloků);

· množství systémových příznaků a deskriptorů.

Tento blok se nachází v sektoru 17 disku.

Záložní blok poskytuje vysokou odolnost proti chybám systému souborů HPFS a umožňuje obnovit poškozená data na disku.

Princip umístění souboru

Rozsahy(rozsah) - fragmenty souborů umístěné v sousedních sektorech disku. Soubor má alespoň jeden rozsah, pokud není fragmentovaný, a v opačném případě má více rozsahů.

Systém HPFS se snaží zkrátit čas potřebný k umístění čtecích/zapisovacích hlav pevného disku

1) umístěte soubor do sousedních bloků;

2) pokud to není možné, umístěte rozsahy fragmentovaného souboru co nejblíže k sobě,

K tomu používá HPFS statistiku a také se snaží podmíněně vyhradit alespoň 4 kilobajty místa na konci souborů, které rostou.

Zásady pro ukládání informací o umístění souboru

Každý soubor a adresář na disku má svůj vlastní souborový uzel F-Node. Toto je struktura, která obsahuje informace o umístění souboru a jeho rozšířených atributech.

Každý F-uzel zabírá jeden sektor a je vždy umístěn v blízkosti svého souboru nebo adresáře (obvykle bezprostředně před souborem nebo adresářem). Objekt F-Node obsahuje

· délka,

· prvních 15 znaků názvu souboru,

· speciální servisní informace,

· statistiky přístupu k souborům,

· rozšířené atributy souborů,

· seznam přístupových práv (nebo pouze část tohoto seznamu, pokud je velmi velký); Pokud jsou rozšířené atributy pro souborový uzel příliš velké, zapíše se do něj ukazatel.

· asociativní informace o umístění a podřízenosti souboru atp.

Pokud je soubor souvislý, je jeho umístění na disku popsáno dvěma 32bitovými čísly. První číslo je ukazatel na první blok souboru a druhé je délka rozsahu (počet po sobě jdoucích bloků, které patří do souboru).

Je-li soubor fragmentován, je umístění jeho rozsahů popsáno v uzlu souboru dalšími dvojicemi 32bitových čísel.

Souborový uzel může obsahovat informace až o osmi oblastech souboru. Pokud má soubor více oblastí, pak se do jeho souborového uzlu zapíše ukazatel na alokační blok, který může obsahovat až 40 ukazatelů na oblasti nebo, podobně jako blok adresářového stromu, na jiné alokační bloky.

Adresářová struktura a umístění

Slouží k ukládání adresářů pruh umístěný ve středu disku.

Tento pás se nazývá adresářkapela.

Pokud je zcela plný, HPFS začne umisťovat adresáře souborů do jiných pruhů.

Umístění této informační struktury doprostřed disku výrazně snižuje průměrnou dobu polohování čtecí/zapisovací hlavy.

Podstatně větší příspěvek k výkonu HPFS (ve srovnání s umístěním adresářového pásma uprostřed logického disku) je však vytvořen použitím metoda vyvážené binární stromy pro ukládání a získávání informací o umístění souborů.

Připomeňte si to v systému souborů TUK adresář má lineární strukturu, není nijak zvlášť uspořádaná, takže při hledání souboru jej musíte procházet postupně od samého začátku.

V HPFS je adresářová struktura vyvážený strom s položkami uspořádanými v abecedním pořadí.

Každá položka ve stromu obsahuje

· atributy souborů,

· ukazatel na odpovídající uzel souboru,

informace o čase a datu vytvoření souboru, čase a datu poslední aktualizace a přístupu,

délka dat obsahujících rozšířené atributy,

· počítadlo přístupu k souboru,

délka názvu souboru

· samotné jméno,

· a další informace.

Souborový systém HPFS se při hledání souboru v adresáři dívá pouze na nezbytné větve binárního stromu. Tato metoda je mnohonásobně efektivnější než postupné čtení všech záznamů v adresáři, což je případ systému FAT.

Velikost každého bloku z hlediska toho, které adresáře jsou alokovány v aktuální implementaci HPFS, je 2 KB. Velikost položky popisující soubor závisí na velikosti názvu souboru. Pokud je název 13 bajtů (pro formát 8.3), pak blok o velikosti 2 KB pojme až 40 deskriptorů souborů. Bloky jsou vzájemně propojeny pomocí seznamu.

Problémy

Při přejmenovávání souborů může docházet k tzv. rebalancování stromu. Vytvoření souboru, jeho přejmenování nebo vymazání může mít za následek kaskádové adresářové bloky. Ve skutečnosti může přejmenování selhat kvůli nedostatku místa na disku, i když se velikost samotného souboru nezvětšila. Aby se předešlo této katastrofě, HPFS udržuje malý fond volných bloků, které lze použít v případě katastrofy. Tato operace může vyžadovat alokaci dalších bloků na plném disku. Ukazatel na tento fond volných bloků je uložen ve SpareBlock.

