Файлова система NTFS. Поняття Master File Table (MFT). Обмеження на максимальний розмір розділу та файла. Принципи розміщення файлів на розділі з файловою системою NTFS.

Комп'ютерні системи

 

7. Комп'ютерні системи. 1

1. Файлова система FAT. Таблиця FAT. Підвиди FAT12, FAT16, FAT32 їх характеристики, та обмеження розмірів розділу та файлів. Розмір кластера для кожного підвиду. 2

2. Файлова система NTFS. Поняття Master File Table (MFT). Обмеження на максимальний розмір розділу та файла. Принципи розміщення файлів на розділі з файловою системою NTFS. 3

3. Дискові масиви RAID. Типи масивів RAID0, RAID1, RAID2, RAID3, RAID4 та RAID5. Опис кожного з цих типів та їх характеристики. Переваги та недоліки кожного з них. Комбіновані масиви. 4

4. Поняття низькорівневого та логічного форматування. Поняття сектору та кластера. Розмір сектора. Проблема фрагментації файлів. 5

5. Процес завантаження операційної системи. Поняття BOOT-сектора. Master Boot Record (MBR). Структура MBR. Поняття розширеного розділу. Активний розділ. 6

6. Операційна система MS-DOS. Історія версій. Основні файли даної ОС. Використання оперативної памяті в даній ОС. 7

7. Мережеві та розподілені ОС. Поняття клієнтської та серверної частин. Мережеві служби та сервіси. 8

8. Архітектура операційної системи. Поняття ядра. Ядро в привілейованому режимі. Багатошарова структура ОС. 9

9. Загальна структура ОС на базі Windows NT. Типи процесів в даній ОС. Понятя бібліотек динамічного підключення. DLL - підсистема. Підсистеми оточення. 10

10. Основні компоненти вводу-виводу в ОС Windows NT. Поняття Hardware Abstraction Layer (HAL). Поняття драйвера. 11

11. Поняття реєстру ОС Windows NT. Основні розділи реєстру. Призначення реєстру Windows. Системні файли, де розміщується реєстр. 12

12. Загальна структура програи для ОС Windows NT. Поняття повідомлення. Поняття об’єктів ядра та об’єктів інтерфейсу. 13

13. Паралельні та векторно-конвеєрні комп’ютери. Особливості реалізації. Поняття векторних команд. 14

14. Системи із спільною пам’яттю. Переваги та недоліки. 15

 

Файлова система FAT. Таблиця FAT. Підвиди FAT12, FAT16, FAT32 їх характеристики, та обмеження розмірів розділу та файлів. Розмір кластера для кожного підвиду.

Однією з основних задач ОС є можливість забезпечення зручних засобів користування для роботи з даними, які зберігаються на диску. Для цього ОС замінює фізичну організацію даних, що записані на диску, деяку логічною структурою, що є зрозумілою для користувача. Ця структура являє собою дерево каталогів, у кожному з яких міститься певний набір файлів.

Файл – іменована область фрагменту зовнішньої пам’яті, в якій можна записувати чи зчитувати дані.

Файлова система – це частина ОС, що включає: сукупність всіх файлів на диску;набір структур даних, які використовуються для управління файлами; комплекс програмних засобів, що реалізують різні операції над файлами(створення, редагування, копіювання та ін.).

Файлова система грає роль проміжного шару, який екранує складну фізичну організацію даних на диску у більш просту та логічну дерево видну структуру.

ОС підтримує декілька функціонально-різних типів файлів, у число яких входять: звичайні файли;файли-каталоги;іменовані файли;відображені у пам’яті файли.

Більшість файлових систем мають ієрархічну структуру, що забезпечує зручну роботу з файлом. Граф, який описує ієрархію каталогів може бути деревом або мережею.У дерево видній структурі файл можу входити тільки в один каталог.Каталог верхнього рівня – кореневий.

