Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Смысл файловых операций в FAT





Форматирование тома – таблица индексных указателей обнуляется, за исключением первых трех (FAT[0] и FAT[1] зарезервированы, а FAT[2] содержит запись, соответствующую файлу метки тома, либо, при отсутствии ее – метку EOC) и записей поврежденных кластеров; записи корневого каталога обнуляются (за исключением файла метки тома, если она есть), в остальном область данных не затрагивается. Удаление файла – первый символ файловой записи и всех ассоциированных LFN-записей заменяется кодом 0xE5; занимаемые файлом кластеры помечаются в таблице FAT как свободные, а в области данных не затрагиваются. Создание файла или каталога командой «Создать» контекстного меню – создается файловая запись для нового «пустого» файла с именем по умолчанию (например, «Новая папка») и размером, определяемым типом файла; сам файл, если имеет ненулевой размер (что верно для практически всех «пустых» файлов, кроме каталогов и текстовых документов) записывается в области данных в выделенные ему кластеры; в таблице FAT создается соответствующая кластерная цепочка. После присвоения файлу действительного имени (не по умолчанию) первоначально созданная файловая запись помечается как удаленная и создается новая. Переименование файла – создается новая запись с обновленным именем; старая запись помечается как удаленная. Сохранение файла из приложения (не из командной строки) – создается запись, содержащая все поля, кроме размера и начального кластера файла; после завершения сохранения файла создается новая запись, содержащая все поля, а прежняя удаляется. Копирование файла – в новом местоположении создается идентичная файловая запись (возможно, за исключением некоторых временных штампов, см. выше), файлу выделяется первый свободный кластер и содержимое файла копируется в новое место, при чем происходит копирование текущего кластера, поиск следующего свободного и заполнение таблицы FAT. Перемещение файла (между разными томами) – копирование с последующим удалением файла из исходного местоположения. Перемещение файла (в пределах тома) – кластерная цепочка не затрагивается, файловая запись копируется без изменения в новый каталог, после чего удаляется из прежнего. Поиск свободного кластера по таблице индексных указателей для выделения новому файлу начинается в общем случае не с начала области данных (т.е. с кластера 2), а с последнего выделенного какому-либо файлу кластера, номер которого сохраняется в структуре FSInfo. Другими словами, если файлу 1 был отведен кластер 30, а файлу 2 – кластер 31, после чего файл 1 был удален, то при создании нового файла 3 он, скорее всего, будет физически размещен начиная с кластера 32.

 

Отказоустойчивость системы

Поскольку система FAT хранит данные о файлах и данные о свободном месте на диске в одной таблице, то операция записи файла, традиционно состоящая из двух этапов (добавление занимаемого блока в перечень занятых и исключение этого же блока из списка свободных) происходит в FAT в одно действие. Благодаря этому система FAT обладает врождённой устойчивостью к сбоям, то есть сбой (например, питания) в момент выполнения операции чтения или записи в большинстве случаев не приведёт к разрушению файловой системы. Однако следует помнить, что в данном случае речь идёт именно о целостности файловой системы, а не самих файлов.

 

 

Характеристики

  FAT12 FAT16 FAT32
Разработчик Microsoft
Полное название File Allocation Table (Таблица размещения файлов)
(12-битная версия) (16-битная версия) (32-битная версия)
Представлена 1980 (Microsoft Disk BASIC) Ноябрь 1987 (MS-DOS 3.31) Август 1996 (Windows 95 OSR 2)
Идентификатор тома 0x01 (MBR) 0x04, 0x06, 0x0E (MBR) 0x0B, 0x0C (MBR) EBD0A0A2-B9E5-4433-87C068B6B72699C7(GPT)
Структуры
Содержимое директории Таблица
Размещение файлов Линейный список
Сбойные блоки Тегирование кластера
Ограничения
Максимальный размер файла 32 MiB 2 GiB 4 GiB
Максимальное количество кластеров   65 524 268 435 445 (228−12)
Максимальная длина имени файла 8.3 или 255 символов при использовании LFN
Максимальный размер тома 32 MiB 2 GiB 4 GiB (64 Кб на кластер, но поддерживается не везде) 2 TiB 8 TiB (2 Кб на сектор)
Возможности
Сохраняемые даты Создания, модификации, доступа
Диапазон дат 1 января 1980 — 31 декабря 2107
Дополнительные данные Изначально не поддерживаются
Атрибуты файлов Только для чтения, скрытый, системный, метка тома, подкаталог, архивный
Разграничение прав доступа Нет
Прозрачное сжатие Отдельные утилиты (Stacker, DoubleSpace, DriveSpace)
Прозрачное шифрование Сторонние утилиты или клоны DOS