Zásady umisťování souborů a adresářů na diskHPFS:

· informace o umístění souborů jsou rozptýleny po celém disku, přičemž záznamy pro každý konkrétní soubor jsou umístěny (pokud možno) v sousedních sektorech a blízko údajů o jejich umístění;

· adresáře jsou umístěny uprostřed místa na disku;

· Adresáře jsou uloženy jako binární vyvážený strom s položkami uspořádanými v abecedním pořadí.

Spolehlivost ukládání dat v HPFS

Jakýkoli souborový systém musí mít prostředky k opravě chyb, ke kterým dochází při zápisu informací na disk. K tomu slouží systém HPFS mechanismus nouzové výměny ( hotfix).

Pokud systém souborů HPFS narazí na problém při zápisu dat na disk, zobrazí chybovou zprávu. HPFS pak ukládá informace, které měly být zapsány do vadného sektoru, v jednom z rezervních sektorů předem rezervovaných pro tuto možnost. Seznam volných náhradních bloků je uložen v náhradním bloku HPFS. Pokud je zjištěna chyba při zápisu dat do normálního bloku, HPFS vybere jeden z volných náhradních bloků a uloží data tam. Systém souborů se poté aktualizuje nouzová náhradní karta v záložní jednotce.

Tato mapa jsou jednoduše dvojice dvojitých slov, z nichž každé je 32bitové číslo sektoru.

První číslo označuje vadný sektor a druhé označuje sektor mezi dostupnými náhradními sektory, který byl vybrán k jeho nahrazení.

Po výměně vadného sektoru za náhradní se mapa nouzové výměny zapíše na disk a na obrazovce se objeví vyskakovací okno informující uživatele, že došlo k chybě zápisu na disk. Pokaždé, když systém zapisuje nebo čte sektor disku, podívá se na mapu obnovy a nahradí všechna čísla chybných sektorů čísly náhradních sektorů odpovídajícími daty.

Je třeba poznamenat, že tento překlad čísel výrazně neovlivňuje výkon systému, protože se provádí pouze při fyzickém přístupu na disk, nikoli při čtení dat z mezipaměti disku.

Systém souborů NTFS

Souborový systém NTFS (New Technology File System) obsahuje řadu významných vylepšení a změn, které jej výrazně odlišují od jiných souborových systémů.

Všimněte si, že až na vzácné výjimky s S oddíly NTFS lze pracovat pouze přímoWindowsN.T. ačkoli existují odpovídající implementace systémů správy souborů pro čtení souborů ze svazků NTFS pro řadu OS.

Neexistují však žádné plnohodnotné implementace pro práci s NTFS mimo Windows NT.

Systém NTFS není podporován v široce používaných operačních systémech Windows 98 a Windows Millennium Edition.

Hlavní vlastnostiNT FS

· práce na velkých discích probíhá efektivně (mnohem efektivněji než ve FAT);

· existují nástroje pro omezení přístupu k souborům a adresářům Þ Oddíly NTFS poskytují místní zabezpečení souborů i adresářů;

· byl zaveden transakční mechanismus, ve kterém těžba dřeva operace se soubory Þ výrazné zvýšení spolehlivosti;

· byla odstraněna mnohá omezení týkající se maximálního počtu diskových sektorů a/nebo clusterů;

· název souboru v NTFS, na rozdíl od souborových systémů FAT a HPFS, může obsahovat libovolné znaky, včetně úplné sady národních abeced, protože data jsou reprezentována v Unicode - 16bitové reprezentaci, která dává 65535 různých znaků. Maximální délka názvu souboru v NTFS je 255 znaků.

· NTFS má také vestavěné možnosti komprese, které můžete použít na jednotlivé soubory, celé adresáře a dokonce i svazky (a následně je vrátit zpět nebo je přiřadit podle potřeby).

Struktura svazku se systémem souborů NTFS

Oddíl NTFS se nazývá svazek (svazek). Maximální možná velikost svazku (a velikost souboru) je 16 EB (exabajt 2**64).

Stejně jako jiné systémy rozděluje NTFS diskový prostor svazku do clusterů – bloků dat, které jsou adresovány jako datové jednotky. NTFS podporuje velikosti clusterů od 512 bajtů do 64 KB; standardem je cluster o velikosti 2 nebo 4 KB.

Veškerý diskový prostor v NTFS je rozdělen na dvě nestejné části.