Імена файлів Всі типи файлів мають символьні імена. В ієрархічно організованих файлових системах використовуються три типи імен: прості, складні, відносні. Просте ім’я ідентифікує файли в межах одного каталогу. В ОС MS-DOS імена файлів повинні відповідати формулі 8:3, де 8 – символів виділяється під ім’я і 3 – під розширення.

Фізична організація FAT(file associated table)

Це таблиця файлових асоціацій. Є однією з найпростіших файлових систем. Розділ, що відформатований в даній файловій системі, має наступну структуру:

1. 512 байт – сектор завантаження, що містить програму початкового завантаження ОС;

2. основна таблиця FAT;

3. резервна копія FAT;

4. кореневий каталог;

5. Data.

Кореневий каталог, що займає фіксовану область – 32 сектори(16 Кб), що дозволяє зберігати інформацію про 512 файлів або каталогів по 32 байти кожен.

Data (область даних) призначена для розміщення всіх файлів та всіх підкаталогів, крім кореневого каталогу.

1. Файлова система FAT підтримує всього два типи файлів – файл та каталог. Сама таблиця FAT (основна і резервна) має таку ж розмірність як і кількість кластерів в області даних. Кожна і-та комірка таблиці відповідає і-му кластеру в області даних.

Номер початкового кластеру файлу зберігається у записі каталогу, якому належить даний файл.

Розмір таблиці FAT та розрядність її комірок визначаються кількістю кластерів в області даних.

Для зменшення втрат через фрагментацію даних бажано, щоб кластери були невеликої розмірності, а для підвищення швидкості бажано навпаки збільшити даний розділ.

При форматуванні диску під файлову систему визначається компромісне рішення між 512 байт та 64 КБ. Зрозуміло, що розрядність комірки таблиці повинна бути такою, щоб забезпечити максимальний розмір кластера для диску певного розміру.

Існує декілька видів FAT, кожен з яких розрізняється розмірністю комірки: FAT12, FAT16, FAT32.

FAT12 використовує 12-тибітну розрядність комірки і може адресувати до 16 тисяч кластерів.

FAT16 – до 65 тисяч кластерів.

FAT32 – до ...

FAT12 застосовується у гнучких дисках при розмірі кластера до 4 МБ.

FAT16 використовує кластер до 64 КБ і максимальний розмір розділу до 4 ГБ.

FAT32 – для дисків великого розміру, може працювати з кластерами розміром 4 КБ, якщо розмір розділу менший чи рівний 8 ГБ.

Тому чим більший розмір розділу, тим більший розмір кластеру.

Запис каталогу – це набір 32-бітних записів, кожен з яких описує конкретний файл, що міститься в даному каталозі.

Резервна копія FAT завжди синхронізується з основною копією і її не можна використати для відміни дії. Інформація з неї зчитується тільки у випадку пошкодження основної FAT.

Використаний метод збереження даних не є надійним. Так як при обриві списку вказівників на кластери втрачається інформація про всі наступні елементи файлу.

Паралельні комп’ютери

За останній час архітектура паралельних комп’ютерів зросла досить великими темпами. В даний час налічується дуже багато архітектурних рішень, проте всіх їх можна поділити на два класи:

1. Комп’ютери з спільною пам’яттю (мультипроцесорні системи). В даних комп’ютерах декілька процесорів мають доступ до спільної оперативної пам’яті одночасно.

Всі процесори працюють в одному адресному просторі.

2. Комп’ютери з розподіленою пам’яттю. Складаються з декількох ЕОМ, кожна з яких має свою власну оперативну пам'ять, окрему операційну систему, свої пристрої введення / виведення. Об’єднання цих комп’ютерів відбувається через єдине комутаційне середовище.

