Structure système de fichiers dépend du système d'exploitation. L'un des premiers ordinateurs à utiliser le système de fichiers FAT (File Allocation Table), utilisé dans le système d'exploitation MS DOS.
FAT a été conçu pour fonctionner avec des disquettes inférieures à 1 Mo et ne prenait pas initialement en charge les disques durs. Par la suite, FAT a commencé à prendre en charge des fichiers et des partitions jusqu'à 2 Go.
FAT utilise les conventions de dénomination de fichier suivantes : le nom doit commencer par une lettre ou un chiffre et peut contenir n'importe quel caractère ASCII à l'exception de l'espace et des caractères "/\ : ; | = , ^ * ? Le nom doit comporter jusqu'à 8 caractères, suivis par un point et une extension facultative pouvant contenir jusqu'à 3 caractères. La casse des caractères dans les noms de fichiers n'est pas distinguée et n'est pas conservée.
Le système de fichiers FAT ne peut pas contrôler chaque secteur séparément ; par conséquent, il combine les secteurs adjacents en clusters. Cela réduit le nombre total d'unités de stockage dont le système de fichiers doit assurer le suivi. La taille du cluster en FAT est une puissance de deux et est déterminée par la taille du volume lors du formatage du disque. Un cluster est la plus petite quantité d’espace qu’un fichier peut occuper. Cela entraîne un gaspillage d’une partie de l’espace disque.
DANS systèmes d'exploitation ah, les notions de répertoire et de dossier sont utilisées comme des objets destinés à stocker des fichiers et à y donner accès.
L'accès est une procédure permettant d'établir une communication avec la mémoire et un fichier qui s'y trouve pour écrire et lire des données.
Lors de l'accès à un fichier, il est extrêmement important d'indiquer son emplacement exact. De plus, si l'on accède au fichier depuis la ligne de commande, alors l'entrée ressemble à ceci :
c:\Papka1\papka2\uchebnik.doc
Un tel enregistrement est généralement appelé itinéraire ou chemin.
Le nom du lecteur logique qui apparaît avant le nom du fichier dans la spécification spécifie le lecteur logique sur lequel rechercher le fichier. Sur le même disque se trouve un répertoire dans lequel sont stockés les noms complets des fichiers, ainsi que leurs caractéristiques : date et heure de création ; volume (en octets) ; attributs spéciaux. Semblable au système de catalogage d'une bibliothèque, le nom complet d'un fichier enregistré dans un répertoire servira de chiffre par lequel le système d'exploitation trouvera l'emplacement du fichier sur le disque.
Le répertoire est un répertoire de fichiers indiquant leur emplacement sur le disque.
Dans le système d'exploitation WINDOWS, la notion de répertoire correspond à la notion de dossier.
Il existe deux états de répertoire : actuel (actif) et passif.
Le répertoire actuel (actif) est le répertoire dans lequel ce moment heure pendant laquelle l'utilisateur travaille.
Répertoire passif - un répertoire avec lequel il n'y a actuellement aucune connexion .
Le système d'exploitation adopte une structure d'organisation hiérarchique des répertoires. Chaque disque possède toujours un seul répertoire principal (racine). Il est situé au niveau zéro de la structure hiérarchique et est désigné par le symbole "\" - barre oblique inverse. Le répertoire racine est créé lors du formatage (initialisation, partitionnement) du disque et a une taille limitée. Le répertoire principal peut inclure d'autres répertoires et fichiers créés par les commandes du système d'exploitation et pouvant être supprimés par les commandes correspondantes.
Dossier Parent - un répertoire avec des sous-répertoires .
Sous-répertoire - un répertoire inclus dans un autre répertoire .
Cependant, tout répertoire contenant des répertoires de niveau inférieur peut être, d'une part, leur parent et, d'autre part, subordonné au répertoire de niveau supérieur.
La structure de répertoires peut contenir des répertoires qui ne contiennent aucun fichier ou sous-répertoire. Ces sous-répertoires sont appelés vides .
Les règles de dénomination des sous-répertoires sont les mêmes que celles de dénomination des fichiers. Pour les distinguer formellement des fichiers, les sous-répertoires se voient généralement attribuer uniquement des noms, bien qu'un type puisse être ajouté en utilisant les mêmes règles que pour les fichiers.
Le système de fichiers FAT remplit toujours l'espace disque libre de manière séquentielle du début à la fin. Lors de la création d'un nouveau fichier ou de la modification d'un fichier existant, il recherche le tout premier cluster libre dans la table d'allocation de fichiers. Si, au cours du travail, certains fichiers ont été supprimés et d'autres ont été modifiés en taille, les clusters vides résultants seront dispersés sur le disque. Si les clusters contenant les données du fichier ne sont pas alignés, le fichier devient fragmenté. Les fichiers fortement fragmentés réduisent considérablement l’efficacité du travail. Les systèmes d'exploitation qui prennent en charge FAT incluent généralement utilitaires spéciaux Défragmentation de disque, conçue pour améliorer les performances des opérations sur les fichiers.
Le système de fichiers FAT présente une limitation significative dans la prise en charge de grandes quantités d'espace disque, la limite est de 2 Go.
Les nouvelles générations de disques durs dotés de grandes quantités d’espace disque nécessitaient un système de fichiers plus avancé.
Le système d'exploitation Windows contient le système de fichiers FAT32, qui prend en charge disques durs jusqu'à deux téraoctets. FAT32 a des attributs de fichier étendus pour stocker l'heure et la date de création, de modification et du dernier accès à un fichier ou un répertoire. Le système permet noms longs fichiers et espaces dans les noms. Le système de fichiers FAT32 est pris en charge sous Windows XP et Windows Vista.
Il convient de dire qu'un autre système de fichiers a été développé pour les systèmes d'exploitation nommés : NTFS (New Technology File System)
NTFS a considérablement étendu les capacités de contrôle de l'accès aux fichiers et répertoires individuels, introduit un grand nombre d'attributs, implémenté une tolérance aux pannes et des outils de compression de fichiers dynamiques. NTFS autorise les noms de fichiers jusqu'à 255 caractères
NTFS a la capacité auto-récupération en cas de panne du système d'exploitation ou du matériel, afin que le volume du disque reste disponible et que la structure des répertoires ne soit pas perturbée.
Chaque fichier d'un volume NTFS est représenté par une entrée dans un fichier spécial - le MFT (Master File Table). NTFS réserve les 16 premières entrées du tableau, d'une taille d'environ 1 Mo, pour des informations spéciales. Les enregistrements fournissent une sauvegarde de la table de fichiers principale, la récupération des fichiers, contrôlent l'état des clusters et déterminent les attributs des fichiers.
Pour réduire la fragmentation, NTFS essaie toujours de stocker les fichiers dans des blocs contigus. Elle fournit recherche efficace fichiers dans le répertoire.
NTFS a été conçu comme un système de fichiers récupérable utilisant un modèle de traitement des transactions. Chaque opération d'E/S modifiant un fichier sur un volume NTFS est considérée comme une transaction par le système et peut être exécutée comme un bloc indivisible. Lorsqu'un fichier est modifié par un utilisateur, le service de fichiers journaux enregistre toutes les informations nécessaires pour répéter ou annuler la transaction.
