Организация файловой системы FAT32 отличия от FAT16, преимущества

Реализация ФС FAT32 концептуально близка к реализации FAT16.

ФС впервые стала поддерживаться в Microsort Windows 2000. Если FAT l6 может поддерживать тома объемом до 4 Гбайт, то FAT32 способна обслуживать тома объемом до 2 Тбайт. Размер кластера в FAT32 может изменяться от 1 (512 байт) до 64 секторов (32 Кбайт). Дня хранения значений кластеров FAT32 требуется 4 байт (32 бит, а не 16, как в FAT16). Это означает, в частности, что некоторые файловые утилиты, рассчитанные на FAT 16, не могут работать с FAT3 2.

Однако вместо массива из 65536 элементов, в ней используется столько кластеров, сколько необходимо, чтобы покрыть весь раздел диска 2^32.

Отличия FAT32:

1) Загрузочная запись занимает теперь 2 сектора. Появляется новый элемент- указатель на первый кластер корневого каталога.

2)Корневой каталог не привязан к определенному месту за копией ФАТ и может содержать произвольное количество записей.(фат 16 не мог занимать больше 512).

3)Создается резервная копия загрузочного сектора

4)Появляется сектор, содержащий число свободных кластеров и номер последнего используемого, что позволяет системе при выделении след. кластера не пересчитывать всю таблицу ФАТ.

ОС каждому файлу назначает 2 имени. Длинное имя в формате Юникод и короткое имя (в формате 8+3=11 байт)- для совместимости с системой DOS.

Когда создается файл, имя которого не соответствует правильности MS-DOS, то ОС создает дополнительное имя, при этом берется первые 6 символов длинного имя и добавляются префиксы тильда 1, тильда2. Если у файла есть длинное имя, то оно хранится в одной или нескольких каталоговых записях предшествующих описателю файла в формате MS-DOS.

Каждая такая запись содержит до 13 символов формата Unicode. Элементы имени хранятся в обратном порядке, начинаясь сразу перед описателем файла в формате MS-DOS и последующими фрагментами перед ним. Формат каждого фрагмента имени представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Формат каталоговой записи с фрагментом длинного имени файла
Операционная система отличает стандартные каталоговые записи от записей с фрагментом длинного файла по полю Attributes (атрибуты). Для фрагмента длинного имени это поле содержит значение 0x0F

Сравнение. Цифры в названии файловых систем — FAT 16 и FAT32 — указывают на число бит, необходимых для хранения информации о номерах кластеров, используемых файлом. Так, в FAT 16 применяется 16-битная адресация и, соответственно, возможно использование до 2¹⁶ адресов. В Windows 2000 первые четыре бита таблицы расположения файлов FAT32 необходимы для собственных нужд, поэтому в FAT32 число адресов достигает 2²⁸.

Преимущества FAT16: 1)файловая система поддерживается операционными системами MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, а также некоторыми операционными системами UNIX;

Недостатки FAT16: 1)корневой каталог не может содержать более 512 элементов. Использование длинных имен файлов существенно сокращает число этих элементов; 2)FAT16 поддерживает не более 65 536 кластеров, максимальный объем поддерживаемого тома ограничивается 4 Гбайт (под управлением Windows 2000).

Преимущества FAT32: корневой каталог в FAT32 представляет собой обычную цепочку кластеров и может находиться в любом месте диска, не накладывает никаких ограничений на число элементов в корневом каталоге; 3) за счет использования кластеров меньшего размера (4 Кбайт на дисках объемом до 8 Гбайт) занятое дисковое пространство обычно на 10-15% меньше, чем под FAT16; 4) FAT32 является более надежной файловой системой.

Недостатки FAT32: 1) размер тома при использовании FAT32 под Windows 2000 ограничен 32 Гбайт; 2) тома FAT32 недоступны из других операционных систем — только из Windows 95 OSR2 и Windows 9S; 3) не поддерживается резервная копия загрузочного сектора; 4) в FAT 32 не поддерживается встроенная защита файлов и их сжатие.

17 Особенности организации файловой системы UNIX. Файловая система. Типы файлов.

ФС. Файлы в Юникс играют ключевую роль. Помимо того, что информация хранится в файлах, файлы определяют привилегии пользователей, обеспечивают доступ к периферийным устройствам. Файлы в юниксе организованы в виде древовидной структуры. Корнем дерева является корневой каталог с именем”/”. Имена всех файлов содержат путь от корневого каталога до файла, то есть полное имя любого файла начинается со / и не содержит идентификатор устройств на котором он фактически находится, однако это не означает что в системе используется только одна ФС.

В большинстве случаев единое дерево, каким его видит пользователь, состоит из нескольких различных файловых систем с различной структурой и расположенных на различный устройствах.

Имя файла является атрибутом файловой системы. Каждый файл имеет связанные с ним метаданные, хранящиеся в индексном дескрипторе inode, содержащий всю необходимую информацию о о файле, необходимую для работе с ним ОС.

В частности метаданные содержат указатели на дисковые блоки хранения данных файлов. Имя файла является указателем на его метаданные.

Система UNIX имеет 4 основных компонента:

ядро - это программа, которая образует ядро операционной системы; она координирует внутренние функции компьютера (такие как размещение системных ресурсов)..Ядро работает невидимо для пользователя;

shell - это программа, которая осуществляет связь между пользователем и ядром, интерпретируя и выполняя команды. Так как она читает ввод и посылает сообщения, то описывается как интерактивная;

commands - это имена программ, которые компьютер должен выполнить. Пакеты программ называются инструментальными средствами. Система UNIX обеспечивает инструментальными средствами для таких заданий как создание и изменение текста, написание программ, развитие инструментария программного обеспечения, обмен информацией с другими посредством компьютера;

file system - файловая система - это набор всех файлов, возможных для компьютера. Она

помогает пользователям сохранять и отыскивать информацию.

Типы файлов в ЮНИКС:

В Юникс различают 6 типов файлов, отличающихся по функциональному назначению и по действию ОС выполняемых над этими файлами при исполнении различных операций.

1) Обычный файл- наиболее общий тип файла. Для ОС представляет собой последовательность байт, а интерпретация содержимого выполняется соответствующими программами.

2) Каталог – файл. Содержащий имена файлов, находящихся в данном каталоге и указатели на их метаданные.

3) Специальный файл устройства – обеспечивает доступ к физическому устройству. Различают символьные и блочные файлы устройств. Символьные используются для небуферизованного обмена данными, блочные – для буферизованного. Доступ к устройствам Юникс осуществляется путем открытия, чтения или записи в спец файловые устройства.

4) Именованный канал – для связи между процессами.

5) Связь- символическая и жесткая. В то время как каталог содержит имена файлов и указатель на их метаданные сами метаданные не содержат ни имя файла, не указатель на это имя. Такая архитектура позволяет иметь несколько имен в ФС. Имена жестко связанны с метаданными, и соответственно с данными файла. В то время как сам файл существует независимо от того, как его называют в ФС. Такая связь –жесткая связь. Жесткая связь является естественной формой связи имени файла с метаданными и не относится к особому типу файла.

К особому типу файла относится символическая связь, позволяющая адресовать файл косвенно. Данные файла, явл-ся символической связью содержат только имя целевого файла. (пример файл помещается в каталог («Строительные»), а в другом каталоге («Машиностроение») создается специальный файл, указывающий на документ в каталоге «Строительные».)

6) Сокеты – предназначены для взаимодействия между процессами в сети.