Prvních 12 % disku je alokováno do tzv. MFT zóny – místa, které může obsadit hlavní služba metasoubor MFT.

Do této oblasti není možné zapisovat žádná data. Zóna MFT je vždy udržována prázdná – to se děje proto, aby se soubor MFT pokud možno nefragmentoval při svém růstu.

Zbývajících 88 % svazku tvoří běžný prostor pro ukládání souborů.

MFT (zvládnoutsouborstůl - obecná tabulka souborů) je v podstatě adresář všech ostatních souborů na disku, včetně něj samotného. Je určen k určení umístění souborů.

MFT se skládá ze záznamů pevné velikosti. Velikost záznamu MFT (minimálně 1 kB a maximálně 4 kB) je určena při formátování svazku.

Každý záznam odpovídá souboru.

Prvních 16 záznamů je servisního charakteru a nejsou dostupné operačnímu systému – jsou volány metasoubory, a úplně prvním metasouborem je samotný MFT.

Těchto prvních 16 prvků MFT je jedinou částí disku, která má striktně pevnou pozici. Kopie těchto 16 záznamů je kvůli spolehlivosti uchovávána uprostřed svazku.

Zbývající části souboru MFT mohou být umístěny, jako každý jiný soubor, na libovolných místech na disku.

Metasoubory jsou servisní povahy – každý z nich je zodpovědný za nějaký aspekt fungování systému. Metasoubory jsou umístěny v kořenovém adresáři svazku NTFS. Všechny začínají symbolem názvu „$“, i když je obtížné o nich získat jakékoli informace standardními prostředky. V tabulce Jsou uvedeny hlavní metasoubory a jejich účel.

Název metasouboru	Účel metasouboru
$ MFT	Samotná hlavní tabulka souborů
$MFTmirr	Kopie prvních 16 záznamů MFT umístěná uprostřed svazku
$LogFile	Soubor podpory protokolování
$Volume	Informace o službě – jmenovka svazku, verze systému souborů atd.
$AttrDef	Seznam standardních atributů souborů na svazku
		Kořenový adresář
$Bitmap		Mapa volného prostoru objemu
$Boot		Spouštěcí sektor (pokud je oddíl spouštěcí)
$kvóta		Soubor, který zaznamenává uživatelská práva k využití místa na disku (tento soubor začal fungovat až v Windows 2000 s NTFS 5.0)
$Upcase		Soubor – tabulka shody mezi velkými a malými písmeny v názvech souborů. V NTFS se názvy souborů zapisují Unicode (což činí 65 tisíc různých symbolů) a hledání velkých a malých ekvivalentů je v tomto případě netriviální úkol

Odpovídající záznam MFT ukládá všechny informace o souboru:

· název souboru,

· velikost;

· atributy souboru;

· pozice na disku jednotlivých fragmentů atp.

Pokud jeden záznam MFT pro informaci nestačí, použije se několik záznamů, a ne nutně po sobě jdoucích.

Pokud soubor není příliš velký, pak jsou data souboru uložena přímo v MFT, v prostoru zbývajícím od hlavních dat v rámci jednoho MFT záznamu.

Soubor na svazku NTFS je identifikován tzv odkaz na soubor(File Reference), který je reprezentován jako 64bitové číslo.

· číslo souboru, které odpovídá číslu záznamu v MFT,

· a pořadová čísla. Toto číslo se zvýší vždy, když je dané číslo v MFT znovu použito, což umožňuje systému souborů NTFS provádět kontroly vnitřní integrity.

Každý soubor v NTFS je reprezentován proudy(streamy), to znamená, že nemá „jen data“ jako taková, ale existují streamy.

Jedním z proudů jsou data souboru.

Většina atributů souborů jsou také proudy.

Ukazuje se tedy, že soubor má pouze jednu základní entitu – číslo v MFT, a vše ostatní, včetně jeho streamů, je volitelné.

Tento přístup lze efektivně využít – například můžete k souboru „připojit“ další stream tak, že do něj zapíšete jakákoli data.

Standardní atributy souborů a adresářů na svazku NTFS mají pevné názvy a kódy typů.

Katalog v NTFS je speciální soubor, který ukládá odkazy na jiné soubory a adresáře.

Katalogový soubor je rozdělen do bloků, z nichž každý obsahuje

· název souboru,

základní atributy a

Kořenový adresář disku se neliší od běžných adresářů, až na speciální odkaz na něj ze začátku metasouboru MFT.

Vnitřní adresářová struktura je binární strom, podobný HPFS.

Počet souborů v kořenovém a nekořenovém adresáři není omezen.

Systém souborů NTFS podporuje objektový model zabezpečení NT: NTFS zachází s adresáři a soubory jako s odlišnými typy objektů a udržuje samostatné (ačkoli se překrývající) seznamy oprávnění pro každý typ.

