Fájl- számítógépes adathordozón bemutatott, elnevezett adathalmaz. A fájl fogalma elsősorban a lemezeken tárolt adatokra vonatkozik, ezért a fájlokat általában az ezeken az adathordozókon tárolt lemezterületekkel azonosítják.

Fájlrendszer tartalmazza a fájlnevek kialakítására vonatkozó szabályokat és a hozzáférési módokat, egy fájltartalomjegyzék-rendszert és egy struktúrát a fájlok lemezeken való tárolására.

A fájlnak van neve és attribútumokat(archivált, csak olvasható, rejtett, rendszer), amelyet a méret bájtokban, a létrehozás dátuma és időpontja vagy az utolsó módosítás jellemez.

A fájlnév két részből áll: a tényleges névből és a kiterjesztésből (típusból). típus hiányozhat. A nevet pont karakter választja el a típustól. Windows rendszerben legfeljebb 255 karakter hosszúságú fájlokat adhat el. A típus a fájl típusát és célját jelzi, néhány szabványos, például:

· .COM és .EXE - futtatható fájlok;

· .BAT - parancs kötegfájl;

· .TXT - bármilyen típusú szöveges fájl;

· .MDB - Access adatbázis fájl;

· .XLS - Excel táblázat;

· .DOC - a Microsoft Word szerkesztő szövegfájlja;

· .ZIP – csomagolt Winzip/PkZip archiváló fájl.

A szabványos kiterjesztések használata lehetővé teszi, hogy a rendszerprogramok és alkalmazáscsomagok végrehajtásakor ne adjuk meg őket, és az alapértelmezett elvet alkalmazzuk.

Könyvtár (mappa, könyvtár) - az azonos szoftvertermékhez való tartozás vagy más okok miatt kombinált elnevezett fájlok halmaza. A „fájl benne van a könyvtárban” vagy „a fájl benne van a könyvtárban” kifejezés azt jelenti, hogy a fájlra vonatkozó információk az adott könyvtárhoz kapcsolódó lemezterületen vannak rögzítve. A könyvtárnevek ugyanazokat a szabályokat követik, mint a fájlnevek. A könyvtáraknak általában nincs kiterjesztése, bár hozzá lehet rendelni.

Minden fizikai vagy logikai lemezen van gyökér(fej) könyvtár, amelyet felhasználói eszközökkel nem lehet létrehozni, törölni vagy átnevezni. Ezt a '\' karakter jelöli (egyes operációs rendszereken használhatja a '/' karaktert is). Más könyvtárak és fájlok is regisztrálhatók a fejkönyvtárban. Az alkönyvtárak viszont tartalmazhatnak alacsonyabb szintű könyvtárakat. Ezt a szerkezetet ún hierarchikus rendszer vagy fa olyan könyvtárak, amelyekben a fő könyvtár képezi a fa gyökerét, a többi könyvtár pedig ágszerű.

A fájlok könyvtárakba csoportosítása nem jelenti azt, hogy a lemezen bármilyen módon egy helyen vannak csoportosítva. Sőt, ugyanaz a fájl „szétszórható” (töredezett) a teljes lemezen. Az azonos nevű fájlok a lemezen több könyvtárban is elhelyezkedhetnek, de több azonos nevű fájl nem lehet ugyanabban a könyvtárban.

Ahhoz, hogy az operációs rendszer hozzáférjen a fájlhoz, meg kell adnia:

· útvonal a címtárfa mentén;

· teljes fájlnév.

Ezt az információt a fájl specifikációk, amelynek a következő formátuma van:

[meghajtó:][elérési út]fájlnév[.típus]

A szögletes zárójelek azt jelzik, hogy a specifikáció megfelelő része elhagyható. Ebben az esetben az értéket használják alapértelmezett.

Ha nincs meghajtó megadva, akkor az aktuális meghajtó kerül felhasználásra. Jelenlegi lemez az a lemez, amelyen az operációs rendszer jelenleg fut.

Pálya-mappák sorozata, amelyeket a kívánt fájlhoz kell navigálni. Az elérési útban lévő nevek csökkenő sorrendben vannak írva, és a "\" karakter választja el őket. Az aktuális könyvtárat tartalmazó könyvtár meghívásra kerül szülői.

Gyakran előfordul, hogy több fájlt kell egyszerre feldolgozni egy paranccsal. Például töröljön minden BAK kiterjesztésű biztonsági másolatot, vagy írjon át több dokumentumfájlt doc1.txt, doc2.txt stb. néven. Ilyen esetekben használjon speciális karaktereket - maszkok, amely lehetővé teszi egy fájlcsoport egy névvel való leírását. Csak két maszk létezik:

· a * szimbólum a fájlnévben vagy a kiterjesztésben tetszőleges számú karaktert helyettesít;

· szimbólum? minden karaktert vagy hiányzó karaktert helyettesít a fájlnévben vagy a kiterjesztésben.

Példáink megfelelnek a *.bak (minden bak kiterjesztésű fájl) és a doc?.txt maszkoknak (minden fájl txt kiterjesztéssel és 4 karakterből álló névvel, doc-val kezdődően).

A tesztelésre beküldött kérdések a témában:

1. Az operációs rendszer meghatározása. A Windows operációs rendszer alapfogalmai (multitasking, grafikus felhasználói felület, beágyazás és adat-összerendelés).

2. Grafikus felhasználói felület, fő összetevői (ablakok, párbeszédes eszközök, ablakok és párbeszéd eszközök szabványos kezelése).

3. A billentyűzet és az egér használata Windows rendszerben. Szabványos billentyűkombinációk és egérműveletek.

4. Fájlok és mappák kezelése Windows rendszerben – alapvető műveletek és lehetőségek. „Sajátgép” és „Explorer” programok.

5. Információ keresése a Windows rendszerben.

6. Hozzon létre parancsikonokat az alkalmazásokhoz és dokumentumokhoz.

7. Vezérlőpult és fő összetevői.

8. A Windows hibák kezelése.

9. DOS-alkalmazások beállítása Windowshoz.

és banner elhelyezése KÖTELEZŐ!!!

Óraterv 5. sz

A SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY tudományágban

2. szakasz Információtechnológia Személyi számítógép fájlrendszere. Norton Commander fájlkezelő

Célok:

didaktikus: ismételje meg a személyi számítógépes fájlrendszer fogalmát, tanítsa meg a tanulókat a Norton Commander fájlkezelő használatára.

fejlesztés: fejleszteni a tanulók információs gondolkodását.

nevelési: modern szakemberekké nevelni a hallgatókat, akik képesek alkalmazni az új fejlett technológiákat a gyakorlati tevékenységekben.

Óratípusok (óra típusa): előadás

A képzés szervezeti formái: előadás-beszélgetés

Oktatási módszerek: beszélgetés

Az oktatás eszközei

A tudáskontroll típusai és formái: frontális felmérés

Vezérlők

Szubjektumon belüli kapcsolatok

Interdiszciplináris kapcsolatok

A tanulók önálló munkájának típusai

Házi feladat: ismételje meg az előadás jegyzeteit

A lecke előrehaladása

Személyi számítógép fájlrendszere

Mappák és fájlok (fájltípus, fájlnév). Fájlrendszer. Alapvető műveletek az operációs rendszer fájljaival

Fájl. Minden program és adat a számítógép hosszú távú (külső) memóriájában tárolódik fájlok formájában. A fájl egy bizonyos mennyiségű információ (program vagy adat), amelynek neve van és a hosszú távú (külső) memóriában tárolódik.

A fájlnév két ponttal elválasztott részből áll: a tényleges fájl névÉs kiterjesztés, meghatározva annak típusát (program, adat stb.). A fájl tényleges nevét a felhasználó adja meg, a fájltípust általában a program automatikusan állítja be a létrehozáskor.

A különböző operációs rendszerek különböző fájlnévformátumokkal rendelkeznek. Az MS-DOS operációs rendszerben maga a fájlnév legfeljebb nyolc latin ábécé betűt és számot tartalmazhat, a kiterjesztés pedig három latin betűből állhat, például: proba.txt

A Windows operációs rendszerben a fájlnév legfeljebb 255 karakterből állhat, és az orosz ábécé használható, például: Az információ mértékegységei.doksi

Fájlrendszer. Mindegyik adathordozó (floppy, merevlemez vagy lézerlemez) nagyszámú fájl tárolására képes. A fájlok lemezen való tárolásának sorrendjét a telepített fájlrendszer határozza meg.

A kis számú fájlt (legfeljebb több tucat) tartalmazó lemezeknél célszerű egyszintű fájlrendszert használni, amikor a könyvtár (lemez tartalomjegyzéke) a fájlnevek lineáris sorozata.

Ha több száz és több ezer fájlt tárolunk egy lemezen, akkor a könnyebb keresés érdekében a fájlok egy többszintű hierarchikus fájlrendszerbe vannak rendezve, amelynek „fa” szerkezete van.

Alapvető, gyökér, a könyvtár tartalmazza a beágyazott 1. szintű könyvtárak, viszont mindegyik tartalmaz beágyazott 2. szintű könyvtárak stb. Megjegyzendő, hogy a fájlok minden szinten tárolhatók könyvtárakban.

Fájlműveletek. Amikor számítógépen fájlokkal dolgozik, leggyakrabban a következő műveleteket hajtják végre:

* másolás– a fájl másolata egy másik könyvtárba kerül;

* mozgó– maga a fájl egy másik könyvtárba kerül;

* törlés– a fájl bejegyzés törlődik a könyvtárból;

* átnevezése– a fájlnév megváltozott.

A fájl grafikus ábrázolása rendszerek. Hierarchikus fájlrendszer MS-DOS, amely könyvtárakat és fájlokat tartalmaz, a Windows operációs rendszerben jelenik meg grafikus felületen, valamint mappák és dokumentumok hierarchikus rendszerének formájában. Mappa be ablakok analóg az MS-DOS könyvtárral.

Ezeknek a rendszereknek a hierarchikus felépítése azonban némileg eltérő. Az MS-DOS hierarchikus fájlrendszerben az objektumhierarchia teteje a lemez gyökérkönyvtára, amely egy fa törzséhez hasonlítható - ágak (alkönyvtárak) nőnek rajta, a levelek (fájlok) az ágakat.

Windows rendszerben a mappahierarchia tetején található a Desktop mappa (1. ábra).

