Opće informacije o sistemima datoteka
Operativni sistem Windows 8 podržava nekoliko sistema datoteka: NTFS, FAT i FAT32. Ali to može raditi samo za NTFS, odnosno može se instalirati samo na tvrdi dio disk formatiran u ovom sistemu datoteka. To je zbog funkcija i sigurnosnih alata koji su uključeni NTFS, ali nedostaju u sistemima datoteka Windows prethodni generacije: FAT16 I FAT32. Zatim ćemo pogledati cijelu liniju sistema datoteka za Windows kako bismo shvatili kakvu ulogu imaju u radu sistema i kako su se razvili tokom razvoja Windowsa do Windows 8.
Prednosti NTFS odnose se na skoro sve: performanse, pouzdanost i efikasnost rada sa podacima (datotekama) na disku. Dakle, jedan od glavnih ciljeva stvaranja NTFS osiguravalo je brzo izvršavanje operacija na datotekama (kopiranje, čitanje, brisanje, pisanje), kao i pružanje dodatnih mogućnosti: kompresiju podataka, oporavak oštećene datoteke sistemi na velikim diskovima itd.
Još jedna glavna svrha stvaranja NTFS došlo je do implementacije povećanih sigurnosnih zahtjeva, od sistema datoteka DEBEO, FAT32 u tom pogledu nisu bili nimalo dobri. Tačno u NTFS možete dozvoliti ili odbiti pristup bilo kojoj datoteci ili folderu (ograničite prava pristupa).
Prvo, pogledajmo uporedne karakteristike sistema datoteka, a zatim ćemo detaljnije pogledati svaki od njih. Poređenja su, radi veće jasnoće, prikazana u obliku tabele.
Sistem podataka DEBEO Jednostavno nije pogodan za moderne hard diskove (zbog svojih ograničenih mogućnosti). U vezi FAT32, onda se i dalje može koristiti, ali sa malo rezerve. Ako kupite tvrdi disk od 1000 GB, morat ćete ga podijeliti na barem nekoliko particija. A ako ćete se baviti montažom videa, onda će vam to biti jako teško Ograničenje od 4 GB kao najveća moguća veličina datoteke.
Sistem datoteka nema sve ove nedostatke. NTFS. Dakle, čak i ne ulazeći u detalje i posebne sposobnosti sistem podataka NTFS, možete napraviti izbor u njegovu korist.
| File sistem |
Opcije | |
|---|---|---|
| Volume Dimensions | Maksimalna veličina fajl | |
| DEBEO | Od 1,44 MB do 4 GB | 2GB |
| FAT32 | Teoretski, moguće su veličine volumena od 512 MB do 2 TB. Kompresija nije podržana na nivou sistema datoteka | 4GB |
| NTFS | Minimalna preporučena veličina je 1,44 MB, a maksimalna 2 TB. Podrška za kompresiju na nivou sistema datoteka za datoteke, direktorije i volumene. | Maksimalna veličina je ograničena samo veličinom volumena (teoretski - 264 bajta minus 1 kilobajt. Praktično - 244 bajta minus 64 kilobajta) |
Opća upotreba FAT32 može biti opravdano samo u slučajevima kada imate nekoliko instaliranih na vašem računaru operativni sistemi, a nijedan od njih ne podržava NTFS. Ali danas takvih ljudi praktično i nema. Osim ako ne želite da instalirate antikvitet Windows tip 98.
Sistem datoteka FAT
Sistem podataka DEBEO(obično to znači MASTI 16) je razvijen dosta davno i bio je namijenjen za rad s malim volumenima diskova i datoteka i jednostavnom strukturom direktorija. Skraćenica DEBEO stoji za Tablica dodjele datoteka(iz engleske tabele postavljanja fajlova). Ova tabela se nalazi na početku sveske, a čuvaju se dve njene kopije (radi veće stabilnosti).
Operativni sistem koristi ovu tabelu da traži datoteku i identifikuje je fizička lokacija na vašem tvrdom disku. Ako je tabela (i njena kopija) oštećena, operativni sistem ne može čitati datoteke. Jednostavno ne može odrediti koji je fajl koji, gdje počinje i gdje završava. U takvim slučajevima se kaže da se sistem datoteka „srušio“.
Sistem podataka DEBEO originalno razvijen od strane Microsofta za flopi diskove. Tek tada su ga počeli koristiti za tvrdi diskovi. Isprva je bilo FAT12(za flopi diskove i hard diskove do 16 MB), a onda je prerastao u FAT16, koji je pušten u rad sa operativnim sistemom MS-DOS 3.0.
Sistem datoteka FAT32
Počevši od Windows 95 OSR2, Microsoft počinje da aktivno koristi FAT32- tridesetdvobitna verzija DEBEO. Šta da se radi, tehnološki napredak ne miruje i prilike MASTI 16 očigledno nije bilo dovoljno.