NTFS poskytuje zabezpečení na úrovni souborů; to znamená, že přístupová práva ke svazkům, adresářům a souborům mohou záviset na uživatelském účtu a skupinách, do kterých uživatel patří. Pokaždé, když uživatel přistupuje k objektu systému souborů, jsou jeho přístupová práva zkontrolována podle seznamu oprávnění daného objektu. Má-li uživatel dostatečná práva, je jeho žádosti vyhověno; jinak je žádost zamítnuta. Tento model zabezpečení platí jak pro registraci místních uživatelů na počítačích NT, tak pro požadavky vzdálené sítě.

Systém NTFS má také určité samoopravné schopnosti. NTFS podporuje různé mechanismy pro ověřování integrity systému, včetně protokolování transakcí, které umožňuje přehrát operace zápisu souborů proti speciálnímu systémovému protokolu.

Na těžba dřeva operace se soubory, systém správy souborů zaznamenává změny, ke kterým dojde ve zvláštním servisním souboru. Na začátku operace související se změnou struktury souboru je provedena odpovídající poznámka. Pokud během operací se soubory dojde k jakémukoli selhání, uvedená značka zahájení operace zůstane označena jako nedokončená. Když po restartu počítače provedete kontrolu integrity systému souborů, budou tyto nevyřízené operace zrušeny a soubory budou obnoveny do původního stavu. Pokud je operace změny dat v souborech dokončena normálně, pak právě v tomto souboru podpory protokolování služeb je operace označena jako dokončená.

Hlavní nevýhoda souborového systémuNTFS- data služeb zabírají hodně místa (například každý prvek adresáře zabírá 2 KB) - u malých oddílů mohou data služeb zabírat až 25 % objemu média.

Þ NTFS nelze použít k formátování disket. Neměli byste jej používat k formátování oddílů menších než 100 MB.

souborový systém OS UNIX

Ve světě UNIX existuje několik různých typů souborových systémů s vlastní strukturou externí paměti. Nejznámější jsou tradiční souborový systém UNIX System V (s5) a souborový systém rodiny UNIX BSD (ufs).

Zvažte s 5.

Soubor v systému UNIX je kolekce znaků s náhodným přístupem.

Soubor má strukturu, která je mu uložena uživatelem.

Souborový systém Unix je hierarchický souborový systém pro více uživatelů.

Souborový systém má stromovou strukturu. Vrcholy (mezilehlé uzly) stromu jsou adresáře s odkazy na jiné adresáře nebo soubory. Listy stromu odpovídají souborům nebo prázdným adresářům.

Komentář. Unixový souborový systém ve skutečnosti není stromový. Faktem je, že systém má možnost narušit hierarchii ve formě stromu, protože je možné asociovat více jmen se stejným obsahem souboru.

Struktura disku

Disk je rozdělen do bloků. Velikost datového bloku je určena při formátování systému souborů pomocí příkazu mkfs a lze ji nastavit na 512, 1024, 2048, 4096 nebo 8192 bajtů.

Počítáme 512 bajtů (velikost sektoru).

Místo na disku je rozděleno do následujících oblastí (viz obrázek):

· nakládací blok;

· ovládání superbloku;

· pole i-uzlů;

· oblast pro ukládání obsahu (dat) souborů;

· sada volných bloků (propojených do seznamu);

Zaváděcí blok

Superblok

i - uzel

. . .

i - uzel

Komentář. Pro souborový systém UFS - toto vše se opakuje pro skupinu válců (kromě Boot bloku) + je přidělena speciální oblast pro popis skupiny válců

Zaváděcí blok

Blok se nachází v bloku č. 0. (Připomeňme, že umístění tohoto bloku v bloku nula systémového zařízení je určeno hardwarem, protože zavaděč hardwaru vždy přistupuje k bloku nula systémového zařízení. Toto je poslední komponenta systému souborů, která je závislá na hardwaru.)

Spouštěcí blok obsahuje propagační program, který se používá k počátečnímu spuštění operačního systému UNIX. V souborových systémech S 5 se ve skutečnosti používá pouze zaváděcí blok kořenového systému souborů. V dalších souborových systémech je tato oblast přítomna, ale nepoužívá se.

Superblok

Obsahuje provozní informace o stavu souborového systému a také údaje o nastavení souborového systému.

Superblok obsahuje zejména následující informace

· počet i-uzlů (indexové deskriptory);

· velikost oddílu???;

· seznam volných bloků;

· seznam volných i-uzlů;

· a další.

Dávejme pozor! Volné místo na disku je propojený seznam volných bloků. Tento seznam je uložen v superbloku.

