Failų sistema yra procesas, skirtas valdyti, kaip ir kur duomenys yra saugojimo diske, kuris taip pat vadinamas failų valdymu arba FS. Tai loginis disko komponentas, suglaudinantis failus, suskirstytas į grupes, kurios yra žinomos kaip katalogai. Jis yra abstraktus vartotojui ir susijęs su kompiuteriu; taigi, jis valdo vidines disko operacijas. Kataloguose gali būti failai ir papildomi katalogai. Nors su Windows yra įvairių failų sistemų, NTFS šiais laikais yra labiausiai paplitusi. Neįmanoma egzistuoti failo tuo pačiu pavadinimu, taip pat neįmanoma pašalinti įdiegtų programų ir atkurti konkrečius failus be failų tvarkymo, taip pat failai neturėtų organizacijos be failų struktūros. Failų sistema leidžia peržiūrėti failą dabartiniame kataloge, nes failai dažnai tvarkomi pagal hierarchiją.

Diskas (pvz., standusis diskas) turi failų sistemą, nepaisant tipo ir naudojimo. Be to, jame yra informacijos apie failo dydį, failo pavadinimą, failo vietos fragmento informaciją ir vietą, kurioje saugomi disko duomenys, taip pat aprašoma, kaip vartotojas arba programa gali pasiekti duomenis. Tokias operacijas kaip metaduomenys, failų pavadinimų suteikimas, saugyklos valdymas ir katalogai / aplankai valdo failų sistema.

Saugojimo įrenginyje failai saugomi sektoriuose, kuriuose duomenys saugomi sektorių grupėse, vadinamose blokais. Failų dydį ir vietą nustato failų sistema, taip pat padeda atpažinti, kurie sektoriai yra paruošti naudoti. Be Windows, yra ir kitų operacinių sistemų, kuriose yra FAT ir NTFS failų sistemos. Tačiau Apple produktas (pvz., iOS ir macOS) naudoja HFS+, nes operacinė sistema yra daugelio skirtingų failų sistemų horizontas.

masyvas.rūšiuoti java

Kartais sąvoka „failų sistema“ naudojama skaidinių nuorodai. Pavyzdžiui, sakydami „kietajame diske yra dvi failų sistemos“, tai nereiškia, kad diskas yra padalintas į dvi failų sistemas – NTFS ir FAT. Bet tai reiškia, kad yra du atskiri skaidiniai, kurie naudoja tą patį fizinį diską.

Kad veiktų, daugumoje programų, su kuriomis susiduriate, reikalinga failų sistema; todėl kiekvienas skirsnis turi turėti vieną. Be to, jei programa sukurta naudoti „macOS“, negalėsite naudoti šios programos „Windows“, nes programos priklauso nuo failų sistemos.

Failų sistemų pavyzdžiai

Toliau pateikiami failų sistemų pavyzdžiai:

RIEBALAI: FAT yra failų sistemos tipas, sukurtas kietiesiems diskams. Tai reiškia failų paskirstymo lentelę ir pirmą kartą buvo pristatyta 1977 m., kuri naudojama 12 arba 16 bitų kiekvienai klasterio prieigai prie failų paskirstymo lentelės (FAT). Kietuosiuose diskuose ir kitose kompiuterių sistemose ji padeda tvarkyti failus Microsoft operacinėse sistemose. Tokiuose įrenginiuose kaip skaitmeniniai fotoaparatai, „flash“ atmintis ir kiti nešiojamieji įrenginiai taip pat dažnai naudojami failų informacijai saugoti. Tai taip pat padeda pailginti standžiojo disko tarnavimo laiką, nes sumažina standžiojo disko susidėvėjimą. Šiandien FAT nenaudoja vėlesnės „Microsoft Windows“ versijos, pvz., „Windows XP“, „Vista“, 7 ir 10, nes jos naudoja NTFS. The FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 yra visi skirtingi FAT tipai (failų paskirstymo lentelei).

