Какие операции позволяет выполнить файловая система windows - Доктор Windows

Вы
уже знакомы с такими понятиями как файл и диски. И сегодня мы более подробно
рассмотрим, какие операции можно над ними производить.

Файл — это программа или
данные, которые имеют имя и хранятся в долговременной памяти.

Любому
пользователю, работающему на компьютере, приходится иметь дело с файлами и
файловой системой.

Файловая система — это
совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними.

Файловая система Windows позволяет выполнять следующие операции:

·
Поиск

·
Создание

·
Копирование

·
Перемещение

·
Удаление

·
И переименование файлов и папок

Программы
для управления объектами файловой системы называют файловыми менеджерами.
Например, такие файловые менеджеры как Проводник, Total
Commander, Norton Commander.

Рассмотрим
файловый менеджер проводник.

Для
запуска Проводника — нажатием правой кнопки мыши вызовем контекстное
меню кнопки Пуск и выберем пункт Проводник.

Структура
окна Проводника соответствует обычному окну программы.

Оно
состоит из

·
заголовка,

·
строки меню,

·
информационной строки,

·
двух панелей, каждая из которых
может иметь вертикальную и горизонтальную полосы прокрутки

·
и строки состояния.

В
левой панели отображена структура вложенности находящихся на компьютере папок.

Если
в папке нет других папок, то слева от нее нет никакого значка.

Если
есть и их структура выведена в дереве, то значок минус.

Если
есть и структура не выведена в дереве, то значок плюс.

В
правой панели отображается содержимое папки, выделенной в левой области.

Использовать
две панели удобно при копировании и перемещении папок и файлов.

Рассмотрим
на примерах, как можно создавать и переименовывать файлы и папки.

Пример:

В
папке Мои документы создать папку с именем Моя работа.

На
левой панели Проводника выберем папку Мои документы.

Выполним
команды: Файл → Создать → Папку.

Вместо
предлагаемого имени Новая папка введем новое имя Моя работа.
Нажмем клавишу Enter или левую кнопку мыши.

Вот
папка с именем «Моя работа» создана.

Пример:

В
папке Моя работа создим текстовый файл с именем Данные.

Для
этого, на левой панели проводника выберем папку Моя работа.

Выполним
команды: Файл → Создать → Текстовый документ. Вместо
предлагаемого имени введем имя Данные и нажмем клавишу Enter.

Пример:

Изменить
имя файла Данные на Пример текста.

На
правой панели Проводника выберем файл с именем Данные. Выполним
команды: Файл → Переименовать. Вместо старого имени Данные
напишем Пример текста и нажмем клавишу Enter.

Аналогичным
способом изменяют имена папок.

Теперь
разберемся с копированием, перемещением и удалением файлов и папок.

Копирование — это создание
копии файла или папки в другой папке.

После
выполнения этой операции получают два одинаковых файла, расположенных в разных
папках.

Например,
скопируем файл Пример текста из папки Моя работа в папку Примеры.

Выделим
файл Пример текста в папке Моя работа.

Выполним
команды : Правка → Копировать. На левой панели Проводника выберем
папку Примеры.

Выполним
команды : Правка → Вставить.

В
результате этих действий копия файла Пример текста будет размещена в
папке Примеры, а оригинал останется в папке Моя работа.

Следующая
операция, которую мы рассмотрим, это перемещение.

Перемещение — это создание
копии файла в папке-приемник без сохранения его в папке-источнике. Перемещение
объекта выполняется аналогично копированию. В папке-источнике выбирается объект
для перемещения и выполняют команды Правка → Вырезать. Выбирают
папку приемник и выполняю команды Правка → Вставить.

Копировать
или перемещать можно не все объекты. Используя файловую систему, невозможно
создать копию или переместить папки, соответствующие дискам, или папку Мой
компьютер.

Ненужные
файлы и папки могут быть удалены. Для этого их выделяют, а затем нажимают
клавишу Delete на клавиатуре или выполняют команду Файл →
Удалить.