U poređenju sa njom FAT32 počeo da pruža optimalniji pristup diskovima, više velika brzina izvođenje I/O operacija, kao i podrška za velike količine datoteka (kapacitet diska do 2 TB).
IN FAT32 Implementirano efikasnije korištenje prostora na disku (kroz korištenje manjih klastera). Prednost u poređenju sa FAT16 iznosi oko 10...15%. Odnosno, prilikom upotrebe FAT32 10...15% više informacija se može upisati na isti disk nego kada se koristi FAT16.
Osim toga, treba napomenuti da FAT32 pruža veću operativnu pouzdanost i bržu brzinu pokretanja programa.
To je zbog dvije značajne inovacije:
mogućnost premještanja korijenskog direktorija i rezervna kopija DEBEO(ako je glavna kopija oštećena)
Mogućnost pohranjivanja sigurnosne kopije sistemskih podataka.
File NTFS sistem
Opće informacijeNijedna verzija FAT-a ne pruža prihvatljiv nivo sigurnosti. Ovo, kao i potreba za dodatnim mehanizmima datoteka (kompresija, enkripcija), doveli su do potrebe za stvaranjem fundamentalno novog sistema datoteka. I postao je sistem datoteka NT (NTFS)
NTFS- sa engleskog Novi tehnološki sistem datoteka - sistem podataka nova tehnologija
Kao što je već spomenuto, njegova glavna prednost je sigurnost: za datoteke i mape NTFS Prava pristupa se mogu dodijeliti (čitanje, pisanje, itd.). Zahvaljujući tome, sigurnost podataka i stabilnost sistema su značajno povećani. Dodjela prava pristupa vam omogućava da zabranite/dozvolite svim korisnicima i programima da izvode bilo kakve operacije nad datotekama. Na primjer, bez dovoljnih prava, neovlašteni korisnik neće moći promijeniti nijednu datoteku. Ili, opet, bez dovoljnih prava, virus neće moći pokvariti datoteku.
osim toga, NTFS, kao što je gore spomenuto, pruža bolje performanse i mogućnost rada sa velikim količinama podataka.
Od Windows 2000, verzija koja se koristi je NTFS 5.0, koji vam, pored standardnih, omogućava implementaciju sljedećih funkcija:
Šifrovanje podataka- ovu funkciju implementira poseban NTFS dodatak koji se zove Šifrovanje sistema datoteka(EFS)- šifriranje sistema datoteka. Zahvaljujući ovom mehanizmu, šifrovani podaci se mogu čitati samo na računaru na kojem je izvršeno šifrovanje.I još jedna inovacija NTFS-a - tačke montiranja. Sa tačkama montiranja možete definisati različite nepovezane fascikle, pa čak i diskove na sistemu kao jedan disk ili fasciklu. Ovo je od velikog značaja za prikupljanje heterogenih informacija koje se nalaze u sistemu na jednom mestu.
Disk kvote- sada je moguće dodijeliti korisnicima određenu (ograničenu) veličinu diska koju mogu koristiti.
Efikasno skladištenje rijetkih datoteka. Postoje datoteke koje sadrže veliki broj uzastopnih praznih bajtova. NTFS sistem datoteka vam omogućava da optimizirate njihovu pohranu.Korištenje dnevnika promjena- omogućava vam da snimite sve operacije pristupa datotekama i volumenima.
■ Konačno, imajte na umu da ako ste podesili određene dozvole za datoteku pod NTFS-om, a zatim je kopirate na FAT particiju, tada će sva njena prava pristupa i drugi jedinstveni atributi svojstveni NTFS-u biti izgubljeni. Zato budite oprezni.
NTFS uređaj. Glavna tabela MFT fajlova.Kao i svaki drugi sistem datoteka, NTFS dijeli sav upotrebljivi prostor na klasteri- minimalni blokovi podataka na koje su datoteke podijeljene. NTFS podržava skoro svaku veličinu klastera - od 512 bajtova do 64 KB. Međutim, općeprihvaćeni standard je klaster od 4 KB. To je onaj koji se podrazumevano koristi. Princip postojanja klastera može se ilustrovati sledećim primerom.
Ako je vaša veličina klastera 4 KB (što je najvjerovatnije), a trebate snimiti datoteku veličine 5 KB, tada će za nju zapravo biti dodijeljeno 8 KB, jer ne stane u jedan klaster, a prostor na disku je dodijeljen za datoteku samo po klasterima.
Za svaki NTFS disk postoji posebna datoteka - MFT (Master Allocation Table - glavna tabela datoteka). Ova datoteka sadrži centralizirani direktorij svih datoteka na disku. Kada se kreira datoteka, NTFS kreira i popunjava MFT odgovarajući zapis koji sadrži informacije o atributima datoteke, sadržaju datoteke, nazivu datoteke itd.
Osim toga MFT, postoji još 15 specijalnih fajlova (zajedno sa MFT - 16) koji su nedostupni operativnom sistemu i nazivaju se metafiles. Svačija imena metafiles počnite sa simbolom $ , Ali standardnim sredstvima Nije moguće da ih operativni sistem uopće vidi i vidi. Slijede primjeri glavnih metafajlova:
SMFT- Sam MFT.Što se tiče principa organiziranja podataka na NTFS disku, on je konvencionalno podijeljen na dva dijela. Prvih 12% diska je dodijeljeno za tzv MFT zona- prostor u koji MFT metafajl raste.
$MFTmirr- kopija prvih 16 MFT zapisa, postavljena u sredinu diska (ogledalo).
$LogFile- datoteka podrške za evidentiranje.
$Volume- servisne informacije: oznaka volumena, verzija sistema datoteka itd.
$AttrDef- lista standardnih atributa datoteka na volumenu.
$. - korijenski direktorij.
$Bitmap- zapreminska karta slobodnog prostora.
$Boot - boot sektor(ako se particija može pokrenuti).
$Quota- datoteka koja bilježi korisnička prava za korištenje prostora na disku.
$Upcase- kartoteka korespondencije između velikih slova i velika slova u nazivima datoteka na trenutnom volumenu.
Potreban je uglavnom zato što su u NTFS nazivi datoteka upisani u kodiranju Unicode, koji se sastoji od 65 hiljada različitih simbola, čije je traženje velikih i malih ekvivalenata vrlo netrivijalno.
Nije moguće upisati nikakve korisničke podatke u ovo područje. MFT zona je uvijek prazna. Ovo se radi tako da se najvažniji servisni fajl (MFT) ne fragmentira kako raste. Preostalih 88% diska je normalan prostor za pohranu datoteka.
Međutim, ako postoji nedostatak prostora na disku, sama MFT zona može se smanjiti (ako je moguće), tako da nećete primijetiti nikakvu nelagodu. U tom slučaju novi podaci će već biti upisani u bivšu MFT zonu.
Ako se prostor na disku naknadno oslobodi, MFT zona će se ponovo povećati, ali u defragmentiranom obliku (tj. kao jedan blok, ali u nekoliko dijelova na disku). U tome nema ništa loše, jednostavno se smatra da je sistem pouzdaniji kada MFT fajl nije defragmentirano. Osim toga, kada MFT datoteka nije defragmentirana, cijeli sistem datoteka radi brže. Shodno tome, što je MFT datoteka više defragmentirana, to sporije radi sistem datoteka.
Što se tiče veličine MFT datoteke, ona je približno izračunata na osnovu 1 MB na 1000 datoteka.
Pretvorite FAT32 particije u NTFS bez gubitka podataka. convert utility
Možete jednostavno pretvoriti postojeću FAT32 particiju u NTFS. U tu svrhu, Windows 8, Windows 8.1 pruža uslužni program komandne linije pretvoriti
Njegovi radni parametri su prikazani na snimku ekrana
Dakle, za pretvaranje disk jedinice D: u NTFS, in komandna linija trebate unijeti sljedeću naredbu:
Nakon toga, od vas će se tražiti da unesete oznaku volumena, ako postoji (oznaka volumena je naznačena pored naziva pogona u prozoru Moj kompjuter. Služi za detaljniju identifikaciju diskova i može se koristiti, ali i ne mora. Na primjer, moglo bi biti Pohrana datoteka (D:).
Da biste pretvorili fleš disk, naredba izgleda ovako:
pretvoriti e : /fs:ntfs /nosecurity /x
Prije ili kasnije, početnik se korisnik računara suoči s takvim konceptom kao što je sistem datoteka (FS). U pravilu se prvo upoznavanje s ovim pojmom događa prilikom formatiranja medija za pohranu: logičkih diskova i povezanih medija (fleš diskovi, memorijske kartice, eksterno tvrdo disk).
Prije formatiranja, operativni sistem Windows traži od vas da odaberete tip sistema datoteka na mediju, veličinu klastera i metod formatiranja (brzo ili puno). Hajde da shvatimo šta je sistem datoteka i zašto je potreban?
Sve informacije se snimaju na mediju u formi, koja se mora nalaziti određenim redosledom, inače operativni sistem i programi neće moći da rade sa podacima. Ovaj redoslijed organizira sistem datoteka koristeći određene algoritme i pravila za postavljanje datoteka na medij.
Kada je programu potrebna datoteka pohranjena na disku, ne mora znati kako ili gdje je pohranjena. Sve što je potrebno od programa je da zna ime datoteke, njenu veličinu i atribute kako bi te podatke prenio u sistem datoteka, koji će omogućiti pristup željenoj datoteci. Ista stvar se dešava prilikom pisanja podataka na medij: program prenosi informacije o datoteci (naziv, veličina, atributi) u sistem datoteka, koji ih sprema prema svojim specifičnim pravilima.
