Реферат на тему Файловая система. + задание

Оглавление

1.Файловая система
1.1. Общие сведения
1.1.1. Компоненты файловой системы
1.1.2. Обзор существующих файловых систем
2. Файловые системы FAT
2.1. Виды FAT
2.2. FAT32
2.2.1. Структура FAT32
2.2.2. Заданные по умолчанию размеры кластера
2.2.3. Функциональные свойства FAT32
2.2.4. Достоинства и недостатки FAT32
3. Файловая система NTFS
3.1. Особенности NTFS
3.2. Заданные по умолчанию размеры кластера
3.3. Достоинства и недостатки NTFS
4. Сравнения функциональных свойств файловых систем FAT32 и NTFS
Список литературы

Реферат на тему Файловая система. задание

512 байт
8 до 16 Гб
1 Kб
16 до 32 Гб
2 Kб
32 Гб
4 Kб
Поскольку в FAT32 размеры кластера могут быть величиной  32 Кб, FAT32 имеет теоретическое свойство обращаться к 8-терабайтным (Тб) томам. Хотя Windows 2000 работает с существующими FAT32 томами больших размеров (созданных в других операционных системах), система ограничивает новые тома FAT32 максимумом 32 Гбайтами. Более высокие возможности величины кластера FAT32 позволяют системе управлять дисками более эффективно чем FAT12; она может обрабатывать вплоть до тома величиной в 128 Мб с 512-байтовыми кластерами.
2.2.3. Функциональные свойства FAT32
Файловая система FAT32 поддерживает следующие функциональные свойства:
1. Дефрагментация. Это операция, состоящая в эффективном размещении физических структур файлов. При дефрагментации кластеры каждого файла размещаются в одном месте на диске, что сокращает время обращения к файлу.
2. Уступающие блокировки. Это блокировка, помещенная компьютером - клиентом в файл, находящийся на сервере. В большинстве случаев, компьютер - клиент запрашивает уступающую блокировку так, что он может кэшировать данные в заданном месте, чтобы сократить сетевой трафик и улучшить допустимое время отклика. Уступающие блокировки используются сетевыми системами переадресации на компьютерах - клиентах с удаленными серверами, так же как и клиентскими приложениями на локальных серверах.
3. Тома и сборка тома.
2.2.4. Достоинства и недостатки FAT32
Достоинства:
1. Высокая скорость работы;
2. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;
3. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.
4. Низкое требование к объему оперативной памяти;
Недостатки:
1. Не эффективная работа с файлами больших размеров;
2. Низкая защита от сбоев системы;
3. Снижение быстродействия при фрагментации;
4. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;
5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов6.
3. Файловая система NTFS
NTFS - предпочитаемая файловая система в семействе Windows 2003 Server, Windows XP, Windows 2000 и Windows NT. Она была разработана, чтобы удовлетворять требованиям быстродействующих файловых и сетевых серверов, а так же персональных ЭВМ и, при этом, обойти многие из ограничений, ранее сделанных в файловых системах FAT16 и FAT32.
3.1. Особенности NTFS
Восстанавливаемость данных. NTFS ограничивает возможность порчи данных, организовывая операции ввода-вывода (I/O) при помощи транзакций (групповых операций). Транзакции являются элементарными операциями, который означают, что или вся операция ввода-вывода (I/O) должна завершиться, или ни одно из этих действий не может завершиться. Если что-нибудь прерывает транзакцию, происходящую из-за потери электропитания компьютера или отмены операции ввода-вывода (I/O), NTFS делает все возможное, чтобы гарантировать, что любое изменение сделанное в файловой системе, поскольку часть операции ввода-вывода (I/O) была отменена или был сделан откат назад, возвращает файловую систему в ее прежнее состояние, перед тем как операция ввода-вывода (I/O) началась.
NTFS является также и полностью восстанавливаемой файловой системой. Она предназначена, чтобы восстанавливать последовательность данных на диске после сбоя центрального процессора, системного аварийного отказа или ошибки ввода - вывода (I/O). NTFS дает возможность операционной системе, чтобы восстановиться без использования вами утилит проверки диска. Однако, NTFS обеспечивают некоторые дисковые утилиты в случае, если восстановление завершается ошибкой, или искажение данных  происходит за пределами управления файловой системы.
Сохранение устойчивости при сбоях. Методы хранения избыточных данных могут использоваться NTFS, чтобы гарантировать, что, если данные разрушаются на одном физическом диске, то может извлечься сохраненная копия из зеркала диска. NTFS всегда использует избыточность данных, чтобы защитить внутренние структуры данных, содержащие метаданные, очень важные для целостности тома.