Asztali

Számítógépem Lomtár Hálózati környéke

A B C B E PC1 PC2 PC3 PC4

Rizs. 1. Hierarchikus mappastruktúra

A következő szintet a Sajátgép, a Lomtár és a Hálózati szomszédság mappa képviseli (ha a számítógép helyi hálózathoz csatlakozik).

Norton Commander fájlkezelő

Bevezetés

A Norton Commander (NC) operációs rendszerhéj célja, hogy megkönnyítse a személyi számítógép használatát a mindennapi munka során az MS-DOS és Windows operációs rendszerekben. A Norton Commander lehetővé teszi, hogy gyakran használt műveleteket hajtson végre fájlokon, könyvtárakon és lemezeken, mint például fájlok másolása és törlése, böngészés a könyvtárakban, fájlok keresése és sok más, egyszerű és kényelmes formában.

A fő fájl neve nc.exe. A Norton rendszerint az NC-könyvtár C: meghajtójára van telepítve. Ezért a parancssorban való futtatásához be kell írnia:

C:\>C:\NC\NC

C:\>NC\NC

A Norton Commander elindításakor két kék ablak, úgynevezett panel jelenik meg a képernyőn, hasonlóan az ábrán láthatókhoz.

NC képernyő négy részre osztható. Soroljuk fel őket fentről lefelé:

* Legördülő menük;

* Információs panelek – bal és jobb;

* Parancs sor;

* Funkcióbillentyűk gombjai.

A legördülő menük lehetővé teszik szinte az összes NC funkció végrehajtását. Billentyűzetről a gomb segítségével érhető el.

Panelek- ezek a fő ablakok a számítógépe fájlrendszerének felépítésére vonatkozó információk megjelenítésére, pl. a fájlok és könyvtárak helyéről. Mindegyik panel a következő információkat tartalmazhatja:

* fájlnevek teljes (az utolsó módosítás méretének, dátumának és időpontjának feltüntetésével) és rövid (csak név) formában, különféle rendezési módokban;

* hierarchikus fájlfa (fájlok és alkönyvtárak könyvtárakba helyezése);

* információ erről a könyvtárról vagy lemezről.

Parancs sor- hely a felhasználó számára az MS DOS parancsok közvetlen begépelésére és az üzenetek kiadására. Itt található a DOS parancssori kurzor.

A funkcióbillentyűket kifejezetten a kívánt parancs gyors végrehajtására használják. Az egér manipulátor hozzáférhet ezekhez a gombokhoz.

Ha alaposan megnézed, az egyik panelen egy szürkés-zöld téglalap található, amely egy adott pozíciót emel ki. Ez a Norton Commander panel kurzora. A mozgatása ugyanazokkal a billentyűkkel történik, mint a hagyományos, nevezetesen a kurzorbillentyűkkel. A kurzor a panelek között mozgatható a vagy gomb megnyomásával. Ezek a műveletek az egérrel is végrehajthatók. Tegyünk egy fenntartást, hogy a „kurzor” szó alatt pontosan ezt a kiválasztott pozíció hátterének kiválasztását kell értenünk. Segítségével fájlok, könyvtárak és számítógép-meghajtók között navigálhatunk. Vegye figyelembe, hogy a nyitott (aktuális, nem gyökérkönyvtár) paneljének bal felső sarkában a „..” szimbólumok találhatók (két pont, nem tévesztendő össze a „:” kettősponttal). Ez a pozíció arra szolgál, hogy kilépjen ebből a könyvtárból egy magasabb szintű könyvtárba. Azt a panelt, amelyben a kurzor található, aktív panelnek nevezzük.

A kiválasztott fájllal a gomb megnyomásával lehet műveleteket végrehajtani. Ha a kiválasztott fájl rendelkezik a kiterjesztéssel „com”, „exe” vagy „bat”, akkor elindul a végrehajtás. Különben nem történik semmi.

Egyes műveletek (másolás, áthelyezés, törlés stb.) nem egy objektumon, hanem egyszerre kiválasztott fájlok csoportjain hajthatók végre. Fájlok kiválasztásához vigye a kurzort a kívánt fájlra, és nyomja meg a gombot, a fájl neve sárgával lesz kiemelve, majd ugyanúgy válassza ki a következő fájlt, és így tovább. A fájlok a [+] gomb megnyomásával is kiválaszthatók. Ezután a megjelenő panelen írja be a kiválasztani kívánt fájlok mintáját (például „*. com“ – minden „com” kiterjesztésű fájl), és kattintson a gombra. Egyes fájlokat kizárhat a kiválasztott fájlok csoportjából, ha megnyomja vagy megnyomja a [-] gombot, beír egy fájlsablont, és megnyomja a gombot.

Funkcióbillentyűk

Mint már említettük, a képernyő legalsó sora felsorolja a funkcióbillentyűk számára elérhető parancsokat. Nézzük meg őket közelebbről.

Gomb – „Súgó” – „Súgó”

Ha megnyomja ezt a gombot, a képernyőn megjelenik a „Súgó” rész, amely leírja a billentyűk és a végrehajtandó művelethez tartozó parancsok célját. Ha éppen nem történik művelet, a gomb a súgórendszer összes részének tartalmát előhívja.

A megfelelő gombok megnyomásával navigálhat a Súgóban.

Gomb – „Hívás” – „Felhasználó”

A billentyű használatával a felhasználó előhívhat egy további, általa létrehozott parancsmenüt (ha létrejött), amely bármely gomb megnyomásával végrehajtható. Ez a menü a munka során leggyakrabban használt parancsokat és programokat tartalmazhat.

Gomb – „Olvasás” – „Nézet”

Ezzel a paranccsal megtekintheti a fájlok tartalmát a képernyőn anélkül, hogy megváltoztatná azokat. A fájlnézet parancs előnye a szövegszerkesztőkkel szemben, hogy lehetővé teszi bármilyen hosszúságú fájlok megtekintését és ezt nagyon gyorsan.

Billentyű – „Szerkesztés” – „Szerkesztés”

Ezzel a paranccsal a kiválasztott fájl betöltődik a beépített Norton Commander szerkesztőbe (mellesleg bármilyen más külső szerkesztőt csatlakoztathat).

Válasszon ki egy fájlt, és kattintson a gombra.

Kulcs - "Másolás" - "Másolás"

Ez a parancs lehetővé teszi a másolást.

Kulcs – „Új név” – „RenMov”

Ezzel a paranccsal átnevezhet és áthelyezhet fájlokat vagy könyvtárakat.

Kulcs – „NovKat” – „Mkdir”

A kulcs lehetővé teszi egy új könyvtár létrehozását az aktív panelen, amely az aktuális alkönyvtára lesz.

Emlékezzünk vissza, hogy a könyvtárnevek legfeljebb nyolc karakter hosszúak lehetnek, és legfeljebb három karakteres kiterjesztéssel rendelkezhetnek, ami elvileg nem kötelező.

Gomb - "Törlés" - "Törlés"

Az ezen a kulcson keresztül elérhető paranccsal fájlokat és könyvtárakat törölhet.

Fájlcsoport törlése előtt a rendszer megkérdezi, hogy biztos-e ebben a műveletben (piros keret az „Ok” és a „Cancel” szavakkal), ha biztos benne, kattintson a gombra, ha nem, kattintson a gombra.

Gomb – „Menü” – „Menü”

Ez a parancs megnyitja a legördülő menüt a képernyő legfelső sorában. Parancsait és funkcióit a kézikönyv megfelelő szakaszában ismertetjük.

Billentyű - "Kilépés" - "Kilépés"

A gomb megnyomásával kilép a Norton Commander programból. Azt is megkérdezi, hogy biztos-e ebben a műveletben (szürke keret „Igen” és „Nem”), ha biztos benne, nyomja meg a gombot, ha nem biztos, nyomja meg a gombot.

Meghajtó módosítása - Meghajtó

Ez a menüpont lehetővé teszi a munkalemez gyors cseréjét a bal és jobb oldali paneleken. Ha ezt a parancsot választja, megjelenik a csatlakoztatott tárolóeszközök (lemezek) listája, amelyből válassza ki a kívántat, és nyomja meg a gombot. Ez a parancs akkor is végrehajtódik, ha megnyomja a - bal oldali és - a jobb oldali billentyűkombinációt.

Munka az egérrel

Az egér manipulátor sokkal könnyebbé teszi a Norton Commanderrel való munkát. Használata során szabadon mozgathatja a piros „egér” kurzort a képernyőn, és különféle műveleteket hajthat végre.

* Fájl kiválasztásához vigye a piros egérmutatót a fájl fölé, és nyomja meg a bal egérgombot.

* Ha egy fájlt futtatni szeretne, kattintson rá gyorsan duplán a bal gombbal - a program elindul.

* Ha egy fájlt szeretne csoportba venni, nyomja meg a jobb egérgombot (hasonlóan a billentyű lenyomásához).

* Egy pozíció kiválasztásához bármely menüből vigye a kurzort a kívánt pozícióba az egér segítségével, és nyomja meg a bal egérgombot.

Például egy kiválasztott fájl másolásához vigye a piros egérmutatót a fájl fölé, nyomja meg a bal egérgombot, majd válassza ki a „Másolás” szót az alsó sorban, és nyomja meg ismét a bal egérgombot. Ha elégedett a másolás céljával, nyomja meg a jobb oldali gombot - a másolás megtörténik, a másolás megszakítása - gombot a billentyűzeten.

Az egér használata nem zárja ki a parancsok billentyűzetről történő beírásának lehetőségét.

DOS parancsok végrehajtása

A parancsok közvetlenül a DOS parancssorába írhatók be. Ehhez egyszerűen írja be a parancsot a billentyűzeten, és nyomja meg a gombot. Ha egy parancshoz fájlnév és kiterjesztése szükséges, jelölje ki a fájlt, írja be a parancs nevét, majd (tartsa lenyomva).

Óraterv 5. sz

Személyi számítógép fájlrendszere. Norton Commander fájlkezelő

Tetszett? Kérjük, köszönjük! Önnek ingyenes, nekünk pedig nagy segítség! Adja hozzá weboldalunkat közösségi hálózatához:

Tábornok. A számítástechnika elméletben az adatszerkezetek következő három fő típusát határozzák meg: lineáris, táblázatos, hierarchikus. Példakönyv: lapsorozat - lineáris szerkezet. Részek, szakaszok, fejezetek, bekezdések - hierarchia. Tartalomjegyzék – táblázat – összeköt – hierarchikus a lineárissal. A strukturált adatok új attribútuma - Cím. Így:

Lineáris struktúrák (listák, vektorok). Rendszeres listák. Minden elem címét egyedileg határozza meg a száma. Ha a lista minden eleme egyenlő hosszúságú – adatvektorok.