Une caractéristique intéressante du système de fichiers est le cryptage dynamique des fichiers et des répertoires, ce qui augmente la fiabilité du stockage des informations.
Questions d'auto-test.
1.Qu’est-ce qu’un système de fichiers ?
2. Qu'est-ce qu'un « fichier » ?
3. Principaux composants de la structure du fichier.
4. Qu'est-ce qu'un cluster ?
5.Nommez les principaux paramètres caractérisant le fichier.
6.Comment le nom du fichier est-il formé ?
7.Règles pour nommer les fichiers dans Système FAT.
8.Pourquoi la défragmentation du disque est-elle si importante ?
9. Qu'est-ce qu'un annuaire ?
10. Expliquer les notions de « route », de « chemin ».
11.Pourquoi l’extension est-elle utilisée dans les noms de fichiers ?
12.L'objectif principal du système de fichiers.
13.Quels systèmes de fichiers sont pris en charge par les systèmes d'exploitation Windows XP et Windows Vista ?
1. Une collection logiquement connectée de données ou de programmes, pour le placement desquels une zone nommée est allouée dans la mémoire externe, c'est
Grappe
2. Unité minimale espace disque pouvant être alloué au fichier
3. Le nom complet du fichier contient
En fait le nom
Extension
4. Les fichiers avec les extensions .ZIP, ARJ font référence à
Systémique
Graphique
Archivage
Temporaire
5. Le système de fichiers FAT maintient l'espace disque en volume
6. Modèle de nom de fichier, qui sert à remplacer un caractère
7. Modèle de nom de fichier, qui sert à remplacer toute séquence de caractères
8. Répertoire des fichiers indiquant leur emplacement sur le disque
Catalogue
Table d'allocation des fichiers
Grappe
Conducteur
9.Procédure d'établissement d'une connexion avec un fichier situé en mémoire
Défragmentation
En lisant
10. Les fichiers avec les extensions .COM,EXE appartiennent à
Systémique
Graphique
Exécutable
Temporaire
SECTION 3. Outils logiciels pour la mise en œuvre des processus d'information
Thème 3.1. Classification logiciel
Les systèmes de fichiers sont stockés sur des disques. La plupart des disques sont divisés en plusieurs partitions, avec un système de fichiers indépendant sur chaque partition. Le secteur « 0 » du disque est appelé master boot record (MBR, Master Boot Record) et est utilisé pour démarrer l’ordinateur. À la fin du démarrage principal... [lire la suite]
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La prise en compte des méthodes de travail avec l'espace disque donne idée générale sur l'ensemble des données de service nécessaires pour décrire le système de fichiers. La structure des données de service d'un système de fichiers typique, par exemple Unix, sur l'une des partitions du disque peut ainsi...
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Informations générales sur les systèmes de fichiers
Le système d'exploitation Windows 8 prend en charge plusieurs systèmes de fichiers : NTFS, FAT et FAT32. Mais cela ne peut fonctionner que pour NTFS, c'est-à-dire qu'il ne peut être installé que sur section difficile disque formaté dans ce système de fichiers. Cela est dû aux fonctionnalités et aux outils de sécurité fournis dans NTFS, mais sont absents des systèmes de fichiers Windows précédent générations : FAT16 Et FAT32. Ensuite, nous examinerons toute la gamme de systèmes de fichiers pour Windows afin de comprendre quel rôle ils jouent dans le fonctionnement du système et comment ils se sont développés au cours du développement de Windows jusqu'à Windows 8.
Avantages NTFS concernent presque tout : les performances, la fiabilité et l'efficacité du travail avec les données (fichiers) sur le disque. Ainsi, l'un des principaux objectifs de la création NTFS assurait l'exécution à grande vitesse des opérations sur les fichiers (copie, lecture, suppression, écriture), ainsi que des fonctionnalités supplémentaires : compression des données, récupération des fichiers système endommagés sur gros disques etc.
Un autre objectif principal de la création NTFS il y a eu une mise en œuvre d'exigences de sécurité accrues, car les systèmes de fichiers GRAISSE, FAT32à cet égard, ils n’étaient pas bons du tout. Exactement à NTFS vous pouvez autoriser ou refuser l'accès à n'importe quel fichier ou dossier (limiter les droits d'accès).
Considérons d'abord caractéristiques comparatives systèmes de fichiers, puis nous examinerons chacun d’eux plus en détail. Les comparaisons, pour plus de clarté, sont présentées sous forme de tableau.
Système de fichiers GRAISSE Il n'est tout simplement pas adapté aux disques durs modernes (en raison de ses capacités limitées). Concernant FAT32, alors il peut toujours être utilisé, mais avec une certaine réserve. Si vous achetez un disque dur de 1 000 Go, vous devrez le diviser en au moins plusieurs partitions. Et si vous comptez faire du montage vidéo, alors ce sera très difficile pour vous Limite de 4 Go comme taille de fichier maximale possible.
Le système de fichiers ne présente pas tous ces inconvénients. NTFS. Donc, sans même entrer dans les détails et capacités spéciales système de fichiers NTFS, vous pouvez faire un choix en sa faveur.
| Déposer système |
Possibilités | |
|---|---|---|
| Dimensions des volumes | Taille maximale du fichier | |
| GRAISSE | De 1,44 Mo à 4 Go | 2 Go |
| FAT32 | Théoriquement, des tailles de volume allant de 512 Mo à 2 To sont possibles. La compression n'est pas prise en charge au niveau du système de fichiers | 4 Go |
| NTFS | La taille minimale recommandée est de 1,44 Mo et la taille maximale est de 2 To. Prise en charge de la compression au niveau du système de fichiers pour les fichiers, répertoires et volumes. | La taille maximale n'est limitée que par la taille du volume (Théoriquement - 264 octets moins 1 kilo-octet. En pratique - 244 octets moins 64 kilo-octets) |
Usage général FAT32 ne peut être justifié que dans les cas où plusieurs systèmes d'exploitation sont installés sur votre ordinateur et qu'aucun d'entre eux ne prend en charge NTFS. Mais aujourd'hui, ces personnes n'existent pratiquement plus. Sauf si vous souhaitez installer une antiquité Type de fenêtres 98.
Système de fichiers FAT
Système de fichiers GRAISSE(généralement, cela signifie GRAISSE 16) a été développé il y a assez longtemps et était destiné à fonctionner avec de petits volumes de disques et de fichiers et une structure de répertoires simple. Abréviation GRAISSE représente Table d'allocation des fichiers(à partir du tableau de placement de fichiers anglais). Ce tableau est placé en début de volume, et deux exemplaires en sont conservés (pour assurer une plus grande stabilité).
Ce tableau est utilisé par le système d'exploitation pour localiser un fichier et déterminer son emplacement physique sur le disque dur. Si la table (et sa copie) est endommagée, le système d'exploitation ne peut pas lire les fichiers. Il ne peut tout simplement pas déterminer de quel fichier il s'agit, où il commence et où il se termine. Dans de tels cas, on dit que le système de fichiers est « tombé en panne ».
Système de fichiers GRAISSE initialement développé par Microsoft pour les disquettes. Ce n’est qu’à ce moment-là qu’ils ont commencé à l’utiliser pour les disques durs. Au début c'était FAT12(pour les disquettes et les disques durs jusqu'à 16 Mo), puis il est devenu FAT16, qui a été mis en service depuis la salle d'opération Système MS-DOS 3.0.
Système de fichiers FAT32
À partir de Windows 95 OSR2, Microsoft commence à utiliser activement FAT32- version trente-deux bits GRAISSE. Que faire, le progrès technologique ne s'arrête pas et les opportunités GRAISSE 16 n'était clairement pas suffisant.
Par rapport à elle FAT32 a commencé à fournir un accès plus optimal aux disques, une vitesse plus élevée des opérations d'E/S, ainsi que la prise en charge de gros volumes de fichiers (capacité de disque jusqu'à 2 To).
DANS FAT32 Implémentation d'une utilisation plus efficace de l'espace disque (grâce à l'utilisation de clusters plus petits). Bénéfice par rapport à FAT16 est d'environ 10...15 %. Autrement dit, lors de l'utilisation FAT32 10...15 % d'informations en plus peuvent être écrites sur le même disque qu'en utilisant FAT16.
De plus, il convient de noter que FAT32 offre une fiabilité opérationnelle plus élevée et une vitesse de lancement de programme plus rapide.
Cela est dû à deux innovations significatives :
possibilité de mouvement répertoire racine et sauvegarde GRAISSE(si la copie principale est endommagée)
La possibilité de stocker une copie de sauvegarde des données du système.
Déposer Système NTFS
informations généralesAucune des deux versions de FAT n'offre un niveau de sécurité acceptable. Ceci, ainsi que la nécessité de mécanismes de fichiers supplémentaires (compression, cryptage), ont conduit à la nécessité de créer un système de fichiers fondamentalement nouveau. Et c'est devenu le système de fichiers NT (NTFS)
NTFS- de l'anglais Système de fichiers de nouvelle technologie - Système de fichiers de nouvelle technologie
Comme déjà mentionné, son principal avantage est la sécurité : pour les fichiers et dossiers NTFS Des droits d'accès peuvent être attribués (lecture, écriture, etc.). Grâce à cela, la sécurité des données et la stabilité du système ont considérablement augmenté. L'attribution de droits d'accès vous permet d'interdire/autoriser tous les utilisateurs et programmes à effectuer des opérations sur les fichiers. Par exemple, sans droits suffisants, un utilisateur non autorisé ne pourra modifier aucun fichier. Ou encore, sans droits suffisants, le virus ne pourra pas corrompre le fichier.
En plus, NTFS, comme mentionné ci-dessus, offre de meilleures performances et la possibilité de travailler avec de grandes quantités de données.
Depuis Windows 2000, la version utilisée est NTFS5.0, qui, en plus des standards, permet d'implémenter les fonctionnalités suivantes :
Cryptage des données- cette fonctionnalité est implémentée par un module complémentaire NTFS spécial appelé Chiffrement du système de fichiers(EFS)- cryptage du système de fichiers. Grâce à ce mécanisme, les données cryptées ne peuvent être lues que sur l'ordinateur sur lequel le cryptage a eu lieu.Et une autre innovation de NTFS - points de montage. Avec les points de montage, vous pouvez définir divers dossiers non liés et même des lecteurs sur un système en tant que lecteur ou dossier unique. Ceci est d'une grande importance pour collecter des informations hétérogènes situées dans le système en un seul endroit.
Quotas de disque- il est désormais possible d'attribuer aux utilisateurs une taille de disque spécifique (limitée) qu'ils peuvent utiliser.
Stockage efficace des fichiers clairsemés. Certains fichiers contiennent un grand nombre d'octets vides consécutifs. Le système de fichiers NTFS vous permet d'optimiser leur stockage.Utiliser le journal des modifications- vous permet d'enregistrer toutes les opérations d'accès aux fichiers et aux volumes.
■ Enfin, gardez à l'esprit que si vous avez défini certaines autorisations pour un fichier sous NTFS, puis que vous le copiez sur une partition FAT, alors tous ses droits d'accès et autres attributs uniques inhérents à NTFS seront perdus. Donc sois prudent.
Périphérique NTFS. Table principale des fichiers MFT.Comme tout autre système de fichiers, NTFS divise tout l'espace utilisable en groupes - blocs minimes données dans lesquelles les fichiers sont divisés. NTFS prend en charge presque toutes les tailles de cluster, de 512 octets à 64 Ko. Cependant, la norme généralement acceptée est un cluster de 4 Ko. C'est celui qui est utilisé par défaut. Le principe de l’existence des clusters peut être illustré par l’exemple suivant.
Si la taille de votre cluster est de 4 Ko (ce qui est le plus probable) et que vous devez enregistrer un fichier de 5 Ko, alors 8 Ko lui seront en fait alloués, car il ne rentre pas dans un cluster et l'espace disque est alloué pour un fichier uniquement par clusters.
Pour chaque disque NTFS, il existe un fichier spécial - MFT (Master Allocation Table - table de fichiers principale). Ce fichier contient un répertoire centralisé de tous les fichiers du disque. En créant Fichier NTFS crée et remplit MFT un enregistrement correspondant qui contient des informations sur les attributs du fichier, le contenu du fichier, le nom du fichier, etc.
En plus MFT, il existe 15 autres fichiers spéciaux (avec MFT - 16) inaccessibles au système d'exploitation et appelés métafichiers. Les noms de tout le monde métafichiers commencer par un symbole $ , mais il n'est pas du tout possible de les visualiser et de les voir à l'aide des outils standard du système d'exploitation. Voici des exemples des principaux métafichiers :
SMFT- MFT lui-même.Quant au principe d'organisation des données sur un disque NTFS, il se divise classiquement en deux parties. Les premiers 12 % du disque sont alloués à ce qu'on appelle Zone MFT- l'espace dans lequel se développe le métafichier MFT.
$MFTmirr- une copie des 16 premiers enregistrements MFT, placée au milieu du disque (miroir).
$FichierJournal- fichier de support de journalisation.
$Volume- informations de service : nom du volume, version du système de fichiers, etc.
$AttrDef- une liste d'attributs standards des fichiers sur le volume.
$. - répertoire racine.
$Bitmap- carte espace libre tomes
$Boot - Secteur de démarrage(si la partition est bootable).
Quota $- un fichier qui enregistre les droits des utilisateurs pour utiliser l'espace disque.
$Upcase- fichier-table de correspondance entre majuscules et lettres majuscules dans les noms de fichiers sur le volume actuel.
Cela est nécessaire principalement parce que dans NTFS, les noms de fichiers sont écrits en codage Unicode, qui se compose de 65 000 symboles différents, dont la recherche de grands et petits équivalents est très simple.
Il n'est pas possible d'écrire des données utilisateur dans cette zone. La zone MFT reste toujours vide. Ceci est fait pour que le fichier de service le plus important (MFT) ne soit pas fragmenté à mesure qu'il grandit. Les 88 % restants du disque constituent un espace de stockage de fichiers normal.
Cependant, en cas de manque d'espace disque, la zone MFT elle-même peut être réduite (si possible), vous ne remarquerez donc aucun inconfort. Dans ce cas, les nouvelles données seront déjà écrites dans l'ancienne zone MFT.
