2012-03-26
System plików
2
System plików- metoda przechowywania plików (sposób organizacji),
K LA SA I
zarządzania nimi i ich informacjami, tak by dostęp do plików i danych w
nich zgromadzonych był łatwy dla użytkownika systemu. Dotyczy to dwóch
1
głównych rzeczy - wielkości jednostek alokacji oraz metody, według której
komputer będzie póz
niej odnajdował pliki zapisane na dysku twardym.
Systemy plików  wprowadzenie.
Najpopularniejsze systemy plików to FAT16 (stosowany w MS-DOS,
Windows 95/98 i Windows NT (do wersji Microsoft Windows NT 4.0)), FAT32
Charakterystyka systemu plików
(Windows 95 OSR2 i Windows 98) oraz NTFS (Windows ). Jedynym
wspólnym systemem plików dla Windows jest FAT16.
FAT, FAT32, NTFS.
" Systemy plików wykorzystują zazwyczaj hierarchiczna strukturę folderów
do uporządkowania danych;
Struktura folderów w systemie
" Podstawowymi pojęciami opisującymi twarde dyski są sektor i jednostka
alokacji.
Windows.
SEKTOR- najmniejsza fizyczna jednostka zapisu danych na twardych dyskach,
dyskietkach i innych nośnikach danych. Sektor jest zawsze zapisywany i
czytany w całości.
Sektor Jednostka alokacji
3 4
Klaster  jednostka alokacji
Wielkość sektora wynosi 512 bajtów (0,5kB).;
Każdy znajdujący się na dysku twardym plik zajmuje jeden bądz
więcej
Ponieważ rozmiary dysków przekraczają 100 GB, to na tak dużych
klastrów, ale w jednym klastrze może znajdować się tylko jeden plik
dyskach utworzonych jest około 210 milionów sektorów;
(lub jego część).
Numerowanie i śledzenie tak dużej liczby sektorów jest dla systemów
Jednostka alokacji - najmniejsza ilość miejsca na dysku, która może być
plików zadaniem wprost niemożliwym;
przeznaczona do przechowywania pliku.
W celu poprawienia wydajności pracy dysku sektory zostały połączone w
Wszystkie systemy plików wykorzystywane przez system Windows
grupy zwane jednostkami alokacji ( klastry ).
organizują dyski twarde za pomocą jednostek alokacji;
Im mniejszy rozmiar jednostki alokacji, tym efektywniej przechowywane
są informacje na dysku twardym;
Jeśli podczas formatowania dysku użytkownik nie określi rozmiaru
jednostki alokacji , system Windows dobierze rozmiary domyślnie.
DO ZAPISANIA DO ZAPISANIA
5 6
FAT 16 (DOS, Windows 98 OSR2): wykorzystuje FAT 32 (Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows ME):
adresowanie 16-bitowe daje możliwość zaadresowania 2 do wykorzystuje adresowanie 32-bitowe daje możliwość
potęgi 16 czyli 65 535 jednostek alokacji maksymalny zaadresowania 2 do potęgi 32 czyli 4 294 967 296 jednostek
rozmiar partycji to 2 GB kompatybilność ze starszymi alokacji maksymalna pojemność dysku to 2 TB (w praktyce
systemami Windows rozmiar jednostki alokacji mniejszy niż 127 GB) maksymalny rozmiar partycji to 32 GB rozmiar
64 KB silna fragmentacja plików pozostawienie zgubionych jednostek alokacji większy niż 4 KB a mniejszy niż 32 KB
klastrów. kompatybilność tylko z nowszymi systemami Windows
rozrastanie tablicy alokacji fragmentacja w trakcie
modyfikowania i kasowania plików trwa dłużej niż w
systemie FAT 16 tworzenie, kasowanie i modyfikacja plików
pociąga za sobą zmiany w tablicy FAT
1
2012-03-26
DO ZAPISANIA Inne systemy plików
7 8
Ext3 (dystrybucje Linuksa): nowoczesny, stabilny oraz dobrze przetestowany
NTFS (Windows NT, Windows 2000, Windows XP,
system plików oparty na systemie ext2 wysoka wydajność dzięki
Windows Vista): system plików nowej generacji
przeciwdziałaniu fragmentacji maksymalny rozmiar partycji to 32TB
standardowo używany w systemach Windows NT i jego maksymalny rozmiar pliki to 2TB dobrze zdefiniowany sposób dodawania
rozszerzeń niezależny od tworzącego systemu operacyjnego obsługa
następcach zaprojektowany pod kątem pracy z wieloma
dziurawych plików automatyczne sprawdzanie systemu po awarii oraz co
użytkownikami daje możliwość zaadresowania 2 do potęgi 64
określony czas niska wydajność dla bardzo małych plików journaling, czyli
jednostek alokacji maksymalna pojemność dysku to 16 EB (w
mechanizm księgowania, który zwiększa bezpieczeństwo systemu oraz skraca
do minimum czas sprawdzania systemu plików po awarii indeksowane katalogi
praktyce 2 TB) prawa dostępu do plików i katalogów system
zapis synchroniczny.