Da biste bolje razumjeli, zamislite bibliotekara koji daje knjigu klijentu na osnovu njenog naslova. Ili obrnutim redom: klijent vraća knjigu koju je pročitao bibliotekaru, koji je vraća u skladište. Klijent ne mora znati gdje i kako se knjiga čuva; Bibliotekar poznaje pravila bibliotečke katalogizacije i prema tim pravilima traži publikaciju ili je vraća, tj. obavlja svoje službene funkcije. IN u ovom primjeru biblioteka je medij za skladištenje, bibliotekar je sistem datoteka, klijent je program.
Osnovne funkcije sistema datoteka
Glavne funkcije sistema datoteka su:
- postavljanje i organizacija na nosaču podataka u obliku datoteka;
- određivanje maksimalne podržane količine podataka na mediju za skladištenje;
- kreiranje, čitanje i brisanje datoteka;
- dodeljivanje i menjanje atributa fajla (veličina, vreme kreiranja i modifikacije, vlasnik i kreator fajla, samo za čitanje, skriveni fajl, privremena datoteka, arhiva, izvršna, maksimalna dužina naziv datoteke, itd.);
- određivanje strukture datoteke;
- Organizacija direktorija za logičku organizaciju datoteka;
- zaštita datoteka u slučaju kvara sistema;
- zaštita datoteka od neovlaštenog pristupa i promjena njihovog sadržaja.
Informacije snimljene na hard disk ili bilo koji drugi medij se tamo stavljaju na osnovu klasterske organizacije. Klaster je neka vrsta ćelije određene veličine u koju se uklapa cijeli fajl ili njegov dio.
Ako je datoteka veličine klastera, tada zauzima samo jedan klaster. Ako veličina datoteke premašuje veličinu ćelije, ona se stavlja u nekoliko ćelija klastera. Štaviše, slobodni klasteri možda neće biti locirani jedan pored drugog, već mogu biti raštrkani po fizičkoj površini diska. Ovaj sistem vam omogućava da najefikasnije iskoristite prostor prilikom skladištenja fajlova. Zadatak datotečnog sistema je da prilikom pisanja na optimalan način distribuira datoteku u slobodne klastere, kao i da je sklopi prilikom čitanja i preda programu ili operativnom sistemu.
Vrste sistema datoteka
Tokom evolucije računara, medija za skladištenje podataka i operativnih sistema, veliki broj sistema datoteka je došao i otišao. U procesu takvog evolutivnog odabira, danas se za rad sa tvrdim diskovima i vanjskim uređajima za pohranu (fleš diskovi, memorijske kartice, eksterni tvrdi diskovi, CD-ovi) uglavnom koriste sljedeće vrste sistema datoteka:
- FAT32
- ISO9660
Poslednja dva sistema su dizajnirana za rad sa CD-ovima. Ext3 i Ext4 sistemi datoteka rade sa operativnim sistemima zasnovanim na Zasnovan na Linuxu. NFS Plus je sistem datoteka za OS X operativne sisteme koji se koriste na Apple računarima.
Najviše korišćeni sistemi datoteka su NTFS i FAT32, i to nije iznenađujuće, jer... dizajnirani su za Windows operativne sisteme, koji pokreću veliku većinu računara u svijetu.
Sada se FAT32 aktivno zamjenjuje naprednijim NTFS sistemom zbog njegove veće pouzdanosti u sigurnosti i zaštiti podataka. Osim toga najnovije verzije Windows OS jednostavno neće dozvoliti da se instalira ako je particija tvrdi diskće biti formatiran u FAT32. Instalater će od vas tražiti da formatirate particiju u NTFS.
NTFS sistem datoteka podržava diskove kapaciteta stotina terabajta i veličine jedne datoteke do 16 terabajta.
FAT32 sistem datoteka podržava diskove do 8 terabajta i jednu veličinu datoteke do 4 GB. Najčešće se ovaj FS koristi na fleš diskovima i memorijskim karticama. Eksterni diskovi su fabrički formatirani u FAT32.
Međutim, ograničenje veličine datoteke od 4 GB je već danas veliki nedostatak, jer... Zbog distribucije video zapisa visokog kvaliteta, veličina datoteke filma će premašiti ovo ograničenje i neće ga biti moguće snimiti na medij.
Dijeli.Sistem podataka je dio operativnog sistema čija je svrha organiziranje efikasan rad sa podacima pohranjenim u eksternu memoriju, i pružite korisniku korisničko sučelje kada radite sa takvim podacima. Organiziranje skladištenja informacija na magnetnom disku nije lako. Za to je potrebno npr. dobro znanje disk kontroler uređaj, karakteristike rada sa njegovim registrima. Direktna interakcija sa diskom je prerogativ komponente ulazno/izlaznog sistema OS koja se zove drajver diska. Da bi se korisnik računara oslobodio složenosti interakcije sa hardverom, izmišljen je jasan, apstraktan model sistema datoteka. Operacije pisanja ili čitanja datoteke su konceptualno jednostavnije od operacija uređaja niskog nivoa.