Táblázatos szerkezetek (táblázatok, mátrixok). A táblázat és a lista – minden elem – közötti különbséget egy cím határozza meg, amely nem egy, hanem több paraméterből áll. A leggyakoribb példa a mátrix - cím - két paraméter - sorszám és oszlopszám. Többdimenziós táblázatok.

Hierarchikus struktúrák. Szabálytalan adatok bemutatására szolgál. A címet az útvonal határozza meg – a fa tetejétől. Fájlrendszer - számítógép. (Az útvonal meghaladhatja az adatméretet, dichotómia - mindig két ág van - bal és jobb).

Adatstruktúrák rendezése. A fő módszer a válogatás. ! Rendezett szerkezethez új elem hozzáadásakor lehetőség van a meglévők címének megváltoztatására. A hierarchikus struktúráknál - indexelésnél - minden elemnek egyedi száma van - amelyet aztán a rendezés és a keresés során használnak.

A fájlrendszer alapelemei

Az adattárolás és -kezelés történelmi első lépése a fájlkezelő rendszerek használata volt.

A fájl a külső memória egy elnevezett területe, amelybe írható és olvasható. Három paraméter:

tetszőleges számú bájt sorozata,

egyedi tulajdonnév (valójában cím).

azonos típusú adatok – fájltípus.

A fájlok elnevezésére vonatkozó szabályok, a fájlban tárolt adatok elérésének módja és az adatok szerkezete az adott fájlkezelő rendszertől és esetleg a fájl típusától függ.

Az első, mai értelemben kifejlesztett fájlrendszert az IBM fejlesztette ki a 360-as sorozatához (1965-1966). De a jelenlegi rendszerekben gyakorlatilag nem használják. Használt lista adatstruktúrák (EC-kötet, szakasz, fájl).

A legtöbben ismerik a modern operációs rendszerek fájlrendszereit. Ez elsősorban MS DOS, Windows, és néhány fájlrendszer-konstrukcióval különféle UNIX változatokhoz.

Fájlszerkezet. A fájl külső adathordozón található adatblokkok gyűjteményét jelenti. A mágneses lemezzel való hardverszintű cseréhez meg kell adnia a hengerszámot, a felület számát, a blokk számát a megfelelő sávon, valamint a blokk elejétől kezdve írandó vagy olvasandó bájtok számát. Ezért minden fájlrendszer kifejezetten vagy implicit módon hozzárendel valamilyen alapvető szintet, amely biztosítja a munkát a címtérben közvetlenül címezhető blokkok halmazát képviselő fájlokkal.

Fájlok elnevezése. Minden modern fájlrendszer támogatja a többszintű fájlelnevezést azáltal, hogy további, speciális szerkezetű fájlokat - könyvtárakat - tart fenn a külső memóriában. Minden könyvtár tartalmazza az adott könyvtárban található könyvtárak és/vagy fájlok nevét. Így a fájl teljes neve a könyvtárnevek listájából, valamint a fájlt közvetlenül tartalmazó könyvtárban lévő fájl nevéből áll. A fájlok elnevezése a különböző fájlrendszerekben az a különbség, ahol a névlánc kezdődik. (Unix, DOS-Windows)

Fájlvédelem. A fájlkezelő rendszereknek engedélyezniük kell a fájlokhoz való hozzáférést. Általánosságban az a megközelítés, hogy egy adott számítógépes rendszer minden regisztrált felhasználójával kapcsolatban minden létező fájlhoz megjelölik az adott felhasználó számára engedélyezett vagy tiltott műveleteket. Voltak kísérletek ennek a megközelítésnek a teljes körű megvalósítására. Ez azonban túl sok ráfordítást okozott mind a redundáns információk tárolásában, mind az információknak a hozzáférési jogosultság szabályozására való felhasználásában. Ezért a legtöbb modern fájlkezelő rendszer a UNIX-ban (1974) először bevezetett fájlvédelmi megközelítést alkalmazza. Ebben a rendszerben minden regisztrált felhasználóhoz egy pár egész szám tartozik: a csoport azonosítója, amelyhez a felhasználó tartozik, és a saját azonosítója a csoportban. Ennek megfelelően minden fájlnál a fájlt létrehozó felhasználó teljes azonosítója kerül tárolásra, és fel van tüntetve, hogy ő maga milyen műveleteket hajthat végre a fájllal, milyen műveletek érhetők el a fájllal ugyanazon csoport többi felhasználója számára, és mit más csoportok felhasználói is megtehetik a fájlt. Ez az információ nagyon kompakt, néhány lépést igényel az ellenőrzés során, és ez a hozzáférés-szabályozási módszer a legtöbb esetben kielégítő.

Többfelhasználós hozzáférési mód. Ha az operációs rendszer támogatja a többfelhasználós módot, akkor teljesen lehetséges, hogy két vagy több felhasználó egyszerre próbáljon meg dolgozni ugyanazzal a fájllal. Ha ezek a felhasználók csak olvasni fogják a fájlt, semmi rossz nem fog történni. Ha azonban legalább az egyik módosítja a fájlt, akkor a csoport megfelelő működéséhez kölcsönös szinkronizálásra van szükség. Történelmileg a fájlrendszerek a következő megközelítést alkalmazták. A fájl megnyitásakor (az első és kötelező művelet, amellyel a fájllal való munkamenetnek meg kell kezdődnie) egyéb paraméterek mellett a működési módot (olvasás vagy módosítás) jelezték. + speciális eljárások vannak a felhasználói műveletek szinkronizálására. Feljegyzések nem engedélyezik!

Naplózás fájlrendszerekben. Általános elvek.

A rendszerellenőrzés (fsck) futtatása nagy fájlrendszereken sokáig tarthat, ami a mai nagy sebességű rendszerek miatt sajnálatos. Az ok, amiért a fájlrendszerben nincs integritás, a helytelen lecsatolás lehet, például az, hogy a lemezre a leállításkor írtak. Az alkalmazások frissíthetik a fájlokban lévő adatokat, a rendszer pedig frissítheti a fájlrendszer metaadatait, ami „adat a fájlrendszer adatairól”, azaz információt arról, hogy mely blokkok mely fájlokhoz vannak társítva, mely fájlok melyik könyvtárban találhatók, és a hasonlók. . Az adatfájlok hibái (az integritás hiánya) rosszak, de sokkal rosszabbak a fájlrendszer metaadatainak hibái, amelyek fájlvesztéshez és más súlyos problémákhoz vezethetnek.

Az integritási problémák minimalizálása és a rendszer újraindítási idejének minimalizálása érdekében a naplózott fájlrendszer listát vezet azokról a módosításokról, amelyeket a fájlrendszeren hajt végre a változtatások tényleges írása előtt. Ezeket a rekordokat a fájlrendszer egy különálló részében tárolják, amelyet "naplónak" vagy "naplónak" neveznek. Miután ezek a napló (napló) bejegyzések biztonságosan meg vannak írva, a naplózó fájlrendszer végrehajtja ezeket a módosításokat a fájlrendszeren, majd törli ezeket a bejegyzéseket a „naplóból” (naplóból). A naplóbejegyzések a kapcsolódó fájlrendszer-módosítások készleteibe vannak rendezve, hasonlóan ahhoz, ahogyan az adatbázishoz hozzáadott módosítások tranzakciókká szerveződnek.

A naplózott fájlrendszer növeli az integritás valószínűségét, mivel a naplófájlok bejegyzései a fájlrendszer módosítása előtt történnek, és a fájlrendszer mindaddig megőrzi ezeket a bejegyzéseket, amíg teljesen és biztonságosan nem alkalmazzák őket a fájlrendszerben. Amikor újraindít egy naplózott fájlrendszert használó számítógépet, a csatlakoztató program úgy tudja biztosítani a fájlrendszer integritását, hogy egyszerűen ellenőrzi a naplófájlban a várt, de nem végrehajtott változtatásokat, és beírja azokat a fájlrendszerbe. A legtöbb esetben a rendszernek nem kell ellenőriznie a fájlrendszer integritását, ami azt jelenti, hogy a naplózott fájlrendszert használó számítógép szinte azonnal használható lesz az újraindítás után. Ennek megfelelően jelentősen csökken a fájlrendszer problémái miatti adatvesztés esélye.

A naplózott fájlrendszer klasszikus formája az, hogy a fájlrendszer metaadatainak változásait naplóban (naplóban) tárolja, és minden fájlrendszeradat változásait tárolja, beleértve a fájlok módosításait is.

MS-DOS (FAT) fájlrendszer

Az MS-DOS fájlrendszer egy fa alapú fájlrendszer kis lemezekhez és egyszerű könyvtárstruktúrákhoz, ahol a gyökér a gyökérkönyvtár, a levelek pedig fájlok és egyéb könyvtárak, esetleg üresek. Az ezzel a fájlrendszerrel kezelt fájlok fürtökbe kerülnek, amelyek mérete 4 KB-tól 64 KB-ig terjedhet, 4 többszöröseként anélkül, hogy a szomszédosság tulajdonságot vegyesen használnák a lemezmemória lefoglalására. Például az ábrán három fájl látható. A File1.txt fájl meglehetősen nagy: három egymást követő blokkot foglal magában. A File3.txt kis fájl csak egy lefoglalt blokk területét használja. A harmadik fájl a File2.txt. egy nagy töredezett fájl. A belépési pont minden esetben a fájl tulajdonában lévő első lefoglalható blokkra mutat. Ha egy fájl több lefoglalt blokkot használ, az előző blokk a következőre mutat a láncban. Az FFF értéket a sorozat végével azonosítjuk.

FAT lemez partíció

A fájlok hatékony eléréséhez használja a fájlkiosztási táblázat– Fájlallokációs táblázat, amely a partíció (vagy logikai meghajtó) elején található. Ennek a fájlrendszernek a neve – FAT – az allokációs tábla nevéből származik. A partíció védelme érdekében két FAT-másolat van rajta tárolva arra az esetre, ha az egyik megsérülne. Ezenkívül a fájlkiosztási táblákat szigorúan rögzített címeken kell elhelyezni, hogy a rendszer indításához szükséges fájlok megfelelően elhelyezkedjenek.