Операции
с файлами и папками можно выполнять и другими способами, например использовать
контекстное меню или использование комбинаций клавиш, например Ctrl C (копировать), Ctrl X
(вырезать), Ctrl V (вставить), Ctrl A (выделить все).

Вот
мы и разобрались с операциями над файлами и папками. Но одной из проблем, с которой
приходится сталкиваться пользователю компьютера, является нехватка памяти для
долговременного хранения информации. Каким бы большим ни был объем памяти жесткого
диска, он может оказаться недостаточным для установки новой игры или хранения
фильмов. Еще одна проблема — это передача большого объема данных по
компьютерной сети.

Уменьшить
объем сохраняемых на диске или передаваемых по сети данных можно путем их
архивации.

Архивацией называют
преобразование данных в сжатую (архивную) форму.

Для
сжатия данных и размещения их в архивах используют программы-архиваторы.

Наиболее
распространенными архиваторами для операционной системы Windows являются WinRAR и WinZip.

Рассмотрим
интерфейс архиватора WinRAR.

Для
этого запустим программу-архиватор WinRAR. После его запуска
открывается окно. С помощью меню Файл или адресной строки выбирается
требуемый диск и папка. Содержащиеся в ней файлы и вложенные папки отображаются
в рабочей области. Основные операции выполняются с помощью меню или кнопок на
панели инструментов.

Пример:
создать архив.

Для
начала выделим подлежащий архивации файл. Потом на панели инструментов выбираем
команду Добавить файлы в архив. В появившемся диалоговом окне Имя и параметры
архива в строке Имя архива можно ввести новое имя, а нажав кнопку
обзор — выбрать нужную папку или создать новую. После того как мы установили
необходимые для нас параметры, нажимаем кнопку ОК.

В
этом случае будет создан архивный файл, который будет сохранен в указанной нами
папке. В нашем случае в исходной папке.

Пример:
извлечь файлы из архива.

Для
этого выделим архивный файл. С помощью кнопки на Панели Инструментов выберем
команду Извлечь файл/файлы из архива. В появившемся диалоговом окне Путь
и параметры извлечения оставим без изменения предлагаемый путь. В этом
случае в папке, в которой находится архив, будет создана папка, имеющая по
умолчанию то же имя, что и архив и в нее будут вложены извлеченные файлы. При
необходимости можно изменить строку Путь для извлечения, а нажав кнопку Показать
— выбрать иную папку или диск.

Рассмотрим
фрагментация и дефрагментация дисков.

Давайте
представим пустой диск в виде строки в клеточку.

Далее
допустим, что мы на него записала три файла разного информационного объема (для
удобства обозначим их разными цветами).

Через
некоторое время мы удалим одним из файлов, например, который обозначен желтым
цветом, тогда это будет выглядит следующим образом:

Далее,
если мы будем записывать на диск новый файл большего размера, чем мы удали, то
он расположится на диске следующим образом:

Если
мы запишем еще один файл, то он запишется на диск таким образом:

И
наконец, если мы решим записать файл размером в 5 клеток и на диске есть
свободное место, то файл на диске запишется следующим образом:

Обратите
внимание, что файл записал в сводные клеточки. Этот процесс, при котором файл
записывается в места, расположенные непоследовательно друг за другом называется
фрагментацией диска.

Проблемы
возникающие при фрагментации диска:

·
невозможность считать файл
последовательно приводит к замедлению работы с диском.

·
в случае сильно фрагментированного
диска компьютер может начинать сильно тормозить не только при работе с диском.

Для
того чтобы улучшить работу компьютера или диска, периодически нужно проводить
дефрагментацию диска.

Дефрагментация — это процесс
устранения фрагментации диска (файлы выстраиваются так, чтобы каждый был
записан на диске единым куском).

Дефрагментацию
диска можно произвести по следующему алгоритму: «Пуск» →
«Программы» → «Стандартные» →
«Служебные» → «Дефрагментация диска» → выбрать
диск → анализ → дефрагментация.