Prvky seznamu jsou pole s 50 prvky (pokud blok = 512 bajtů, pak prvek = 16 bitů):

· Prvky pole č. 1-48 obsahují počty volných bloků prostoru souborových bloků od 2 do 49.

· prvek #0 obsahuje ukazatel na pokračování seznamu a

· poslední prvek (č. 49) obsahuje ukazatel na volný prvek v poli.

Pokud nějaký proces potřebuje volný blok k rozbalení souboru, pak systém vybere prvek pole pomocí ukazatele (na volný prvek) a blok s číslem uloženým v tomto prvku je poskytnut souboru. Pokud je soubor zmenšen, uvolněná čísla se přidají do pole volných bloků a upraví se ukazatel na volný prvek.

Protože velikost pole je 50 prvků, jsou možné dvě kritické situace:

1. Když uvolníme bloky souborů, ale nevejdou se do tohoto pole. V tomto případě se ze souborového systému vybere jeden volný blok a do tohoto bloku se zkopíruje zcela vyplněné pole volných bloků, načež se hodnota ukazatele na volný prvek vynuluje a nulový prvek pole, který se nachází v superbloku, obsahuje číslo bloku, který systém zvolil ke zkopírování obsahu pole. V tomto okamžiku je vytvořen nový prvek seznamu volných bloků (každý s 50 prvky).

2. Když je vyčerpán obsah prvků pole volných bloků (v tomto případě je nulový prvek pole nula Pokud tento prvek není roven nule, znamená to, že existuje pokračování). pole. Toto pokračování je načteno do kopie superbloku v RAM.

Volný seznami-uzly. Jedná se o vyrovnávací paměť sestávající ze 100 prvků. Obsahuje informace o 100 číslech i-uzlů, které jsou v tuto chvíli volné.

Superblok je vždy v paměti RAM

Þ všechny operace (uvolňování a obsazování bloků a i-uzlů probíhá v RAM Þ minimalizace výměny disků.

Ale! Pokud se obsah superbloku nezapíše na disk a vypne se napájení, nastanou problémy (nesoulad mezi skutečným stavem souborového systému a obsahem superbloku). Ale to už je požadavek na spolehlivost systémového vybavení.

Komentář. Souborové systémy UFS podporují více kopií superbloku (jedna kopie na skupinu válců) pro zlepšení stability.

Oblast inodu

Toto je pole popisů souborů tzv i -uzly (já-uzel).(64 bajtů?)

Každý indexový deskriptor (i-uzel) souboru obsahuje:

· Typ souboru (soubor/adresář/speciální soubor/fifo/socket)

· Atributy (přístupová práva) - 10

ID vlastníka souboru

· ID skupiny vlastníka souboru

· Doba vytvoření souboru

Čas úpravy souboru

· Čas posledního přístupu k souboru

· Délka souboru

· Počet odkazů na daný i-uzel z různých adresářů

Adresy bloků souborů

!Vezměte prosím na vědomí. Není zde žádný název souboru

Podívejme se blíže na to, jak je organizována blokové adresování, ve kterém se soubor nachází. Takže v poli adresy jsou čísla prvních 10 bloků souboru.

Pokud soubor překročí deset bloků, začne fungovat následující mechanismus: 11. prvek pole obsahuje číslo bloku, které obsahuje 128 (256) odkazů na bloky tohoto souboru. V případě, že je soubor ještě větší, pak se použije 12. prvek pole - obsahuje číslo bloku, který obsahuje 128 (256) čísel bloků, kde každý blok obsahuje 128 (256) čísel bloků souborového systému. A pokud je soubor ještě větší, pak se použije 13. prvek - kde se hloubka vnoření seznamu zvětší o další.

Tímto způsobem můžeme získat soubor o velikosti (10+128+128 2 +128 3)*512.

To lze znázornit takto:

Adresa 1. bloku souboru

Adresa 2. bloku souboru

Adresa 10. bloku souboru

Adresa bloku nepřímého adresování (blok s 256 blokovými adresami)

Adresa 2. bloku nepřímého adresování (blok s 256 bloky adres s adresami)

Adresa 3. bloku nepřímého adresování (blok s adresami bloků s adresami bloků s adresami)

Ochrana souborů

Nyní se podívejme na ID vlastníka a skupiny a bezpečnostní bity.

V OS Unix se používá tříúrovňová uživatelská hierarchie:

První úrovní jsou všichni uživatelé.

Druhou úrovní jsou uživatelské skupiny. (Všichni uživatelé jsou rozděleni do skupin.