Si de l'espace disque est ensuite libéré, la zone MFT augmentera à nouveau, mais sous une forme défragmentée (c'est-à-dire non pas en un seul bloc, mais en plusieurs parties sur le disque). Il n'y a rien de mal à cela, on considère simplement que le système est plus fiable lorsque Fichier MFT pas défragmenté. De plus, lorsque le fichier MFT n'est pas défragmenté, l'ensemble du système de fichiers s'exécute plus rapidement. Par conséquent, plus le fichier MFT est défragmenté, plus le système de fichiers fonctionne lentement.
Quant à la taille du fichier MFT, elle est approximativement calculée sur la base de 1 Mo pour 1000 fichiers.
Convertissez les partitions FAT32 en NTFS sans perte de données. utilitaire de conversion
Vous pouvez facilement convertir une partition FAT32 existante en NTFS. A cet effet, Windows 8, Windows 8.1 fournit un utilitaire de ligne de commande convertir
Ses paramètres de fonctionnement sont affichés dans la capture d'écran
Donc pour convertir en Disque NTFS D:, dans ligne de commande vous devez entrer la commande suivante :
Après cela, il vous sera demandé de saisir le nom du volume, le cas échéant (le nom du volume est indiqué à côté du nom du lecteur dans la fenêtre Mon ordinateur. Il sert à identifier les disques plus en détail et peut être utilisé ou non. Par exemple, cela pourrait être Stockage de fichiers (D:).
Pour convertir une clé USB, la commande ressemble à ceci :
convertir e : /fs:ntfs /nosecurity /x
Structure du système de fichiers. Mécanisme d'accès aux fichiers.
Déposer (déposer) - une collection nommée de données. Il est possible d'effectuer des opérations sur des fichiers dans leur ensemble à l'aide des opérateurs : ouvrir(ouvrir), fermer(fermer), créer(créer), détruire(détruire), copie(copie), Renommer(Renommer), sortir(liste). De plus, des opérations sur des composants de fichiers individuels sont possibles : lire(lire), écrire(écrire), mise à jour(mise à jour), insérer(insérer), exclure(supprimer).
Organisation des fichiers
L'organisation des fichiers fait référence à la manière dont les enregistrements sont organisés dans la mémoire externe. Exister méthodes suivantes organisations.
· Séquentiel - les enregistrements sont classés dans un ordre physique, c'est-à-dire que l'enregistrement « suivant » est un enregistrement qui suit physiquement le précédent ; ici, les enregistrements peuvent être de longueur fixe ou variable.
Enregistrements corrigés
longueur
Entrées variables
longueur
Indicateurs de longueur d'enregistrement
· Index-séquentiel - les enregistrements sont classés dans une séquence logique en fonction des valeurs des clés contenues dans chaque enregistrement. Les enregistrements séquentiels d'index sont accessibles séquentiellement, par ordre croissant/décroissant des valeurs de clé, ou directement par clé, en recherchant dans l'index du système.
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· Direct - Les enregistrements sont accessibles de manière aléatoire à leurs adresses physiques sur le périphérique de stockage à accès direct.
· Bibliothèque - il s'agit essentiellement d'un fichier composé de sous-fichiers successifs, où chaque sous-fichier successif est appelé un élément ou un membre du fichier. L'adresse de départ de chacun de ces éléments est stockée dans le répertoire de fichiers. Les fichiers de bibliothèque (partitionnés) sont le plus souvent utilisés pour le stockage bibliothèques de logiciels ou des bibliothèques de macros.
Méthodes d'accès
Les systèmes d'exploitation implémentent généralement diverses méthodes l'accès aux fichiers, qui peuvent être regroupés en deux catégories :
· méthodes d'accès avec files d'attente ;
· méthodes d'accès de base.
Méthodes d'accès avec files d'attente sont utilisés dans les cas où la séquence de traitement des enregistrements peut être prédite, par exemple dans les organisations séquentielles et séquentielles d'index. Ces méthodes fournissent une mise en mémoire tampon et une planification préemptives des opérations d'E/S. De plus, ces méthodes permettent le verrouillage et la libération automatiques des enregistrements.
Méthodes d'accès de base sont généralement utilisés dans les cas où la séquence de traitement des enregistrements ne peut être prédite, notamment en cas d'accès direct ou aléatoire. Méthodes de base lire et écrire des blocs physiques, le blocage et le déverrouillage, si nécessaire, sont déterminés par l'utilisateur.
Caractéristiques du fichier
· Variabilité- indique la fréquence de création de nouvelles entrées dans le fichier et de suppression des anciennes. Lorsque la fréquence est basse, le fichier est appelé statique, et quand c'est grand - dynamique ou changeable déposer.
· Activité- déterminé par le pourcentage d'enregistrements de fichiers traités au cours d'une exécution donnée.
· Taille- détermine la quantité d'informations stockées dans le fichier.
Système de fichiers
Système de fichiers- cela fait partie du système global de gestion de la mémoire (voir Structure du noyau du système d'exploitation), dont le but est principalement de gérer les fichiers stockés dans la mémoire externe, ainsi que de contrôler la répartition des informations entre les utilisateurs.
Fonctions du système de fichiers
· offrant la possibilité de créer, modifier, détruire des fichiers ;
· partage contrôlé de fichiers par plusieurs utilisateurs ;
· offrir à l'utilisateur la possibilité de définir différentes structures fichiers et la capacité de gérer le transfert d'informations entre les fichiers ;
· le système doit fournir des moyens pour assurer la sécurité et la récupération des informations contenues dans les fichiers ;
Le système doit garantir l'indépendance des dossiers vis-à-vis appareils externes, c'est-à-dire que les utilisateurs devraient pouvoir accéder aux fichiers en utilisant des noms symboliques ;
· le système doit assurer la protection des informations contenues dans les fichiers contre tout accès non autorisé (capacité de crypter et de décrypter les données) ;
· Le système de fichiers doit avoir une interface conviviale.
Composition du système de fichiers
Le système de fichiers qui fait partie du noyau du système d'exploitation contient généralement les moyens suivants:
· Méthodes d'accès, qui déterminent l'organisation spécifique de l'accès aux données stockées dans les fichiers.
· Outils de gestion de fichiers, assurer le stockage, l'accès, l'utilisation collective et la protection des fichiers.
· Outils de gestion de mémoire externe, fournir une allocation d'espace mémoire externe pour le stockage des fichiers.
· Outils d'intégrité des fichiers, qui garantissent la sécurité des informations des fichiers.
Placer des fichiers sur la mémoire disque
Placer des fichiers dans mémoire disque un peu comme l'allocation de mémoire dans la multiprogrammation à partition variable. Notez que pendant le fonctionnement du système, l'espace disque est sujet à la fragmentation et les fichiers doivent donc être placés dans des blocs dispersés. Bien évidemment, il est possible d’utiliser la méthode du « garbage collection » dont nous avons déjà parlé, mais celle-ci n’est pas toujours efficace.