A fájlkiosztási táblázat 16 bites elemekből áll, és a következő információkat tartalmazza az egyes logikai lemezfürtökről:

a klaszter nincs használatban;

a fürtöt a fájl használja;

rossz klaszter;

utolsó fájl fürt;.

Mivel minden fürthöz egyedi, 16 bites számot kell rendelni, ezért a FAT maximum 216 vagy 65 536 fürtöt támogat egy logikai lemezen (és a fürtök egy részét saját igényeire is lefoglalja). Így az MS-DOS által kiszolgált maximális lemezméretet 4 GB-on kapjuk. A fürt mérete a lemez méretétől függően növelhető vagy csökkenthető. Ha azonban a lemez mérete meghalad egy bizonyos értéket, a fürtök túl nagyokká válnak, ami a lemez belső töredezettségmentesítéséhez vezet. A fájlokkal kapcsolatos információkon kívül a fájlkiosztási táblázat a könyvtárakra vonatkozó információkat is tartalmazhat. Ez a könyvtárakat speciális fájlokként kezeli, 32 bájtos bejegyzésekkel az adott könyvtárban található minden egyes fájlhoz. A gyökérkönyvtár fix méretű - merevlemez esetén 512 bejegyzés, hajlékonylemezeknél pedig ezt a méretet a hajlékonylemez mérete határozza meg. Ezenkívül a gyökérkönyvtár közvetlenül a FAT második példánya után található, mivel tartalmazza az MS-DOS rendszertöltőhöz szükséges fájlokat.

Amikor egy fájlt keres egy lemezen, az MS-DOS kénytelen átnézni a könyvtárstruktúrát, hogy megtalálja azt. Például a végrehajtható fájl futtatásához a C:\Program\NC4\nc.exe megkeresi a végrehajtható fájlt a következőképpen:

beolvassa a C: meghajtó gyökérkönyvtárát, és megkeresi benne a Program könyvtárat;

beolvassa a kezdeti fürtprogramot, és ebben a könyvtárban keres egy bejegyzést az NC4 alkönyvtárról;

beolvassa az NC4 alkönyvtár kezdeti fürtjét, és megkeresi benne az nc.exe fájl bejegyzését;

beolvassa az nc.exe fájl összes fürtjét.

Ez a keresési módszer nem a leggyorsabb a jelenlegi fájlrendszerek között. Sőt, minél nagyobb a könyvtárak mélysége, annál lassabb lesz a keresés. A keresési művelet felgyorsításához kiegyensúlyozott fájlstruktúrát kell fenntartania.

A FAT előnyei

Kisméretű logikai meghajtókhoz a legjobb választás, mert... minimális rezsivel indul. Azokon a lemezeken, amelyek mérete nem haladja meg az 500 MB-ot, elfogadható teljesítménnyel működik.

A FAT hátrányai

Mivel a fájlbejegyzés mérete 32 bájtra korlátozódik, és az információnak tartalmaznia kell a fájl méretét, dátumát, attribútumait stb., a fájlnév mérete is korlátozott, és nem haladhatja meg a 8+3 karaktert fájlonként. Az úgynevezett rövid fájlnevek használata kevésbé vonzóvá teszi a FAT használatát, mint más fájlrendszerek.

A FAT használata 500 MB-nál nagyobb lemezeken irracionális a lemez töredezettségmentesítése miatt.

A FAT fájlrendszer nem rendelkezik semmilyen biztonsági funkcióval, és minimális információbiztonsági képességeket támogat.

A műveletek sebessége a FAT-ban fordítottan arányos a könyvtárbeágyazás és a lemezterület mélységével.

UNIX fájlrendszer - rendszerek (ext3)

A modern, nagy teljesítményű és ingyenes Linux operációs rendszer széles teret biztosít a modern rendszerek és egyedi szoftverek fejlesztéséhez. A legújabb Linux kernelek legizgalmasabb fejlesztései közé tartoznak az új, nagy teljesítményű technológiák a lemezen tárolt adatok tárolására, elhelyezésére és frissítésére. Az egyik legérdekesebb mechanizmus az ext3 fájlrendszer, amelyet a 2.4.16-os verzió óta integráltak a Linux kernelbe, és már alapértelmezés szerint elérhető a Red Hat és a SuSE Linux disztribúcióiban.

Az ext3 fájlrendszer egy naplózó fájlrendszer, amely 100%-ban kompatibilis az ext2 fájlrendszer létrehozására, kezelésére és finomhangolására létrehozott összes segédprogrammal, amelyet az elmúlt néhány évben használtak Linux rendszereken. Mielőtt részletesen leírnánk az ext2 és ext3 fájlrendszerek közötti különbségeket, tisztázzuk a fájlrendszerek és a fájltárolás terminológiáját.

Rendszerszinten a számítógépen lévő összes adat adatblokkként létezik valamilyen tárolóeszközön, speciális adatstruktúrák segítségével partíciókba (a tárolóeszköz logikai készleteibe) rendezve, amelyek viszont fájlokba, könyvtárakba és fel nem használt (ingyenes) állományokba rendeződnek. hely.

A fájlrendszereket lemezpartíciókon hozzák létre, hogy leegyszerűsítsék az adatok tárolását és rendszerezését fájlok és könyvtárak formájában. A Linux a Unix rendszerhez hasonlóan egy hierarchikus fájlrendszert használ, amely fájlokból és könyvtárakból áll, amelyek fájlokat vagy könyvtárakat tartalmaznak. A Linux fájlrendszerben lévő fájlok és könyvtárak a felhasználó számára elérhetővé válnak a felcsatolással (a "mount" parancs), ami általában a rendszerindítási folyamat része. A használható fájlrendszerek listája az /etc/fstab fájlban (FileSystem TABle) található. A rendszer által jelenleg nem csatlakoztatott fájlrendszerek listája az /etc/mtab (Táblázat beillesztése) fájlban tárolódik.

Amikor egy fájlrendszert felcsatolnak a rendszerindítás során, a fejléc egy bitje (a "tiszta bit") törlődik, jelezve, hogy a fájlrendszer használatban van, és hogy a fájlrendszeren belüli fájlok és könyvtárak elhelyezésének és szervezésének szabályozására használt adatstruktúrák megváltoztatható.

Egy fájlrendszer akkor tekinthető teljesnek, ha az összes adatblokk használatban van vagy szabad; minden egyes lefoglalt adatblokkot egy és csak egy fájl vagy könyvtár foglalja el; minden fájl és könyvtár elérhető a fájlrendszerben található számos más könyvtár feldolgozása után. Ha egy Linux rendszert operátori parancsokkal szándékosan leállítanak, az összes fájlrendszert leválasztják. A fájlrendszer leállítása közbeni leválasztása egy "tiszta bitet" állít be a fájlrendszer fejlécében, jelezve, hogy a fájlrendszert megfelelően lecsatolták, és ezért sértetlennek tekinthető.

A fájlrendszer évek óta tartó hibakeresése és újratervezése, valamint az adatok lemezre írásához szükséges továbbfejlesztett algoritmusok használata jelentősen csökkentette az alkalmazások vagy maga a Linux kernel által okozott adatsérülést, de az áramkimaradások és egyéb rendszerproblémák miatti korrupció és adatvesztés kiküszöbölése továbbra is kihívást jelent. . Egy Linux rendszer összeomlása vagy egyszerű leállítása esetén a szokásos leállítási eljárások nélkül, a „clean bit” nincs beállítva a fájlrendszer fejlécében. A rendszer következő indításakor a beillesztési folyamat észleli, hogy a rendszer nincs megjelölve "tiszta"-ként, és fizikailag ellenőrzi annak integritását az "fsck" (File System CheckK) Linux/Unix fájlrendszer-ellenőrző segédprogrammal.

Számos naplózó fájlrendszer áll rendelkezésre Linuxhoz. Ezek közül a leghíresebbek: XFS, a Silicon Graphics által kifejlesztett, de most nyílt forráskódú naplózó fájlrendszer; RaiserFS, egy kifejezetten Linuxra tervezett naplózó fájlrendszer; JFS, egy naplózó fájlrendszer, amelyet eredetileg az IBM fejlesztett, de most nyílt forráskódúként adták ki; Az ext3 egy fájlrendszer, amelyet Dr. Stephan Tweedie fejlesztett ki a Red Hatnél, és számos más rendszer.

Az ext3 fájlrendszer az ext2 fájlrendszer naplózott Linux verziója. Az ext3 fájlrendszernek van egy jelentős előnye a többi naplózó fájlrendszerhez képest – teljes mértékben kompatibilis az ext2 fájlrendszerrel. Ez lehetővé teszi az összes létező alkalmazás használatát az ext2 fájlrendszer manipulálására és testreszabására.

Az ext3 fájlrendszert a Linux kernelek 2.4.16 és újabb verziói támogatják, és a kernel felépítésekor a Fájlrendszer konfigurációja párbeszédpanelen kell engedélyezni. A Linux disztribúciók, például a Red Hat 7.2 és a SuSE 7.3 már tartalmazzák az ext3 fájlrendszer natív támogatását. Csak akkor használhatja az ext3 fájlrendszert, ha az ext3 támogatás be van építve a kernelbe, és a "mount" és "e2fsprogs" segédprogramok legújabb verzióival rendelkezik.