Třetí úrovní je konkrétní uživatel (Skupiny se skládají ze skutečných uživatelů). Díky této tříúrovňové organizaci uživatelů má každý soubor tři atributy:

1) Vlastník souboru. Tento atribut je spojen s jedním konkrétním uživatelem, který je systémem automaticky přiřazen jako vlastník souboru. Výchozím vlastníkem se můžete stát vytvořením souboru a existuje také příkaz, který umožňuje změnit vlastníka souboru.

2) Ochrana přístupu k souborům. Přístup ke každému souboru je omezen na tři kategorie:

· práva vlastníka (co může vlastník s tímto souborem obecně dělat - ne nutně všechno);

· práva skupiny, do které patří vlastník souboru. Vlastník zde není zahrnut (například soubor může být pro vlastníka uzamčen pro čtení, ale všichni ostatní členové skupiny mohou ze souboru volně číst;

· všichni ostatní uživatelé systému;

Pro tyto tři kategorie jsou regulovány tři akce: čtení ze souboru, zápis do souboru a spuštění souboru (v mnemotechnických pomůckách systému R, W, X). Každý soubor v těchto třech kategoriích definuje, který uživatel může číst, který může zapisovat a kdo jej může spouštět jako proces.

Organizace adresářů

Z pohledu OS je adresář běžný soubor, který obsahuje data o všech souborech, které do adresáře patří.

Prvek adresáře se skládá ze dvou polí:

1)číslo i-uzlu (řadové číslo v poli i-uzlů) a

2) název souboru:

Každý adresář obsahuje dva speciální názvy: „.“ - samotný adresář; „..“ - nadřazený adresář.

(Pro kořenový adresář odkazuje nadřazený adresář na stejný adresář.)

Obecně může adresář obsahovat více položek, které odkazují na stejný i-uzel, ale adresář nemůže obsahovat položky se stejnými názvy. To znamená, že k obsahu souboru lze přiřadit libovolný počet jmen. Jmenuje se vázání. Je volána položka adresáře, která odkazuje na jeden soubor sdělení.

Soubory existují nezávisle na položkách adresáře a odkazy na adresář ve skutečnosti ukazují na fyzické soubory. Soubor „zmizí“, když je smazán poslední odkaz, který na něj ukazuje.

Chcete-li získat přístup k souboru podle názvu, operační systém

1. najde toto jméno v adresáři obsahujícím soubor,

2. získá číslo i-uzlu souboru,

3. používá číslo k nalezení i-uzlu v oblasti i-uzlů,

4. z i-uzlu obdrží adresy bloků, ve kterých se nacházejí data souboru,

5. čte bloky z datové oblasti pomocí blokových adres.

Struktura diskových oddílů v EXT2 FS

Celý prostor příčky je rozdělen do bloků. Blok může mít velikost 1, 2 nebo 4 kilobajty. Blok je adresovatelná jednotka místa na disku.

Bloky ve své oblasti jsou spojeny do skupin bloků. Skupiny bloků v systému souborů a bloky ve skupině jsou číslovány postupně, počínaje 1. První blok na disku je očíslován 1 a patří do skupiny číslo 1. Celkový počet bloků na disku (v diskovém oddílu) je dělitel kapacity disku vyjádřený v sektorech. A počet skupin bloků nemusí dělit počet bloků, protože poslední skupina bloků nemusí být úplná. Začátek každé skupiny bloků má adresu, kterou lze získat jako ((číslo skupiny - 1)* (počet bloků ve skupině)).

Každá skupina bloků má stejnou strukturu. Jeho struktura je uvedena v tabulce.

První prvek této struktury (superblok) je stejný pro všechny skupiny a všechny ostatní jsou pro každou skupinu individuální. Superblok je uložen v prvním bloku každé skupiny bloků (kromě skupiny 1, která má spouštěcí záznam v prvním bloku). Superblok je výchozím bodem souborového systému. Má velikost 1024 bajtů a je vždy umístěn v offsetu 1024 bajtů od začátku systému souborů. Přítomnost několika kopií superbloku se vysvětluje extrémní důležitostí tohoto prvku souborového systému. Duplikáty Superblock se používají při obnově systému souborů po selháních.

Informace uložené v superbloku se používají k organizaci přístupu ke zbytku dat na disku. Superblok určuje velikost souborového systému, maximální počet souborů v oddílu, množství volného místa a obsahuje informace o tom, kde hledat nepřidělené oblasti. Když se OS spustí, superblok se načte do paměti a všechny změny v souborovém systému se nejprve projeví v kopii superbloku umístěné v OS a zapisují se na disk pouze periodicky. To zlepšuje výkon systému, protože mnoho uživatelů a procesů neustále aktualizuje soubory. Na druhou stranu při vypnutí systému je nutné superblok zapsat na disk, což neumožňuje vypnout počítač pouhým vypnutím napájení. Jinak při příštím spuštění nebudou informace zaznamenané v superbloku odpovídat skutečnému stavu souborového systému.