GFS: GFS yra failų sistema, kuri reiškia pasaulinę failų sistemą. Ji turi galimybę leisti keliems kompiuteriams veikti kaip integruota mašina, kuri pirmą kartą buvo sukurta Minesotos universitete. Tačiau dabar jį prižiūri „Red Hat“. Kai fizinis atstumas tarp dviejų ar daugiau kompiuterių yra didelis ir jie negali siųsti failų tiesiogiai vienas su kitu, GFS failų sistema leidžia jiems tiesiogiai dalytis failų grupe. Kompiuteris gali organizuoti savo I/O, kad išsaugotų failų sistemas, naudodamas visuotinę failų sistemą.

HFS: HFS (hierarchinė failų sistema) yra failų sistema, naudojama Macintosh kompiuteryje kuriant katalogą tuo metu, kai formatuojamas standusis diskas. Paprastai pagrindinė jo funkcija yra tvarkyti arba laikyti failus Macintosh standžiajame diske. „Apple“ nepalaiko HFS diskų įrašymo ar formatavimo nuo tada, kai OS X pasirodė rinkoje. Be to, „Windows“ kompiuteriai neatpažįsta HFS formato diskų, nes HFS yra „Macintosh“ formatas. WIN32 arba NTFS failų sistemų pagalba Windows standieji diskai formatuojami.

NTFS: NTFS yra failų sistema, kuri reiškia NT failų sistemą ir saugo bei nuskaito failus Windows NT operacinėje sistemoje ir kitose Windows versijose, pvz., Windows 2000, Windows XP, Windows 7 ir Windows 10. Kartais ji vadinama nauja technologija. Failų sistema. Palyginti su FAT ir HPFS failų sistemomis, ji siūlo geresnius failų atkūrimo ir duomenų apsaugos būdus ir siūlo daugybę patobulinimų, susijusių su išplėtimu, saugumu ir našumu.

UDF: UDF yra failų sistema, reiškianti universalųjį disko formatą ir pirmą kartą sukurta OSTA (Optical Storage Technology Association) 1995 m., siekiant užtikrinti duomenų, įrašytų į kelias optines laikmenas, nuoseklumą. Jis naudojamas su CD-ROM ir DVD-ROM ir palaikomas visose operacinėse sistemose. Dabar jis naudojamas CD-R ir CD-RW procese, vadinamas paketų rašymu.

Failų sistemos architektūra

Du arba trys sluoksniai yra failų sistemoje. Kartais šie sluoksniai veikia kartu, o kartais yra aiškiai atskirti. Failų operacijoms API (Application Program Interface) teikia loginė failų sistema, pvz., ATIDARYTI, UŽDARYTI, SKAITYTI ir kt., nes ji yra atsakinga už sąveiką su vartotojo programa. Be to, norint apdoroti, prašoma operacija persiunčiama į sluoksnį, esantį po juo. Be to, įvairiems vienu metu vykstantiems fizinių failų sistemų egzemplioriams antrasis pasirenkamas sluoksnis leidžia palaikyti, tai yra virtuali failų sistema. Ir kiekvienas lygiagretus egzempliorius vadinamas failų sistemos įgyvendinimu.

Trečiasis sluoksnis yra atsakingas už buferio ir atminties valdymą, kuris vadinamas fizine failų sistema. Jis susijęs su fiziniu saugojimo įrenginio veikimu ir apdoroja skaitomus arba rašomus fizinius blokus. Be to, norint valdyti saugojimo įrenginį, šis sluoksnis sąveikauja su kanalu ir įrenginio tvarkyklėmis.

Failų sistemų tipai

Yra įvairių tipų failų sistemos, kurios yra šios:

1. Disko failų sistemos

Disko saugojimo laikmenoje disko failų sistema turi galimybę atsitiktinai adresuoti duomenis per keletą laiko tarpų. Be to, tai apima numatymą, dėl kurio buvo pasiektas duomenų greitis. Neatsižvelgiant į nuoseklią duomenų vietą, keli vartotojai gali pasiekti kelis duomenis diske naudodami disko failų sistemą.