A legtöbb esetben a fájlrendszerek egyik formátumból a másikba konvertálása magában foglalja az összes tárolt adat biztonsági mentését, a fájlrendszert tartalmazó partíciók vagy logikai kötetek újraformázását, majd az összes adat visszaállítását a fájlrendszerbe. Az ext2 és ext3 fájlrendszerek kompatibilitása miatt ezeket a lépéseket nem kell végrehajtani, és a fordítás egyetlen paranccsal elvégezhető (root jogosultsággal futtatva):

# /sbin/tune2fs -j<имя-раздела >

Például a /dev/hda5 partíción található ext2 fájlrendszer ext3 fájlrendszerré konvertálható a következő paranccsal:

# /sbin/tune2fs -j /dev/hda5

A "tune2fs" parancs "-j" kapcsolója ext3 naplót hoz létre egy meglévő ext2 fájlrendszeren. Az ext2 fájlrendszer ext3-ra való konvertálása után az /etc/fstab fájlbejegyzéseket is módosítani kell, jelezve, hogy a partíció immár "ext3" fájlrendszer. Használhatja a partíciótípus automatikus felismerését is (az „auto” opció), de továbbra is ajánlott a fájlrendszer típusának kifejezetten megadása. A következő példa /etc/fstab fájl a /dev/hda5 partíció fájlrendszer-átvitele előtti és utáni változtatásokat mutatja be:

/dev/ hda5 /opt ext2 alapértékek 1 2

/dev/ hda5 /opt ext3 alapértelmezett 1 0

Az /etc/fstab utolsó mezője határozza meg a rendszerindítási folyamat azon lépését, amely során ellenőrizni kell a fájlrendszer integritását az "fsck" segédprogrammal. Ext3 fájlrendszer használatakor ezt az értéket "0"-ra állíthatja, ahogy az előző példában is látható. Ez azt jelenti, hogy az "fsck" program soha nem fogja ellenőrizni a fájlrendszer integritását, mivel a fájlrendszer integritását a napló visszagörgetése garantálja.

A gyökér fájlrendszer átalakítása ext3-ra speciális megközelítést igényel, és a legjobb egyfelhasználós módban, miután létrehozta az ext3 fájlrendszert támogató RAM-lemezt.

Amellett, hogy kompatibilis az ext2 fájlrendszer-segédprogramokkal és a fájlrendszer egyszerű lefordítása ext2-ről ext3-ra, az ext3 fájlrendszer többféle naplózást is kínál.

Az ext3 fájlrendszer három különböző naplózási módot támogat, amelyek az /etc/fstab fájlból aktiválhatók. Ezek a naplózási módok a következők:

Napló / napló – rögzíti a fájlrendszeradatok és metaadatok minden változását. Mindhárom naplózási mód közül a leglassabb. Ez a mód minimálisra csökkenti a fájlrendszerben végrehajtott módosítások elvesztésének esélyét.

Sorozatos/rendezett – Csak a fájlrendszer metaadataiba írja be a módosításokat, de a fájladatok frissítéseit a lemezre írja, mielőtt a kapcsolódó fájlrendszer metaadatait módosítaná. Ez az ext3 naplózási mód alapértelmezés szerint telepítve van.

Visszaírás – csak a fájlrendszer metaadatainak módosításai íródnak, a fájladatok módosításainak írási szabványos eljárása alapján. Ez a leggyorsabb naplózási módszer.

A naplózási módok közötti különbségek finomak és mélyek. A naplómód használatához az ext3 fájlrendszernek minden változtatást kétszer kell írnia a fájlrendszerbe – először a naplóba, majd magába a fájlrendszerbe. Ez csökkentheti a fájlrendszer általános teljesítményét, de ezt a módot a felhasználók a legjobban szeretik, mert minimálisra csökkenti a fájlok adatváltozásainak elvesztésének esélyét, mivel mind a metaadatok, mind a fájladatok változásai az ext3 naplóba kerülnek, és megismétlődik a rendszer újraindításakor.

A "szekvenciális" módban csak a fájlrendszer metaadatainak változásai kerülnek rögzítésre, ami csökkenti a redundanciát a fájlrendszerbe és a naplóba való írás között, ezért ez a módszer gyorsabb. Bár a fájladatok módosításai nem kerülnek a naplóba, azokat el kell végezni, mielőtt az ext3 naplózó démon módosítaná a kapcsolódó fájlrendszer metaadatait, ami kis mértékben csökkentheti a rendszer teljesítményét. Ezzel a naplózási módszerrel biztosítható, hogy a fájlrendszerben lévő fájlok soha ne legyenek szinkronban a társított fájlrendszer metaadataival.

A visszaírási módszer gyorsabb, mint a másik két naplózási módszer, mivel csak a fájlrendszer metaadatainak változásait tárolja, és nem várja meg, hogy a fájlhoz tartozó adatok megváltozzanak írás közben (mielőtt frissítené a fájlméretet és a könyvtárinformációkat). Mivel a fájladatok aszinkron módon frissülnek a fájlrendszer metaadatainak naplózott változásaihoz képest, a fájlrendszerben lévő fájlok metaadatokat tartalmazhatnak, például hibát jeleznek az adatblokkok tulajdonosának megadásakor (amelyek frissítése nem fejeződött be a rendszer újraindításának időpontja). Ez nem végzetes, de megzavarhatja a felhasználói élményt.

Az ext3 fájlrendszeren használt naplózási mód megadása az adott fájlrendszer /etc/fstab fájljában történik. A "szekvenciális" mód az alapértelmezett, de különböző naplózási módokat is megadhat a kívánt partíció beállításainak módosításával az /etc/fstab fájlban. Például egy bejegyzés az /etc/fstab fájlban, amely a visszaírási naplózási mód használatát jelzi, így néz ki:

/dev/hda5 /opt ext3 data=writeback 1 0

Windows NT családi fájlrendszer (NTFS)

Az NTFS fizikai felépítése

Kezdjük az általános tényekkel. Egy NTFS-partíció elméletileg szinte bármilyen méretű lehet. Természetesen van határ, de nem is fogom jelezni, hiszen ez elegendő lesz a számítástechnika következő száz évére - bármilyen növekedési ütem mellett. Hogyan működik ez a gyakorlatban? Közel azonos. Az NTFS-partíció maximális méretét jelenleg csak a merevlemezek mérete korlátozza. Az NT4 azonban problémákat tapasztal, amikor partícióra próbál telepíteni, ha annak bármely része 8 GB-nál távolabb van a lemez fizikai elejétől, de ez a probléma csak a rendszerindító partíciót érinti.

Lírai kitérő. Az NT4.0 üres lemezre történő telepítésének módja meglehetősen eredeti, és téves gondolatokhoz vezethet az NTFS képességeiről. Ha közli a telepítővel, hogy NTFS-re szeretné formázni a meghajtót, akkor a maximális méret, amelyet a telepítő kínál, mindössze 4 GB. Miért olyan kicsi, ha egy NTFS-partíció mérete gyakorlatilag korlátlan? A helyzet az, hogy a telepítő rész egyszerűen nem ismeri ezt a fájlrendszert :) A telepítőprogram ezt a lemezt rendes FAT-ba formázza, aminek a maximális mérete NT-ben 4 GB (egy nem egészen szabványos hatalmas 64 KB-os fürt használatával), és Az NT erre a FAT-ra telepíti. De már magának az operációs rendszernek az első indításakor (még a telepítési fázisban) a partíció gyorsan NTFS-re konvertálódik; így a felhasználó nem vesz észre semmit, kivéve az NTFS méretének furcsa „korlátozását” a telepítés során. :)

Metszet szerkezete - általános nézet

Mint minden más rendszer, az NTFS is az összes hasznos területet fürtökre osztja fel – egyszerre használt adatblokkokra. Az NTFS szinte bármilyen fürtméretet támogat – 512 bájttól 64 KB-ig, míg a 4 KB-os fürt bizonyos szabványnak számít. Az NTFS-nek nincsenek anomáliái a fürtstruktúrában, így ebben az általánosságban meglehetősen banális témában nincs sok mondanivaló.

Az NTFS lemezeket hagyományosan két részre osztják. A lemez első 12%-a az úgynevezett MFT zónához van hozzárendelve - az a terület, amelybe az MFT metafájl nő (erről bővebben lentebb). Erre a területre nem lehet semmilyen adatot írni. Az MFT zóna mindig üresen marad – ez azért történik, hogy a legfontosabb szolgáltatásfájl (MFT) ne töredezzen fel a növekedés során. A lemez fennmaradó 88%-a normál fájltárhely.

A szabad lemezterület azonban magában foglalja az összes fizikailag szabad területet – az MFT zóna kitöltetlen részei is ide tartoznak. Az MFT zóna használatának mechanizmusa a következő: amikor a fájlokat már nem lehet normál térbe írni, az MFT zóna egyszerűen lecsökken (az operációs rendszerek jelenlegi verzióiban pontosan a felére), így szabaddá válik hely a fájlok írására. Amikor felszabadul a hely a normál MFT-területen, a terület ismét kitágulhat. Ugyanakkor lehetséges, hogy a közönséges fájlok ebben a zónában maradnak: itt nincs anomália. Nos, a rendszer megpróbálta szabadon tartani, de semmi sem működött. Az élet megy tovább... Az MFT metafájl továbbra is töredezetté válhat, bár ez nem lenne kívánatos.

MFT és szerkezete

Az NTFS fájlrendszer a strukturálás kiemelkedő vívmánya: a rendszer minden eleme egy fájl - még a szolgáltatási információk is. Az NTFS legfontosabb fájlját MFT-nek, vagy Master File Table-nak hívják, amely a fájlok általános táblázata. Az MFT zónában található, és az összes többi lemezfájl központi könyvtára, és paradox módon saját maga is. Az MFT rögzített méretű bejegyzésekre van felosztva (általában 1 KB), és minden bejegyzés egy fájlnak felel meg (a szó általános értelmében). Az első 16 fájl szolgáltatás jellegű, és nem érhető el az operációs rendszer számára – ezeket metafájloknak nevezik, a legelső metafájl pedig maga az MFT. Ez az első 16 MFT elem a lemez egyetlen része, amely rögzített pozícióval rendelkezik. Érdekes módon az első három rekord második példánya a megbízhatóság érdekében (nagyon fontosak) pontosan a lemez közepén van tárolva. Az MFT-fájl többi része, mint bármely más fájl, tetszőleges helyeken található a lemezen - visszaállíthatja a pozícióját magának a fájlnak a segítségével, „agyon” - az első MFT-elem.

Metafájlok

Az első 16 NTFS fájl (metafájl) szolgáltatás jellegű. Mindegyikük felelős a rendszer működésének bizonyos aspektusaiért. Az ilyen moduláris megközelítés előnye az elképesztő rugalmasság – például FAT-on a FAT-terület fizikai sérülése végzetes az egész lemez működésére nézve, és az NTFS képes eltolni, akár szét is törni a lemezen az összes szolgáltatását. területeken, az esetleges felületi hibákat megkerülve - kivéve az első 16 MFT elemet.

