Дайте понятие файловой системы. Опишите особенности работы FAT, FAT32, NTFS, CDFS. Управление вводом/выводом

Фа́йловая систе́ма — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронномоборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

FAT – таблица ссылок, которые содержат информацию о блоках данных, образующих файл.

FAT использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах семейств DOS иWindows (до версии Windows 2000).

FAT 32. Максимально возможное число кластеров равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 ТБ. При использовании размера кластера, равного 32768 байт, максимальный размер тома составит чуть менее 1024 ТБ. Хотя размер сектора может быть любым, традиционно он считается равным 1 сектору диска и равен 512 байт и т.к. эта величина не менялась с момента создания — она может считаться некоторым ПО как константа. Максимально возможный размер файла для тома FAT32 — ~ 4 ГБ — 4 294 967 295 байт .

NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в главной файловой таблице — Master File Table (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничения доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — Access Control Lists (ACL)), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования USN для повышения надёжности файловой системы. NTFS разработана на основе файловой системы HPFS

CDfs — виртуальная файловая система для Linux, предоставляющая доступ к индивидуальным данным и аудиотрекам на компакт-дисках. Диск, смонтированный при помощи драйвера CD появляется как несколько файлов, каждый из которых символизирует трек. CDfs поддерживает следующие типы треков:

· Red Book audio: Появляются как WAV файлы; чтение с них начнёт CDDA-риппинг.

· White Book video: Появляются как проигрываемы файлы MPEG-1, содержащие аудио и видео потоки

· Yellow Book data:

· Apple HFS: Появляются как монтируемый образ файловой системы HFS

· ISO 9660: Каждая сессия появляется как монтируемый образ ISO

· El Torito boot image: Появляется единым образом загрузочного диска

CDfs не включён в основной состав ядра Linux, но он также распространяется по лицензии GPL, и из исходных текстов можно создать драйвер-модули для ядра серий 2.4 или 2.6. CDfs может быть включён в кастомное

ядро.

Управление вводом-выводом осуществляется компонентом операционной системы, который часто называют супервизором ввода-вывода.
• Основные задачи супервизора:
1) супервизор задач (модуль супервизора ОС) получает запросы от прикладных задач на выполнение тех или иных операций, в том числе на ввод-вывод. Эти запросы проверяются на корректность и, если они соответствуют спецификациям и не содержат ошибок, то обрабатываются дальше;

2) супервизор ввода-вывода получает запросы на ввод-вывод от супервизора задач или от программных модулей самой операционной системы.
3) супервизор ввода-вывода вызывает соответствующие распределители каналов и контроллеров, планирует ввод-вывод Запрос на ввод-вывод либо тут же выполняется, либо ставится в очередь на выполнение.
4) супервизор ввода-вывода инициирует операции ввода-вывода и (при использовании прерываний) предоставляет процессор диспетчеру задач, чтобы передать его первой задаче, стоящей в очереди на выполнение;
5) при получении сигналов прерываний от устройств ввода-вывода супервизор идентифицирует эти сигналы и передает управление соответствующим программам обработки прерываний;
6) супервизор ввода-вывода осуществляет передачу сообщений об ошибках, если таковые происходят в процессе управления операциями ввода-вывода.
7) супервизор ввода-вывода посылает сообщения о завершении операции ввода-вывода запросившей эту операцию задаче и снимает ее с состояния ожидания ввода-вывода, если задача ожидала завершения операции.
• Имеется два основных режима ввода-вывода:
1) режим обмена с опросом готовности устройства ввода-вывода;
2) режим обмена с прерываниями

Поиск по сайту: