¿Qué es un sistema de archivos? Ventajas del sistema de archivos HPFS
Sistemas de archivos. Tipos de sistemas de archivos. Operaciones de archivos. Catálogos. Operaciones con directorios.
Archivo es un área con nombre de memoria externa en la que se puede escribir y leer.
Principales propósitos de uso del archivo.
Almacenamiento de información confiable y a largo plazo .
La durabilidad se logra mediante el uso de dispositivos de almacenamiento que no dependen de la energía, y la alta confiabilidad se determina mediante la protección del acceso a los archivos y la organización general del código del programa del sistema operativo, en el que las fallas de hardware a menudo no destruyen la información almacenada. en archivos. Compartir información
. Los archivos proporcionan una manera natural y fácil de compartir información entre aplicaciones y usuarios al tener un nombre simbólico legible por humanos y coherencia en la información almacenada y la ubicación del archivo.
El usuario debe tener herramientas convenientes para trabajar con archivos, incluidos directorios que combinen archivos en grupos, herramientas para buscar archivos por características, un conjunto de comandos para crear, modificar y eliminar archivos. Un usuario puede crear un archivo y luego usarlo por un usuario completamente diferente, y el creador o administrador del archivo puede determinar los derechos de acceso de otros usuarios.
Estos objetivos se implementan en el sistema operativo mediante el sistema de archivos.
Sistema de archivos (FS)
es una parte del sistema operativo que incluye:
la recopilación de todos los archivos del disco;
conjuntos de estructuras de datos utilizadas para gestionar archivos, como directorios de archivos, descriptores de archivos, tablas de asignación de espacio en disco libre y usado; un conjunto de herramientas de software del sistema que implementan diversas operaciones en archivos, como crear, destruir, leer, escribir, nombrar y buscar archivos. Por lo tanto, el sistema de archivos desempeña el papel de una capa intermedia que elimina todas las complejidades de la organización física del almacenamiento de datos a largo plazo y crea un modelo lógico más simple para este almacenamiento de programas, además de proporcionarles un conjunto de Comandos fáciles de usar para manipular archivos. - Los siguientes sistemas de archivos son ampliamente conocidos: sistema de archivos Sistema operativo - EM ( DOS , que se basa en tabla de asignación de archivos ).
La tabla contiene información sobre la ubicación de todos los archivos (cada archivo está dividido en grupos Los grupos del mismo archivo no necesariamente están ubicados uno al lado del otro, dependiendo de la disponibilidad de espacio en disco). El sistema de archivos MS-DOS tiene importantes limitaciones y desventajas, por ejemplo, en Nombre Al archivo se le asignan 12 bytes; trabajar con un disco duro grande provoca una fragmentación significativa del archivo;
Las funciones principales de dicho FS están dirigidas a resolver las siguientes tareas:
denominación de archivos;
interfaz de programación de aplicaciones;
mapear el modelo lógico del sistema de archivos en la organización física del almacenamiento de datos;
Resiliencia del sistema de archivos ante fallas de energía, errores de hardware y software.
SO /2 , llamado HPFS ( Alto - Actuación DOS Sistema - sistema de archivos rápido).
Proporciona la posibilidad de tener un nombre de archivo de hasta 254 caracteres. Los archivos escritos en el disco tienen una fragmentación mínima. Puede trabajar con archivos escritos en MS DOS;
Se agrega una nueva tarea a las tareas enumeradas anteriormente. compartir un archivo de múltiples procesos. El archivo en este caso es un recurso compartido, lo que significa que el sistema de archivos debe resolver toda la gama de problemas asociados con dichos recursos. En particular, el FS debe prever medios para bloquear un fichero y sus partes, evitar carreras, eliminar puntos muertos, conciliar copias, etc.
En los sistemas multiusuario, aparece otra tarea: proteger los archivos de un usuario del acceso no autorizado por parte de otro usuario.
sistema de archivos del sistema operativo ventanas 95
Tiene una estructura de niveles, que le permite admitir varios sistemas de archivos simultáneamente. El antiguo sistema de archivos MS-DOS es compatible directamente, pero los sistemas de archivos no están desarrollados por la empresa. microsoft, son compatibles con el uso especial módulos. Es posible utilizar nombres de archivos largos (hasta 254 caracteres).
sistemas de archivos del sistema operativo Unix
Proporcionan una forma unificada de acceder a los sistemas de archivos de E/S.
Los permisos de archivos prácticamente determinan los derechos de acceso al sistema (el propietario del archivo es el usuario que lo creó).
Tipos de archivos
Los sistemas de archivos admiten varios tipos de archivos funcionalmente diferentes, que normalmente incluyen archivos normales, archivos de directorio, archivos especiales, canalizaciones con nombre, archivos asignados en memoria y otros.
Archivos regulares , o simplemente archivos, contienen información arbitraria que el usuario ingresa en ellos o que se genera como resultado del funcionamiento del sistema y los programas del usuario. La mayoría de los sistemas operativos modernos (por ejemplo, UNIX, Windows, OS/2) no restringen ni controlan el contenido y la estructura de un archivo normal de ninguna manera. El contenido de un archivo normal lo determina la aplicación que trabaja con él. Por ejemplo, un editor de texto crea archivos de texto que constan de cadenas de caracteres representados en algún código. Pueden ser documentos, códigos fuente de programas, etc. Los archivos de texto se pueden leer en la pantalla e imprimir en una impresora. Los archivos binarios no utilizan códigos de caracteres y, a menudo, tienen estructuras internas complejas, como un código de programa ejecutable o un archivo comprimido. Todos los sistemas operativos deben poder reconocer al menos un tipo de archivo: sus propios archivos ejecutables.
Catálogos - este es un tipo especial de archivos que contienen información de referencia del sistema sobre un conjunto de archivos agrupados por usuarios según algún criterio informal (por ejemplo, archivos que contienen documentos del mismo contrato o archivos que componen un paquete de software se combinan en uno grupo). En muchos sistemas operativos, un directorio puede contener cualquier tipo de archivo, incluidos otros directorios, lo que crea una estructura de árbol que es fácil de buscar. Los directorios establecen una asignación entre los nombres de los archivos y las características de los archivos que utiliza el sistema de archivos para administrar archivos. Estas características incluyen, en particular, información (o un indicador de otra estructura que contenga estos datos) sobre el tipo de archivo y su ubicación en el disco, los derechos de acceso al archivo y las fechas de su creación y modificación. En todos los demás aspectos, el sistema de archivos trata los directorios como archivos normales.
Archivos especiales - Son archivos ficticios asociados con dispositivos de E/S, que se utilizan para unificar el mecanismo de acceso a archivos y dispositivos externos. Los archivos especiales permiten al usuario realizar operaciones de E/S utilizando comandos normales para escribir en un archivo o leer desde un archivo. Estos comandos son procesados primero por los programas del sistema de archivos y luego, en alguna etapa de la ejecución de la solicitud, el sistema operativo los convierte en comandos de control para el dispositivo correspondiente.
Los sistemas de archivos modernos admiten otros tipos de archivos, como enlaces simbólicos, canalizaciones con nombre y archivos asignados en memoria.