Allocation de mémoire cohérente
1 Gratuit |
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5 Gratuit |
Allocation de mémoire cohérente suppose que chaque fichier se voit attribuer une zone contiguë de mémoire externe. L'un des avantages de cette méthode est que les enregistrements logiques séquentiels sont généralement placés physiquement à proximité, ce qui permet d'augmenter la vitesse d'accès. Dans ce cas, il est assez simple de mettre en œuvre des répertoires, puisque pour chaque fichier il faut stocker uniquement l'adresse de départ et la longueur du fichier. L'inconvénient de cette approche de l'allocation de mémoire est qu'une fois les fichiers détruits et la ressource qu'ils occupent renvoyée dans la liste libre, les fichiers nouvellement alloués doivent s'insérer dans les zones libres existantes. Ainsi, nous sommes ici confrontés aux mêmes problèmes qu'avec la fragmentation dans les systèmes de multiprogrammation à partitions variables - la nécessité de combiner des zones de mémoire adjacentes libres. De plus, lorsque vous travaillez avec des tailles de fichiers qui changent dynamiquement, cette méthode peut ne pas être efficace.
Allocation de mémoire disjointe
Allocation à l'aide de listes sectorielles
Dans ce cas, la mémoire est considérée comme un ensemble de secteurs individuels. Les fichiers sont constitués de secteurs qui peuvent être situés à différents endroits de la mémoire externe. Les secteurs appartenant au même fichier contiennent des liens pointeurs les uns vers les autres, formant une liste. La liste d'espace libre contient tous les secteurs libres de la mémoire externe.
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S'il est nécessaire d'augmenter la taille du fichier, le processus correspondant demande un nombre supplémentaire de secteurs parmi les secteurs libres, et lorsque la taille diminue, les secteurs libérés sont renvoyés dans la liste libre. De cette façon, le besoin de compactage de la mémoire est évité.
L'inconvénient de cette méthode d'allocation de mémoire est l'augmentation des frais généraux liés à la création d'un mécanisme de traitement des références de pointeurs, ainsi qu'une éventuelle augmentation du temps d'accès.
Allocation de mémoire basée sur des blocs
L'option de distribution bloc par bloc combine des éléments de distribution connectée et déconnectée ; dans ce cas, la mémoire n'est pas distribuée par secteurs individuels, mais par blocs de secteurs adjacents, et lors de l'allocation de nouveaux blocs, le système s'efforce de sélectionner les blocs libres aussi proches que possible au déjà blocs existants déposer. Chaque fois qu'un fichier est accédé, le bloc correspondant est d'abord déterminé, puis le secteur correspondant à l'intérieur de ce bloc est déterminé.
La mise en œuvre de l'allocation de mémoire basée sur des blocs peut être effectuée en utilisant chaînes de blocs, chaînes de blocs d'index Et afficher des tableaux.
Chaîne de blocs
Catalogue
Gif" largeur="51" hauteur="12"> Emplacement du fichier Données Données DonnéesNéant
Dans un schéma de chaîne de blocs, une ligne du répertoire pointe vers le premier bloc du fichier, puis chaque bloc de longueur fixe inclus dans le fichier contient deux parties : les données elles-mêmes et un pointeur vers le bloc suivant. L'unité de mémoire minimale allouée est un bloc de taille fixe.
Évidemment, pour trouver un enregistrement spécifique dans un fichier, vous devez parcourir la chaîne, trouver le bloc correspondant, puis l'enregistrement requis dans le bloc. Étant donné que les blocs peuvent être dispersés sur le disque, ce processus peut prendre beaucoup de temps. Pour réduire le temps d'accès, les chaînes peuvent être réalisées avec des maillons bidirectionnels, ce qui permet de visualiser la chaîne dans les deux sens.
Chaîne de blocs d'indexation
Catalogue
Chaîne blocs d'index
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Dans une conception de table de mappage de blocs, les numéros de bloc sont utilisés à la place des pointeurs. Habituellement, les nombres peuvent facilement être convertis en adresses réelles. Une table de mappage de fichiers est utilisée, qui contient une ligne par bloc de disque. La ligne du répertoire de l'utilisateur pointe vers la ligne de la table de mappage correspondant au premier bloc du fichier donné. Chaque ligne de la table de mappage contient le numéro du bloc suivant du fichier donné. Ainsi, vous pouvez trouver tous les blocs d'un fichier de manière séquentielle en parcourant les lignes de la table de mappage de fichiers. Les lignes du tableau qui correspondent aux derniers blocs de fichiers sont généralement définies sur un pointeur nul Néant. Dans certaines lignes du tableau, le signe « libre » est indiqué, indiquant que ce bloc pourra être alloué lors de la prochaine requête.
Le principal avantage d’un tel schéma est que la proximité physique des blocs peut être jugée à partir de la table de mappage de fichiers.
Classification, structure, caractéristiques des systèmes de fichiers !!!
1. Concept, structure et fonctionnement du système de fichiers.
Un système de fichiers est un ensemble (ordre, structure et contenu) d'organisation du stockage de données sur des supports de stockage, qui donne directement accès aux données stockées ; au niveau quotidien, il s'agit d'un ensemble de tous les fichiers et dossiers sur un disque. Les principales « unités » d'un système de fichiers sont considérées comme un cluster, un fichier, un répertoire, une partition, un volume et un disque.
Une collection de zéros et de uns sur un support de stockage constitue un cluster (la taille minimale de l'espace pour stocker les informations, on les appelle aussi généralement concept de secteur, leur taille est un multiple de 512 octets).
Des dossiers
- une collection nommée d'octets divisés en secteurs. Selon le système de fichiers, un fichier peut avoir un ensemble de propriétés différent. Pour plus de commodité lors du travail avec les fichiers, leurs noms (identifiants symboliques) sont utilisés.
Pour organiser la structure du système de fichiers, les fichiers sont regroupés en catalogues
.
Chapitre
- une zone d'un disque créée lors de son partitionnement et contenant un ou plusieurs volumes formatés.
Volume
- zone de partition avec système de fichiers, table de fichiers et zone de données. Une ou plusieurs sections composent disque
.
Toutes les informations sur les fichiers sont stockées dans une zone spéciale de la partition - la table des fichiers. La table des fichiers vous permet d'associer des identifiants numériques de fichiers et des informations supplémentaires les concernant (date de modification, droits d'accès, nom, etc.) au contenu réel du fichier stocké dans une autre zone de partition.
MBR
(Master Boot Record) une zone spéciale située au début du disque - contenant les informations nécessaires au BIOS pour démarrer le système d'exploitation à partir de disque dur.
La table des partitions est également située au début du disque, sa tâche est de stocker les informations sur les partitions : début, longueur, charge. La partition de démarrage contient le secteur de démarrage, qui stocke le programme de démarrage du système d'exploitation.
Le compte à rebours commence à partir du MBR (à partir du secteur numéro 0) pour toutes les partitions principales, à la fois régulières et étendues, et uniquement pour les partitions principales.
Toutes les sections logiques régulières (et non étendues) sont spécifiées par un décalage par rapport au début de la section étendue dans laquelle elles sont décrites.
Toutes les partitions logiques étendues sont spécifiées par un décalage par rapport au début de la partition principale étendue.
Le processus de démarrage du système d'exploitation est le suivant :
Lorsque vous allumez l'ordinateur, le BIOS prend le contrôle du processeur, démarre à partir du disque dur, charge le premier secteur du disque (MBR) dans la RAM de l'ordinateur et lui transfère le contrôle).
Le MBR peut être écrit comme un chargeur de démarrage "standard",
et des chargeurs de démarrage comme LILO/GRUB.
