Systemy plików soow, soow
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Ł.J. 1
______________________________________________________________________
SOOW
Systemy plików
______________________________________________________________________
I. Rodzaje systemw plikw
System plików –
sposób zapisywania plików na dysku
, metoda przechowywania
plików, zarządzania plikami, informacjami o tych plikach, tak by dostęp do plików
i danych w nich zgromadzonych był łatwy dla uŜytkownika systemu.
Systemy plików stosuje się dla róŜnych nośników danych, takich jak dyski, dyskietki,
a takŜe w strumieniach danych, sieciach komputerowych, pamięciach. We współczesnych
systemach operacyjnych bezpośrednie operowanie na danych w plikach zarezerwowane jest
tylko dla systemu operacyjnego, aplikacje mają dostęp tylko do operacji na plikach i mają
zabroniony bezpośredni dostęp do nośnika danych.
FAT
FAT16
FAT32
NTFS
NTFS 4
NTFS 5
ext
ext2
ext3
ReiserFS
Reiser4
HPFS
CDFS
VFAT
Z formalnego punktu widzenia system plików to reguły umieszczania na nośniku
danych abstrakcyjnych danych oraz informacji umoŜliwiających przechowywanie tych
danych, łatwy i szybki dostęp do informacji o danych oraz do tych danych, manipulowania
nimi a takŜe sposobach usuwania ich.
Większość systemów operacyjnych posiada własny (macierzysty) system plików,
rozwijany równolegle z nim (np. FAT w
DOS
-ie, NTFS w Microsoft Windows NT lub
ext/ext2/ext3 i ReiserFS/Reiser4 w Linuksie), ze względu na pewne specyficzne
właściwości nadawane plikom (np. atrybut wykonywalności pliku), podobnie jak niektóre
nośniki danych (np. ISO 9660 na CD-ROM i UDF na DVD), jednak sam system plików jest
niezaleŜny od nich. Same systemy operacyjne (w szczególności Unix i jego pochodne)
potrafią obsługiwać wiele systemów plików.
______________________________________________________________________
3
______________________________________________________________________
Klastery
Określa to, jak informacje są zapisywane i odczytywane. System plików definiuje
takŜe wielkość klastrów, moŜliwe do uŜycia atrybuty plików oraz schemat poprawnych
nazw plików i katalogów - ich długość (8.3, długie nazwy plików) i dopuszczalne znaki w
nazwach. Najpopularniejsze systemy plików to FAT16 (stosowany w MS-DOS, Windows
9x i Windows NT), FAT32 (Windows 95 OSR2 i Windows 98) oraz NTFS (Windows NT).
Jedynym wspólnym systemem plików wszystkich wersji Windows i MS-DOS jest FAT16.
Inne popularne systemy plików to: HPFS, CDFS i VFAT.
Wielkości klastrów w róŜnych systemach plików
Rozmiar partycji
FAT16
FAT32
NTFS
0 - 32
MB
0,5 kB
-
0,5 kB
33 - 64
MB
1 kB
-
0,5 kB
65 - 127
MB
2 kB
-
0,5 kB
128 - 255
MB
4 kB
-
0,5 kB
256 - 511
MB
8 kB
-
0,5 kB
512 - 1023
MB
16 kB
4 kB
1 kB
1 - 2
GB
32 kB
4 kB
2 kB
2 - 4
GB
64 kB
4 kB
4 kB
4 - 8
GB
-
4 kB
8 kB
8 - 16
GB
-
8 kB
16 kB
16 - 32
GB
-
16 kB
32 kB
pow 32
GB
-
32 kB
64 kB
______________________________________________________________________
II. System plikw FAT
Dysk twardy podzielony jest na niewielkie fragmenty, zwane jednostkami alokacji lub
klastrami. PoniewaŜ jednostka alokacji jest wartością logiczną, a nie fizyczną (nie znajduje
się ona fizycznie na dysku), jej rozmiar moŜna róŜnie zdefiniować w zakresie od 512
bajtów do 64 kilobajtów (Windows NT pozwala tworzyć nietypowe klastry o wielkości 256
kB). KaŜdy znajdujący się na dysku twardym plik zajmuje jeden bądź więcej klastrów, ale
w jednym klastrze moŜe znajdować się tylko jeden plik (lub jego część). Gdy rozmiar pliku
jest mniejszy niŜ rozmiar klastra, niewykorzystane miejsce marnuje się, zatem dlatego im
mniejsze jednostki alokacji, tym bardziej ekonomicznie wykorzystane jest miejsce na
dysku. Maksymalna liczba jednostek alokacji na dysku jest jednak ograniczona przez
system plików.
FAT (
File Allocation Table
– tablica alokacji plików) jest to tablica opisująca,
w których klastrach dysku twardego lub dyskietki magnetycznej system operacyjny ma
szukać kaŜdego z zapisanych na nim plików. FAT jest tworzony podczas formatowania
nośnika danych. Podczas zapisu pliku informacje o nim są automatycznie zachowywane
w tablicy FAT. Potocznie przez FAT rozumie się FAT16 lub FAT32.
FAT16
FAT16 jest odmianą systemu plików FAT, z którego moŜe korzystać MS-DOS
i Windows. Pierwsze pecety pracujące pod systemem DOS miały architekturę 16-bitową.
Oznaczało to, Ŝe ich system plików mógł opisać tylko 216, czyli 65 535 klastrów.
Początkowo klastry były rozmiarowo równe fizycznym sektorom dysku twardego (512
bajtów), ale szybko okazało się, Ŝe w ten sposób moŜna opisać pojemność tylko 32 MB.