A metafájlok az NTFS-lemez gyökérkönyvtárában találhatók – a „$” névszimbólummal kezdődnek, bár szabványos eszközökkel nehéz bármilyen információt szerezni róluk. Érdekes, hogy ezeken a fájlokon is nagyon valós méret van feltüntetve – például a $MFT fájl méretéből megtudhatja, hogy az operációs rendszer mennyit költ a teljes lemez katalogizálására. Az alábbi táblázat a jelenleg használt metafájlokat és azok célját mutatja be.

	az első 16 MFT rekord másolata a lemez közepén
	naplózási támogatási fájl (lásd lent)
	szolgáltatási információk - kötetcímke, fájlrendszer verziója stb.
	a kötet szabványos fájlattribútumainak listája
	gyökérkönyvtár
	kötet szabad tér térkép
	rendszerindító szektor (ha a partíció indítható)
	egy fájl, amely rögzíti a felhasználói jogokat a lemezterület használatához (csak NT5-ben kezdett el működni)
	fájl – az aktuális kötet fájlneveiben szereplő nagy- és kisbetűk közötti megfelelési táblázat. Főleg azért van rá szükség, mert az NTFS-ben a fájlneveket Unicode-ban írják, ami 65 ezer különböző karakterből áll, aminek kicsi és nagy megfelelőinek keresése nagyon nem triviális.

Fájlok és adatfolyamok

Tehát a rendszerben vannak fájlok – és csak fájlok. Mit tartalmaz ez a koncepció az NTFS-en?

Mindenekelőtt kötelező elem az MFT-ben történő rögzítés, mivel, mint korábban említettük, minden lemezfájl szerepel az MFT-ben. A fájllal kapcsolatos összes információ ezen a helyen tárolódik, kivéve magát az adatot. Fájlnév, méret, az egyes töredékek helye a lemezen stb. Ha egy MFT rekord nem elegendő információhoz, akkor több kerül felhasználásra, és nem feltétlenül egymás után.

Opcionális elem - fájl adatfolyamok. A „nem kötelező” definíció furcsának tűnhet, de ennek ellenére nincs itt semmi különös. Először is, előfordulhat, hogy a fájl nem tartalmaz adatokat - ebben az esetben nem használja fel magának a lemeznek a szabad területét. Másodszor, előfordulhat, hogy a fájl nem túl nagy. Ekkor egy meglehetősen sikeres megoldás lép életbe: a fájladatokat közvetlenül az MFT-ben tárolják, egy MFT-rekordon belül a fő adatokból fennmaradó helyen. A több száz bájtot elfoglaló fájlok általában nem rendelkeznek „fizikai” megtestesüléssel a fő fájlterületen - az ilyen fájl összes adata egy helyen - az MFT-ben van tárolva.

Elég érdekes a helyzet a fájladatokkal. Az NTFS-en lévő összes fájl általában kissé absztrakt szerkezettel rendelkezik - nem tartalmaz adatokat, de vannak adatfolyamok. Az egyik adatfolyamnak az általunk ismert jelentése van: adatfájl. De a legtöbb fájlattribútum egyben adatfolyam is! Így kiderül, hogy a fájlnak csak egy alapvető entitása van - az MFT-ben lévő szám, és minden más nem kötelező. Ezzel az absztrakcióval elég kényelmes dolgokat lehet létrehozni - például egy másik adatfolyamot "csatolhat" egy fájlhoz úgy, hogy bármilyen adatot ír bele - például információkat a fájl szerzőjéről és tartalmáról, ahogyan ez a Windows 2000 rendszerben történik. (a fájltulajdonságok jobb szélső lapja, az Intézőből nézve). Érdekes módon ezek a további adatfolyamok nem láthatók szabványos eszközökkel: a megfigyelt fájlméret csak a hagyományos adatokat tartalmazó fő adatfolyam mérete. Lehet például egy nulla hosszúságú fájl, aminek törlése esetén 1 GB szabad hely szabadul fel – pusztán azért, mert valamilyen ravasz program vagy technológia egy további gigabájt méretű adatfolyamot (alternatív adatot) ragasztott bele. Valójában azonban jelenleg a szálakat gyakorlatilag nem használják, ezért nem kell félni az ilyen helyzetektől, bár hipotetikusan lehetségesek. Ne feledje, hogy az NTFS-en tárolt fájlok mélyebb és globálisabb koncepció, mint azt a lemez könyvtáraiban egyszerűen böngészve elképzelnénk. És végül: a fájlnév bármilyen karaktert tartalmazhat, beleértve a nemzeti ábécék teljes készletét is, mivel az adatok Unicode-ban jelennek meg - egy 16 bites reprezentáció, amely 65535 különböző karaktert ad. A fájlnév maximális hossza 255 karakter.

Katalógusok

Az NTFS-könyvtár egy speciális fájl, amely más fájlokra és könyvtárakra mutató hivatkozásokat tárol, így hierarchikus adatstruktúrát hoz létre a lemezen. A katalógusfájl blokkra van felosztva, amelyek mindegyike tartalmazza a fájl nevét, az alapvető attribútumokat és egy hivatkozást az MFT elemre, amely már teljes információt nyújt a katalóguselemről. A belső könyvtárstruktúra egy bináris fa. Ez a következőt jelenti: Ha egy lineáris könyvtárban, például FAT-ban szeretne egy adott nevű fájlt találni, az operációs rendszernek át kell néznie a könyvtár összes elemét, amíg meg nem találja a megfelelőt. A bináris fa úgy rendezi el a fájlneveket, hogy a fájl keresése gyorsabban megtörténjen – kétjegyű válaszokat kapva a fájl helyére vonatkozó kérdésekre. A kérdés, amire egy bináris fa meg tud válaszolni, a következő: adott elemhez viszonyítva melyik csoportban található a keresett név - fent vagy lent? Egy ilyen kérdéssel a középső elemig kezdünk, és minden válasz átlagosan kétszeresére szűkíti a keresési területet. A fájlokat, mondjuk, egyszerűen ábécé sorrendbe rendezik, és a kérdésre kézenfekvő módon – a kezdőbetűk összehasonlításával – válaszolunk. A felére leszűkített keresési terület hasonló módon, ismét a középső elemtől indulva kezdi a feltárást.

Következtetés - ha például egy fájlt keres az 1000 között, a FAT-nak átlagosan 500 összehasonlítást kell végrehajtania (a legvalószínűbb, hogy a fájlt a keresés közepén találja meg), és egy fa alapú rendszernek hogy csak körülbelül 10 legyen (2^10 = 1024). A keresési időmegtakarítás nyilvánvaló. Nem szabad azonban azt gondolni, hogy a hagyományos rendszerekben (FAT) mindent ennyire elhanyagolnak: egyrészt a fájlok listájának bináris fa formájában való karbantartása meglehetősen munkaigényes, másrészt még a modern rendszer által végrehajtott FAT is (Windows2000) vagy Windows98) hasonló optimalizálási keresést használ. Ez csak egy újabb tény, amelyet hozzá kell adni tudásbázisához. Szeretném eloszlatni azt a közkeletű tévhitet is (amelyet a közelmúltban saját magam is megosztottam), miszerint egy fájlt fa formájú könyvtárba adni nehezebb, mint egy lineáris könyvtárba: ezek időben meglehetősen összehasonlítható műveletek - az tény hogy egy fájl hozzáadásához a könyvtárba először meg kell győződni arról, hogy ilyen nevű fájl még nincs ott :) - és itt egy lineáris rendszerben a fent leírt nehézségekbe ütközünk egy fájl megtalálásával, ami több mint kompenzálja a fájl könyvtárhoz való hozzáadásának egyszerűségét.

Milyen információkhoz juthatunk egyszerűen egy katalógusfájl elolvasásával? Pontosan azt, amit a dir parancs produkál. Az egyszerű lemeznavigáció végrehajtásához nem kell minden egyes fájlhoz bemennie az MFT-be, csak el kell olvasnia a legáltalánosabb információkat a fájlokról a könyvtárfájlokból. A lemez fő könyvtára - a gyökér - nem különbözik a szokásos könyvtáraktól, kivéve egy speciális hivatkozást az MFT metafájl elejétől.

Fakitermelés

Az NTFS egy hibatűrő rendszer, amely szinte bármilyen valódi meghibásodás esetén könnyen visszaállíthatja magát a megfelelő állapotba. Bármely modern fájlrendszer a tranzakció fogalmán alapul - egy olyan művelet, amelyet teljesen és helyesen hajtanak végre, vagy egyáltalán nem hajtanak végre. Az NTFS-nek egyszerűen nincsenek köztes (hibás vagy hibás) állapotai – az adatváltozás kvantumát nem lehet felosztani a meghibásodás előtti és utáni részre, ami pusztulást és zűrzavart hoz – vagy leköti, vagy megszakad.

1. példa: az adatok lemezre íródnak. Hirtelen kiderül, hogy nem lehet írni arra a helyre, ahol éppen úgy döntöttünk, hogy írjuk a következő adatrészt - a felület fizikai sérülését. Az NTFS viselkedése ebben az esetben teljesen logikus: az írási tranzakciót teljes egészében visszagurítják - a rendszer rájön, hogy az írást nem hajtották végre. A hely sikertelenként lesz megjelölve, és az adatok egy másik helyre íródnak - új tranzakció kezdődik.

2. példa: bonyolultabb eset – az adatok lemezre íródnak. Hirtelen bumm - az áramellátás kikapcsol, és a rendszer újraindul. Melyik fázisban állt le a felvétel, hol vannak az adatok, és hol a hülyeség? Egy másik rendszermechanizmus jön a segítségre - a tranzakciós napló. A helyzet az, hogy a rendszer felismerve azt a vágyát, hogy lemezre írjon, megjelölte ezt az állapotot a $LogFile metafájlban. Újraindításkor ezt a fájlt megvizsgálja, hogy vannak-e olyan befejezetlen tranzakciók, amelyek megszakadtak egy baleset miatt, és amelyeknek az eredménye kiszámíthatatlan - mindezek a tranzakciók törlésre kerülnek: az írás helye ismét ingyenesnek jelölődik, indexek és MFT elemek visszakerülnek a meghibásodás előtti állapotba, és a rendszer egésze stabil marad. Nos, mi van, ha hiba történt a naplóba való írás közben? Az sem baj: a tranzakció vagy még nem indult el (csak kísérlet van a végrehajtási szándék rögzítésére), vagy már véget ért – vagyis azt próbálják rögzíteni, hogy a tranzakció valóban már megtörtént. elkészült. Utóbbi esetben a következő indításkor maga a rendszer teljesen megérti, hogy egyébként is minden helyesen íródott, és nem fog figyelni a „befejezetlen” tranzakcióra.