Le chargeur de démarrage standard trouve la première partition avec l'indicateur de démarrage dans la table de partition principale, lit son premier secteur (secteur de démarrage) et transfère le contrôle au code écrit dans ce secteur de démarrage. Si au lieu du chargeur de démarrage MBR standard, il en existe un autre, il ne regarde pas l'indicateur de démarrage et peut démarrer à partir de n'importe quelle partition (prescrite dans ses paramètres).
Par exemple, pour charger le système d'exploitation Windows NT/2k/XP/2003, le code est écrit dans le secteur de démarrage qui charge le chargeur principal (ntloader) de la partition actuelle vers la mémoire.
Chaque système de fichiers FAT16/FAT32/NTFS utilise son propre chargeur de démarrage. La racine de la partition doit contenir le fichier ntldr. Si vous voyez lorsque vous essayez de télécharger Message Windows"NTLDR est manquant", alors c'est exactement le cas lorsque le fichier ntldr est manquant. Aussi pour fonctionnement normal ntldr peut avoir besoin des fichiers bootfont.bin, ntbootdd.sys, ntdetect.com et d'un boot.ini correctement écrit.
Exemple boot.ini
délai d'attente = 8
par défaut=C:\gentoo.bin
C:\gentoo.bin="Gentoo Linux"
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Windows XP (32 bits)" /fastdetect /NoExecute=OptIn
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(3)\WINDOWS="Windows XP (64 bits)" /fastdetect /usepmtimer
Exemple de fichier de configuration grub.conf
#
#Notez que vous n'avez pas besoin de réexécuter grub après avoir apporté des modifications à ce fichier
#
#REMARQUE : Vous disposez d'une partition /boot. Cela signifie que
#tous les chemins du noyau et d'initrd sont relatifs à /boot/, par exemple.
#root (hdO.O)
#kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#initrd/initrd-version.img
#boot=/dev/sda par défaut=0 délai d'attente=5
splashimage=(hdO,0)/grub/splash.xpm.gz
menu caché
titre Serveur Red Hat Enterprise Linux (2.6.18-53.el 5)
racine (hdO.O)
noyau /vmlinuz-2.6.18-53.el5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet-
initrd /initrd-2.6.18-53.el5.img
Structure du fichier lilo.conf
# Fichier de configuration LILO généré par "liloconfig"//Section de description des paramètres globaux
# Démarrer la section globale de LILO
//L'endroit où Lilo est enregistrée. Dans ce cas c'est MBR
démarrage = /dev/hda
//Message qui s'affiche lors du chargement
message = /boot/boot_message.txt
//Émettre une invitation
rapide
//Temps mort choix du système d'exploitation
délai d'attente = 1200
# Remplacez les valeurs par défaut dangereuses qui réécrivent la table de partition :
changer les règles
réinitialiser
Console de tampon de trame #VESA @ 800x600x256
//Sélection du mode vidéo pour afficher le menu
VGA = 771
# Fin de la section globale LILO
//Section décrivant les paramètres de démarrage de Windows
# La configuration de la partition amorçable DOS commence
autre = /dev/hda1
étiquette = Windows98
table = /dev/hda
# La configuration de la partition amorçable DOS se termine
//Section décrivant les paramètres de démarrage de QNX
# La configuration de la partition bootable QNX commence
//Chemin d'accès au système d'exploitation
autre = /dev/hda2
étiquette = QNX
table = /dev/hda
# Fin de la configuration de la partition bootable QNX
//Section décrivant les paramètres de démarrage Linux
# La configuration de la partition bootable Linux commence
//Chemin d'accès à l'image du noyau
image = /boot/vmlinuz
racine = /dev/hda4
étiquette = Slackware
lecture seulement
# Fin de la configuration de la partition bootable Linux
2.Les systèmes de fichiers les plus connus.
- Système de classement de disque avancé
- AdvFS
- Être un système de fichiers
- CSI-DOS
- Chiffrement du système de fichiers
- Système de fichiers étendu
- Deuxième système de fichiers étendu
- Troisième système de fichiers étendu
- Quatrième système de fichiers étendu
- Table d'allocation de fichiers (FAT)
- Fichiers - 11
- Système de fichiers hiérarchique
- HFS Plus
- Système de fichiers hautes performances (HPFS)
- OIN 9660
- Système de fichiers journalisé
- Système de fichiers Macintosh
- Système de fichiers MINIX
- MicroDOS
- Suivant3
- Nouvelle implémentation d'un F structuré en log (NILFS)
- Services de stockage Novell
- Système de fichiers de nouvelle technologie (NTFS)
- Protogone
- ReiserFS
- Système de fichiers intelligent
- Courges
- Système de fichiers Unix
- Format de disque universel (UDF)
- Système de fichiers Veritas
- Stockage futur Windows (WinFS)
- Écrivez n'importe où
- Système de fichiers Zettabyte (ZFS)
3.Principales caractéristiques des systèmes de fichiers.
Le système d'exploitation fournit aux applications un ensemble de fonctions et de structures pour travailler avec des fichiers. Les capacités du système d'exploitation imposent des restrictions supplémentaires sur les limitations du système de fichiers ; les principales restrictions incluent :
Taille maximale (minimale) du volume ;
- Nombre maximum (minimum) de fichiers dans le répertoire racine ;
- Nombre maximum de fichiers dans un répertoire non racine ;
- Sécurité au niveau des fichiers ;
- Prise en charge des noms de fichiers longs ;
- Auto-guérison;
- Compression au niveau du fichier ;
- Tenir les journaux de transactions ;
4. Brève description des systèmes de fichiers les plus courants FAT, NTFS, EXT.
Système de fichiers FAT.
FAT (file allocation table) signifie table d'allocation de fichiers.
Dans le système de fichiers FAT, l'espace disque logique de tout lecteur logique est divisé en deux zones :
- zone système ;
- zone de données.
La zone système est créée lors du formatage et mise à jour lors de la manipulation structure du fichier. La zone de données contient des fichiers et des répertoires subordonnés à la racine et est accessible via interface utilisateur. La zone système se compose des composants suivants :
- enregistrement de démarrage ;
- les secteurs réservés ;
- tables d'allocation de fichiers (FAT) ;
- répertoire racine.
La table d'allocation de fichiers est une carte (image) de la zone de données, qui décrit l'état de chaque section de la zone de données. La zone de données est divisée en clusters. Un cluster est constitué d'un ou plusieurs secteurs contigus dans un espace d'adressage de disque logique (zone de données uniquement). Dans la table FAT, les clusters appartenant à un même fichier (répertoire non racine) sont liés en chaînes. Le système de gestion de fichiers FAT16 utilise un mot de 16 bits pour indiquer le numéro de cluster, vous pouvez donc avoir jusqu'à 65 536 clusters.
Un cluster est l'unité adressable minimale de mémoire disque allouée à un fichier ou à un répertoire non racine. Un fichier ou un répertoire occupe un nombre entier de clusters. Dans ce cas, le dernier cluster risque de ne pas être entièrement utilisé, ce qui entraînera une perte notable d'espace disque si la taille du cluster est grande.
Étant donné que la FAT est utilisée de manière très intensive lors de l'accès au disque, elle est chargée dans la RAM et y reste le plus longtemps possible.