Za superblokem je popis skupiny bloků (Group Descriptors). Tento popis obsahuje:

Adresa bloku obsahujícího bitmapu bloku této skupiny;

Adresa bloku obsahujícího bitmapu inodů této skupiny;

Adresa bloku obsahujícího tabulku inodů této skupiny;

Počítadlo počtu volných bloků v této skupině;

Počet volných inodů v této skupině;

Počet inodů v dané skupině, které jsou adresáři

a další údaje.

Informace uložené v popisu skupiny se používají k vyhledání bitmap bloků a inodů a také tabulky inodů.

Systém souborů Ext 2 se vyznačuje:

• hierarchická struktura,
• koordinované zpracování datových souborů,
• dynamická přípona souboru,
• ochrana informací v souborech,
• nakládání s periferními zařízeními (jako jsou terminály a pásková zařízení) jako se soubory.

Interní reprezentace souboru

Každý soubor v systému Ext 2 má jedinečný index. Index obsahuje informace potřebné pro jakýkoli proces pro přístup k souboru. Zpracovává přístup k souborům pomocí dobře definované sady systémových volání a identifikuje soubor pomocí řetězce znaků, který funguje jako kvalifikovaný název souboru. Každý složený název jednoznačně identifikuje soubor, takže jádro systému převede tento název na index souboru. Index obsahuje tabulku adres, kde jsou na disku umístěny informace o souboru. Protože každý blok na disku je adresován svým vlastním číslem, tato tabulka ukládá sbírku čísel diskových bloků. Aby se zvýšila flexibilita, jádro připojuje soubor jeden blok po druhém, což umožňuje, aby byly informace o souboru rozptýleny v systému souborů. Toto rozložení však komplikuje hledání dat. Tabulka adres obsahuje seznam čísel bloků obsahujících informace patřící k souboru.

Soubor inody

Každý soubor na disku má odpovídající souborový inode, který je identifikován svým sériovým číslem – indexem souboru. To znamená, že počet souborů, které lze vytvořit v systému souborů, je omezen počtem inodů, který je buď explicitně specifikován při vytváření systému souborů, nebo je vypočítán na základě fyzické velikosti diskového oddílu. Inody existují na disku ve statické podobě a jádro je načte do paměti, než s nimi začne pracovat.

Soubor inode obsahuje následující informace:

- Typ a přístupová práva k tomuto souboru.

Identifikátor vlastníka souboru (Uid vlastníka).

Velikost souboru v bajtech.

Čas posledního přístupu k souboru (Access time).

Čas vytvoření souboru.

Čas poslední úpravy souboru.

Čas smazání souboru.

ID skupiny (GID).

Odkazy se počítají.

Počet bloků obsazených souborem.

Příznaky souboru

Vyhrazeno pro OS

Ukazatele na bloky, do kterých se zapisují data souboru (příklad přímého a nepřímého adresování na obr. 1)

Verze souboru (pro NFS)

ACL soubor

Adresář ACL

Adresa fragmentu

Číslo fragmentu

Velikost fragmentu

Katalogy

Adresáře jsou soubory.

Jádro ukládá data do adresáře stejně jako do běžného typu souboru, používá indexovou strukturu a bloky s přímou a nepřímou úrovní adresování. Procesy mohou číst data z adresářů stejným způsobem jako běžné soubory, ale výhradní přístup k zápisu do adresáře je vyhrazen jádrem, což zajišťuje, že struktura adresářů je správná.)

Když proces používá cestu k souboru, jádro hledá v adresářích odpovídající číslo inodu. Poté, co byl název souboru převeden na číslo inodu, je inode umístěn do paměti a poté použit v následujících požadavcích.

Další funkce EXT2 FS

Kromě standardních unixových funkcí poskytuje EXT2fs některé další funkce, které obvykle unixové systémy souborů nepodporují.

Atributy souboru vám umožňují změnit, jak jádro reaguje při práci se sadami souborů. Můžete nastavit atributy souboru nebo adresáře. Ve druhém případě soubory vytvořené v tomto adresáři zdědí tyto atributy.

Během připojování systému mohou být nastaveny některé funkce související s atributy souborů. Možnost připojení umožňuje správci zvolit způsob vytváření souborů. V souborovém systému specifickém pro BSD jsou soubory vytvářeny se stejným ID skupiny jako nadřazený adresář. Funkce System V jsou poněkud složitější. Pokud má adresář nastavený bit setgid, pak vytvořené soubory zdědí identifikátor skupiny tohoto adresáře a podadresáře zdědí identifikátor skupiny a bit setgid. Jinak jsou soubory a adresáře vytvořeny s ID primární skupiny volajícího procesu.

