NEXT 4/2008 - Tajemnice systemów plików

Podczas instalacji systemów operacyjnych określamy nie tylko partycję, na której będą znajdowały się dane systemowe, lecz także system plików służący do ich przechowywania. Systemy plików, podobnie jak inne rozwiązania informatyczne, mają swoje zalety i ograniczenia, więc warto dokładnie przemyśleć swoją decyzję. Tym bardziej że później nie można jej zmienić, bo modyfikacja systemu plików to ponowne formatowanie dysku.

Twórcami systemów plików są producenci systemów operacyjnych (tak jest w przypadku firmy Microsoft), jak również grupy deweloperów wywodzących się ze społeczności Wolnego Oprogramowania (tak jest w przypadku rozwiązań dla Linuksa). Systemy plików nie są jednak rozwiązaniami komercyjnymi, bo dostajemy je razem z systemem operacyjnym, w którym będziemy ich używać.

Warto wyjaśnić, czym tak naprawdę jest system plików. Informacje, które przechowujemy w komputerze, najczęściej są umieszczane w plikach, czyli nazwanych zbiorach danych o określonej długości, opisanych za pomocą szeregu atrybutów. System plików zapewnia mechanizmy zarządzania tymi plikami oraz kontroluje do nich dostęp. Najczęstsze operacje to tworzenie, zmiana atrybutów, np. nazwy pliku, otwieranie, odczytywanie, aktualizowanie, zapisywanie, zamykanie, usuwanie lub kopiowanie pliku. Budowę systemu plików najlepiej obrazuje schemat na sąsiedniej stronie. Wyróżniamy w nim tzw. sektor rozruchowy, który znajduje się zawsze na początku systemu plików.

Służy on do przechowywania kodu niezbędnego do uruchomienia systemu operacyjnego, ale może też być pusty. Nie należy mylić go z 8MBR-em, który jest powiązany z całym dyskiem twardym, a nie systemem plików na danej partycji. Dalej znajduje się superblok, zawierający podstawowe informacje o systemie plików, oraz tablica alokacji plików lub 8i-węzłów (ta nazwa różni się w poszczególnych systemach plików), które zawierają informacje o plikach. Potem zaczynają się bloki z samymi danymi przechowywanymi na dysku. W poszczególnych systemach plików struktura może być bardziej skomplikowana. Często superblok, tablica alokacji plików (tablica i-węzłów) i bloki danych są grupowane. To pozwala uniknąć 8fragmentacji oraz zminimalizować przesuwanie się głowicy przy odczytywaniu danych.

Schemat budowy typowego systemu plików

Wszystkie informacje o systemie plików są przechowywane na samym początku partycji, tuż za sektorem rozruchowym.

Większość nośników (dyski twarde, dyskietki, płyty CD/DVD, pamięci flash) wykorzystuje blokową strukturę danych, tzn. są one przechowywane w blokach, które muszą być w całości odczytywane lub zapisywane. Wielkość takich bloków określona jest podczas tworzenia systemu plików. Początkowo miały one rozmiar 512 bajtów i tak jest na dyskietkach, ale obecnie na dyskach twardych najczęściej wybiera się jako rozmiar 4 kB. To właśnie one składają się na plik.

Zadaniem systemu plików jest przechowywanie informacji, które posłużą do zidentyfikowania bloków każdego z plików, a także stałe ich aktualizowanie. Jeśli plik będzie zwiększał rozmiar, należy przydzielić mu więcej bloków, a gdy będzie malał lub zostanie skasowany, zwolnić poszczególne bloki.

Można wyróżnić kilka typów plików. Najważniejsze z nich to zwykły plik z danymi oraz katalog. Ten drugi pełni rolę pomocniczą i służy do porządkowania zgromadzonych danych poprzez tworzenie hierarchicznej struktury drzewiastej. W rezultacie każdy system plików ma katalog główny, w którym mogą się znajdować pliki i kolejne katalogi. W pierwszych systemach plików katalogi były niedostępne i zwykłe pliki umieszczane były na tym samym poziomie zagnieżdżenia. Inne rzadziej spotykane typy plików, popularne w Linuksie, to dowiązania symboliczne, kolejki FIFO i gniazda. W systemach uniksowych sytuacja jest ujednolicona, gdyż wszystkie elementy systemowe są tam plikami – nie tylko informacje, lecz także urządzenia są w ten sposób reprezentowane.

Ocena:    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• W poszukiwaniu plików »
  test porównawczy wyszukiwarek desktopowych
• Nowy zarządca plików »
  system plików exFAT
• Porządek na dysku twardym »
  pełne wersje
• Szybkie wyszukanie »
  zmiana nazw plików
• Władca plików »
  KRUSADER 1.80