Estructura jerárquica del sistema de archivos
Los usuarios acceden a los archivos mediante nombres simbólicos. Sin embargo, la memoria humana limita la cantidad de nombres de objetos a los que un usuario puede hacer referencia por su nombre. La organización jerárquica del espacio de nombres nos permite ampliar significativamente estos límites. Esta es la razón por la que la mayoría de los sistemas de archivos tienen una estructura jerárquica, en la que los niveles se crean permitiendo que un directorio de nivel inferior esté contenido dentro de un directorio de nivel superior (Figura 7.3).
El gráfico que describe la jerarquía de directorios puede ser un árbol o una red. Los directorios forman un árbol si se permite incluir un archivo en un solo directorio (Fig. 7.3, b), y una red, si el archivo se puede incluir en varios directorios a la vez (Fig. 7.3, c). Por ejemplo, en MS-DOS y Windows, los directorios forman una estructura de árbol, mientras que en UNIX forman una estructura de red. En una estructura de árbol, cada archivo es una hoja. El directorio de nivel superior se llama directorio raíz, o raíz ( raíz ).
Con esta organización, el usuario se libera de recordar los nombres de todos los archivos; sólo necesita tener una idea aproximada de a qué grupo se puede asignar un archivo en particular para encontrarlo explorando directorios secuencialmente. La estructura jerárquica es conveniente para el trabajo multiusuario: cada usuario con sus archivos se localiza en su propio directorio o subárbol de directorios y, al mismo tiempo, todos los archivos del sistema están conectados lógicamente.
Un caso especial de estructura jerárquica es una organización de un solo nivel, cuando todos los archivos están incluidos en un directorio (Fig. 7.3, a).
Nombres de archivos
Todos los tipos de archivos tienen nombres simbólicos. Los sistemas de archivos organizados jerárquicamente suelen utilizar tres tipos de nombres de archivos: simples, compuestos y relativos.
Un nombre simbólico simple o corto identifica un archivo dentro de un único directorio. Los usuarios y programadores asignan nombres simples a los archivos, y deben tener en cuenta las restricciones del sistema operativo tanto en el rango de caracteres como en la longitud del nombre. Hasta hace relativamente poco, estos límites eran muy estrechos. Así, en el popular sistema de archivos FAT, la longitud de los nombres estaba limitada al esquema 8.3 (8 caracteres - el nombre en sí, 3 caracteres - la extensión del nombre), y en el sistema de archivos s5, compatible con muchas versiones del sistema operativo UNIX, un nombre simbólico simple no puede contener más de 14 caracteres. Sin embargo, es mucho más conveniente para el usuario trabajar con nombres largos porque le permiten dar a los archivos nombres fáciles de recordar que indican claramente lo que contiene el archivo. Por lo tanto, los sistemas de archivos modernos, así como las versiones mejoradas de sistemas de archivos preexistentes, tienden a admitir nombres de archivos simbólicos largos y simples. Por ejemplo, en los sistemas de archivos NTFS y FAT32 incluidos con el sistema operativo Windows NT, un nombre de archivo puede contener hasta 255 caracteres.
En los sistemas de archivos jerárquicos, se permite que diferentes archivos tengan los mismos nombres simbólicos simples, siempre que pertenezcan a directorios diferentes. Es decir, aquí funciona el esquema "muchos archivos, un nombre simple". Para identificar de forma única un archivo en dichos sistemas, se utiliza el llamado nombre completo.
El nombre completo es una cadena de nombres simbólicos simples de todos los directorios por los que pasa la ruta desde la raíz hasta el archivo dado. Por tanto, el nombre completo es un nombre compuesto, en el que los nombres simples están separados entre sí por el separador adoptado en el sistema operativo. A menudo se utiliza una barra diagonal o invertida como delimitador y se acostumbra no especificar el nombre del directorio raíz. En la figura. 7.3, b dos archivos tienen el nombre simple main.exe, pero sus nombres compuestos /depart/main.exe y /user/anna/main.exe son diferentes.
En un sistema de archivos de árbol, existe una correspondencia uno a uno entre un archivo y su nombre completo: un archivo, un nombre completo. En los sistemas de archivos que tienen una estructura de red, un archivo puede estar incluido en varios directorios y, por tanto, tener varios nombres completos; aquí es válida la correspondencia “un archivo - muchos nombres completos”. En ambos casos, el archivo se identifica de forma única por su nombre completo.
Un archivo también se puede identificar por un nombre relativo. El nombre relativo del archivo se determina mediante el concepto de "directorio actual". Para cada usuario, en un momento dado, uno de los directorios del sistema de archivos es el directorio actual, y este directorio lo selecciona el propio usuario mediante un comando del sistema operativo. El sistema de archivos captura el nombre del directorio actual para luego poder usarlo como complemento de los nombres relativos para formar el nombre de archivo completo. Cuando se utilizan nombres relativos, el usuario identifica un archivo por la cadena de nombres de directorios a través de los cuales pasa la ruta desde el directorio actual hasta el archivo dado. Por ejemplo, si el directorio actual es /usuario, entonces el nombre de archivo relativo /usuario/anna/main.exe es anna/main.exe.
Algunos sistemas operativos le permiten asignar varios nombres simples al mismo archivo, que pueden interpretarse como alias. En este caso, al igual que en un sistema con estructura de red, se establece la correspondencia “un archivo - muchos nombres completos”, ya que a cada nombre de archivo simple le corresponde al menos un nombre completo.
Y aunque el nombre completo identifica de forma única el archivo, es más fácil para el sistema operativo trabajar con el archivo si existe una correspondencia uno a uno entre los archivos y sus nombres. Para ello asigna un nombre único al archivo, de modo que sea válida la relación “un archivo - un nombre único”. El nombre único existe junto con uno o más nombres simbólicos asignados al archivo por usuarios o aplicaciones. El nombre único es un identificador numérico y está destinado únicamente al sistema operativo. Un ejemplo de un nombre de archivo único es un número de inodo en un sistema UNIX.
Atributos de archivo
El concepto de “archivo” incluye no sólo los datos y el nombre que almacena, sino también sus atributos. Atributos - Esta es información que describe las propiedades del archivo. Ejemplos de posibles atributos de archivo:
tipo de archivo (archivo normal, directorio, archivo especial, etc.);
propietario del archivo;
creador de archivos;
contraseña para acceder al archivo;
información sobre operaciones de acceso a archivos permitidas;
tiempos de creación, último acceso y última modificación;
tamaño de archivo actual;
tamaño máximo de archivo;
signo de sólo lectura;
signo de “archivo oculto”;
firmar "archivo del sistema";
firmar "archivo de almacenamiento";
atributo "binario/carácter";
atributo “temporal” (eliminar una vez finalizado el proceso);
señal de bloqueo;
longitud del registro del archivo;
puntero al campo clave en el registro;
longitud de la clave.
El conjunto de atributos de archivo está determinado por las características específicas del sistema de archivos: diferentes tipos de sistemas de archivos pueden utilizar diferentes conjuntos de atributos para caracterizar los archivos. Por ejemplo, en sistemas de archivos que admiten archivos planos, no es necesario utilizar los últimos tres atributos de la lista relacionados con la estructuración de archivos. En un sistema operativo de usuario único, el conjunto de atributos carecerá de características relevantes para los usuarios y la seguridad, como el propietario del archivo, el creador del archivo, la contraseña para acceder al archivo, la información sobre el acceso autorizado al archivo.