Systém EXT2fs může využívat synchronní modifikaci dat podobně jako systém BSD. Volba mount umožňuje administrátorovi určit, že všechna data (inody, bitové bloky, nepřímé bloky a adresářové bloky) budou zapsána na disk synchronně, když jsou změněna. Toho lze využít k dosažení vysoké kapacity záznamu dat, ale také vede ke špatnému výkonu. Ve skutečnosti se tato funkce obvykle nepoužívá, protože kromě snížení výkonu může vést ke ztrátě uživatelských dat, která nejsou označena při kontrole systému souborů.

EXT2fs umožňuje vybrat velikost logického bloku při vytváření systému souborů. Může mít velikost 1024, 2048 nebo 4096 bajtů. Použití větších bloků vede k rychlejším I/O operacím (protože se provádí méně požadavků na disk), a tedy k menšímu pohybu hlavy. Na druhou stranu použití velkých bloků vede k plýtvání místem na disku. Poslední blok souboru se obvykle nepoužívá úplně k ukládání informací, takže s rostoucí velikostí bloku se zvětšuje množství plýtvaného místa na disku.

EXT2fs umožňuje používat zrychlené symbolické odkazy. Při použití takových odkazů se nepoužívají datové bloky souborového systému. Název cílového souboru není uložen v datovém bloku, ale v samotném inodu. Tato struktura umožňuje ušetřit místo na disku a urychlit zpracování symbolických odkazů. Prostor vyhrazený pro rukojeť je samozřejmě omezený, takže ne každý odkaz může být reprezentován jako zrychlený. Maximální délka názvu souboru ve zrychleném odkazu je 60 znaků. V blízké budoucnosti se plánuje rozšíření tohoto schématu pro malé soubory.

EXT2fs monitoruje stav systému souborů. Jádro používá samostatné pole v superbloku k označení stavu systému souborů. Pokud je souborový systém připojen v režimu čtení/zápisu, pak je jeho stav nastaven na "Not Clean". Pokud je demontován nebo znovu namontován v režimu pouze pro čtení, jeho stav je nastaven na „Clean“. Během spouštění systému a kontrol stavu systému souborů se tyto informace používají k určení, zda je kontrola systému souborů nezbytná. Jádro do tohoto pole také umísťuje některé chyby. Když jádro zjistí nesoulad, je souborový systém označen jako "chybný". Kontrola systému souborů testuje tyto informace, aby zkontroloval systém, i když je jeho stav ve skutečnosti Čistý.

Ignorování testování souborového systému po dlouhou dobu může někdy vést k určitým potížím, takže EXT2fs obsahuje dvě metody pro pravidelnou kontrolu systému. Superblok obsahuje počítadlo systémových připojení. Tento čítač se zvýší pokaždé, když je systém připojen v režimu čtení/zápisu. Pokud jeho hodnota dosáhne maxima (je uložena i v superbloku), pak jej program pro testování souborového systému začne kontrolovat, i když je jeho stav "Čistý". V superbloku je také uložen čas poslední kontroly a maximální interval mezi kontrolami. Po dosažení maximálního intervalu mezi kontrolami je stav souborového systému ignorován a je zahájena jeho kontrola.

Optimalizace výkonu

Systém EXT2fs obsahuje mnoho funkcí, které optimalizují jeho výkon, což vede ke zvýšení rychlosti výměny informací při čtení a zápisu souborů.

EXT2fs aktivně využívá vyrovnávací paměť disku. Když je potřeba přečíst blok, jádro vydá požadavek na I/O operaci několika sousedním blokům. Jádro se tedy snaží ujistit, že další blok ke čtení již byl načten do vyrovnávací paměti disku. Takové operace se obvykle provádějí při sekvenčním čtení souborů.

Systém EXT2fs také obsahuje velké množství optimalizací pro umístění informací. Skupiny bloků se používají k seskupování odpovídajících inodů a datových bloků. Jádro se vždy snaží umístit datové bloky jednoho souboru do stejné skupiny a také jeho deskriptor. To je určeno ke snížení pohybu hlav měniče při čtení deskriptoru a jeho odpovídajících datových bloků.

Při zápisu dat do souboru EXT2fs předem přiděluje až 8 souvislých bloků při alokaci nového bloku. Tato metoda umožňuje dosáhnout vysokého výkonu při velkém zatížení systému. To také umožňuje umisťovat soubory do souvislých bloků, což urychluje jejich následné čtení.