2. Flash failų sistemos

„Flash“ failų sistema yra atsakinga už apribojimus, našumą ir specialius „flash“ atminties gebėjimus. Geriau naudoti failų sistemą, skirtą „flash“ įrenginiui; tačiau disko failų sistema yra pagrindinė laikmena, kuri gali naudoti „flash“ atminties įrenginį.

cpld vs fpga

3. Juostinių failų sistemos

Juostos failų sistema naudojama failams laikyti juostoje, nes tai yra juostos formatas ir failų sistema. Palyginti su diskais, magnetinės juostos yra galingesnės, kad pasiektų duomenis ilgą laiką, o tai yra iššūkis bendros paskirties failų sistemai kuriant ir efektyviai valdant.

4. Duomenų bazių failų sistemos

Duomenų baze pagrįsta failų sistema yra dar vienas failų valdymo būdas. Failai atpažįstami pagal jų savybes (pvz., failo tipą, autorių, temą ir kt.), o ne pagal hierarchinį struktūrinį valdymą.

5. Sandorių failų sistemos

Kai kurioms programoms reikia vieno ar daugiau pakeitimų, kad dėl kokių nors priežasčių nepavyktų, arba reikia atlikti kelis failų sistemos pakeitimus, bet neatlieka jokių pakeitimų. Pavyzdžiui, programa gali rašyti konfigūracijos failus arba bibliotekas reikalauti vykdomuosius failus diegdama arba atnaujindama programinę įrangą. Programinė įranga gali būti netinkama naudoti arba sugedusi, jei programinė įranga sustabdoma atnaujinant arba diegiant. Be to, visa sistema gali likti netinkama naudoti, jei programinės įrangos diegimo arba atnaujinimo procesas yra neužbaigtas.

6. Tinklo failų sistemos

Tinklo failų sistema suteikia prieigą prie failų serveryje. Nuotoliniuose kompiuteriuose, prijungtuose prie tinklo, vietinių sąsajų pagalba programos gali skaidriai kurti, valdyti ir pasiekti hierarchinius failus bei katalogus. Į failų sistemą panašūs FTP ir WebDAV bei AFS, SMB protokolų, NFS klientai yra tinklo failų sistemų pavyzdžiai.

7. Bendro disko failų sistemos

Bendrinamo disko failų sistema leidžia pasiekti tą patį išorinio disko posistemį keliems kompiuteriams, tačiau kai tam tikras skaičius mašinų pasiekia tą patį išorinio disko posistemį, gali įvykti susidūrimų. Taigi, kad būtų išvengta susidūrimo, failų sistema nusprendžia, kurį posistemį pasiekti.

8. Minimali failų sistema

Aštuntajame dešimtmetyje kai kuriems pradiniams mikrokompiuterių naudotojams diskai ir skaitmeninės juostos įrenginiai buvo daug brangūs. Sukurtos kelios pigesnės bazinės duomenų saugojimo sistemos, naudotos bendros garso kasetės. Kasetiniame magnetofone vartotojas buvo informuotas apie „RECORD“ paspaudimą, kai reikia įrašyti duomenis pagal sistemą. Ir norėdami įspėti sistemą, paspauskite klaviatūros mygtuką „RETURN“. Be to, kasetiniame magnetofone vartotojas turėjo paspausti mygtuką „PLAY“, kai sistemai reikėjo nuskaityti duomenis.

9. Plokščiosios failų sistemos

Pakatalogiai nėra prieinami plokščiojoje sistemoje. Jame yra vienintelis katalogas, o visi failai yra viename kataloge. Dėl santykinai mažo turimos duomenų vietos tokio tipo failų sistema buvo tinkama, kai diskelių laikmena buvo prieinama pirmą kartą.