El usuario puede acceder a los atributos utilizando las facilidades proporcionadas a tal efecto por el sistema de archivos. Normalmente, puedes leer los valores de cualquier atributo, pero solo cambiar algunos. Por ejemplo, un usuario puede cambiar los permisos de un archivo (siempre que tenga los permisos necesarios para hacerlo), pero no puede cambiar la fecha de creación ni el tamaño actual del archivo.
Los valores de los atributos de los archivos pueden estar contenidos directamente en directorios, como se hace en el sistema de archivos MS-DOS (Fig. 7.6a). La figura muestra la estructura de una entrada de directorio que contiene un nombre simbólico simple y atributos de archivo. Aquí las letras indican las características del archivo: R - solo lectura, A - archivado, H - oculto, S - sistema.
Arroz. 7.6. Estructura del directorio: a - Estructura de entrada del directorio MS-DOS (32 bytes), b - Estructura de entrada del directorio del sistema operativo UNIX
Otra opción es colocar atributos en tablas especiales, cuando los catálogos contienen sólo enlaces a estas tablas. Este enfoque se implementa, por ejemplo, en el sistema de archivos ufs del sistema operativo UNIX. En este sistema de archivos, la estructura de directorios es muy simple. El registro de cada archivo contiene un nombre de archivo simbólico corto y un puntero al descriptor del índice del archivo, este es el nombre en ufs de la tabla en la que se concentran los valores de los atributos del archivo (Fig. 7.6, b).
En ambas versiones, los directorios proporcionan un vínculo entre los nombres de los archivos y los archivos mismos. Sin embargo, el enfoque de separar el nombre del archivo de sus atributos hace que el sistema sea más flexible. Por ejemplo, un archivo puede incluirse fácilmente en varios directorios a la vez. Las entradas para este archivo en diferentes directorios pueden tener diferentes nombres simples, pero el campo de enlace tendrá el mismo número de inodo.
Operaciones de archivos
La mayoría de los sistemas operativos modernos tratan un archivo como una secuencia no estructurada de bytes de longitud variable. Estándar POSIX Las siguientes operaciones están definidas en el archivo:
entero abierto ( carbonizarse * nombref , entero banderas , modo _ t modo )
Esta operación "abre" un archivo, estableciendo una conexión entre el programa y el archivo. En este caso el programa recibe descriptor de archivo- un número entero que identifica esta conexión. De hecho, este es un índice en la tabla del sistema de archivos abiertos para una tarea determinada. Todas las demás operaciones utilizan este índice para hacer referencia al archivo.
El parámetro char * fname especifica el nombre del archivo. int flags es una máscara de bits que determina el modo de apertura del archivo. El archivo se puede abrir como solo lectura, solo escritura o lectura-escritura. Además, puede abrir un archivo existente o puede intentar crear un archivo nuevo de longitud cero. El modo de tercer parámetro opcional se usa solo al crear un archivo y especifica los atributos de este archivo.
apagado _ t buscar ( entero manejar , apagado _ t compensar , entero De dónde )
Esta operación mueve el puntero de lectura/escritura en el archivo. El parámetro de desplazamiento especifica el número de bytes por los cuales se debe compensar el puntero, y el parámetro de origen especifica desde dónde comenzar el desplazamiento. Se supone que el desplazamiento se puede contar desde el. comienzo del archivo (SEEK_SET), desde su final (SEEK_END) y desde la posición actual del puntero (SEEK_CUR). La operación devuelve la posición del puntero medida desde el principio del archivo. Por lo tanto, llamar a lseek(handle, 0, SEEK_CUR) devolverá la posición actual del puntero sin moverlo.
int read(int identificador, char * donde, tamaño_t cuanto_mucho)
Leer operación desde un archivo. El puntero donde especifica el búfer donde se deben colocar los datos leídos; el tercer parámetro especifica cuántos datos leer. El sistema lee la cantidad requerida de bytes del archivo, comenzando en el puntero de lectura/escritura de ese archivo y mueve el puntero al final de la secuencia de lectura. Si el archivo finaliza antes de tiempo, se leen tantos datos como quedaron hasta el final. La operación devuelve el número de bytes leídos. Si el archivo se abrió solo para escritura, llamar a leer devolverá un error.
int escritura(int identificador, char * qué, tamaño_t cuánto_mucho)
Una operación de escritura en un archivo. El puntero what especifica el comienzo del búfer de datos; el tercer parámetro especifica cuántos datos escribir. El sistema escribe la cantidad requerida de bytes en el archivo, comenzando en el puntero de lectura/escritura de ese archivo, reemplazando los datos almacenados en ese. ubicación y moviendo el puntero al final del bloque escrito. Si el archivo termina antes, su longitud aumenta. La operación devuelve el número de bytes escritos.
Si el archivo se abrió como solo lectura, llamar a escribir devolverá un error.
int ioctl(int identificador, int cmd, ...) ; entero fcntl ( entero manejar , entero cmd , ...)
Operaciones adicionales en el archivo. Inicialmente, parece que ioctl estaba destinado a ser operaciones en el archivo en sí, y fcntl estaba destinado a ser operaciones en un identificador de archivo abierto, pero luego los desarrollos históricos han mezclado un poco las funciones de estas llamadas al sistema. Estándar POSIX define algunas operaciones tanto en el identificador, por ejemplo la duplicación (como resultado de esta operación obtenemos dos identificadores asociados con el mismo archivo), como en el archivo en sí, por ejemplo, la operación truncar: recortar el archivo a una longitud determinada. En la mayoría de las versiones Unix La operación truncar también se puede utilizar para cortar datos de la mitad de un archivo. Al leer datos de un área cortada de este tipo, se leen ceros y esta área en sí no ocupa espacio físico en el disco.
Una operación importante es bloquear secciones del archivo.Estándar POSIX ofrece una función de biblioteca para este propósito, pero en sistemas de la familia Unix Esta función se implementa mediante la llamada fcntl.
La mayoría de las implementaciones del estándar. POSIX ofrece sus propias operaciones adicionales. Entonces, en Unix RVS4 Con estas operaciones puede configurar la grabación síncrona o retardada, etc.
caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot, int flags, int handle, off_t offset)
Mapear una sección de un archivo en el espacio de direcciones virtuales del proceso. El parámetro prot especifica los derechos de acceso a la sección mapeada: lectura, escritura y ejecución. El mapeo puede ocurrir a una dirección virtual específica, o el sistema puede seleccionar la dirección para mapear él mismo.
Se realizan dos operaciones más no en el archivo, sino en su nombre: estas son las operaciones de cambiar el nombre y eliminar el archivo. En algunos sistemas, por ejemplo en sistemas de la familia. Unix, un archivo puede tener varios nombres y solo hay una llamada al sistema para eliminar un nombre. El archivo se elimina cuando se elimina el apellido.
Se puede observar que el conjunto de operaciones sobre un archivo en este estándar es muy similar al conjunto de operaciones sobre un dispositivo externo. Ambos se consideran un flujo de bytes no estructurado. Para completar el panorama, cabe decir que el principal medio de comunicación entre procesos en los sistemas de la familia. Unix (tubo) también es un flujo de datos no estructurados. La idea de que la mayoría de las transferencias de datos se pueden reducir a un flujo de bytes es bastante antigua, pero Unix Fue uno de los primeros sistemas en los que esta idea llegó a su conclusión lógica.