Większy dysk twardy trzeba było dzielić na partycje. W związku z tym postanowiono
zwiększyć rozmiary jednostek alokacji. Problem zaczął się, gdy dyski przekroczyły rozmiar
gigabajta, a jednostki alokacji rozrosły się aŜ do 32 kilobajtów. Przy tak duŜej jednostce
alokacji notatka o wielkości dwóch kilobajtów zmarnuje 30 kilobajtów miejsca. Plików tej
wielkości na dysku moŜe być tysiące, co prowadzi do duŜych strat pojemności. FAT16 miał
jeszcze jedno powaŜne ograniczenie – obsługiwał partycje tylko do wielkości 2,1 gigabajta.
Konieczne stało się opracowanie nowego, lepszego systemu plików – i tak powstał FAT32.
FAT16 - Odmiana systemu plików FAT, z którego mogą korzystać róŜne systemy
operacyjne.
Pierwsze komputery klasy PC pracujące pod kontrolą systemu DOS miały
architekturę 16-bitową. Oznaczało to, Ŝe ich system plików mógł opisać tylko 216, czyli
65536 klastrów. Klastery były rozmiarowo równe fizycznym sektorom dysku twardego
(512 bajtów), jednakŜe ograniczało to pojemność do 32 MB. Większy dysk twardy trzeba
było dzielić na partycje. Zatem postanowiono zwiększyć rozmiar jednostek alokacji.
JednakŜe gdy wielkość dysków doszła do 1 gigabajta, jednostki alokacji osiągnęły rozmiar
32 kilobajtów. Tak duŜa wielkość spowodowała duŜe marnotrawstwo przestrzeni dyskowej
(plik zawierający 10 bajtów informacji zajmował na dysku 32 kilobajty miejsca). Drugim
mankamentem systemu plików FAT było ograniczenie wielkości dysku do 2,1 GB.
______________________________________________________________________
5
______________________________________________________________________
Wymienione cechy spowodowały konieczność stworzenia następcy – systemu
FAT32. Inną cechą systemu FAT16 jest nierozróŜnianie wielkości liter w nazwach plików,
oraz ograniczenie długości nazwy plików do 12 znaków.
FAT16 jest stosowany w systemach operacyjnych Microsoftu od MS-DOS do
Windows 95. W Windows 95 OSR2 wprowadzono po raz pierwszy FAT32, który wraz
z NTFS jest stosowany w nowszych systemach tej firmy. System FAT16 jest nadal często
stosowany na niewielkich mediach, np. kartach pamięci flash.
FAT32
FAT32 jest kolejną odmianą systemu plików FAT, z którego mogą korzystać
systemy operacyjne Windows 95 OSR 2, Windows 98 oraz ich nowsze wersje. FAT32
moŜe rozpoznać 232 (czyli 4 294 967 296) adresów jednostek alokacji, dzięki czemu
obsługuje dyski twarde do wielkości dwóch terabajtów (dwóch tysięcy gigabajtów). Dla
partycji o rozmiarach poniŜej 8 GB jednostka alokacji ma wielkość tylko 4 kB, dzięki
czemu nie ma duŜych strat pojemności. FAT32 wymaga partycji o minimalnych rozmiarach
512 MB. Jednak FAT32 ma teŜ wady – na razie nie moŜna kompresować dysków z takim
systemem plików, a takŜe wiele systemów operacyjnych nie rozpoznaje FAT32 (np.
Windows NT czy MS-DOS) – przez co nie moŜe go stosować ani odczytać danych na nim
zapisanych. Poza standardowymi systemami plików jest równieŜ wykorzystywany
wirtualny system plików działający w systemach Windows 9x oraz w Windows NT. W jego
określeniu uŜywana jest nazwa wirtualny, poniewaŜ VFAT jest tylko rozszerzeniem
systemu plików FAT (Virtual FAT – wirtualny FAT). Jego dodatkowe moŜliwości to:
obsługa długich nazw plików, wykorzystywanie VCACHE i lepsza wydajność (szybkość).
FAT32 - Odmiana systemu plików FAT, po raz pierwszy zastosowany w systemie
operacyjnym Windows 95 OSR2, następca FAT16. FAT32 (który pomimo nazwy
sugerującej 32 bity, uŜywa tylko 28 bitów) pozwalając teoretycznie na opisanie
268.435.438 klastrów, co umoŜliwiałoby uŜycie go nawet na wieloterabajtowych dyskach
twardych. W rzeczywistości, z powodu ograniczeń wbudowanych w program uŜytkowy
"fdisk" firmy Microsoft, który obsługuje maksymalnie 4.177.920 klastrów, wielkość
partycji obsługiwanej w tym systemie plików nie moŜe przekroczyć 124,55 gigabajtów, co
nie pozwala na jego uŜycie z nowymi generacjami twardych dysków. Więcej informacji na
ten temat moŜna znaleźć na stronie Microsoftu. Maksymalny rozmiar pliku to 4 GB - 1 B
(232 B - 1 B).
W momencie powstania, był on wyraźnie lepszy od swojego poprzednika, FAT16,
jednak z powodu swoich ograniczeń został zastąpiony systemem NTFS w późniejszych
systemach Microsoftu, jak np. Windows XP. W Windows XP moŜna korzystać z FAT,
moŜna takŜe zainstalować go na takiej partycji, jednak systemowe narzędzia nie potrafią
utworzyć partycji FAT o rozmiarze większym niŜ 32 GB. Aby utworzyć partycję FAT
o rozmiarze większym niŜ 32 GB, naleŜy posłuŜyć się alternatywnym narzędziem do
partycjonowania: PQMagic, systemem Windows 95OSR2/98 lub systemem Linux (patrz
polecenie mkdosfs).
[ Pobierz całość w formacie PDF ]