Hajde da navedemo glavne funkcije sistem podataka.
1. Identifikacija fajla. Povezivanje naziva datoteke s vanjskim memorijskim prostorom koji mu je dodijeljen.
2. Distribucija eksterne memorije između datoteka. Za rad s određenom datotekom, korisnik ne mora imati informacije o lokaciji ove datoteke na vanjskom mediju za pohranu. Na primjer, da bismo učitali dokument u editor sa tvrdog diska, ne moramo znati s koje strane magnetni disk, na kojem cilindru iu kojem sektoru se nalazi ovaj dokument.
3. Osiguravanje pouzdanosti i tolerancije grešaka. Cijena informacija može biti višestruko veća od cijene računala.
4. Osigurati zaštitu od neovlaštenog pristupa.
5. Pružanje dijeljenje datotekama, tako da korisnik ne mora ulagati posebne napore kako bi osigurao sinkroniziran pristup.
6. Osiguravanje visokih performansi.
Za fajl se ponekad kaže da je imenovana zbirka povezanih informacija zapisanih u sekundarnu memoriju. Za većinu korisnika, sistem datoteka je najvidljiviji dio OS-a. Obezbeđuje mehanizam za onlajn skladištenje i pristup podacima i programima za sve korisnike sistema. Sa korisničke tačke gledišta, datoteka je jedinica eksterne memorije, odnosno podaci upisani na disk moraju biti dio neke datoteke.
37. Najjednostavniji volumen sadržaj i njegovi elementi
Sistem datoteka uključuje sadržaj I područje podataka – kolekcija blokova na disku, identifikovanih njihovim brojevima/adresama. Primer najjednostavnije (apstraktne) tabele sadržaja, tabele sadržaja volumena (diska, paketa diskova), koji ima različite nazive u različitim operativnim sistemima - VTOC - Volume Table of Content, FAT - File Allocation Table, FDT - Tabela definicije fajla, itd., prikazana je na Sl. 1.
Rice. 1. Najjednostavniji sadržaj
Sastoji se od tri oblasti:
· oblast datoteke. Ovo je tabela koja obično ima ograničen (u primjeru N=6) broj linija N(u MS-DOS-u, na primjer, N=500, tj. broj datoteka ne veći od 500). Broj kolona M(u primjeru M= 5) se obično bira tako da 85 -95% fajlova koje kreira korisnik ne sadrži više od M blokova, što zavisi kako od veličine bloka i tipa korisnika, tako i od opšteg nivoa razvoja informacija i softver. Prva kolona tabele u svakom redu (Naslovni zapis) sadrži podatke o datoteci, u ovom primjeru – naziv datoteke;
· oblast prelivanja- dodatna tabela slične strukture, u kojoj su brojevi blokova posebno napisani dugi fajlovi(u primjeru - File_l). Organizovanje tabele alokacije u obliku oblasti datoteke i oblasti prelivanja očigledno omogućava uštedu na veličini tabele kao celine, bez istovremenog ograničavanja verovatne dužine datoteke;
· lista besplatnih blokova- potrebne informacije za postavljanje kreiranih ili proširenih datoteka. Lista se kreira tokom inicijalizacije i uključuje sve blokove osim oštećenih, a zatim se prilagođava kada se fajlovi kreiraju, brišu ili modifikuju;
· lista loših blokova. Ovo je tabela kreirana tokom inicijalizacije (particioniranja) volumena (diska), dopunjena dijagnostičkim programima (primjer čega je NDD - Norton Disk Doctor, dobro poznat korisnicima) i sprječava distribuciju oštećenih područja na magnetnom mediju na datoteke sa podacima.
Nabrojimo karakteristike situacije zabilježene na slici 1. u najjednostavnijem (vještačkom) sistemu datoteka.
File_l zauzima 6 blokova, ovaj broj je veći od maksimalnog, tako da se adresa bloka br. 6 (23) stavlja u tabelu prelivanja;
File_2 zauzima 2 bloka, što je manje od ograničenja, tako da su sve informacije koncentrisane u području datoteke.
Postoje sljedeće konfliktne situacije:
· File_3 ne sadrži ni jedan blok (dakle, fajl je obrisan, ali je zapis zaglavlja sačuvan);
· File_4 i File_l se odnose na blok #3 Ovo je greška jer svaki blok mora biti dodijeljen jednoj datoteci.
· lista slobodnih blokova sadrži blokove broj 12 (označen kao loš) i br. 13 (dodijeljen pod File_1).
38. Logička struktura particija diska na primjeru IBM- i MS-kompatibilnih sistema datoteka
Logički pogoni D i E
Maksimalan broj primarnih particija je 4. Aktivna particija je mjesto gdje se nalazi pokretač sistema.
MBR- kod i podaci potrebni za naknadno učitavanje operativnog sistema i smješteni u prvim fizičkim sektorima (najčešće u prvom) na tvrdom disku ili drugom uređaju za pohranu informacija.