Aproximadamente el mismo modelo de trabajo con archivos se adopta en CP/ METRO y un conjunto de llamadas al sistema de archivos MS-DOS en realidad copiado de llamadas Unix v7 . Sucesivamente, SO/2 Y WindowsNT heredó los principios de trabajar con archivos directamente de MS-DOS.
Por el contrario, en sistemas sin Unix en un pedigrí, se puede utilizar una interpretación ligeramente diferente del concepto de archivo. En la mayoría de los casos, un archivo se trata como un conjunto de registros. Normalmente, el sistema admite registros de longitud constante y variable. Por ejemplo, un archivo de texto se interpreta como un archivo con registros de longitud variable y cada línea de texto corresponde a un registro. Este es el modelo para trabajar con archivos en VMS y en la línea del sistema operativo SO/360 -MVS de IBM.
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" Informática y tecnología informática" sobre el tema:
"Sistemas operativos"
"Sistemas de archivos"
1. Sistemas operativos
2. Sistemas de archivos
3. Sistemas de archivos y nombres de archivos
Referencias
1. Sistemas operativos
Sistema operativo, SO (inglés) operante sistema) - un conjunto básico de programas informáticos que proporciona control del hardware de la computadora, trabajo con archivos, entrada y salida de datos, así como ejecución de programas de aplicación y utilidades.
Cuando enciende su computadora, el sistema operativo se carga en la memoria antes que otros programas y luego sirve como plataforma y entorno para que funcionen. Además de las funciones anteriores, el sistema operativo puede realizar otras, por ejemplo, proporcionar una interfaz de usuario, interacción de red, etc. Desde la década de 1990, los sistemas operativos más comunes para computadoras personales y servidores han sido la familia de sistemas operativos Microsoft Windows y Windows NT, Mac OS y Mac OS X, sistemas de clase UNIX y sistemas similares a Unix (especialmente GNU/Linux). .
Los sistemas operativos se pueden clasificar por la tecnología subyacente (tipo [Unix] o tipo Windows), tipo de licencia ([software propietario|propietario] o [software de código abierto|código abierto]), ya sea actualmente en desarrollo (DOS heredado o NextStep o GNU/Linux y Windows modernos), para estaciones de trabajo (DOS, Apple) o para servidores (), [sistema operativo en tiempo real|SO en tiempo real] y [sistema operativo integrado|SO integrado] (, ), , o especializado (gestión de la producción, formación, etc.). Objeto y características principales del programa MS EXCEL. Interfaz del programa. Elementos básicos de la interfaz. Concepto de hoja de cálculo, celda, fila, columna, sistema de direccionamiento. Movimiento a lo largo del campo de la mesa. Entrada de datos. Tipos de datos. Editar el contenido de una celda. Cambiar el ancho y alto de una celda. Propiedades de celda (comando Formato de celdas).
2. Sistemas de archivos
Todos los sistemas operativos modernos prevén la creación de un sistema de archivos, que está diseñado para almacenar datos en discos y proporcionar acceso a ellos.
Las funciones principales del sistema de archivos se pueden dividir en dos grupos:
Funciones para trabajar con archivos (crear, eliminar, cambiar el nombre de archivos, etc.)
Funciones para trabajar con datos almacenados en archivos (escritura, lectura, búsqueda de datos, etc.)
Se sabe que los archivos se utilizan para organizar y almacenar datos en medios informáticos. Un archivo es una secuencia de un número arbitrario de bytes que tiene un nombre único propio o un área con nombre en el medio de la máquina.
La estructuración de muchos archivos en soporte informático se realiza mediante directorios en los que se almacenan los atributos (parámetros y detalles) de los archivos. Un directorio puede contener muchos subdirectorios, lo que da como resultado estructuras de archivos ramificadas en los discos. La organización de archivos en una estructura de árbol se denomina sistema de archivos.
El principio de organización del sistema de archivos es tabular. Los datos sobre en qué parte del disco se escribe el archivo se almacenan en la Tabla de asignación de archivos (FAT).
Esta tabla se encuentra al inicio del volumen. Para proteger el volumen, se almacenan dos copias de FAT en el volumen. Si la primera copia FAT está dañada, las utilidades de disco pueden usar la segunda copia para reparar el volumen.
FAT tiene un diseño similar al índice de un libro, ya que el sistema operativo lo utiliza para localizar un archivo y determinar los grupos que ocupa el archivo en el disco duro.
La unidad física más pequeña de almacenamiento de datos es un sector. El tamaño del sector es de 512 bytes. Dado que el tamaño de la tabla FAT es limitado, para discos de más de 32 MB no es posible proporcionar direccionamiento a cada sector individual.
En este sentido, los grupos de sectores se combinan condicionalmente en clusters. Un cluster es la unidad más pequeña de direccionamiento de datos. El tamaño del clúster, a diferencia del tamaño del sector, no es fijo y depende de la capacidad del disco.
Al principio, se utilizaba una versión de FAT de 12 bits (llamada FAT12) para disquetes y discos duros pequeños (menos de 16 MB). Luego, MS-DOS introdujo una versión de 16 bits de FAT para unidades más grandes.
Los sistemas operativos MS DOS, Win 95 y Win NT implementan campos de 16 bits en las tablas de asignación de archivos. El sistema de archivos FAT32 se introdujo en Windows 95 OSR2 y es compatible con Windows 98 y Windows 2000.
FAT32 es una versión mejorada de FAT diseñada para usarse en volúmenes superiores a 2 GB.
FAT32 brinda soporte para discos de hasta 2 TB de tamaño y un uso más eficiente del espacio en disco. FAT32 utiliza clústeres más pequeños, lo que permite un uso más eficiente del espacio en disco.
Windows XP utiliza FAT32 y NTFS. Una dirección más prometedora en el desarrollo de sistemas de archivos fue la transición a NTFS (New Technology File System) con nombres de archivos largos y un sistema de seguridad confiable.
El tamaño de una partición NTFS no está limitado. NTFS minimiza la cantidad de espacio en disco desperdiciado al escribir archivos pequeños en clústeres grandes. Además, NTFS le permite ahorrar espacio en el disco comprimiendo el propio disco, carpetas y archivos individuales.
Según los métodos de denominación de archivos, se hace una distinción entre nombres "cortos" y "largos".
Según la convención adoptada en MS-DOS, la forma de nombrar archivos en las computadoras IBM PC era la convención 8.3, es decir. El nombre del archivo consta de dos partes: el nombre real y la extensión del nombre. Al nombre del archivo se le asignan 8 caracteres y su extensión, 3 caracteres.
El nombre está separado de la extensión por un punto. Tanto el nombre como la extensión sólo pueden incluir caracteres alfanuméricos del alfabeto latino. Los nombres de archivos escritos según la convención 8.3 se consideran "cortos".
Con la llegada del sistema operativo Windows 95, se introdujo el concepto de nombre "largo". Un nombre de este tipo puede contener hasta 256 caracteres. Esto es suficiente para crear nombres de archivos significativos. excepto nueve caracteres especiales: \ /: *?< > |.
Se permiten espacios y múltiples puntos en el nombre. El nombre del archivo termina con una extensión de tres caracteres. La extensión se utiliza para clasificar archivos por tipo.