Ennek ellenére ne feledje, hogy a naplózás nem abszolút csodaszer, hanem csak eszköz a hibák és rendszerhibák számának jelentős csökkentésére. Nem valószínű, hogy az átlagos NTFS-felhasználó valaha is észrevesz egy rendszerhibát, vagy kénytelen lesz futtatni a chkdsk-t – a tapasztalatok azt mutatják, hogy az NTFS teljesen megfelelő állapotba kerül még akkor is, ha a lemeztevékenységgel nagyon elfoglalt pillanatokban meghibásodik. Még a folyamat közepén is optimalizálhatja a lemezt, és megnyomhatja a visszaállítást - az adatvesztés valószínűsége még ebben az esetben is nagyon alacsony lesz. Fontos azonban megérteni, hogy az NTFS helyreállítási rendszer a fájlrendszer helyességét garantálja, nem az Ön adatait. Ha lemezre írt, és összeomlott, előfordulhat, hogy az adatok nem kerülnek kiírásra. Csodák nincsenek.

Az NTFS fájloknak van egy nagyon hasznos tulajdonsága - "tömörítve". Az a tény, hogy az NTFS beépített támogatja a lemeztömörítést – ehhez korábban a Stackert vagy a DoubleSpace-t kellett használnia. Bármely fájl vagy könyvtár külön-külön tárolható a lemezen tömörített formában - ez a folyamat teljesen átlátható az alkalmazások számára. A fájltömörítésnek nagyon nagy a sebessége, és egyetlen nagy negatív tulajdonsága van - a tömörített fájlok hatalmas virtuális töredezettsége, ami azonban nem igazán zavar senkit. A tömörítés 16 fürtből álló blokkokban történik, és úgynevezett „virtuális fürtöket” használ - ismét rendkívül rugalmas megoldás, amely érdekes hatások elérését teszi lehetővé - például a fájl fele tömöríthető, a fele nem. Ez annak köszönhető, hogy bizonyos töredékek tömörítésével kapcsolatos információk tárolása nagyon hasonlít a normál fájltöredezettséghez: például egy valódi, tömörítetlen fájl fizikai elrendezésének tipikus rekordja:

Az 1-től 43-ig terjedő fájlfürtöket 400-tól kezdődően lemezfürtökben tárolják, a 44-től 52-ig terjedő fájlfürtöket 8530-tól kezdődően lemezfürtökben tárolják...

Egy tipikus tömörített fájl fizikai elrendezése:

az 1-től 9-ig terjedő fájlfürtöket lemezfürtökben tárolják 400-tól kezdődően 10-től 16-ig terjedő fájlfürtök nem tárolódnak sehol A 17-től 18-ig terjedő állományfürtök lemezfürtökben vannak tárolva 409-től 19-től a 36.-ig. ...

Látható, hogy a tömörített fájlban „virtuális” klaszterek találhatók, amelyekben nincs valódi információ. Amint a rendszer meglátja az ilyen virtuális klasztereket, azonnal megérti, hogy az előző blokk adatait, 16 többszörösét, ki kell tömöríteni, és a kapott adatok csak kitöltik a virtuális klasztereket - valójában ez az egész algoritmus. .

Biztonság

Az NTFS számos eszközt tartalmaz az objektumok jogainak körülhatárolására – úgy gondolják, hogy ez a jelenleg létező legfejlettebb fájlrendszer. Elméletileg ez kétségtelenül igaz, de a jelenlegi megvalósításokban sajnos a jogrendszer meglehetősen távol áll az ideálistól, és bár merev, de nem mindig logikus jellemzők halmaza. A bármely objektumhoz rendelt és a rendszer által egyértelműen tiszteletben tartó jogok fejlődnek – már többször történtek jelentős változtatások, kiegészítések a jogokon, és a Windows 2000-re végre egy meglehetősen ésszerű készlethez érkeztek.

Az NTFS fájlrendszer jogai elválaszthatatlanul összefüggenek magával a rendszerrel – vagyis általánosságban elmondható, hogy ezeket egy másik rendszer nem köteles tiszteletben tartani, ha fizikai hozzáférést kap a lemezhez. A fizikai hozzáférés megakadályozása érdekében a Windows 2000 (NT5) továbbra is bevezetett egy szabványos szolgáltatást – erről lásd alább. A jogrendszer jelenlegi állapotában meglehetősen összetett, és kétlem, hogy a hétköznapi életben tudnék a nagy olvasónak valami érdekeset és hasznosat mondani. Ha érdekli ez a téma, sok könyvet talál az NT hálózati architektúrájáról, amelyek ezt részletesebben leírják.

Ezen a ponton be lehet fejezni a fájlrendszer felépítésének leírását, csak néhány egyszerűen praktikus vagy eredeti dolgot kell leírni.

Ez a dolog időtlen idők óta benne van az NTFS-ben, de nagyon ritkán használták - és mégis: Hard Link az, amikor ugyanannak a fájlnak két neve van (több fájl-könyvtármutató vagy különböző könyvtárak mutatnak ugyanarra az MFT-rekordra). Tegyük fel, hogy ugyanannak a fájlnak a neve 1.txt és 2.txt: ha a felhasználó törli az 1. fájlt, akkor a 2. fájl marad. Ha törli a 2. fájlt, akkor az 1. fájl megmarad, vagyis mindkét név a létrehozás pillanatától kezdve, teljesen egyenlőek. A fájl fizikailag csak a vezetéknevének törlésekor törlődik.

Szimbolikus linkek (NT5)

Sokkal praktikusabb funkció, amely lehetővé teszi virtuális könyvtárak létrehozását – pontosan ugyanúgy, mint a virtuális lemezek esetében a DOS subst parancsával. Az alkalmazások meglehetősen változatosak: először is a katalógusrendszer egyszerűsítése. Ha nem tetszik a Documents and settings\Administrator\Documents könyvtár, akkor linkelheti a gyökérkönyvtárhoz – a rendszer továbbra is vad útvonalon kommunikál a könyvtárral, és sokkal rövidebb lesz a név, ami teljesen egyenértékű hozzá. Az ilyen kapcsolatok létrehozásához használhatja a junction.zip(15 Kb), 36 kb-os junction programot, amelyet a híres szakember, Mark Russinovich írt (http://www.sysinternals.com). A program csak NT5-ben (Windows 2000) működik, akárcsak maga a szolgáltatás. A kapcsolat eltávolításához használhatja a szabványos rd parancsot. FIGYELMEZTETÉS: Ha egy hivatkozást az Explorer vagy más olyan fájlkezelő segítségével próbál meg törölni, amely nem érti a könyvtár virtuális természetét (például a FAR), törli a hivatkozás által hivatkozott adatokat! Légy óvatos.

Titkosítás (NT5)

Hasznos szolgáltatás azoknak, akik aggódnak a titkaik miatt – minden fájl vagy könyvtár titkosítható is, így egy másik NT-telepítés nem tudja elolvasni. A rendszer indításához használt szabványos és gyakorlatilag feltörhetetlen jelszóval kombinálva ez a funkció elegendő biztonságot nyújt a legtöbb alkalmazás számára a kiválasztott fontos adatokhoz.

Az ábrán egy tipikus mappaablak látható.

Az ablak a következő szükséges elemeket tartalmazza.

Címsor- bele van írva a mappa neve. Egy ablak húzására szolgál.

Rendszer ikon. Megnyitja a szerviz menüt, amely lehetővé teszi az ablak méretének és helyének szabályozását.

Méretszabályozó gombok: kibontás (helyreállítás), összecsukás, zárás.

Menüsor(legördülő menü). Garantáltan hozzáférést biztosít az összes parancshoz egy adott ablakban.

Eszköztár. Parancsgombokat tartalmaz a leggyakoribb műveletek végrehajtásához. A felhasználó gyakran testreszabhatja ezt a panelt a szükséges gombok elhelyezésével.

Címsor. Az aktuális mappa elérési útvonalát jelzi. Lehetővé teszi, hogy gyorsan navigáljon a fájlstruktúra más részeihez.

Munkaterület. Megjeleníti a mappában tárolt elemek ikonjait, és szabályozhatja azok megjelenítési módját.

Görgetősávok– lehetővé teszi az ablak tartalmának vízszintes vagy függőleges görgetését, ha az információ nem fér el az ablakban.

Állapotsor. További információkat jelenít meg az objektumokról az ablakban.

Személyi számítógép fájlrendszere

A fájlrendszer tárolást és hozzáférést biztosít a lemezen lévő fájlokhoz. A fájlrendszer rendszerezésének elve táblázatos. A lemez felületét háromdimenziós mátrixnak tekintjük, melynek méretei a felület, a henger és a szektorszámok. Alatt henger a különböző felületekhez tartozó és a forgástengelytől egyenlő távolságra lévő összes pálya összegyűjtését jelenti. Egy adott fájl írási helyére vonatkozó adatokat a lemez rendszerterületén tárolják egy speciális fájlkiosztási táblában ( FAT táblázat). A FAT tábla két példányban van tárolva, amelyek azonosítását az operációs rendszer szabályozza.

OS MS-DOS, OS/2, Windows-95/NT 16 bites mezőket valósít meg a FAT táblákban. Ezt a rendszert FAT-16-nak hívták. Egy ilyen rendszer legfeljebb 65536 rekord elhelyezését teszi lehetővé az adattároló egységek elhelyezkedéséről. Az adattárolás legkisebb egysége az ágazat. A szektor mérete 512 bájt. Az ágazatok csoportjait feltételesen egyesítik klaszterek, amelyek az adatcímzés legkisebb egységei. A fürt mérete a lemezkapacitástól függ: Fat-16-ban az 1-2 GB-os lemezeknél 1 fürt 64 szektort vagy 32 KB-ot foglal el. Ez irracionális, mivel még egy kis fájl is 1 klasztert foglal el. A több fürtöt átívelő nagy fájlok végén egy üres fürt jelenik meg. Ezért a FAT-16 rendszerben a lemezek kapacitásvesztése nagyon nagy lehet. A 2,1 GB-nál nagyobb lemezekkel a FAT-16 egyáltalán nem működik.

A Windows 98 és régebbi verziói fejlettebb fájlrendszerrel rendelkeznek - FAT-32 32 bites mezőkkel a fájlkiosztási táblázatban. Kis fürtméretet biztosít a nagy kapacitású lemezekhez. Például egy legfeljebb 8 GB-os lemez esetén 1 fürt 8 szektort (4 KB) foglal el.

