Файловая система в Windows
Представляет собой запоминающее устройство с несколькими круглыми жесткими пластинами покрытыми слоем ферромагнитного материала расположенные на одной оси привода и с подвижными считывающими головками. В работе жесткого диска (винчестера) используется принцип магнитной записи. Мы не будем углубляться в устройство и работу жестких дисков, а рассмотрим в общих чертах файловую систему компьютера.
Файловая система компьютера (ФС) — описание способа хранения, распределения, наименования и обеспечения доступа к информации, хранящейся на жестком диске компьютера. Именно файловая система жесткого диска определяет правила наименования файлов и каталогов, ограничения на максимальные размеры файла и раздела, длину имени файла, максимальный уровень вложенности каталогов и другие моменты. Кстати, максимальный размер файла в файловой системе FAT32 составляет 4 Гбайта.
В ОС Windows наиболее распространенной на сегодняшний день является файловая система NTFS, заменившая устаревшую файловую систему FAT. Именно файловую систему NTFS лучше всего использовать на сегодняшний день. Чтобы жесткий диск можно было использовать в компьютере, его необходимо подготовить, отформатировать в выбранную файловую систему. Программа форматирования создает на жестком диске компьютера структуру в соответствии с правилами файловой системы Windows после чего диск становится виден в операционной системе и его можно использовать. Форматирование жесткого диска осуществляется силами операционной системы или сторонней программы. При этом выбирается тип файловой системы жесткого диска, размер кластера и способ форматирования.
Кластер — упрощенно, минимальная ячейка на жестком диске для хранения информации, эдакая коробочка для хранения файлов. Кластер имеет вполне конкретные стандартизованные размеры равные 512 байт раньше и 4 096 байт в настоящее время. В одном кластере хранится только один файл, если он меньше размера кластера, то все равно занимает весь кластер. Когда файл не помещается целиком в одном кластере, то он записывается кусочками по разным кластерам, необязательно соседним. Поскольку размеры файлов крайне редко кратны размеру кластера, то на диске файлы практически всегда занимают больше места, чем их реальный размер. Чтобы было понятнее, возьмем для наглядности такой пример. Есть 9 кирпичей, из них 3 белых и 6 красных, а в контейнер помещается только 5 кирпичей одного типа. Чтобы хранить наши кирпичи нам понадобится 3 контейнера, хотя емкость двух контейнеров 10 кирпичей. Вот наглядная иллюстрация, как это происходит.
В файловой системе компьютера происходит точно также. В этом легко убедиться, если кликнуть правой кнопкой мыши по файлу и выбрать свойства.
Файл размером 6 байт занимает в файловой системе жесткого диска 4 096 байт , т.е. один кластер. Соответственно маленький размер кластера больше подходит для хранения маленьких файлов, а большой размер кластера для хранения больших. Тогда место на диске будет использоваться более рационально. Так же происходит и с ярлыками.
Структура файловой системы Windows
Первоначально, вся информация в виде файлов записывалась в файловую систему Windows в одну кучу, однако с ростом количества информации и емкости дисков это стало очень неудобно. Попробуйте найти нужную вам вещь в коробке, среди десятков других. Выходом из этой ситуации стало создание древовидной структуры папок (директорий или каталогов) сильно облегчающих структурирование и поиск информации. Внутри каталога создаются подкаталоги, и файлы группируются по логическому принципу удобному пользователю.
Дальнейший рост емкости дисков привел к следующему очевидному шагу, разбить один физический носитель информации на несколько логических разделов (дисков). Логически выделенная часть смежных блоков на диске называется раздел (partition). Такая структура файловой системы применяется в настоящее время в операционной системе Windows.
Это позволяет упростить структурирование информации, повысить надежность хранения данных за счет разделения системных и пользовательских файлов, более гибко управлять правами доступа к файлам, увеличить скорость дисковых операций. Каждый созданный логический диск воспринимается операционной системой, как независимый, хотя фактически он виртуален. Благодаря этому каждому разделу жесткого диска можно назначить произвольную файловую систему или настроить размер кластера, а так же иметь несколько операционных систем на одном компьютере.
Первый физический сектор жесткого диска отведен для хранения главной загрузочной записи (MBR), необходимой для начальной загрузки операционной системы, а так же хранит таблицу разделов.