Защита данных. NTFS выполняет файлы и каталоги как защищенные объекты согласно архитектуре защиты (системы безопасности) объекта Windows. Доступ к объектам файла и каталога в NTFS может быть ограничен конкретным пользователям и их группам в среде этой архитектуры. Функции защиты данных для файлов и каталогов не включаются в файловых системах FAT.
Многочисленные потоки данных. NTFS файлы могут состоять из более чем одного потока. Дополнительные потоки могут содержать любой вид данных, хотя обычно это - данные, характеризующие файл или метаданные.
Имена в Unicode. Unicode - стандартный символьный набор, используемый в NTFS и заменяет устаревший однобайтовый символьный набор ASCII. Каждый символ, используемый в каждом главном естественном языке, представлен уникальным двухбайтовым числом в символьном наборе Unicode.
Усовершенствованная индексация атрибута файла. NTFS включает в себя способность индексировать атрибуты файла в качестве средства расположения и сортировки многочисленных файлов, которые быстро совместно используют похожие данные. В файловых системах FAT32 и FAT16 предусмотрена возможность  индексировать имена файлов, но не их атрибуты. Также, эти файловые системы не имеет функциональных возможностей, чтобы сортировать индексированные имена файлов FAT32 и FAT16.
Динамическое перераспределение плохих кластеров. Когда операция чтения на томе NTFS, который - не защищен от ошибок, встречает испорченные данные в группе секторов, каждый сектор в группе (кластере), отмечается как плохой, и последующие попытки выполнить операции чтения в этом секторе приведут к возвращению ошибки. В том же самом сценарии в файловых системах FAT, сама файловая система не отмечает дефектные секторы - пользователь должен запустить утилиту Chkdsk.exe, чтобы сделать это.
Когда этот сценарий происходит на защищенных от ошибок (отказоустойчивых) томах NTFS, файловая система, с каждым дефектным сектором, с которым она сталкивается, делает нижеследующее:
Восстанавливает неиспорченные данные из вторичного источника в томе.
Определяет местонахождение хорошего сектора и записывает восстановленные данные в него.
Перераспределяет дефектный сектор в новый хороший сектор так, чтобы все последующие попытки выполнить операции ввода-вывода (I/O) на дефектном секторе, должны автоматически переадресовываться в новый сектор7.
Жесткие связи и подсоединения. Жесткие связи и подсоединения - это два способа, которыми объекты-хранилища могут быть связаны в среде NTFS.
Поддержка сжатия и разреженного файла. Тома NTFS поддерживают сжатие файла на базе отдельного файла. Алгоритм сжатия файла, используемый NTFS - это метод сжатия Lempel-Ziv. Это - не имеющий потерь алгоритм сжатия, что означает, что данные, при сжатии и восстановлении из сжатого состояния файла, не теряются, в противоположность алгоритмам сжатия с потерями (lossy) типа формата файла изображения JPEG, где некоторые данные теряются каждый раз, когда происходят сжатие и восстановление сжатых данных.
Файл в котором большинстве данных - нули, называется разреженным файлом. NTFS выполняет форму сжатия файла специально для разреженных файлов в котором записываются в файл только ненулевые данные, а файловая система обеспечивает корректное количество нулевых данных необходимых прикладной программе.
Системные журналы изменений. NTFS создает и поддерживает системные журналы изменений для каждого тома, которые отслеживают все изменения, сделанные в них.
Отслеживание распределенных связей. Оболочка Windows дает возможность пользователю создать файлы на её рабочем столе, связанные с приложениями, которые постоянно находятся в другом месте на томе. Меню Пуск, которое пользователь может конфигурировать, содержит много образцов этого вида связей. Также и технология связывания и внедрения объекта, или OLE, дает возможность прикладной программе внедрить связи от внешних файлов внутрь файлов, которые они создают и поддерживают. Составные части набора Office 2000: Word, PowerPoint® и Excel— являются примерами приложений, которые используют OLE технологию.
Проблема возникает в предыдущих случаях тогда, когда файл, будучи связанным (источник связи) перемещается, что делает его недоступным через посредство связи также, называемый как клиент связи. Отслеживание распределенной связи было сначала введено в версии NTFS, поставляемую с Windows 2000, чтобы дать возможность клиентским приложениям проследить за источниками связи, которые переместились. В результате этого, приложения и пользователи, которые создают связи, не должны обслуживать редактирование связи самостоятельно, когда источник ссылки перемещается.
Шифрование. NTFS обеспечивает Шифрующую файловую систему, или (EFS) для криптографической защиты файлов и каталогов.
Поддержка POSIX.
1. Файлы могут получить доступ в файловых системах NTFS в соответствии с соглашениями об именовании POSIX. Соглашения POSIX допускают имена файлов, которые имеют концевые пробелы, имена файла, которые имеют точки в конце (.) и имена файла, которые являются идентичными, если не считать регистр символов.
2. Разрешаются пересечения, где атрибуты защиты каждого родительского каталога в пути файла или каталога используются в определении, имеет ли конкретный пользователь доступ к нему.
3. Отметки времени "Файл изменил время".
4. Жесткие ссылки в POSIX-стиле.
API дефрагментации. Файл сохраняется на дисководе и другом носителе информации в одном или нескольких кластерах. Кластеры - это элементарный модуль данных, составленных из одного или нескольких секторов. Сектора - это физические модули сохранения данных.
Поскольку файл записывается на диск, файл не может записаться в непрерывных кластерах. Кластеры, состоящие из нескольких несмежных участков замедляют процесс чтения и записи файла. Удаленные друг от друга на диске кластеры состоящие из нескольких несмежных участков, обрабатываются медленнее из-за увеличенного времени, которое тратиться для перемещения головок чтения/записи жесткого диска к ним. Файл с кластерами состоящими из нескольких несмежных участков, как говорят - фрагментирован. Чтобы оптимизировать файлы для быстрого доступа, том может дефрагментироваться.
NTFS не выполняет дефрагментацию, но с версией 5.0 это действие предоставляется для приложений, чтобы выполнять дефрагментацию при помощи вызова API. Этот API состоит из функций, которые дают возможность прикладным программам получить карту распределения кластеров, которые находятся в использовании, и кластеров, которые не используются, получают схему того, как файл использует свои кластеры и перемещают файл.
Точки повторной обработки. В среде NTFS, файл или каталог могут содержать точку повторной обработки, которая является совокупностью определяемых пользователем данных.
Каталоги как точки повторной обработки тома. Точки повторной обработки тома - это каталоги в томе, которые приложение может использовать, чтобы "собрать" другой том, то есть установить его для использования в месте, которое задает пользователь. Другими словами, Вы можете использовать точку повторной обработки тома как шлюз к тому. Когда том установлен в точке повторной обработки тома, пользователи и приложения могут видеть монтируемый том с помощью точки повторной обработки тома или имени диска.
Используя точки повторной обработки тома, Вы можете объединить в одну логическую файловую систему в корне различные файловые системы такие как NTFS, 16-разрядная файловая система FAT, файловых система ISO-9660 для диска CD-ROM и так далее. Ни пользователи, ни приложения не нуждаются в информации о томе, на котором находится конкретный файл. Вся информация, которой они должны определить местонахождение заданного файла - полный путь к нему. Тома могут быть перестроены, заменены или разделены на многие тома без пользователей или приложений, которые должны изменить назначения8.
3.2. Заданные по умолчанию размеры кластера
NTFS использует 64-разрядные индексы кластеров. Эта свойство дает NTFS способность обращаться к томам до 16 эксабайтов (16 миллиардов Гбайтов); однако, Windows 2000 ограничивает размер тома NTFS чтобы адресация была с 32-разрядными кластерами, которые обеспечивают 128 Tб (используя 64-килобайтные кластеры). Таблица ниже показывает заданные по умолчанию (типичные) размеры кластера томов NTFS.
В таблице 3 приведены значения по умолчанию размеров кластера NTFS.
Таблица 3
Размер тома
Размер кластера
0 to 512 Mб
512 байтов
513 Mб до 1 Gб
1 Kб
1025 Mб to 2 Gб
2 Kб
2 Gб и больше
4 Kб
Имена файлов NTFS могут быть практически любой длины (вплоть до 255 символов). Нет никаких требований, чтобы имена файлов NTFS имели расширения; однако, много прикладных программ все еще создают и используют их. Дополнительную информацию, см. в статье Именование файлов.
3.3. Достоинства и недостатки NTFS
Достоинства:
1. Быстрая скорость доступа к файлам малого размера;
2. Фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему;
3. Размер дискового пространства на сегодняшний день практически не ограничен;
4. Высокая производительность при работе с файлами большого размера;
5. Высокая надежность сохранения данных и собственно самой файловой структуры.
Недостатки:
1. Более высокие требования к объему оперативной памяти по сравнению с FAT 32;
2. Работа с каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации;
3. Более низкая скорость работы по сравнению с FAT 329.
4. Сравнения функциональных свойств файловых систем FAT32 и NTFS
В таблице 4 приведено сравнение функциональных свойств и ограничений файловых систем FAT32 и NTFS
Таблица 4
FAT32
NTFS
Совместимость с MS-DOS
Нет
Нет
Дисковые квоты 
Нет
Да
Сжатие файла
Нет
Да
Размер файла