Комп'ютерні системи

 

7. Комп'ютерні системи. 1

1. Файлова система FAT. Таблиця FAT. Підвиди FAT12, FAT16, FAT32 їх характеристики, та обмеження розмірів розділу та файлів. Розмір кластера для кожного підвиду. 2

2. Файлова система NTFS. Поняття Master File Table (MFT). Обмеження на максимальний розмір розділу та файла. Принципи розміщення файлів на розділі з файловою системою NTFS. 3

3. Дискові масиви RAID. Типи масивів RAID0, RAID1, RAID2, RAID3, RAID4 та RAID5. Опис кожного з цих типів та їх характеристики. Переваги та недоліки кожного з них. Комбіновані масиви. 4

4. Поняття низькорівневого та логічного форматування. Поняття сектору та кластера. Розмір сектора. Проблема фрагментації файлів. 5

5. Процес завантаження операційної системи. Поняття BOOT-сектора. Master Boot Record (MBR). Структура MBR. Поняття розширеного розділу. Активний розділ. 6

6. Операційна система MS-DOS. Історія версій. Основні файли даної ОС. Використання оперативної памяті в даній ОС. 7

7. Мережеві та розподілені ОС. Поняття клієнтської та серверної частин. Мережеві служби та сервіси. 8

8. Архітектура операційної системи. Поняття ядра. Ядро в привілейованому режимі. Багатошарова структура ОС. 9

9. Загальна структура ОС на базі Windows NT. Типи процесів в даній ОС. Понятя бібліотек динамічного підключення. DLL - підсистема. Підсистеми оточення. 10

10. Основні компоненти вводу-виводу в ОС Windows NT. Поняття Hardware Abstraction Layer (HAL). Поняття драйвера. 11

11. Поняття реєстру ОС Windows NT. Основні розділи реєстру. Призначення реєстру Windows. Системні файли, де розміщується реєстр. 12

12. Загальна структура програи для ОС Windows NT. Поняття повідомлення. Поняття об’єктів ядра та об’єктів інтерфейсу. 13

13. Паралельні та векторно-конвеєрні комп’ютери. Особливості реалізації. Поняття векторних команд. 14

14. Системи із спільною пам’яттю. Переваги та недоліки. 15

 

Файлова система FAT. Таблиця FAT. Підвиди FAT12, FAT16, FAT32 їх характеристики, та обмеження розмірів розділу та файлів. Розмір кластера для кожного підвиду.

Однією з основних задач ОС є можливість забезпечення зручних засобів користування для роботи з даними, які зберігаються на диску. Для цього ОС замінює фізичну організацію даних, що записані на диску, деяку логічною структурою, що є зрозумілою для користувача. Ця структура являє собою дерево каталогів, у кожному з яких міститься певний набір файлів.

Файл – іменована область фрагменту зовнішньої пам’яті, в якій можна записувати чи зчитувати дані.

Файлова система – це частина ОС, що включає: сукупність всіх файлів на диску;набір структур даних, які використовуються для управління файлами; комплекс програмних засобів, що реалізують різні операції над файлами(створення, редагування, копіювання та ін.).

Файлова система грає роль проміжного шару, який екранує складну фізичну організацію даних на диску у більш просту та логічну дерево видну структуру.

ОС підтримує декілька функціонально-різних типів файлів, у число яких входять: звичайні файли;файли-каталоги;іменовані файли;відображені у пам’яті файли.

Більшість файлових систем мають ієрархічну структуру, що забезпечує зручну роботу з файлом. Граф, який описує ієрархію каталогів може бути деревом або мережею.У дерево видній структурі файл можу входити тільки в один каталог.Каталог верхнього рівня – кореневий.

Імена файлів Всі типи файлів мають символьні імена. В ієрархічно організованих файлових системах використовуються три типи імен: прості, складні, відносні. Просте ім’я ідентифікує файли в межах одного каталогу. В ОС MS-DOS імена файлів повинні відповідати формулі 8:3, де 8 – символів виділяється під ім’я і 3 – під розширення.