Le répertoire racine diffère d'un répertoire ordinaire en ce sens qu'il se trouve à un emplacement fixe sur un disque logique et comporte un nombre fixe d'éléments. Pour chaque fichier et répertoire, le système de fichiers stocke les informations selon la structure suivante :
- nom du fichier ou du répertoire – 11 octets ;
- attributs du fichier – 1 octet ;
- champ de réserve – 1 octet ;
- temps de création – 3 octets ;
- date de création – 2 octets ;
- date du dernier accès – 2 octets ;
- réservé – 2 octets ;
- heure de la dernière modification – 2 octets ;
- numéro de cluster initial en FAT – 2 octets ;
- taille du fichier – 4 octets.
La structure du système de fichiers est hiérarchique.
Système de fichiers FAT32.
FAT32 est un système de fichiers 32 bits totalement indépendant et contient de nombreuses améliorations et ajouts par rapport à FAT16. La différence fondamentale entre FAT32 est qu'il est plus utilisation efficace Espace disque : FAT32 utilise des clusters plus petits, ce qui permet d'économiser de l'espace disque.
FAT32 peut déplacer le répertoire racine et utiliser la sauvegarde FAT au lieu de la sauvegarde standard. Étendu enregistrement de démarrage FAT32 vous permet de créer des copies de structures de données critiques, ce qui rend les disques plus résistants aux violations de structure FAT que les versions précédentes. Le répertoire racine est une chaîne régulière de clusters, il peut donc être situé à n'importe quel emplacement du disque, ce qui supprime la limitation de la taille du répertoire racine.
Système de fichiers NTFS.
Le système de fichiers NTFS (New Technology File System) contient un certain nombre d'améliorations et de modifications significatives qui le distinguent considérablement des autres systèmes de fichiers. Du point de vue des utilisateurs, les fichiers sont toujours stockés dans des répertoires, mais travailler sur de gros disques en NTFS est bien plus efficace :
- il existe des moyens de restreindre l'accès aux fichiers et répertoires ;
- des mécanismes ont été introduits qui augmentent considérablement la fiabilité du système de fichiers ;
- de nombreuses restrictions sur quantité maximale secteurs de disque et/ou clusters.
Principales caractéristiques du système de fichiers NTFS :
- fiabilité. Ordinateurs et systèmes hautes performances partage doit avoir une fiabilité accrue ; à cet effet, un mécanisme de transaction a été introduit, dans lequel les opérations sur les fichiers sont enregistrées ;
- fonctionnalité étendue. NTFS introduit de nouvelles fonctionnalités : tolérance aux pannes améliorée, émulation d'autres systèmes de fichiers, modèle de sécurité puissant, traitement parallèle des flux de données, création attributs de fichier, défini par l'utilisateur;
- soutien Norme POSIX. Les fonctionnalités de base incluent des noms de fichiers facultatifs sensibles à la casse, le stockage de l'heure du dernier accès à un fichier et un mécanisme de nom alternatif qui permet au même fichier d'être référencé par plusieurs noms ;
- la flexibilité. L'allocation de l'espace disque est très flexible : la taille du cluster peut varier de 512 octets à 64 Ko.
NTFS fonctionne bien avec de grands ensembles de données et de gros volumes. La taille maximale du volume (et du fichier) est de 16 Mo. (1 EB équivaut à 2**64 ou 16 000 milliards de gigaoctets.) Le nombre de fichiers dans les répertoires racine et non racine n'est pas limité. Étant donné que la structure des répertoires NTFS est basée sur une structure de données efficace appelée « arbre binaire », les temps de recherche des fichiers NTFS ne sont pas liés de manière linéaire au nombre de fichiers.
Le système NTFS possède certaines capacités d'auto-réparation et prend en charge divers mécanismes de vérification de l'intégrité du système, notamment la journalisation des transactions, qui vous permet de suivre journal du système opérations d'écriture de fichiers.
Le système de fichiers NTFS prend en charge le modèle objet de sécurité et traite tous les volumes, répertoires et fichiers comme des objets NTFS indépendants. Les droits d'accès aux volumes, répertoires et fichiers dépendent du compte utilisateur et du groupe auquel il appartient.
Le système de fichiers NTFS possède des capacités de compression intégrées qui peuvent être appliquées aux volumes, répertoires et fichiers.
Système de fichiers Ext3.
Le système de fichiers ext3 peut prendre en charge des fichiers d'une taille maximale de 1 To. Avec le noyau Linux 2.4, la taille du système de fichiers est limitée par la taille maximale du périphérique bloc, qui est de 2 téraoctets. Sous Linux 2.6 (pour les processeurs 32 bits), la taille maximale du périphérique bloc est de 16 To, mais ext3 ne prend en charge que jusqu'à 4 To.
Ext3 a une bonne compatibilité NFS et n'a pas de problèmes de performances en cas de manque d'espace disque libre. Un autre avantage d'ext3 vient du fait qu'il est basé sur le code ext2. Le format de disque d'ext2 et d'ext3 est identique ; Il s'ensuit que, si nécessaire, le système de fichiers ext3 peut être monté en ext2 sans aucun problème. Et ce n'est pas tout. Étant donné que ext2 et ext3 utilisent des métadonnées identiques, il est possible de mettre à jour ext2 vers ext3 à la volée.
Fiabilité Ext3
En plus d'être compatible avec ext2, ext3 hérite d'autres avantages du format de métadonnées commun. Les utilisateurs d'ext3 ont à leur disposition l'outil fsck qui a fait ses preuves depuis des années. Bien entendu, la principale raison du passage à un système de fichiers journalisé est d’éliminer le besoin de vérifications périodiques et longues de la cohérence des métadonnées sur le disque. Cependant, la « journalisation » ne protège pas contre les pannes du noyau ou les dommages au disque (ou quoi que ce soit du genre). En cas d'urgence, vous apprécierez le fait que ext3 a une continuité depuis ext2 avec son fsck.
Journalisation dans ext3.
Maintenant que nous avons une compréhension générale du problème, regardons comment ext3 effectue la journalisation. Le code de journalisation ext3 utilise une API spéciale appelée couche Journaling Block Device ou JBD. JBD a été conçu pour se connecter sur n’importe quel périphérique bloc. Ext3 est lié à l'API JBD. Dans ce cas, le code du système de fichiers ext3 informe le JBD de la nécessité d'une modification et demande l'autorisation au JBD pour l'effectuer. Le journal est géré par JBD pour le compte du pilote du système de fichiers ext3. Cette convention est très pratique, car le JBD est développé en tant qu'objet distinct et universel et pourra être utilisé à l'avenir pour la journalisation dans d'autres systèmes de fichiers.
Protection des données dans Ext3
Nous pouvons maintenant parler de la façon dont le système de fichiers ext3 assure la journalisation des données et des métadonnées. Il existe en fait deux méthodes pour garantir la cohérence dans ext3.
ext3 a été initialement conçu pour enregistrer des données et des métadonnées complètes. Dans ce mode (appelé mode "data=journal"), JBD journalise toutes les modifications apportées au système de fichiers, liées à la fois aux données et aux métadonnées. Dans ce cas, JBD peut utiliser le journal pour restaurer et restaurer les métadonnées et les données. L'inconvénient de la journalisation « complète » est ses performances plutôt faibles et la consommation d'une grande quantité d'espace disque pour le journal.