Источник

Набор
файловых операций

Файловая
система ОС должна предоставлять
пользователям набор операций для работы
с файлами, оформленный в виде системных
вызовов. В различных ОС имеются различные
наборы файловых операций. Наиболее
часто встречающимися системными вызовами
для работы с файлами являются [13, 17]:

Create
(создание). Файл создается без данных.
Этот системный вызов объявляет о
появлении нового файла и позволяет
установить некоторые его атрибуты;
Delete
(удаление). Ненужный файл удаляется,
чтобы освободить пространство на диске;
Open
(открытие). До использования файла его
нужно открыть. Данный вызов позволяет
прочитать атрибуты файла и список
дисковых адресов для быстрого доступа
к содержимому файла;
Close
(закрытие). После завершения операций
с файлом его атрибуты и дисковые адреса
не нужны. Файл следует закрыть, чтобы
освободить пространство во внутренней
таблице;
Read
(чтение). Файл читается с текущей позиции.
Процесс, работающий с файлом, должен
указать (открыть) буфер и количество
читаемых данных;
Write
(запись). Данные записываются в файл в
текущую позицию. Если она находится в
конце файла, его размер автоматически
увеличивается. В противном случае
запись производится поверх существующих
данных;
Append
(добавление). Это усеченная форма
предыдущего вызова. Данные добавляются
в конец файла;
Seek
(поиск). Данный системный вызов
устанавливает файловый указатель в
определенную позицию;
Get
attributes (получение атрибутов).
Процессам для
работы с файлами бывает необходимо
получить их атрибуты;
Set
attributes (установка атрибутов). Этот вызов
позволяет установить необходимые
атрибуты файлу после его создания;
Rename
(переименование). Этот системный вызов
позволяет изменить имя файла. Однако
такое действие можно выполнить
копированием файла. Поэтому данный
системный вызов не является необходимым;
Execute
(выполнить). Используя этот системный
вызов, файл можно запустить на выполнение.

Рассмотрим
примеры файловых операций в ОС Windows 2000
и UNIX. Как и в других ОС, в Windows 2000 есть
свой набор системных вызовов, которые
она может выполнять. Однако корпорация
Microsoft никогда не публиковала список
системных вызовов Windows, кроме того, она
постоянно меняет их от одного выпуска
к другому [17].
Вместо этого Microsoft определила набор
функциональных вызовов, называемый Win
32 API (Win 32 Application Programming Interface). Эти вызовы
опубликованы и полностью документированы.
Они представляют собой библиотечные
процедуры, которые либо обращаются к
системным вызовам, чтобы выполнить
требуемую работу, либо выполняют ее
прямо в пространстве пользователя.

Философия
Win 32 API заключается в предоставлении
всеобъемлющего интерфейса, с возможностью
выполнить одно и то же требование
несколькими (тремя-четырьмя) способами.
В ОС UNIX все системные вызовы
формируют минимальный
интерфейс:
удаление даже одного из них приведет к
снижению функциональности ОС.

Многие
вызовы API создают объекты ядра того или
иного типа (файлы, процессы, потоки,
каналы и т.д.). Каждый вызов, создающий
объект, возвращает вызывающему процессу
результат, называемый дескриптором
(небольшое целое число). Дескриптор
используется впоследствии для выполнения
операций с объектами. Он не может быть
передан другому процессу и использован
им. Однако при определенных обстоятельствах
дескриптор может быть дублирован и
передан другому процессу защищенным
способом, что предоставляет второму
процессу контролируемый доступ к
объекту, принадлежащему первому процессу.
С каждым объектом ассоциирован дескриптор
безопасности, описывающий, кто и какие
действия может, а какие не может выполнять
с данным объектом.

Основные
функции Win 32 API для файлового ввода-вывода
и соответствующие системные вызовы ОС
UNIX приведены ниже.