Фізична організація FAT(file associated table)

Це таблиця файлових асоціацій. Є однією з найпростіших файлових систем. Розділ, що відформатований в даній файловій системі, має наступну структуру:

1. 512 байт – сектор завантаження, що містить програму початкового завантаження ОС;

2. основна таблиця FAT;

3. резервна копія FAT;

4. кореневий каталог;

5. Data.

Кореневий каталог, що займає фіксовану область – 32 сектори(16 Кб), що дозволяє зберігати інформацію про 512 файлів або каталогів по 32 байти кожен.

Data (область даних) призначена для розміщення всіх файлів та всіх підкаталогів, крім кореневого каталогу.

1. Файлова система FAT підтримує всього два типи файлів – файл та каталог. Сама таблиця FAT (основна і резервна) має таку ж розмірність як і кількість кластерів в області даних. Кожна і-та комірка таблиці відповідає і-му кластеру в області даних.

Номер початкового кластеру файлу зберігається у записі каталогу, якому належить даний файл.

Розмір таблиці FAT та розрядність її комірок визначаються кількістю кластерів в області даних.

Для зменшення втрат через фрагментацію даних бажано, щоб кластери були невеликої розмірності, а для підвищення швидкості бажано навпаки збільшити даний розділ.

При форматуванні диску під файлову систему визначається компромісне рішення між 512 байт та 64 КБ. Зрозуміло, що розрядність комірки таблиці повинна бути такою, щоб забезпечити максимальний розмір кластера для диску певного розміру.

Існує декілька видів FAT, кожен з яких розрізняється розмірністю комірки: FAT12, FAT16, FAT32.

FAT12 використовує 12-тибітну розрядність комірки і може адресувати до 16 тисяч кластерів.

FAT16 – до 65 тисяч кластерів.

FAT32 – до ...

FAT12 застосовується у гнучких дисках при розмірі кластера до 4 МБ.

FAT16 використовує кластер до 64 КБ і максимальний розмір розділу до 4 ГБ.

FAT32 – для дисків великого розміру, може працювати з кластерами розміром 4 КБ, якщо розмір розділу менший чи рівний 8 ГБ.

Тому чим більший розмір розділу, тим більший розмір кластеру.

Запис каталогу – це набір 32-бітних записів, кожен з яких описує конкретний файл, що міститься в даному каталозі.

Резервна копія FAT завжди синхронізується з основною копією і її не можна використати для відміни дії. Інформація з неї зчитується тільки у випадку пошкодження основної FAT.

Використаний метод збереження даних не є надійним. Так як при обриві списку вказівників на кластери втрачається інформація про всі наступні елементи файлу.

Файлова система NTFS. Поняття Master File Table (MFT). Обмеження на максимальний розмір розділу та файла. Принципи розміщення файлів на розділі з файловою системою NTFS.

Файлова система NTFS застосовується в операційній системі Windows NT. Незважаючи на те, що Windows NT може використовувати розділи з FAT, файлова система NTFS забезпечує великі переваги в порівнянні з FAT: великі розміри файлів і розділів, додаткові атрибути файлів і розширені засоби безпеки. При розробці операційної системи Windows NT не існувало проблем забезпечення зворотної сумісності, тому файлова система має особливі властивості і підтримується тільки Windows NT.

Всі операційні системи Windows (крім Windows NT) засновані на DOS, тому усередині системи існує частина коду DOS. У Windows NT DOS-програми працюють у режимі емуляції DOS. При завантаженні іншої операційної системи розділ з NTFS недоступний.

У файловій системі ім'я файлу може містити до 255 символів, включаючи пробіли, крапки й інші символи, за винятком * ? \ /; < > |. Оскільки NTFS — 64-розрядна файлова система, розмір файлу і розділу може бути просто величезним — 2 в 64 степені байт, чи 17 179869 184 Тбайт!