Разделы бывают двух видов: первичный (основной) и дополнительный (расширенный). В первом секторе основного раздела располагается загрузочный сектор, обеспечивающий загрузку ОС с данного раздела жесткого диска. Всего на физическом диске может быть четыре раздела и только один из них расширенный. Дополнительный раздел представляет собой оболочку для любого количества других логических разделов. Это позволяет обойти ограничение, только четыре раздела на физическом диске.
Вот и все, что мы хотели рассказать о файловой системе компьютера в операционной системе Windows.
Файловая система операционной системы семейства windows
Файловые системы семейства Windows.
Файловая система определяет принципы хранения данных на физическом носителе. Например, файловая система определяет, как должны сохраняться данные файла, какая информация (например, имя, дата создания и т.п.) о файле должна храниться и каким образом. Формат хранения данных определяет основные характеристики файловой системы.
При рассмотрении характеристик файловых систем важным понятием является понятие кластера. Кластер — это минимальный блок данных, размещаемый на носителе. Файловая система использует кластеры для более эффективного управления дисковым пространством. Размер кластера всегда кратен размеру сектора диска. Потенциальный недостаток кластеров большого размера — это менее эффективное использование дискового пространства, поскольку данные одного файла и каталога всегда выделяется целое число кластеров. Например, если размер кластера составляет 32 Кб, то файл размером 100 байт все равно займет на диске 32 Кб.
В настоящее время существует большое количество файловых систем, отличающихся друг от друга целевым использованием (например, ориентацией только на конкретный вид носителей) и различными характеристиками. В Windows XP, также как и в Windows Server 2003, поддерживаются следующие файловые системы:
- FAT (File Allocation Table) — файловая система, разработанная для MS-DOS и являющаяся основной для Windows 3.x и 9x. Windows XP и Windows Server 2003 поддерживают три разновидности FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Первые две обеспечивают совместимость со старыми ОС Microsoft. Кроме того, FAT12 используется как формат хранения данных на гибких дисках. FAT 32 — модифицированная версия FAT, используемая в Windows 95 OSR2, Windows 98 и Windows Millennium.
- NTFS (Windows NT file system) — файловая система, разработанная специально для Windows NT и унаследованная Windows 2000, Windows XP, Windows 2003.
CDFS (Compact Disk File System) — файловая система компакт-дисков.
UDF (Universal Disk Format) — универсальный формат дисков, используемый современными магнитооптическими накопителями и, прежде всего, технологией DVD.
У каждой системы есть свои полезные свойства, но возможности защиты и аудита систем различны. На выбор файловой системы оказывают влияние следующие факторы: цель, для которой предполагается использовать компьютер, аппаратная платформа, количество жестких дисков и их объем, требования к безопасности, используемые в системе приложения.
Файловые системы FAT12 и FAT16.
Файловая система FAT (File Allocation Table) получила свое имя в соответствии с названием метода организации данных — таблицы распределения файлов. FAT (или FAT16) первоначально была ориентирована на небольшие диски и простые структуры каталога. Затем ее усовершенствовали для обеспечения работы с большими дисками и мощными персональными компьютерами.
Windows XP и Windows Server 2003 поддерживают файловую систему FAT по трем причинам:
- для возможности обновления операционной системы с прежних версий Windows;
- для совместимости с другими операционными системами при многовариантной загрузке;
- как формат гибких дисков.
В название каждой версии FAT входит число, которое указывает разрядность, применяемую для идентификации кластеров на диске. 12-разрядный идентификатор кластеров в FAT12 ограничивает размер дискового раздела 212 (4096) кластерами. В Windows используются кластеры размером от 512 байт до 8 Кб, так что размер тома FAT12 ограничен 32 Мб. Поэтому Windows использует FAT12 как формат 5,25- и 3,5-дюймовых дискет, способных хранить до 1,44 Мб данных.
FAT16 — за счет 16-разрядных идентификаторов кластеров — может адресовать до 216 (65 536) кластеров. В Windows размер кластера FAT16 варьируется от 512 байт до 64 Кб, поэтому размер тома FАТ16 ограничен 4 Гб. Размер кластеров, используемых Windows, зависит от размера тома.
Размеры кластеров в FAT16 по умолчанию (в Windows)
Организация файловой системы Windows.
Операционная система Windows. Виды. Функциональные возможности.