zarządzania zapisem i odczytem danych księgowanie czyli
HFS+ (Macintosh OS): stworzony przez firmę Apple Computer maksymalny
mechanizm, który zwiększa bezpieczeństwo systemu oraz
rozmiar partycji to 16EB.
skraca do minimum czas sprawdzania systemu plików po
ISO 9660 (płyty CD, DVD): standardowy system plików płyt CD-ROM
awarii możliwość szyfrowania danych możliwość kompresji
przeznaczony tylko do odczytu stworzony w celu współpracy z różnymi
danych "w locie" możliwość przydzielania przestrzeni systemami operacyjnymi dostęp do pliku wymaga niewielkiej liczby przesunięć
głowicy duża swoboda we wzajemnym ułożeniu plików i katalogów na dysku
każdemu użytkownikowi osobno
wszystkie dane zapisane są w spójnych obszarach (alokacja ciągła).
Inne systemy plików FAT
9 10
exFAT (Extended File Allocation Table, znany również jako FAT64) jest
Został zaprojektowany dla systemu DOS;
systemem plików stworzonym przez Microsoft specjalnie na potrzeby nośników
Określa on rozmieszczenie plików, katalogów i wolnej przestrzeni na
zewnętrznych (np.: pamięci flash, dyski SSD, zewnętrzne dyski magnetyczne).
takich nośnikach jak dyskietki i dyski twarde;
Został zawarty w następujących systemach operacyjnych: Windows Embedded
Najważniejszym elementem systemu jest tablica alokacji plików (ang. File
CE 6.0, Windows Vista z dodatkiem Service Pack 1, Windows 7 i Windows Server
2008. exFAT może być używany wszędzie tam, gdzie system plików NTFS nie Allocation Table), informująca o rozmieszczeniu plików na partycji - od
jest najlepszym rozwiązaniem, na przykład ze względu na dużą nadmiarowość nazwy tej tablicy pochodzi nazwa systemu;
struktury danych i zaawansowany systemem zarządzania prawami dostępu i
Największa zaleta systemu FAT jest prostota  tablica alokacji pliku
własności.
umożliwia szybkie odszukanie pliku lub wolnego miejsca na dysku;
Unowocześnienia względem systemu plików FAT32:
Wada jest duża fragmentacja danych (pliki znajdują sie w klastrach
Skalowalność do dużych rozmiarów dysków
oddalonych od siebie, co wydłuża czas jego odczytu).
Limit wielkości pliku wynosi 264 bajtów (16 eksabajtów), dla FAT32 limit wynosił
232 bajtów (4 gigabajty)
Rozmiar klastra można zwiększyć do 32 MB
Udoskonalono wydajność przy kopiowaniu/usuwaniu plików dzięki wprowadzeniu
funkcji "free space bitmap"
Nieograniczona liczba plików w pojedynczym katalogu
FAT FAT 32
11 12
Microsoft wprowadził system plików FAT32 w Windows 95 OSR2. System ten
wykorzystuje trzydziestodwubitową tablicę FAT powiększając maksymalny
rozmiar dysku do około 4 GB. Wcześniejsze wersje systemów operacyjnych
firmy Microsoft nie są w stanie odczytać danych zapisanych na tak
sformatowanym dysku. Chociaż teoretycznie górny rozmiaru woluminu
FAT32 wynosi 8 TB, praktycznie maksymalny rozmiar woluminu FAT32 dla
Windows XP wynosi 32 GB, co umożliwia zapis całej tablicy FAT w pamięci
podręcznej i poprawę wydajność dysku twardego.
System FAT32 cechuje:
" maksymalny rozmiar partycji dysku mniejszy niż 32 GB.
" mniejszy rozmiar tworzonych jednostek alokacji.
" rozmiar jednostki alokacji większy niż 4 KB i mniejszy niż 32 KB.
" System FAT 32 obsługuje nazwy plików do 256 znaków, jednak przy
System FAT cechuje: uruchamianiu komputera korzysta z usług DOS-a.
" maksymalny rozmiar partycji dysku mniejszy niż 2 GB. " System FAT32 nie przechowuje informacji o zabezpieczeniach
" kompatybilność ze starszymi systemami operacyjnymi firmy Microsoft. poszczególnych plików i katalogów, co powoduje, że każdy użytkownik
" maksymalny rozmiar jednostki alokacji mniejszy niż 64 KB. komputera ma dostęp do wszystkich znajdujących się na dysku lokalnym
" Chociaż wielkość dysku FAT w systemie Windows XP może przekroczyć plików i katalogów.
2 GB, to ponieważ rozmiar jednostki alokacji tego dysku będzie większy
niż 32 KB, systemy DOS i Windows 95 nie będą miały do niego dostępu.