La unicidad del nombre del archivo está garantizada por el hecho de que el nombre completo del archivo se considera el propio nombre del archivo junto con la ruta para acceder a él. Ruta del archivo comienza con el nombre del dispositivo e incluye todos los nombres de directorios (carpetas) por los que pasa. El carácter “\” (barra invertida - barra invertida) se utiliza como separador. Por ejemplo: D:\Documentos y Configuraciones\TVA\Mis Documentos\lessons-tva\ robots. txt A pesar de que los datos sobre la ubicación de los archivos se almacenan en una estructura tabular, se presentan al usuario en forma de una estructura jerárquica; esto es más conveniente para las personas y el sistema operativo se encarga de todas las transformaciones necesarias. .
Un archivo normal es una matriz de bytes y se puede leer y escribir a partir de un byte arbitrario del archivo. El kernel no reconoce límites de registros en archivos normales, aunque muchos programas tratan los avances de línea como saltos de línea, pero otros programas pueden esperar otras estructuras. El archivo en sí no almacena ninguna información del sistema sobre el archivo, pero el sistema de archivos sí almacena cierta información sobre el propietario, los permisos y el uso de cada archivo.
El componente llamado Nombre del archivo es una cadena de hasta 255 caracteres. Estos nombres se almacenan en un tipo especial de archivo llamado catalogar. La información sobre un archivo en un directorio se llama entrada de directorio e incluye, además del nombre del archivo, un puntero al archivo en sí. Las entradas del directorio pueden hacer referencia a otros directorios, así como a archivos normales. Esto crea una jerarquía de directorios y archivos, que se denomina sistema de archivos. sistema de archivos ;
Figura 2-2. Pequeño sistema de archivos
En la Figura 2-2 se muestra un pequeño sistema de archivos. Los directorios pueden contener subdirectorios y no existen restricciones sobre la profundidad con la que se puede anidar un directorio dentro de otro. Para mantener la integridad del sistema de archivos, el kernel no permite que los procesos escriban directamente en directorios. Un sistema de archivos puede almacenar no sólo archivos y directorios normales, sino también referencias a otros objetos, como dispositivos y sockets.
El sistema de archivos forma un árbol, cuyo comienzo está en directorio raíz, a veces llamado por su nombre barra oblicua, que coincide con el carácter de barra única (/). El directorio raíz contiene archivos; en nuestro ejemplo de la Figura 2.2, contiene vmunix, una copia del archivo objeto ejecutable del kernel. También contiene directorios; en este ejemplo contiene el directorio usr. Dentro del directorio usr se encuentra el directorio bin, que contiene principalmente el código objeto ejecutable de programas como ls y vi.
El proceso accede al archivo especificando camino delante, que es una cadena que consta de pocos o ningún nombre de archivo separados por caracteres de barra (/). El kernel asocia dos directorios con cada proceso, a través de los cuales se pueden interpretar las rutas a los archivos. directorio raíz proceso es el punto más alto del sistema de archivos que puede alcanzar un proceso; normalmente corresponde al directorio raíz de todo el sistema de archivos. Una ruta que comienza con un carácter de barra se llama ruta absoluta, y es interpretado por el kernel a partir del directorio raíz del proceso.
Un nombre de ruta que no comienza con una barra se llama ruta relativa, y se interpreta en relación con directorio de trabajo actual proceso. (Este directorio también se llama para abreviar directorio actual o directorio de trabajo) El directorio actual se puede identificar directamente por su nombre punto, que corresponde a un punto (). Nombre del archivo punto-punto(.) denota el directorio principal del directorio actual. El directorio raíz es un antepasado de sí mismo.
La estructura del sistema de archivos depende del sistema operativo. Una de las primeras computadoras en utilizar el sistema de archivos FAT (File Allocation Table), que se utilizaba en el sistema operativo MS DOS.
FAT fue diseñado para funcionar con disquetes de menos de 1 MB e inicialmente no brindaba soporte para discos duros. Posteriormente, FAT comenzó a admitir archivos y particiones de hasta 2 GB de tamaño.
FAT utiliza las siguientes convenciones de nomenclatura de archivos: el nombre debe comenzar con una letra o un número y puede contener cualquier carácter ASCII excepto el espacio y los caracteres "/\ : ; | = , ^ * ? El nombre debe tener hasta 8 caracteres, seguido por un punto y una extensión opcional de hasta 3 caracteres. El caso de los caracteres en los nombres de archivos no se distingue y no se conserva.
El sistema de archivos FAT no puede controlar cada sector por separado, por lo tanto, combina sectores adyacentes en grupos. Esto reduce la cantidad total de unidades de almacenamiento de las que el sistema de archivos debe realizar un seguimiento. El tamaño del clúster en FAT es una potencia de dos y está determinado por el tamaño del volumen al formatear el disco. Un clúster es la cantidad más pequeña de espacio que puede ocupar un archivo. Esto da como resultado que se desperdicie parte del espacio en disco.
En los sistemas operativos, los conceptos de directorio y carpeta se utilizan como objetos diseñados para almacenar archivos y brindar acceso a ellos.
El acceso es un procedimiento para establecer comunicación con la memoria y un archivo ubicado en ella para escribir y leer datos.
Al acceder a un archivo, es sumamente importante indicar su ubicación exacta. Además, si se accede al archivo desde la línea de comando, la entrada se verá así:
c:\Papka1\papka2\uchebnik.doc
Un registro de este tipo suele denominarse ruta o camino.
El nombre de la unidad lógica que aparece antes del nombre del archivo en la especificación especifica la unidad lógica en la que buscar el archivo. En el mismo disco existe un directorio en el que se almacenan los nombres completos de los archivos, así como sus características: fecha y hora de creación; volumen (en bytes); atributos especiales. De manera similar al sistema de catalogación de una biblioteca, el nombre completo de un archivo registrado en un directorio servirá como cifrado mediante el cual el sistema operativo encuentra la ubicación del archivo en el disco.
Directorio es un directorio de archivos que indica su ubicación en el disco.
En el sistema operativo WINDOWS, el concepto de directorio corresponde al concepto de carpeta.
Hay dos estados de directorio: actual (activo) y pasivo.
El directorio actual (activo) es el directorio en el que el usuario está trabajando actualmente.
Directorio pasivo: un directorio con el que actualmente no hay conexión .
El sistema operativo adopta una estructura de organización de directorios jerárquica. Cada disco siempre tiene un único directorio principal (raíz). Está ubicado en el nivel cero de la estructura jerárquica y se indica con el símbolo "\" - barra invertida. El directorio raíz se crea al formatear (inicializar, particionar) el disco y tiene un tamaño limitado. El directorio principal puede incluir otros directorios y archivos creados mediante comandos del sistema operativo y que pueden eliminarse mediante los comandos correspondientes.
Directorio principal - un directorio con subdirectorios .
Subdirectorio: un directorio que está incluido en otro directorio .
Sin embargo, cualquier directorio que contenga directorios de nivel inferior puede ser, por un lado, padre de ellos y, por otro, subordinado al directorio de nivel superior.
La estructura de directorios puede contener directorios que no contienen ningún archivo o subdirectorio. Estos subdirectorios se llaman vacíos. .
Las reglas para nombrar subdirectorios son las mismas que las reglas para nombrar archivos. Para distinguirlos formalmente de los archivos, a los subdirectorios generalmente se les asigna solo nombres, aunque se puede agregar un tipo usando las mismas reglas que para los archivos.