 

Таблица FAT сопровождается другой таблицей, которая называется Directory, которая содержит информацию о файлах: имя, расширение, размер, дата и время создания, атрибуты (скрытый, архивный) и точно не видим номер 1 кластера принадлежащего файлу.

 

Ограничения FAT

  1. Теоретически максимальный размер диска для FAT-32 8 терабайт, однако не рекомендуется использовать диски размером больше 140 Гбайт.
  2. Даже FAT-32 не позволяет создавать разделы превышающие 32 ГБ.
  3. FAT-32 ограничивает максимальный размер файла, 4 ГБ.
  4. В каталоге FAT-32 не может быть больше 216 файлов.
  5. Полное отсутствие средств разграничения доступа и выделения различным пользователям дискового пространства, что особенно актуально для сервера.
  6. FAT и Derectory очень компактные, с одной стороны это хорошо, но с другой стороны, они подвержены повреждениям и уязвимы к вирусным атакам, т.к. компактны и располагаются в начале диска на одном и том же месте.

 

Лекция № 7

Файловые системы NTFS

Файловая система NTFS (файловая система новой технологии), как и многие другие файловые системы, делит дисковое пространство тома на кластеры размером от 512 байт до 64 Кб. На практике размер кластера обычно не превышает 4Кб. Все дисковое пространство в NTFS делится на две неравные части (рис.4). Первые 12% диска отводятся под зону MFT – главной таблицы файлов. Эта таблица представляет собой специальный файл, содержащий информацию о размещении всех остальных файлов. Остальные 88% тома представляют собой обычное пространство для записи файлов.

 

MFT Зона MFT Зона для размещения Файлов и каталогов Копия первых 16 записей MFT Зона для размещения файлов и каталогов

Рис. 3 Структура тома NTFS.

Таблица файлов поделена на записи фиксированного размера в 1 Кб. Каждая запись соответствует конкретному файлу. Первые 16 файлов тома являются служебными и недоступны через интерфейс операционной системы. Эти файлы называются метафайлами, причем самый первый метафайл – это сам файл MFT. Часть диска, содержащая метафайлы, является единственной частью диска имеющей строго фиксированное положение. Копии этих файлов (для надежности, поскольку они очень важны) хранится в середине тома. Оставшаяся часть MFT может располагаться в произвольном месте диска. Определить её положение можно с помощью самого файла MFT. Метафайлы находятся в корневом каталоге тома NTFS. Их имена начинаются с символа «$».

В таблице MFT хранится вся информация о файлах: имя файла, его размер, расположение на диске и т.п. Если для размещения информации не хватает одной записи MFT, то используется несколько таких записей, причем необязательно последовательных. Если файл маленький, то информация, содержащаяся в нем, хранится прямо в соответствующей записи MFT в оставшемся от служебных данных месте. Таким образом, файлы, занимающие не более сотни байтов, обычно не записываются в основную файловую область – вся информация таких файлов хранится прямо в таблице MFT.

Возможности NTFS по отношению к FAT:

1. Средства разграничения доступа как к файлам так и разделам диска.

2. Шифрование файла.

3. RAID – дисковый массив, зеркалирование диска.

4. Volume Set – возможность объединять в один логический том несколько разделов на логических и физических дисках.

5. Hard link. Файл может иметь несколько жёстких ссылок, то есть одновременно фигурировать на диске под различными именами и/или различных каталогах. Количество жёстких ссылок файла (то есть количество его имён) хранится в метаинформации на уровне файловой системы.

6. Переходы. Внутри каталога можно смонтировать физический диск.