Poziva se unos proširenog odjeljka SMBR (Secondary Master Boot Record)). Razlika sa ovim unosom je u tome što nema pokretač pokretanja sistema, a tabela particija se sastoji od dva unosa: primarne particije i proširene particije.
39. FAT sistem datoteka. FAT zapreminska struktura
40. NTFS sistem datoteka. NTFS struktura volumena
41. Windows OS Registar
42. Operativni sistemi Windows porodica NT
43. Neki arhitektonski moduli Windows NT-a
44. Upravljanje čvrstim diskovima u Windows NT
45. Projektivni operativni sistemi, njihovi principi, prednosti, nedostaci
46. Proceduralni operativni sistemi, njihovi principi, prednosti, nedostaci
47. Istorija razvoja i ideologija izgradnje Unix OS-a
48. Struktura Unix OS-a
49. Korisnička sučelja Unix
50. Dispečerski procesi (zadaci) u Unixu
51. Linux OS i njegove glavne prednosti
52. Implementacija grafičkog načina rada u Linux OS
53. Osnovni principi rada u Linux OS-u
54. Osnovne konfiguracijske datoteke Linux OS-a
55. Rad sa disk jedinicama u Linux OS-u
56. Aplikacije za Linux OS
Jedna od komponenti OS-a je sistem datoteka - glavna memorija sistemskih i korisničkih informacija. Svi moderni operativni sistemi rade sa jednim ili više sistema datoteka, na primjer, FAT (Tabela dodjeljivanja datoteka), NTFS (NT File System), HPFS (High Performance File System), NFS (Network File System), AFS (Andrew File System) , Internet sistem datoteka.
Datotečni sistem je deo operativnog sistema čija je svrha da korisniku pruži pogodan interfejs za rad sa podacima pohranjenim u eksternoj memoriji, kao i da obezbedi dijeljenje datoteke od strane više korisnika i procesa.
U širem smislu, koncept "sistema datoteka" uključuje:
Kolekcija svih datoteka na disku;
Skupovi struktura podataka koji se koriste za upravljanje datotekama, kao što su direktoriji datoteka, deskriptori datoteka, tablice raspodjele slobodnog i iskorištenog prostora na disku;
Kompleks sistema softver, implementirajući upravljanje datotekama, posebno: kreiranje, uništavanje, čitanje, pisanje, imenovanje, pretraživanje i druge operacije na fajlovima.
Sistem datoteka se obično koristi i pri učitavanju OS-a nakon uključivanja računara i tokom rada. Sistem datoteka obavlja sljedeće glavne funkcije:
Definiše mogući načini organiziranje datoteka i strukture datoteka na mediju;
Implementira metode za pristup sadržaju datoteke i pruža alate za rad sa datotekama i strukturom datoteka. U ovom slučaju, pristup podacima se može organizovati po sistemu datoteka i po imenu i po adresi (broj sektora, površina i staza medija);
Staze slobodan prostor na medijima.
Kada aplikativni program pristupa datoteci, nema pojma kako se informacije nalaze određeni fajl, kao i na koji fizički medij (CD, hard disk ili fleš memorija) je snimljen. Sve što program zna je ime datoteke, njena veličina i atributi. On prima ove podatke od drajvera sistema datoteka. To je sistem datoteka koji određuje gdje i kako će datoteka biti zapisana na fizički medij (na primjer, tvrdi disk).
Sa stanovišta operativnog sistema, ceo disk je skup klastera (memorijskih oblasti) veličine od 512 bajtova ili više. Upravljački programi sistema datoteka organiziraju klastere u datoteke i direktorije (koji su zapravo datoteke koje sadrže listu datoteka u tom direktoriju). Ti isti drajveri prate koji su klasteri trenutno u upotrebi, koji su besplatni, a koji su označeni kao neispravni. Da bi se jasno razumjelo kako se podaci pohranjuju na diskove i kako im OS omogućava pristup, potrebno je razumjeti, barem općenito, logičku strukturu diska.
3.1.5 Logička struktura diska
Da bi računar mogao da skladišti, čita i piše čvrste informacije Disk se prvo mora particionirati. Na njemu se kreiraju particije pomoću odgovarajućih programa - to se zove "particioniranje tvrdog diska". Bez ovog particionisanja neće biti moguće instalirati operativni sistem na čvrsti disk (iako se Windows XP i 2000 mogu instalirati na neparticionisani disk, oni sami to particionišu tokom procesa instalacije).
HDD može se podijeliti u nekoliko dijelova, od kojih će se svaki koristiti samostalno. čemu ovo služi? Jedan disk može sadržavati nekoliko različitih operativnih sistema smještenih na različitim particijama. Internu strukturu particije dodijeljene bilo kojem OS-u u potpunosti određuje taj operativni sistem.