Архітектура NTFS. Незважаючи на існуючі розходження в структурі розділу файлових систем FAT і NTFS, у них є подібні елементи, наприклад завантажувальна область. Розділ NTFS складається з головної таблиці файлів (master file table — MFT). MFT це не те ж саме, що FAT. Замість використання таблиці з посиланнями на кластери, MFT містить більшу кількість інформації про файли і каталоги в розділі. У деяких випадках MFT може навіть містити файли і каталоги.

Перший запис у MFT називається дескриптор (descriptor) і містить інформацію про розташування самої MFT. Завантажувальний сектор у розділі NTFS містить посилання на розташування запису дескриптора. Другий запис у MFT це дзеркальна копія дескриптора. Таке надлишкове збереження даних забезпечує велику стійкість до помилок.

Третій запис — це запис файлу журналу. Всі операції (транзакції) у файловій системі NTFS записуються в спеціальний файл журналу, що дозволяє відновити дані після збою. Інша частина MFT складається з записів для файлів і каталогів, що зберігаються в розділі. У файлі файлової системи NTFS зберігаються атрибути, визначені користувачем і системою. Атрибути в розділі NTFS — це не прості прапори з розділу FAT. Вся інформація про файл, тобто атрибути, у файловій системі NTFS зберігається разом з файлом і є частиною самого файлу. Каталоги в NTFS складаються, в основному, з індексів файлів у цьому каталозі і не містять такої інформації про файл, як розмір, дата, час і ін.

Таким чином, MFT — це не просто список кластерів; реально, це — основна структура збереження даних у розділі. Якщо файл чи каталог відносно невеликий (близько 1 500 байт), його запис може зберігатися в MFT. Для великих масивів даних у MFT міститься покажчик на файл чи каталог, а самі дані розташовуються в інших кластерах у розділі. Ці кластери називаються экстентами (extents). Усі записи в MFT, включаючи дескриптори і файл журналу, можуть використовувати экстенти для збереження додаткових атрибутів. Атрибути файлу, що є частиною запису MFT, називаються резидентними (resident) атрибутами, а атрибути, розташовані в экстентах, називаються нерезидентними (nonresident).

Сумісність NTFS. Одержати доступ до розділу NTFS з DOS і інших операційних систем не можна. Windows NT призначена для використання в якості мережевної операційної системи, тому доступ до файлів у розділі NTFS можна одержати за допомогою мережі. Для цього в NTFS підтримуються імена файлів, що задовольняють стандарту вісім-крапка-три.

Основна перевага файлової системи NTFS — це забезпечення безпеки файлів і каталогів. Атрибути безпеки в NTFS називаються дозволами (permissions) і встановлюються системним адміністратором за допомогою надання доступу до даних на рівні прав користувачів і груп користувачів.

Алгоритм створення коротких імен файлів у Windows NT такий же, як і у файловій системі VFAT
Створення раздела NTFS.Створити розділ NTFS можна тільки на жорсткому диску. Його не можна створити на дискеті, а на змінному пристрої, такому як lomega Zip чи Jaz, можна. Існує три способи створення розділу NTFS:

При установці операційної системи Windows NT чи після установки за допомогою дискових утиліт;
ідформатувати існуючий розділ у NTFS (з видаленням всіх даних) за допомогою команди Format системи Windows NT (параметр /fs : ntfs);

еретворити існуючий розділ FAT у NTFS (зі збереженням всіх даних) при установці Windows NT чи після установки за допомогою програми Convert.

Інструменти для NTFS.У зв'язку з тим, що файлові системи NTFS і FAT розрізняються по своїй структурі, у NTFS не можна використовувати дискові утиліти для FAT. Сама файлова система NTFS містить засоби відновлення даних. Крім того, деякі дискові утиліти поставляються з операційною системою Windows NT. У файловій системі NTFS необхідно використовувати програми дефрагментації диска, що випускаються незалежними розробниками, наприклад, такі як програма Diskeeper фірми Executive Software International, Inc.

123456Следующая ⇒

Поделиться: