Systemy Operacyjne (1)

Systemy plików
FAT12, FAT16, FAT32, NTFS
Dysk
• Podłączone do komputera urządzenie do
przechowywania danych.
• Obszar przechowywania informacji, który
sformatowano przy użyciu systemu
plików i przypisano literę dysku. Może być
to dyskietka, dysk CD, dysk twardy lub
dysk innego typu
Precyzja
odległość głowicy od dysku:
0.2 – 0.07 mm (i mniej)
przekrój włosa
głowica
odcisk palca
powierzchnia
dysku
szerokość ścieżki
zależnie od wysokości
głowicy
drobinka pyłu
tytoniowego
Organizacja zapisu na dyskach
Podstawowymi pojęciami opisującymi
twarde dyski są:
•Sektor
•Klaster (jednostki alokacji )
Sektor – elementarna jednostka informacji – ciągły
fragment powierzchni dysku pozwalający na zapisanie
571 bajtów danych (512B dostępnych dla użytkownika,
pozostałe to nagłówek i stopka)
Klaster – jednostka alokacji (allocation unit) ciągły
zbiór sąsiadujących ze sobą sektorów danych –
najmniejsza jednostka jaką można przypisać plikowi.
dla klastra 4kB: plik 3kB zajmie 1 klaster (4kB)
plik 5kB zajmie 2 klastry (8kB)
Sektor
przerwa między
sektorami
obszar danych
512B = 4096b
przerwa między
sektorami
kod CRC
nagłówka
nagłówek
kod korekcji ECC
lub CRC
przerwa
CRC (cyclical redundancy check)
ECC (error correction code)
2 bajty na końcu każdego sektora
(dyskietki) dodawane po każdym
zapisie i sprawdzane przy odczycie
łańcuch kodów korekcji błędów na
końcu każdego sektora HD
Algorytm ECC znajduje i poprawia
błędy
System plików
To pewien sposób organizacji informacji
na dyskach komputera.
Systemy plików wykorzystują
hierarchiczną strukturę folderów do
uporządkowania danych
Do podstawowych systemów plików
zaliczamy
• FAT (FAT12, FAT16, FAT32, FAT64) stosowany systemach
operacyjnych DOS i Windows,
• NTFS - stosowany w systemach operacyjnych Windows NT,
• EXT (EXT, EXT2,EXT3, EXT4) - stosowany w systemach
operacyjnych Linux,
• Reiser - (ReiserFS, Reiser4) stosowany w systemach operacyjnych
Linux,
• ISO 9660 – stosowany na płytach CD-ROM,
• UDF – stosowany na płytach DVD.
FAT12, FAT16, FAT32
Zalety
• Prosty w implementacji (wdrażanie) - idealny do
urządzeń przenośnych i osadzonych systemów operacyjnych
• Popularny i dobrze udokumentowany
• Obsługiwany przez praktycznie każdy system operacyjny
Wady
•
•
•
•
Podatny na awarie
Podatny na fragmentacje
Brak systemu uprawnień
Nieefektywny przy dużej ilości plików i przy dużych
partycjach
• FAT12 – numery klastrów są liczbami 12 bitowymi
(0..4095), kilka numerów jest zarezerwowanych,
zostaje: 2..4086
• FAT16 - numery klastrów są liczbami 16 bitowymi
• FAT32 - numery klastrów są liczbami 32 bitowymi
(4bajtowe)
FAT12: dla klaster=1 sektor pojemność dysku=
4086(4kB)x512B<2MB (dla dyskietki OK., dla dysku
za mało)
dla klaster = 8 sektor pojemność dysku=
4086x(8x512B)=do ok..16MB
• FAT16 – wprowadzony z wersją 3 DOS do obsługi
dysków większych niż 16MB.
• dla klastra=4xsektor = 2kB
(4x512B=2kBx65500)=pojemność dysku < 128 MB
• dla większych dysków trzeba zwiększyć rozmiar klastra
• FAT32 – wprowadzony wraz z systemem Windows 95
może obsługiwać klastry i 32 bitowych numerach.
4 znaczące bity są zarezerwowane – numer
klastra=28bitów = 268435456 numenrów
• minimalny rozmiar dysku z systemem FAT32, to
512MB
• Tablica FAT32 może mięć do 1GB
(klaster=sektor=512B) dysk o pojemności 2048 GB
katalog główny
kopia rekordu
rozruchowego
obszar zarezerwowany
tablica rozmieszczenia
plików #2
tablica rozmieszczenia
plików #1
tablica rozmieszczenia
plików #2
obszar zarezerwowany
sektor rozruchowy
tablica rozmieszczenia
plików #1
rekord rozruchowy
3 sektory
FAT32
FAT12
i FAT16
Struktura logiczna dysków
obszar danych
(pliki i katalogi)
obszar zarezerwowany zwykle 32 sektory
obszar danych
(pliki i katalogi)
Struktura logiczna dysków
• Rekord rozruchowy (MBR Master Boot Record,)–
pierwszy sektor na dysku (dyskietce) – odpowiedzialny
za załadowanie odpowiedniego systemu operacyjnego,
skojarzony z tablicą zawierającą informacje o dysku
• Tablica rozmieszczenia plików – FAT
System plików używany w systemie MS-DOS i innych
systemach operacyjnych Windows do organizowania
plików i zarządzania nimi.
• Katalog główny (root directory) – w formacie FAT12
i FAT16 część obszaru systemowego dysku,
– FAT32 – traktowany podobnie jak inne podkatalogi.
• Zawiera wskaźniki początków plików, ich rozmiary
i nazwy.
• Podkatalogi – pliki zawierające dodatkowe listy plików.
Informacja o ich rozmiarze znajduje się w FAT jako liczba
zajmowanych klastrów
• Obszar danych – obszar przeznaczony do zapisu
plików i katalogów, ograniczony pojemnością dysku.
Dostęp za pomocą fizycznego adresu sektora, numeru
logicznego sektora i numeru klastera.
System plików NTFS
Przed systemem plików zaczęto stawiać nowe
wymagania, którym poprzedni system plików FAT nie
był w stanie sprostać.
Wymagania te były na tyle skomplikowane, że nie
zdecydowano się na rozszerzenie systemu FAT tylko
napisanie zupełnie nowego systemu plików.
Nowe cechy miały nie tylko zaspokoić oczekiwania
biznesowe, ale i wspomóc zwykłych użytkowników w
ich codziennej pracy
NTFS – cechy ogólne
• NTFS wprowadzony z systemem Windows NT
• Pliki w formacie NTFS nie są odczytywane
przez inne systemy (DOS, Windows 9x/ME)
• Windows NT obsługuje jednocześnie FAT32 i
NTFS,
NTFS – podstawowe zalety
• Lista kontroli dostępu ALC - pozwala zachować kontrole
dostępu do plików i folderów
• Obsługa dużych plików
• Kompresja plików i folderów - kompresja może
zmniejszyć rozmiar plików
• Obsługa Unikodu - wykorzystuje 16 bitów do zapisu
informacji
• Kodowanie plików - pozwala zapisanie zakodowanych
plików