ОС Windows – это совокупность программ, используемых для операций с документами, обеспечивающая управление внешними устройствами и программами. Именно система программ ОС организует всю работу компьютера по обработке данных. Она организует диалог с пользователем, управляет устройствами и ресурсами компьютера, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ и т.д.
Без операционной системы доступ к аппаратуре и программам современного компьютера совершенно невозможен. Все аппаратные. А также и программные средства предоставляются пользователю только через посредника – операционную систему.
Способ общения – внешний вид программной среды, служащий для обеспечения диалога с пользователем также называется интерфейсом. На ПК наблюдают 2 вида интерфейса – командный и оконный.
Рабочий стол. Панель задач.
Виды окон, элементы окна, операции с окнами.
Рабочий стол – основной экран Windows, содержащий документы и различные средства для работы с ними. Это первое, что вы видите после загрузки системы. На рабочем столе располагаются значки объектов мой компьютер, корзина, сетевое окружение, Интернет, панель задач, кнопка ПУСК. На панели задач отображается информация об открытых окнах и запущенных приложениях Windows.
Основным объектом ОС Windows является окно. Окно представляет собой прямоугольную область на экране, ограниченную рамками. Работая в системе Windows, можно открыть сразу несколько окон и по очереди работать в каждом, переключаясь с помощью кнопок на панели задач. Все окна делятся на 4-е вида: окна папок, диалоговые окна, окна приложений и окна справок.
В окнах папок содержатся значки других объектов Windows.
Окна приложений служат для показа содержания документа, загруженного в приложение, а также содержат элементы управления окном.
Диалоговые окна – это специальные окна, через которые вводится дополнительная информация. Они обычно служат для вывода на короткий срок какой-либо информации, запроса на те или иные действия.
Окна справок служат для вывода справочной информации по работе с Windows и его приложениями.
Каждое окно имеет элементы для его управления: заголовок, кнопки управления, строка меню, панель инструментов, рабочая область, вертикальная линейка прокрутки, границы рамки.
Главное и контекстное меню.
Создание ярлыка, быстрый запуск программ.
Главное меню Windows содержит следующие команды: Программы, Документы, Настройка, Найти, Справка, Выполнить, каждая из которых имеет свои функции.
При работе с объектами в операционной системе Windows чаще всего используется манипулятор «мышь». На экране он отображается указателем. Управление мышью осуществляется по нажатию основной или дополнительной клавиши мыши. Основная – означает выбор действия; дополнительная – вызов контекстного меню. В контекстном меню содержится список программ, которые можно применить для данного объекта. Контекстные меню различных программ и объектов различны.
Термин ярлык обозначает командный файл, с помощью которого можно осуществить доступ к какому либо объекту. При работе с ярлыками сами объекты остаются без изменений.
На панели быстрый запуск обычно помещаются ярлыки наиболее часто используемых программ, для запуска которых достаточно один раз щёлкнуть на ярлыке.
Организация файловой системы Windows.
Файловая система — общая структура, определяющая в операционной системе наименование, сохранение и размещение файлов. Различными типами файловых систем являются системы NTFS, FAT и FAT32.
Файловая система FAT:
Файловая система, используемая MS-DOS и операционными системами семейства Windows для упорядочения файлов и управления ими. FAT (file allocation table — таблица размещения файлов) представляет собой структуру данных, создаваемую Windows при форматировании тома для файловых систем FAT или FAT32. Windows хранит в таблице размещения файлов сведения о каждом файле, чтобы при необходимости можно было извлечь нужный файл.
Файловая система FAT32:
Файловая система, производная системы FAT. FAT32 поддерживает меньшие размеры кластеров, что позволяет более эффективно использовать дисковое пространство.
Файловая система NTFS:
Улучшенная файловая система, обеспечивающая уровень быстродействия и безопасности, а также дополнительные возможности, недоступные ни в одной версии файловой системы FAT. Например, для обеспечения целостности данных тома в файловой системе NTFS используются стандартные технологии записи и восстановления транзакций. В случае сбоя компьютера целостность файловой системы восстанавливается с помощью файла журнала NTFS и данных о контрольных точках. В операционных системах Windows 2000 и Windows XP файловая система NTFS также обеспечивает такие дополнительные возможности, как разрешения для файлов и папок, шифрование, дисковые квоты и сжатие.