Функция Win 32 API	Системные вызовы UNIX	Описание
CreateFile	open	Создать или открыть файл; вернуть дескриптор файла
DeleteFile	unlink	Удалить существующий файл
CloseHandle	close	Закрыть файл
ReadFile	read	Прочитать данные из файла
WriteFile	write	Записать данные в файл
SetFilePointer	lseek	Установить указатель в файле в определенную позицию
GetFileAttributes	stat	Вернуть атрибуты файла
LockFile	fcntl	Заблокировать область файла для обеспечения взаимного исключения
UnlockFile	fcntl	Отменить блокировку области файла

Аналогично
файловым операциям обстоит дело с
операциями управления каталогами.
Основные функции Win 32 API и системные
вызовы UNIX для управления каталогами
приведены ниже.

Функция Win 32 API	Системные вызовы UNIX	Описание
CreateDirectory	mkdir	Создать новый каталог
RemoveDirectory	rmdir	Удалить пустой каталог
FindFirstFile	opendir	Инициализация, чтобы начать чтение записей каталога
FindNextFile	readdir	Прочитать следующую запись каталога
MoveFile	rename	Переместить файл из одного каталога в другой
SetCurrentDirectory	chdir	Изменить текущий рабочий каталог

Способы
выполнения файловых операций

Чаще
всего с одним и тем же файлом пользователь
выполняет не одну, а последовательность
операций. Независимо от набора этих
операций операционной системе необходимо
выполнить ряд постоянных (универсальных)
для всех операций действий.

По
символьному имени файла найти его
характеристики, которые хранятся в
файловой системе на диске.
Скопировать
характеристики в оперативную память,
поскольку только в этом случае программный
код может их использовать.
На
основании характеристик файла проверить
права пользователя на выполнение
запрошенной операции.
Очисть
область памяти, отведенную под временное
хранение характеристик файла.

Кроме
того, каждая операция включает ряд
уникальных для нее действий, например,
чтение определенного набора кластеров
диска, удаление файла, изменение его
атрибутов и т.п.

ОС
может выполнить последовательность
действий над файлами двумя способами
(см. рис. рис.
7.22).

Для
каждой операции выполняются как
универсальные, так и уникальные действия.
Такая схема иногда называется схемой
без заполнения состояния операции
(stateless).
Все
универсальные действия выполняются в
начале и конце последовательности
операций, а для каждой промежуточной
операции выполняются только уникальные
действия.

Рис.
7.22.
Варианты выполнения последовательности
действий над файлами

Подавляющее
большинство файловых систем поддерживает
второй способ, как более экономичный и
быстрый. Однако первый способ более
устойчив к сбоям в работе системы, так
как каждая операция является самодостаточной
и не зависит от результата предыдущей.
Поэтому первый способ иногда применяется
в распределенных сетевых файловых
системах, когда сбои из-за потерь пакетов
или отказов одного из сетевых узлов
более вероятны, чем при локальном доступе
к данным.

При
втором способе в ФС вводится два
специальных системных вызова: open и
close. Первый выполняется перед началом
любой последовательности операций с
файлом, а второй – после окончания
работы с файлом.

Основной
задачей вызова open является преобразование
символьного имени файла в его уникальное
числовое имя, копирование характеристик
файла из дисковой области в буфер
оперативной памяти и проверка прав
пользователя на выполнение запрошенной
операции. Вызов close освобождает буфер
с характеристиками файла и делает
невозможным продолжение операций с
файлами без его повторного открытия.

Приведем
несколько примеров системных вызовов
для работы с файлами. Системный вызов
create в ОС UNIX работает с двумя аргументами:
символьным именем открываемого файла
и режимом защиты. Так команда

fd
= create («abc», mode);

создает
файл abc с
режимом защиты, указанным в переменной mode.
Биты mode определяют
круг пользователей, которые могут
получить доступ к файлам, и уровень
предоставляемого им доступа. Системный
вызов create не
только создает новый файл, но также
открывает его для записи. Чтобы последующие
системные вызовы могли получить доступ
к файлу, успешный системный
вызов create возвращает
небольшое неотрицательное целое число
– дескриптор файла – fd.
Если системный вызов выполняется с
существующим файлом, длина этого файла
уменьшается до 0, а все содержимое
теряется.