Osim toga, postoje i drugi razlozi za particioniranje diska, na primjer:
Mogućnost korištenja diskova kapaciteta većeg od MS DOS-a
32 MB;
Ako je disk oštećen, izgubljene su samo informacije koje su bile na tom disku;
Reorganizacija i pražnjenje malog diska je lakše i brže od velikog;
Svakom korisniku se može dodijeliti vlastiti logički pogon.
Poziva se operacija pripreme diska za upotrebu formatiranje, ili inicijalizacija. Sav raspoloživi prostor na disku podijeljen je na strane, staze i sektore, pri čemu su staze i strane numerirane počevši od nule, i sektori koji počinju od jedan. Skup tragova koji se nalaze na istoj udaljenosti od ose diska ili paketa diskova naziva se cilindar. Dakle, fizička adresa sektora određena je sljedećim koordinatama: broj staze (cilindar - C), broj strane diska (glava - H), broj sektora - R, tj. CHR.
Prvi sektor tvrdog diska (C=0, H=0, R=1) sadrži glavni zapis za pokretanje – Master Boot Record. Ovaj unos ne zauzima cijeli sektor, već samo njegov početni dio. Glavni zapis za pokretanje je nesistemski program za pokretanje sistema.
Na kraju prvog tvrdi sektor disk sadrži tabelu particija diska - Particiona tabela. Ova tabela sadrži četiri reda koji opisuju najviše četiri particije. Svaki red u tabeli opisuje jedan odeljak:
1) aktivni dio ili ne;
2) broj sektora koji odgovara početku odseka;
3) broj sektora koji odgovara kraju odseka;
4) veličina particije u sektorima;
5) kod operativnog sistema, tj. kom OS-u pripada ova particija?
Particija se naziva aktivnom ako sadrži program za pokretanje operativnog sistema. Prvi bajt u elementu sekcije je oznaka aktivnosti sekcije (0 – neaktivno, 128 (80H) – aktivno). Koristi se za određivanje da li je particija sistemska (bootable) i da li operativni sistem treba da se učita sa nje kada se računar pokrene. Samo jedna sekcija može biti aktivna. Mali programi koji se nazivaju boot manageri mogu se nalaziti u prvim sektorima diska. Oni interaktivno pitaju korisnika s koje particije da se pokrene i prema tome prilagođavaju zastavice aktivnosti particije. Pošto tabela particija ima četiri reda, na disku može biti do četiri različita operativna sistema, stoga disk može sadržavati nekoliko primarnih particija koje pripadaju različitim operativnim sistemima.
Primjer logičke strukture tvrdog diska koji se sastoji od tri particije, od kojih dvije pripadaju DOS-u, a jedna UNIX-u, prikazan je na slici 3.2a.
Svaka aktivna sekcija ima svoju boot entry– program koji učitava ovaj OS.
U praksi se disk najčešće dijeli na dvije particije. Veličine particija, bez obzira da li su deklarirane kao aktivne ili ne, postavlja korisnik tokom procesa naporno trenirati disk radi. Ovo se radi pomoću specijalni programi. U DOS-u ovaj program se zove FDISK, u Windows-XX verzijama se zove Diskadministrator.
U DOS-u je primarna particija Primarna particija, ovo je odeljak koji sadrži učitavač operativnog sistema i sam OS. Dakle, primarna particija je aktivna particija, koja se koristi kao logički pogon pod nazivom C:.
operaciona sala WINDOWS sistem(naime WINDOWS 2000) promijenio terminologiju: aktivna particija se zove sistemska particija, a particija za pokretanje je logički disk koji sadrži sistemske datoteke WINDOWS. Logički pogon za pokretanje može biti isti kao sistemska particija, ali se može nalaziti na drugoj particiji istog tvrdog diska ili na drugom tvrdom disku.
Napredni odjeljak Proširena particija može se podijeliti na nekoliko logičkih pogona s imenima od D: do Z:.
Slika 3.2b prikazuje logičku strukturu tvrdog diska, koji ima samo dvije particije i četiri logička pogona.
Sistem podataka je dio operativnog sistema čija je svrha pružiti korisniku zgodan interfejs sa podacima pohranjenim na disku i dijeljenjem datoteka među više korisnika i procesa. Sistem datoteka znači:
· ukupnost svih datoteka na disku;
· skupovi struktura podataka za upravljanje datotekama, kao što su direktoriji datoteka, deskriptori datoteka, tabele slobodnog i iskorištenog prostora na disku;
· skup modernih softverskih alata koji implementiraju upravljanje datotekama, posebno kreiranje, uništavanje, čitanje, pisanje, imenovanje, pretraživanje i druge operacije na datotekama.
Svaki fajl na disku je pridružen jednom i samo jednom inode fajlu, koji je identifikovan svojim rednim brojem - indeksom datoteke. To znači da je broj datoteka koje se mogu kreirati na sistemu datoteka ograničen brojem inode, koji je ili eksplicitno specificiran kada je sistem datoteka kreiran ili izračunat na osnovu fizičke veličine particije diska.