El sistema de archivos FAT siempre llena el espacio libre en el disco de forma secuencial de principio a fin. Al crear un archivo nuevo o modificar uno existente, busca el primer clúster libre en la tabla de asignación de archivos. Si durante el trabajo se eliminaron algunos archivos y otros cambiaron de tamaño, los grupos vacíos resultantes se esparcirán por todo el disco. Si los grupos que contienen los datos del archivo no están ubicados en una fila, el archivo se fragmenta. Los archivos muy fragmentados reducen significativamente la eficiencia del trabajo. Los sistemas operativos que admiten FAT suelen incluir utilidades especiales de desfragmentación de disco diseñadas para mejorar el rendimiento de las operaciones con archivos.
El sistema de archivos FAT tiene una limitación importante a la hora de admitir grandes cantidades de espacio en disco: el límite es 2 GB.
Las nuevas generaciones de discos duros con grandes cantidades de espacio requerían un sistema de archivos más avanzado.
El sistema operativo Windows contiene el sistema de archivos FAT32, que admite discos duros de hasta dos terabytes. FAT32 ha ampliado los atributos de archivo para almacenar la hora y fecha de creación, modificación y último acceso de un archivo o directorio. El sistema permite nombres de archivos largos y espacios en los nombres. El sistema de archivos FAT32 es compatible con los sistemas operativos Windows XP y Windows Vista.
Cabe decir que para los sistemas operativos mencionados se desarrolló otro sistema de archivos: NTFS (New Technology File System)
NTFS ha ampliado significativamente las capacidades para controlar el acceso a archivos y directorios individuales, ha introducido una gran cantidad de atributos, ha implementado tolerancia a fallos y herramientas dinámicas de compresión de archivos. NTFS permite nombres de archivos de hasta 255 caracteres
NTFS tiene la capacidad de autorrecuperarse en caso de una falla del sistema operativo o del hardware, de modo que el volumen del disco permanezca disponible y la estructura del directorio no se vea afectada.
Cada archivo en un volumen NTFS está representado por una entrada en un archivo especial: la MFT (Tabla maestra de archivos). NTFS reserva las primeras 16 entradas de la tabla, de aproximadamente 1 MB de tamaño, para información especial. Los registros proporcionan copias de seguridad de la tabla de archivos principal, recuperación de archivos, controlan el estado de los clústeres y determinan los atributos de los archivos.
Para reducir la fragmentación, NTFS siempre intenta almacenar archivos en bloques contiguos. Proporciona una búsqueda eficiente de archivos en un directorio.
NTFS fue diseñado como un sistema de archivos recuperable utilizando un modelo de procesamiento de transacciones. Cada operación de E/S que modifica un archivo en un volumen NTFS es considerada una transacción por el sistema y puede ejecutarse como un bloque indivisible. Cuando el usuario modifica un archivo, el servicio de archivos de registro registra toda la información necesaria para repetir o revertir la transacción.
Una característica interesante del sistema de archivos es el cifrado dinámico de archivos y directorios, que aumenta la confiabilidad del almacenamiento de información.
Preguntas de autoevaluación.
1.¿Qué es un sistema de archivos?
2. ¿Qué es un "archivo"?
3. Componentes principales de la estructura del archivo.
4. ¿Qué es un clúster?
5.Nombra los principales parámetros que caracterizan el archivo.
6.¿Cómo se forma el nombre del archivo?
7. Reglas para nombrar archivos en el sistema FAT.
8. ¿Por qué es tan importante la desfragmentación del disco?
9. ¿Qué es un directorio?
10. Explicar los conceptos de “ruta”, “camino”.
11. ¿Por qué se utiliza la extensión en los nombres de archivos?
12.El objetivo principal del sistema de archivos.
13. ¿Qué sistemas de archivos son compatibles con los sistemas operativos Windows XP y Windows Vista?
1. Una colección de datos o programas conectados lógicamente, para cuya ubicación se asigna un área nombrada en la memoria externa, esto es
Grupo
2. Unidad mínima de espacio en disco que se puede asignar a un archivo
3. El nombre completo del archivo contiene
en realidad el nombre
Extensión
4. Los archivos con extensiones .ZIP,ARJ se refieren a
Sistémico
Gráfico
Archivo
Temporario
5. El sistema de archivos FAT mantiene el espacio en disco en volumen.
6. Plantilla de nombre de archivo, que sirve para reemplazar un carácter.
7. Plantilla de nombre de archivo, que sirve para reemplazar cualquier secuencia de caracteres.
8. Directorio de archivos indicando su ubicación en el disco.
Catalogar
Tabla de asignación de archivos
Grupo
Conductor
9.Procedimiento para establecer una conexión con un archivo ubicado en la memoria
Desfragmentación
Lectura
10. Los archivos con extensiones .COM,EXE pertenecen a
Sistémico
Gráfico
Ejecutable
Temporario
SECCIÓN 3. Herramientas informáticas para la implementación de procesos de información
Tema 3.1. Clasificación de software
Los sistemas de archivos se almacenan en discos. La mayoría de los discos están divididos en varias particiones, con un sistema de archivos independiente en cada partición. El sector “0” del disco se denomina registro de arranque maestro (MBR, Master Boot Record) y se utiliza para arrancar la computadora. Al final del arranque principal... [leer más]
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La consideración de los métodos para trabajar con el espacio en disco da una idea general de la totalidad de los datos de servicio necesarios para describir el sistema de archivos. La estructura de los datos de servicio de un sistema de archivos típico, por ejemplo Unix, en una de las particiones del disco puede así...
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Implementación de sistemas de archivos En esta sección, comenzaremos a considerar los principios y métodos de implementación de sistemas de archivos, cuya presentación continúa en "Sistemas de archivos virtuales (VFS)". En este y el próximo...
Archivo- lógico unidad de asignación de memoria. También es una colección de información lógicamente interrelacionada. Sistema de archivos ubicado en la memoria externa (en discos) y organizado Por niveles. La estructura de un sistema de archivos multinivel se muestra en la Fig. 19.11.
Arroz. 19.11. Sistema de archivos multinivel.
En el nivel superior de abstracción, se ejecutan programas de usuario que utilizan primitivas de alto nivel de la forma Línea de escritura (F, X).El nivel siguiente son los módulos de interfaz. archivos lógicos– registros lógicos, bloques y operaciones de intercambio. Más abajo vienen los módulos de organización de archivos, luego... operaciones sistema de archivos básico. Los conductores están ubicados en los niveles inferiores. dispositivos (control entrada/salida) y hardware (dispositivos de entrada/salida y sus controladores).
– una estructura en la memoria que contiene información sobre el archivo. Típico La estructura del bloque de control de archivos se presenta en la Tabla 3.
Estructuras de sistemas en memoria para la gestión de sistemas de archivos
Cuando abre un archivo y cuando realiza más operaciones en él, el sistema operativo lo almacena en la memoria entero una serie de estructuras del sistema que se muestran en la Fig. 19.12.
Arroz. 19.12. Estructuras del sistema operativo en memoria para la gestión del sistema de archivos.
Al abrir un archivo, al ejecutar operaciones, donde se indica camino de acceso a un archivo en la estructura de directorios, el sistema encuentra un enlace al bloque de control de archivos. Al realizar operaciones de intercambio, el sistema operativo lee memoria bloques de datos de archivos que se ejecutan en operaciones. Además, el sistema operativo mantiene una tabla de archivos abiertos para todo el sistema. Para cada proceso también se almacena mesa archivos abiertos sólo mediante este proceso.