Récemment, un nouveau mode de journalisation a été ajouté à ext3, combinant des performances élevées avec la garantie de la cohérence de la structure du système de fichiers après un crash (comme les systèmes de fichiers journalisés "normaux"). Le nouveau mode de fonctionnement ne sert que les métadonnées. Cependant, le pilote du système de fichiers ext3 surveille toujours le traitement de blocs entiers de données (s'ils impliquent une modification des métadonnées) et les regroupe en objet séparé, appelée transaction. La transaction ne sera terminée qu'une fois que toutes les données auront été écrites sur le disque. Un effet secondaire de cette technique rudimentaire (appelée mode "data=ordered") est qu'ext3 offre une probabilité plus élevée d'intégrité des données (par rapport aux systèmes de fichiers de journalisation "avancés") tout en garantissant la cohérence des métadonnées. Dans ce cas, seules les modifications apportées à la structure du système de fichiers sont enregistrées. Ext3 utilise ce mode par défaut.
Ext3 présente de nombreux avantages. Il est conçu pour une facilité de déploiement maximale. Il est basé sur des années de code ext2 éprouvé et a hérité du merveilleux outil fsck. Ext3 est principalement destiné aux applications qui ne disposent pas de fonctionnalités intégrées pour garantir l'intégrité des données. Dans l'ensemble, ext3 est un merveilleux système de fichiers et une digne continuation d'ext2. Il existe une autre caractéristique qui distingue positivement ext3 des autres systèmes de fichiers journalisés sous Linux : une grande fiabilité.
Le système de fichiers ext4 est une digne continuation évolutive du système ext.
Tôt ou tard, un utilisateur d'ordinateur novice est confronté à un concept tel qu'un système de fichiers (FS). En règle générale, la première connaissance de ce terme se produit lors du formatage du support de stockage : lecteurs logiques et supports connectés (lecteurs flash, cartes mémoire, externe dur disque).
Avant le formatage, le système d'exploitation Windows vous invite à sélectionner le type de système de fichiers sur le support, la taille du cluster et la méthode de formatage (rapide ou complet). Voyons ce qu'est un système de fichiers et pourquoi est-il nécessaire ?
Toutes les informations sont enregistrées sur le support sous une forme qui doit être située dans un certain ordre, sinon le système d'exploitation et les programmes ne pourront pas fonctionner avec les données. Cet ordre est organisé par le système de fichiers à l'aide de certains algorithmes et règles de placement des fichiers sur le support.
Lorsqu'un programme a besoin d'un fichier stocké sur disque, il n'a pas besoin de savoir comment ni où il est stocké. Il suffit au programme de connaître le nom du fichier, sa taille et ses attributs afin de transférer ces données vers le système de fichiers, qui donnera accès au fichier souhaité. La même chose se produit lors de l'écriture de données sur un support : le programme transfère les informations sur le fichier (nom, taille, attributs) au système de fichiers, qui les enregistre selon ses propres règles spécifiques.
Pour mieux comprendre, imaginez un bibliothécaire donnant un livre à un client en fonction de son titre. Ou dans l'ordre inverse : le client rend le livre qu'il a lu au bibliothécaire qui le remet en réserve. Le client n'a pas besoin de savoir où et comment le livre est conservé, cela relève de la responsabilité de l'employé de l'établissement. Le bibliothécaire connaît les règles du catalogage en bibliothèque et, selon ces règles, recherche la publication ou la replace, c'est-à-dire exerce ses fonctions officielles. Dans cet exemple, la bibliothèque est le support de stockage, le bibliothécaire est le système de fichiers et le client est le programme.
Fonctions de base du système de fichiers
Les principales fonctions du système de fichiers sont :
- placement et organisation sur un support de données sous forme de fichiers;
- déterminer la quantité maximale de données prise en charge sur le support de stockage ;
- créer, lire et supprimer des fichiers ;
- attribuer et modifier les attributs du fichier (taille, heure de création et de modification, propriétaire et créateur du fichier, lecture seule, fichier caché, fichier temporaire, archivé, exécutable, longueur maximale nom du fichier, etc.);
- déterminer la structure du fichier ;
- organisation de répertoires pour une organisation logique des fichiers ;
- protection des fichiers en cas de panne du système ;
- protéger les fichiers contre tout accès non autorisé et modifier leur contenu.
Les informations enregistrées sur un disque dur ou tout autre support y sont placées selon une organisation en cluster. Un cluster est une sorte de cellule d'une certaine taille dans laquelle s'inscrit l'intégralité ou une partie du fichier.
Si le fichier est de taille cluster, il n’occupe qu’un seul cluster. Si la taille du fichier dépasse la taille de la cellule, il est alors placé dans plusieurs cellules du cluster. De plus, les clusters libres ne peuvent pas être situés les uns à côté des autres, mais peuvent être dispersés sur la surface physique du disque. Ce système vous permet d'utiliser l'espace le plus efficacement possible lors du stockage de fichiers. La tâche du système de fichiers est de distribuer de manière optimale le fichier lors de l'écriture dans des clusters libres, ainsi que de l'assembler lors de la lecture et de le transmettre au programme ou au système d'exploitation.
Types de systèmes de fichiers
Au cours de l'évolution des ordinateurs, des supports de stockage et des systèmes d'exploitation, un grand nombre de systèmes de fichiers ont disparu. Dans le processus d'une telle sélection évolutive, travailler aujourd'hui avec disques durs et les périphériques de stockage externes (lecteurs flash, cartes mémoire, Disques durs externes, CD), les types de FS suivants sont principalement utilisés :
- FAT32
- ISO9660
Les deux derniers systèmes sont conçus pour fonctionner avec des CD. Les systèmes de fichiers Ext3 et Ext4 fonctionnent avec les systèmes d'exploitation basés sur Linux. NFS Plus est un système de fichiers pour les systèmes d'exploitation OS X utilisés sur les ordinateurs Apple.
Les systèmes de fichiers les plus utilisés sont NTFS et FAT32, et ce n'est pas surprenant, car... ils sont conçus pour les systèmes d'exploitation Windows, qui exécutent la grande majorité des ordinateurs dans le monde.
Aujourd'hui, FAT32 est activement remplacé par le système NTFS plus avancé en raison de sa plus grande fiabilité en matière de sécurité et de protection des données. De plus, les dernières versions du système d'exploitation Windows ne se permettront tout simplement pas d'être installées si la partition du disque dur est formatée en FAT32. Le programme d'installation vous demandera de formater la partition en NTFS.
Le système de fichiers NTFS prend en charge des disques d'une capacité de plusieurs centaines de téraoctets et une taille de fichier unique allant jusqu'à 16 téraoctets.
Le système de fichiers FAT32 prend en charge des disques jusqu'à 8 téraoctets et une taille de fichier unique jusqu'à 4 Go. Le plus souvent, ce FS est utilisé sur des lecteurs flash et des cartes mémoire. C'est en FAT32 qu'ils formatent disques externesà l'usine.
Cependant, la limitation de la taille des fichiers à 4 Go est déjà un gros inconvénient aujourd'hui, car... En raison de la distribution de vidéos de haute qualité, la taille du fichier du film dépassera cette limite et il ne sera pas possible de l'enregistrer sur le support.
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