File- ovo je određena količina informacija (programa ili podataka) koja ima ime i pohranjena je u dugoročnu (vanjsku) memoriju.
Naziv datoteke sastoji se od dva dijela, odvojena tačkom: stvarnog naziva datoteke i ekstenzije koja određuje njen tip (program, podaci, itd.). Stvarno ime datoteke daje korisnik, a tip datoteke obično automatski postavlja program kada se kreira.
Ovo uzima u obzir ograničenja OS-a na korišćene znakove i dužinu imena. Dakle, u popularnom sistemu datoteka FAT, dužina imena je ograničena na dobro poznatu šemu 8.3 (8 znakova - samo ime, 3 znaka - ekstenzija imena). Moderni sistemi datoteka obično podržavaju duga simbolička imena datoteka. Na primjer, Windows XP u svom sistemu datoteka NTFS (New Technology File System) navodi da ime datoteke može sadržavati do 255 znakova, ne računajući završni null karakter.
Informacije se snimaju na disk duž koncentričnih staza (traka), koje su podijeljene u sektore. Broj zapisa i sektora ovisi o vrsti i formatu diska. Sektor pohranjuje minimalnu količinu informacija koja se može upisati na disk ili pročitati. Kapacitet sektora je konstantan i iznosi 512 bajtova.
OS kreira listu sektora dodijeljenih svakoj datoteci. Obično se prostor na disku dodjeljuje datotekama blokovi iz nekoliko sektora tzv klasteri(vidi sliku 2). Obično je to najmanja količina prostora na disku koja se može dodijeliti za pohranjivanje datoteke. Datoteci se uvijek dodjeljuje paran broj klastera
Pvc 1. Struktura diska. (A) kolosijek (B) geometrijski sektor (C) klaster sektora kolosijeka (D).
Prilikom pisanja datoteke na disk, OS upisuje broj prvog klastera koji je dodijeljen datoteci u direktorij u kojem je datoteka kreirana. Zatim OS upisuje sljedeći broj klastera u odabranu datoteku, itd. NTFS sistem datoteka pohranjuje servisne informacije o datotekama u glavnoj tablici datoteka – Master File Table (MFT).
Servisne informacije uključuje: naziv datoteke, bajt atributa, vrijeme izmjene, datum izmjene, broj prvog klastera iz kojeg počinje snimanje datoteke, veličinu, sigurnosni deskriptor: označava ko ima koja prava na ovaj fajl ili folder. NTFS volumen se sastoji od MFT (Master File Table) koji sadrži direktorij datoteka i prostor za pohranjivanje datoteka. Sam MFT je također datoteka, au prvom unosu opisuje MFT datoteku, sve u tabeli NTFS fajlovi prvih 16 zapisa su servisni, a od sedamnaestog zapisa nadalje postoji opis ostalih fajlova u svesci. Za veću toleranciju grešaka, specifikacija pruža kopije MFT-a i sektora za pokretanje.
Direktorij je, s jedne strane, grupa datoteka koje korisnik kombinira na osnovu određenih razmatranja (na primjer, datoteke koje sadrže programe za igre ili datoteke koje čine jedan softverski paket), a s druge strane, to je datoteka koja sadrži sistemske informacije o grupi datoteka koje ga čine. Direktorij sadrži listu datoteka uključenih u njega, a uspostavlja se korespondencija između datoteka i njihovih karakteristika (atributa). Sa tačke gledišta sistema datoteka, direktorijum (folder) je posebna datoteka koja sadrži informacije o drugim datotekama (folderima). Lanac podfoldera koji sadrži datoteku naziva se pristupna staza datoteci.
Ako su stotine ili hiljade datoteka pohranjene na disku, tada se radi lakšeg pretraživanja datoteke organiziraju u hijerarhijski sistem datoteka na više nivoa.
U Windows-u, na vrhu hijerarhije fascikli nalazi se fascikla Desktop. Ovo je osnovni folder. Sledeći nivo predstavljaju fascikle: My Computer, Recycle Bin i Network Neighborhood (ako je računar povezan na lokalnu mrežu).
Putanja do datoteke. Da biste pronašli datoteku u hijerarhijskoj strukturi datoteke, morate odrediti putanju do datoteke. Putanja do datoteke uključuje logičko ime diska, upisano kroz separator "\", i niz imena ugniježđenih direktorija, od kojih posljednji sadrži dati. potreban fajl. Na primjer, putanja do datoteke “Optical phenomena” se može napisati na sljedeći način: C:\Abstracts\Physics\Optical phenomena.doc. Poziva se put do datoteke zajedno s imenom datoteke puno ime fajl.
Funkcije operativnih sistema uključuju dijalog sa korisnikom. Način vođenja dijaloga sa OS-om je: manipulator miša, Touchpad, tastatura, itd. Komande se mogu unositi pomoću komandnog menija, trake sa alatkama itd.