2
2012-03-26
NTFS NTFS
13 14
W systemie plików NT zastosowano adresowanie 64-bitowe, co teoretycznie
lepsze wykorzystanie przestrzeni dysku. Jednostki alokacji na dysku tej
umożliwia utworzenie dysku o wielkości około 16 eksabajtów, ale
samej wielkości sformatowanym w systemie NTFS są średnio cztery razy
w praktyce stosuje się ograniczenie maksymalnego rozmiaru woluminu
mniejsze niż w przypadku sformatowania dysku w systemie FAT32.
do 2 TB.
System NTFS cechuje: Informacje dotyczące poszczególnych plików przechowywane są w tablicy
maksymalny rozmiar partycji dysku przekraczający 32 GB. MFT (ang. Master File Table) - ukrytym pliku zapisanym na każdej
odporność na błędy. System Windows XP jest w stanie wykryć uszkodzone partycji NTFS. Korzysta ona z mechanizmu drzewa binarnego, co
sektory, przenieść dane w inny obszar dysku i oznaczyć
umożliwia efektywniejsze wyszukiwanie danych.
te sektory jako uszkodzone, co spowoduje, że nie będą dłużej używane.
zwiększone bezpieczeństwo. Dzięki nadawaniu praw do plików oraz
folderów oraz dzięki możliwości zaszyfrowania danych przechowywanych
na dyskach NTFS za pomocą mechanizmu EFS (ang. Encrypting File
System) informacje są chronione przed dostępem niepowołanych osób.
zarządzanie wolnym miejscem. Na dyskach NTFS można zakładać limity
ograniczające maksymalną ilość przechowywanych przez danego
użytkownika danych.
NTFS  funkcje systemu NTFS  funkcje systemu
15 16
Dyski dynamiczne - dysk twardy może być podzielony na woluminy, a Szyfrowanie - możliwość szyfrowania plików, co pozwala ograniczyć do nich
dostęp;
każdy z nich może zostać sformatowany i użyty jako dysk logiczny;
Indeksowanie - przyspieszenie wyszukiwania plików;
Lista Kontroli Dostępu (ang. Access Control List - ACL) - przechowuje ona
Kompresja - możliwość kompresji zawartości plików; folderów, a nawet
konfiguracje zabezpieczeń dostępu do plików. Każdy plik i folder zapisany na
całych partycji na poziomie systemu plików, dzięki czemu użytkownik nie
woluminach NTFS ma swoja listę kontroli dostępu, w której przechowywane są
musi wykonywać dodatkowych operacji podczas dostępu do danych;
informacje o prawach dostępu do nich. Pozwalają one na bardzo szczegółowe
zdefiniowanie uprawnień do poszczególnych obiektów (np. plików, katalogów,
Dziennik zmian - Mechanizm ten śluzy do przechowywania informacji na
udostępnień). Ta szczegółowość wynika z dwu rzeczy: " Z dużej ilości rodzajów
temat wszelkich operacji (tj.: usuwanie, dodawanie czy modyfikowanie) i ich szczegółowości uprawnień jakie można przypisać szczególnie na poziomie
dokonanych na woluminach NTFS. Dzięki dziennikowi system staje się systemu plików NTFS.
bardziej odporny na błędy powstające na skutek awarii. " Dlatego że uprawnienia można nadawać (Zezwalaj) ale i odbierać (Odmów).
Przydziały dyskowe - można ograniczyć przestrzeń dyskowa dla
poszczególnych użytkowników;
Odporność na bledy systemu plików i obsługa partycji o dużym rozmiarze.
Wielkości klastrów w różnych systemach plików
Czym jest system plików NT?
17 18
Podstawową funkcją systemu plików jest lokalizacja plików. Wraz z
systemem DOS pojawiła się tablica alokacji plików  FAT, która
określa strukturę plików i ich rozmieszczenie na dysku. Tablicę FAT
można sobie wyobrazić jako mapę wskazującą, które jednostki
alokacji są w użyciu, a które nie i w której jednostce alokacji
zapisany jest dany plik. NTFS prezentuje całkowicie odmienne
rozwiązanie, oparte na hierarchicznej bazie danych, tzw. główną
tablicę plików (ang. Master File Table  MFT). Pliki i foldery są
reprezentowane w MFT przez rekordy zawierające komplet
informacji o każdym pliku. Ponieważ MFT jest raczej bazą danych,
a nie prostą mapą jednostki alokacji, zapisane w niej jest więcej
informacji niż w tablicy FAT (np. dane o prawach poszczególnych
użytkowników do pliku). MFT składa się z rekordów o stałej
długości 1 KB, zapisanych w postaci tablicy. W każdym rekordzie
zapisany jest zestaw atrybutów, które wzięte razem, jednoznacznie
identyfikują położenie i zawartość odpowiadających im plików lub
folderów.
3
2012-03-26
z
ródła
19
http://soisk-me.cba.pl/index.php?k=2&nr=39&st=3
http://www.pcworld.pl/artykuly/48337/Jaki.system.plikow.html
4