Términos clave
Sistema de archivos de red (NFS)- sistema ampliamente utilizado acceso publico a archivos vía local neto.
camino absoluto- lleno camino de acceso al archivo, comenzando desde el nombre de la partición lógica o desde el directorio raíz del sistema.
Atributos de archivo– propiedades generales que describen el contenido del archivo.
Bloquear– lógico unidad información (parte) de un archivo, generalmente combinando varios archivos, con el fin de optimizar Operaciones de E/S.
Bloque de control de archivos (FCB)– una estructura en la memoria que contiene información sobre un archivo y utilizada por el sistema operativo.
Directorio (directorio, carpeta)- directorio, carpeta– una estructura en la memoria externa que contiene nombres simbólicos de archivos y otros directorios y enlaces a ellos.
Anexo del archivo de código objeto (DOFK):en el sistema Elbrus - archivo, que contiene en forma unificada tablas de entidades nombradas definidas en el programa y sus procedimientos ( metadatos).
Encabezado de archivo – cabeza registro archivo que lo contiene atributos.
Registro - elemental unidad, parte del expediente en cuyo sentido el operaciones compartir con un archivo.
Protección- gerente información, que especifica los permisos para leer, modificar y ejecutar el archivo.
Recipiente(en el sistema Elbrus): almacenamiento de archivos en uno o varios discos.
Montaje– conexión de un separado subárbol sistema de archivos aún no montado en ningún vértice (punto de montaje) un árbol común de sistemas de archivos disponibles.
conjunto de datos- término de la empresa IBM indicar archivo.
Intercambio– la capacidad de acceder a archivos y directorios para varios usuarios, incluidos – Por red local.
Camino relativo- camino de acceso a un expediente sobre algunos directorio actual.
Memoria de archivos - sus registros que contienen la información realmente almacenada en él.
Camino– multisílaba Nombre del archivo o directorio, que consta del nombre del directorio raíz (o unidad lógica) y una secuencia de nombres de directorio de niveles posteriores.
Partición – un área adyacente de la memoria del disco que tiene su propio nombre lógico (generalmente una de las primeras letras del alfabeto latino).
Respaldo– proceso de copiar archivos y directorios a medios externos: cinta ( serpentina), destello- memoria, disco duro portátil externo disco, compacto disco (CD, DVD), por motivos de seguridad.
Directorio de enlaces externos (CBC)– en el sistema Elbrus: directorio, disponible para cada archivo y utilizado para almacenar sus enlaces externos a otros archivos; Se abordan los elementos de la SVS Por números, no Por nombres.
Punto de montaje– un nodo en el árbol del sistema de archivos al que se adjunta uno nuevo sistema de archivos en montaje.
Archivo - una región contigua de espacio de direcciones lógicas, normalmente almacenada en una memoria externa.
Archivo de código objeto (FOK)– en el sistema Elbrus: archivo, que almacena el código binario del programa ejecutable.
Sistema de archivos– subárbol directorios en alguna máquina, ubicados en una sección.
Preguntas
1. ¿Qué es un archivo?
2. ¿Cuál? clasificar información¿Se puede almacenar en un archivo?
3. ¿Qué estructura puede tener el archivo?
4. ¿Qué programas interpretan el contenido del archivo?
5. ¿Cuáles son los principales atributos de archivo?
6. ¿Cuáles son las operaciones básicas en un archivo?
7. ¿Cómo determina el sistema el tipo de archivo?
8. ¿Qué extensiones de nombre se utilizan en los sistemas operativos?
9. ¿Qué métodos de acceso a archivos conoces?
10. ¿Qué operaciones se definen en archivos de acceso directo?
11. ¿Qué operaciones se definen en los archivos? acceso secuencial?
12. ¿Qué es un archivo índice y para qué se utiliza?
13. ¿Qué es un directorio?
14. ¿Cuáles son las características, ventajas y desventajas del sistema de archivos Elbrus?
15. ¿Qué es una sección?
16. ¿Cuáles son las operaciones básicas en un directorio?
17. ¿Cuáles son los propósitos de la organización lógica de directorios?
18. ¿Qué organización de directorio es más preferible y por qué?
19. ¿Qué problemas surgen al organizar directorios en forma de gráfico arbitrario?
20. ¿Qué es montar sistemas de archivos?
21. ¿Qué es un punto de montaje?
22. ¿Qué es compartir archivos y por qué es necesario?
23. ¿Qué es? NFS?
24. ¿Qué es? protección de archivos?
25. ¿Qué permisos de seguridad y para qué usuarios se consideran en UNIX?
26. ¿Qué es un bloque de control de archivos?
27. ¿Qué niveles de abstracción se pueden distinguir en la implementación de sistemas de archivos?
28. ¿Qué estructuras en la memoria crea el sistema operativo al abrir un archivo y gestionar las operaciones de intercambio?
Ceremonias
1. Implementar un conjunto de operaciones básicas de archivos utilizando primitivas de E/S de bajo nivel.
2. Implementar operaciones acceso secuencial a archivos mediante operaciones de acceso directo.
3. Implementar archivos de índice y operaciones de búsqueda acelerada de información sobre archivos principales utilizando archivos de índice.
4. Implemente la estructura del directorio y las operaciones básicas en él mediante operaciones de archivos. Almacene todos los enlaces en forma simbólica.
5. Desarrollar e implementar un algoritmo para encontrar enlaces cíclicos en la estructura del directorio.
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Fecha de creación de la página: 2016-04-11
AGENCIA FEDERAL DE EDUCACIÓN
INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEL ESTADO
EDUCACIÓN PROFESIONAL SUPERIOR
"UNIVERSIDAD ESTATAL DE SAN PETERSBURGO
ECONOMÍA Y FINANZAS"
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA INFORMACIÓN
Resumen sobre informática
sobre el tema:
Sistemas de archivos
Terminado: estudiante 110 grupo O110
E.V.Andreeva
Supervisor: profe. E.A.Osipova
San Petersburgo
2009
Introducción…………………………………………………………3
1. Sistema de archivos FAT……………………………………..4
2. Sistema de archivos FAT32………………………………..5
3. Sistema de archivos HPFS……………………………………6
4. Sistema de archivos NTFS……………………………………8
Conclusión……………………………………………………9
Lista de referencias………………………………..10
Introducción
El sistema de archivos es lo que mantiene el orden, lejos de ser ideal, pero aún mínimo, en nuestros discos duros. Los medios de almacenamiento sólo son capaces de almacenar, escribir o leer bits de datos de ciertos sectores, y el sistema de archivos es responsable de acceder a la información. A este término se le pueden dar varias definiciones, cada una de las cuales es correcta. Un sistema de archivos es un sistema para organizar y almacenar información en un disco duro u otro medio, algoritmos de software del sistema operativo para administrar este sistema de organización de información y, finalmente, en el nivel cotidiano, es una colección de todos los archivos y carpetas de un disco.
El sistema de archivos define:
Cómo se almacenan los archivos y directorios en el disco;
Qué información se almacena sobre archivos y directorios;
¿Cómo saber qué partes del disco están libres y cuáles no?
Formato de directorios y otra información de servicios en disco.
Consideraremos cuatro sistemas de archivos: FAT, FAT 32, HPFS, NTFS.