7. Квотирование дискового пространства.

8. Ведение журнала изменений.

Как и FAT NTFS работает с кластерами, размер которых от 512 байт до 64 Кбайт.

Структура диска:

Общие выводы:

Плюсы FAT:

1. Требуется не много оперативной памяти;

2. Более быстрая работа и малыми и средними каталогами;

3. Более эффективная работа на медленных дисках.

Минусы FAT:

1. Уменьшение быстродействия на больших дисках с увеличением фрагментации;

2. Проблемы с допуском к большим файлам;

3. Медленная работа с каталогами, содержащие большое количество файлов.

Плюсы NTFS:

1. Возможность доступа к фрагментам файла;

2. Быстрый доступ к коротким файлам.

Минусы NTFS:

1. ОЗУ не меньше 64 Мбайт;

2. Медленные диски снижают быстродействие NTFS;

3. Значительное снижение быстродействия если диска заполнен на 80%.

Оптические накопители.

В основе лежит лазер. (свойства: монохроматичность, когерентность и т.д.)

CD-R, CD-RW

В конце прошлого века накопители CD-R, достигшие к тому времени скоростей по записи/чтению 8Х/24Х, были вытеснены более универсальными накопителями CD-RW, позволяющими записывать не только диски с однократной записью, но и перезаписываемые.

В отличие от органических красителей, используемых для формирования активного слоя в дисках CD-R, в CD-RW активным слоем является специальный поликристаллический сплав (серебро-индий-сурьма-теллур), который переходит в жидкое состояние при сильном (500-700°С) нагреве лазером. При последующем быстром остывании жидких участков они остаются в аморфном состоянии, поэтому их отражающая способность отличается от поликристаллических участков. Возврат аморфных участков в кристаллическое состояние осуществляется путем более слабого нагрева ниже точки плавления, но выше точки кристаллизации (примерно 200 °С). Выше и ниже активного слоя располагаются два слоя диэлектрика (обычно двуокиси кремния), отводящих от активного слоя излишнее тепло в процессе записи; сверху все это прикрыто отражающим слоем, а весь "сэндвич" нанесен на поликарбонатную основу, в которой выпрессованы спиральные углубления, необходимые для точного позиционирования головки и несущие адресную и временную информацию.

В накопителе CD-RW используются три режима работы лазера, отличающиеся мощностью луча: режим записи (максимальная мощность, обеспечивающая переход активного слоя в неотражающее аморфное состояние), режим стирания (возвращает активный слой в отражающее кристаллическое состояние) и режим чтения (самая низкая мощность, не влияющая на состояние активного слоя).

В накопителе CD-RW используются три режима работы лазера, отличающиеся мощностью луча: режим записи (максимальная мощность, обеспечивающая переход активного слоя в неотражающее аморфное состояние), режим стирания (возвращает активный слой в отражающее кристаллическое состояние) и режим чтения (самая низкая мощность, не влияющая на состояние активного слоя).

Рис. Разрез носителя CD-RW или DVD+RW.

DVD-ROM


Недостаточная емкость (650 или 700 Мбайт) CD-ROM и невозможность дальнейшего повышения производительности заставили задуматься о новом формате оптических дисков. В отличие от CD-ROM, которые бывают только односторонними и однослойными, DVD могут быть также двухслойными и двусторонними. Таким образом, существует 4 варианта DVD-дисков: DVD-5 (односторонний однослойный, емкость 4,7 Гбайт), DVD-9 (односторонний двухслойный, 8,5 Гбайт), DVD-10 (двусторонний однослойный, 9,4 Гбайт) и DVD-18 (двусторонний двухслойный, 17 Гбайт). Уменьшение длины волны позволило сократить минимальный размер "ямок" (углублений на покрытой отражающим слоем поверхности поликарбонатной основы диска, несущих информацию) с 0,83 до 0,4 мкм, а шаг дорожек - с 1,6 до 0,74 мкм, что дало общий выигрыш в емкости в 4,5 раза. Остальное было получено за счет применения более эффективных кодов коррекции ошибок, которые позволили значительно уменьшить процент, отводимый на эти коды в каждом пакете данных.







Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.