Fájl tetszőleges hosszúságú bájtok elnevezett sorozata. A Windows 95 megjelenése előtt az általánosan elfogadott fájlelnevezési séma 8.3 (rövid név) volt – 8 karakter a tényleges fájlnév, 3 ​​karakter a név kiterjesztése. A rövid nevek hátránya az alacsony tartalom. A Windows 95-től kezdve bevezették a hosszú név fogalmát (legfeljebb 256 karakter). Kilenc speciális karakter kivételével bármilyen karaktert tartalmazhat: \ / : * ? "< > |.

Névkiterjesztés A rendszer az utolsó pont utáni összes karaktert számítja. A modern operációs rendszerekben a névkiterjesztés fontos információkat hordoz a fájltípusról a rendszer számára. A fájltípusok regisztrálva vannak, és hozzárendelik a fájlt az azt megnyitó programhoz (alkalmazáshoz). Például a MyText.doc fájlt az MS Word szövegszerkesztő nyitja meg, mivel a .doc kiterjesztést általában ehhez az alkalmazáshoz társítják. Általában, ha egy fájl nincs társítva semmilyen nyitóprogrammal, akkor az ikonján zászló látható - a Microsoft Windows logó, és a felhasználó megadhatja a megnyitó programot a rendelkezésre álló listából.

Logikusan a fájlszerkezet hierarchikus elv szerint szerveződik: az alacsonyabb szintű mappák a magasabb szintű mappákba vannak beágyazva. A beágyazás legfelső szintje a lemez gyökérkönyvtára. A "mappa" és a "könyvtár" kifejezések egyenértékűek. A lemezen lévő minden fájlkönyvtár az operációs rendszer azonos nevű mappájának felel meg. A mappa fogalma azonban valamivel tágabb. Tehát a Windows 95-ben vannak speciális mappák, amelyek kényelmes hozzáférést biztosítanak a programokhoz, de amelyek nem felelnek meg a lemezen lévő könyvtárnak.

Fájl attribútumok- ezek a fájlok bizonyos tulajdonságait meghatározó paraméterek. A fájl attribútumainak eléréséhez kattintson jobb gombbal az ikonjára, és válassza a Tulajdonságok menüt. 4 fő attribútum létezik: „Csak olvasható”, „Rejtett”, „Rendszer”, Archívum. A „Csak olvasható” attribútum arra utal, hogy a fájl nem módosítható. A „Rejtett” attribútum azt jelzi, hogy ez a fájl fájlműveletek végrehajtásakor ne jelenjen meg a képernyőn. A „Rendszer” attribútum jelöli a legfontosabb operációs rendszer fájlokat (általában ezek is rendelkeznek „Rejtett” attribútummal). Az „Archívum” attribútum a fájlok biztonsági mentéséhez kapcsolódik, és rendelkezik nincs különösebb jelentése.

Az operációs rendszer egyik fő feladata az alkalmazások és a számítógép-perifériák közötti adatcsere biztosítása. A modern operációs rendszerekben a perifériás eszközökkel való adatcsere funkcióit bemeneti/kimeneti alrendszerek látják el. A bemeneti/kimeneti alrendszer külső eszközök és fájlrendszer vezérlésére szolgáló illesztőprogramokat tartalmaz.

A lemezeken tárolt adatok felhasználói kényelmének biztosítása érdekében az operációs rendszer az adatok fizikai rendszerét a logikai modelljére cseréli. Logikai struktúra - egy könyvtárfa, amelyet az Explorer program stb. jelenít meg a képernyőn.

Fájl– a külső memória egy elnevezett területe, amelybe adatokat lehet írni és onnan kiolvasni. A fájlok energiaellátástól független memóriában, általában mágneses lemezeken tárolódnak. Az adatok állományokba rendeződnek az információk hosszú távú és megbízható tárolása, valamint az információmegosztás céljából. Egy fájlhoz beállíthatók attribútumok, számítógépes hálózatokban hozzáférési jogok állíthatók be.

A fájlrendszer a következőket tartalmazza:

Az összes fájl gyűjteménye egy logikai lemezen;

Fájlok kezelésére használt adatstruktúrák - szabad és felhasznált lemezterület táblái, fájlhelyek táblázatai stb.

Rendszerszoftver-eszközök, amelyek lehetővé teszik a fájlokkal kapcsolatos műveletek végrehajtását, például létrehozást, törlést, másolást, áthelyezést, átnevezést, keresést.

Minden operációs rendszernek saját fájlrendszere van.

A fájlrendszer funkciói:

Lemezmemória kiosztása;

A fájl elnevezése;

A fájlnév hozzárendelése a megfelelő fizikai címhez a külső memóriában;

Adatokhoz való hozzáférés biztosítása;

Adatvédelem és helyreállítás;

Fájl típusok

A fájlrendszerek számos funkcionálisan különböző fájltípust támogatnak, amelyek jellemzően a következők:

Normál fájlok, vagy egyszerűen csak olyan fájlok, amelyek tetszőleges információkat tartalmaznak, amelyeket a felhasználó bevisz bennük, vagy amelyek rendszer vagy felhasználói programok működése eredményeként jönnek létre. A normál fájl tartalmát a vele együttműködő alkalmazás határozza meg. A normál fájlok két nagy csoportra oszthatók: végrehajtható és nem végrehajtható. Az operációs rendszernek fel kell tudnia ismerni a saját futtatható fájlját.

Katalógusok– egy speciális fájlok típusa, amelyek rendszersúgó információkat tartalmaznak az ebben a könyvtárban található fájlkészletről (a fájlok nevét és információit tartalmazza). A felhasználó szempontjából a könyvtárak lehetővé teszik az adatok lemezen való tárolásának megszervezését. Az operációs rendszer szempontjából a könyvtárakat a fájlok kezelésére használják.

Speciális fájlokálfájlok, amelyek megfelelnek az I/O eszközöknek, és I/O parancsok végrehajtására szolgálnak.

A fájlrendszer általában hierarchikus felépítésű, amelynek tetején egyetlen gyökérkönyvtár található, amelynek neve megegyezik a logikai meghajtó nevével, és a szinteket az a tény hozza létre, hogy egy alacsonyabban fekvő szintű könyvtárat egy magasabb szintű könyvtár tartalmazza.

Minden típusú fájlnak saját szimbolikus neve van, a szimbolikus nevek kialakításának szabályai az egyes operációs rendszerekben eltérőek. A hierarchikusan szervezett fájlrendszerek háromféle nevet használnak: egyszerű vagy szimbolikus, teljes név vagy összetett név és relatív.

Egyszerű név egy fájlt határoz meg ugyanabban a könyvtárban. A fájlok szimbolikus nevei azonosak lehetnek, ha különböző könyvtárakban találhatók. "Sok fájl - egyetlen egyszerű név."

Teljes név az összes könyvtár egyszerű szimbolikus nevének sorozata, amelyen keresztül a gyökértől egy adott fájlhoz vezető út áthalad, és maga a fájlnév. A teljes képzésű fájlnév egyedileg azonosítja a fájlt a fájlrendszerben. "Egy fájl - egy teljes név"

Rokon név A fájlt az aktuális könyvtár fogalma határozza meg, vagyis az a könyvtár, amelyben a felhasználó jelenleg található. A fájlrendszer rögzíti az aktuális könyvtár nevét, így a relatív név kiegészítéseként használhatja fel a teljes képzésű név létrehozásához. A felhasználó az aktuális könyvtárból kiindulva írja be a fájlnevet.

Ha az operációs rendszer több külső memóriaeszközt (merevlemez, hajlékonylemez-meghajtó, CD ROM) támogat, akkor a fájltárolást kétféleképpen lehet megszervezni:

1. Minden eszköz önálló (saját) fájlrendszert tartalmaz, vagyis az ezen az eszközön található fájlok a könyvtárfájuk szerint nem kapcsolódnak egy másik eszköz könyvtárfájához;

2. Fájlrendszerek csatlakoztatása (UNIX OS). A felhasználónak lehetősége van a különböző eszközökön található fájlrendszereket egyetlen fájlrendszerbe kombinálni, amely egyetlen könyvtárfával rendelkezik.

Fájl attribútumok– a fájlhoz rendelt tulajdonságok. Fő attribútumok – Csak olvasható, Rendszer, Rejtett, Archívum.

Az operációs rendszer fájlrendszerének egy sor műveletet kell biztosítania a felhasználó számára az űrlapon lévő fájlokkal való munkavégzéshez rendszerhívások. Ez a készlet tartalmazza a rendszerhívásokat: létrehozás (fájl létrehozása), olvasás (olvasás), írás (írás), bezárás (bezárás) és néhány más. Ha egy fájllal dolgozik, általában nem egy műveletet hajtanak végre, hanem egy sorozatot. Például amikor szövegszerkesztőben dolgozik. Bármilyen műveletet hajt is végre egy fájlon, az operációs rendszernek számos olyan műveletet kell végrehajtania, amelyek minden művelethez univerzálisak:

1. A fájl szimbolikus nevével keresse meg a lemezen lévő fájlrendszerben tárolt jellemzőit;

2. Másolja a fájl jellemzőit az OP-ba;

3. A fájl jellemzői alapján ellenőrizze a hozzáférési jogosultságokat a kért művelet végrehajtásához (olvasás, írás, törlés);

4. Miután végrehajtott egy műveletet egy fájllal, törölje a fájljellemzők ideiglenes tárolására kijelölt memóriaterületet.

A fájlokkal végzett munka egy rendszerhívással kezdődik NYISD KI, amely átmásolja a fájl jellemzőit és ellenőrzi az engedélyeket, és rendszerhívással zárul BEZÁRÁS amely felszabadítja a puffert a jellemzőkkel, és lehetetlenné teszi a fájllal való munka folytatását annak újranyitása nélkül.

Az adatok fájlrendszerezése a fájlok elosztása könyvtárak között, könyvtárak logikai meghajtókon. Logikai meghajtó – Könyvtár – Fájl. A felhasználónak lehetősége van tájékozódni az adatok fájlrendszeréről.

A fájlok, könyvtárak és rendszerinformációk egy adott külső memóriaeszközön való elhelyezésének alapelveit ún A fájlrendszer fizikai felépítése.