1. sistema de archivos EM
FAT es el sistema de archivos más simple compatible con Windows NT. La base del sistema de archivos FAT es la tabla de asignación de archivos, que se encuentra al principio del volumen.
Un disco formateado con el sistema de archivos FAT se divide en grupos, cuyo tamaño depende del tamaño del volumen. Simultáneamente con la creación del archivo, se crea una entrada en el directorio y se establece el número del primer grupo que contiene los datos.
Actualizar la tabla de asignación de archivos es importante y requiere mucho tiempo. Si la tabla de asignación de archivos no se actualiza periódicamente, puede provocar la pérdida de datos.
El directorio FAT no tiene una estructura específica y los archivos se escriben en el primer espacio libre disponible en el disco. Además, el sistema de archivos FAT sólo admite cuatro atributos de archivo: Sistema, Oculto, Sólo lectura y Archivo.
Ventajas del sistema de archivos FAT
En una computadora que ejecuta Windows NT, no puede deshacer la eliminación en ningún sistema de archivos compatible. El sistema de archivos FAT es mejor para usar en discos y particiones de hasta 200 MB porque se ejecuta con una sobrecarga mínima.
Desventajas del sistema de archivos FAT
No debe utilizar el sistema de archivos FAT para discos y particiones de más de 200 MB. Esto se debe a que a medida que aumenta el tamaño del volumen, el rendimiento del sistema de archivos FAT se degrada rápidamente. No se pueden establecer permisos para archivos ubicados en particiones FAT.
Las particiones FAT tienen un límite de tamaño: 4 GB para Windows NT y 2 GB para MS-DOS.
2.Sistema de archivos FAT32
FAT 32 es una cadena de datos que vincula archivos y grupos de espacio en disco. Sólo hay un elemento en la base de datos del clúster. De estos, los dos primeros elementos representan información sobre el sistema FAT-32, y el tercer elemento y los siguientes están ubicados de acuerdo con los grupos de espacio en disco.
La mayor cantidad de clústeres en este sistema de archivos es 268.435.445 clústeres. Este sistema permite el uso de discos duros de hasta 32 GB. Sin embargo, FAT puede admitir espacios de almacenamiento de hasta 2 terabytes de tamaño. Inicialmente, este sistema de archivos se utilizó como parte de Windows 95 OSR 2. Fue en este sistema de archivos donde se ampliaron los atributos del archivo, lo que permitió almacenar la hora y fecha de creación y modificación del último acceso a un archivo o directorio.
El sistema operativo FAT – 32 también le permite trabajar con cualquier copia de FAT 32.
EM 32:
1. Alta velocidad;
2. Requisito bajo de RAM;
3. Trabajo eficaz con archivos medianos y pequeños;
4. Menor desgaste del disco debido a menos movimientos del cabezal de lectura/escritura.
Desventajas del sistema de archivos. EM 32:
1. Baja protección contra fallas del sistema;
2. Trabajo ineficaz con archivos grandes;
3. Limitación del volumen máximo de una partición y un archivo;
4. Rendimiento reducido debido a la fragmentación;
5. Rendimiento reducido al trabajar con directorios que contienen una gran cantidad de archivos
3. Sistema de archivos HPFS
El sistema de archivos HPFS se utilizó por primera vez para el sistema operativo OS/2 1.2 para proporcionar acceso a las unidades de disco grandes que aparecían en el mercado en ese momento.
El sistema de archivos HPFS admite la estructura de directorios FAT y agrega clasificación de archivos por nombre. El nombre del archivo puede contener hasta 254 caracteres de doble byte. Además, el bloque más pequeño para almacenar datos ahora es igual al tamaño del sector físico (512 bytes), lo que reduce el desperdicio de espacio en disco.
Además de los atributos del archivo, el directorio del sistema de archivos HPFS almacena información de creación y modificación, así como la fecha y hora de acceso. Las entradas del directorio del sistema de archivos HPFS apuntan a FNODE en lugar de al primer grupo del archivo. FNODE puede contener datos de archivos, punteros a datos de archivos u otras estructuras que apunten a datos de archivos.
HPFS intenta colocar los datos de los archivos en sectores contiguos siempre que sea posible. Esto da como resultado una mayor velocidad de procesamiento secuencial de archivos.
HPFS divide el disco en bloques de 8 MB cada uno y siempre intenta escribir un archivo dentro del mismo bloque. El bloqueo da como resultado un mejor rendimiento.
Además, el sistema de archivos HPFS contiene dos objetos de datos únicos:
· Supermanzana
El superbloque está ubicado en el sector lógico 16 y contiene un puntero al FNODE del directorio raíz. Este es el principal peligro de utilizar HPFS: si un sector de superbloque se marca como dañado, esto provoca la pérdida de todos los datos de la partición, incluso en áreas no dañadas del disco. Para recuperar datos, debe copiarlos a otro disco con el sector 16 intacto y volver a crear el superbloque.
· bloque de repuesto
El bloque de repuesto está ubicado en el sector lógico 17 y contiene la tabla de parches de emergencia, así como el bloque del directorio de respaldo. En el sistema de archivos HPFS, se utiliza una entrada de la tabla de revisiones cuando se detecta un sector defectuoso para señalar lógicamente a un sector no defectuoso existente en su lugar. Esta tecnología para manejar errores de escritura se conoce como corrección de emergencia.
Ventajas del sistema de archivos HPFS
HPFS es la opción óptima de sistema de archivos para usar con discos de 200 a 400 MB de tamaño.
Desventajas del sistema de archivos HPFS
La sobrecarga adicional asociada con el uso de HPFS reduce su eficacia en discos de menos de 200 MB. Además, el rendimiento también disminuye cuando se utilizan discos de más de 400 MB. Cuando utiliza HPFS en Windows NT, no puede establecer la configuración de seguridad.
El sistema de archivos HPFS sólo es compatible con las versiones 3.1, 3.5 y 3.51 de Windows NT. No se puede acceder a la partición HPFS utilizando Windows NT 4.0.
4. Sistema de archivos NTFS
El sistema de archivos de Windows NT (NTFS) proporciona rendimiento, confiabilidad y compatibilidad. NTFS fue diseñado para proporcionar un rendimiento de alta velocidad en operaciones de archivos estándar (incluidas lectura, escritura y búsqueda) y brindar capacidades avanzadas.
Además, NTFS tiene las características de seguridad necesarias en servidores de archivos potentes y computadoras de alto rendimiento en entornos corporativos. El sistema de archivos NTFS admite control de acceso a datos y privilegios de propietario. NTFS es el único sistema de archivos en Windows NT que le permite asignar derechos de acceso a archivos individuales.
El sistema de archivos NTFS es simple pero extremadamente poderoso. Casi todo lo que hay en un volumen es un archivo y todo lo que hay en un archivo es un atributo, incluidos los atributos de datos, los atributos de seguridad y los atributos de nombre de archivo. Cada sector ocupado en un volumen NTFS pertenece a un archivo.
Ventajas de un sistema de archivos NTFS :
1. Velocidad de acceso rápida a archivos pequeños;
2. El tamaño del espacio en disco hoy en día es prácticamente ilimitado;
3. La fragmentación de archivos no afecta al sistema de archivos en sí;
4. Alta confiabilidad del almacenamiento de datos y de la propia estructura del archivo;
5. Alto rendimiento al trabajar con archivos grandes;
Desventajas del sistema de archivos. NTFS :