Чтобы
прочитать данные из существующего файла
или записать в него данные, файл сначала
нужно открыть с помощью системного
вызова open с двумя аргументами: символьным
именем файла и режимом открытия файла
(для записи, чтения или того т другого),
например

fd
= open («file», how);

Системные
вызовы create и open возвращают наименьший
неиспользуемый в данный момент дескриптор
файла. Когда программа начинает выполнение
стандартным образом, файлы с дескрипторами
0, 1 и 2 уже открыты для стандартного
ввода, стандартного вывода и стандартного
потока сообщений об ошибках.

В
стандарте языка Си отсутствуют средства
ввода-вывода. Все операции ввода-вывода
реализуются с помощью функций, находящихся
в библиотеке языка, поставляемой в
составе системы программирования Си.
На стандартный
поток ввода ссылаются
через указатель stdin,
вывода – stdout,
сообщений об ошибках –stderr.
По умолчанию потоку ввода stdin ставится
в соответствие клавиатура, а
потокам stdout и stderr –
экран дисплея.

Для
ввода-вывода данных с помощью стандартных
потоков в библиотеке Си определены
функции:

getchar
( )/putchar ( ) –
ввод-вывод отдельного символа;
gets
( )/ puts ( ) –
ввод-вывод строки;
scanf
( )/ printf ( ) –
ввод-вывод в режиме форматирования
данных.

Процесс
в любое время может организовать ввод
данных из стандартного файла ввода,
выполнить символьный вызов:

read
(stdin, buffer, nbyts);

Аналогично
организуется вывод в стандартный файл
вывода

write
(stdout, buffer, nbytes).

При
работе в Windows 2000 с помощью
функции CreateFile можно
создать файл и получить дескриптор к
нему. Эту же функцию следует применять
и для открытия уже существующего файла,
так как в Win 32 API нет специальной
функции File
Open.
Параметры функций, как правило,
многочисленны, например,
функция CreateFile имеет
семь параметров:

указатель
на имя файла, который нужно создать или
открыть;
флаги
(биты), указывающие, может ли с этим
файлом выполняться чтение, запись или
то и другое;
флаги,
указывающие, может ли этот файл
одновременно открываться несколькими
процессами;
указатель
на описатель защиты, сообщение, кто
может получать доступ к файлу;
флаги,
сообщающие, что делать, если файл
существует или, наоборот, не существует;
флаги,
управляющие архивацией, сжатием и т.д.;
дескриптор
файла, чьи атрибуты должны быть
клонированы для нового файла,

Fd
= CreateFile («data», GENERIC_READ, O, NULL, OPEN_EXSTING,
O, NULL).

Источник

Рядовому пользователю компьютерных электронных устройств редко, но приходится сталкиваться с таким понятием, как «выбор файловой системы». Чаще всего это происходит при необходимости форматирования внешних накопителей (флешек, microSD), установке операционных систем, восстановлении данных на проблемных носителях, в том числе жестких дисках. Пользователям Windows предлагается выбрать тип файловой системы, FAT32 или NTFS, и способ форматирования (быстрое/глубокое). Дополнительно можно установить размер кластера. При использовании ОС Linux и macOS названия файловых систем могут отличаться.

Возникает логичный вопрос: что такое файловая система и в чем ее предназначение? В данной статье дадим ответы на основные вопросы касательно наиболее распространенных ФС.

Что такое файловая система

Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе.

Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.

Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ API. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.

На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.

Комьюнити теперь в Телеграм

Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей

Основные функции файловых систем

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.

Основными функциями файловой системы являются:

размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
создание, чтение и удаление файлов;
назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
определение структуры файла;
поиск файлов;
организация каталогов для логической организации файлов;
защита файлов при системном сбое;
защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Задачи файловой системы

Функционал файловой системы нацелен на решение следующих задач:

присвоение имен файлам;
программный интерфейс работы с файлами для приложений;
отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
поддержка устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
содержание параметров файла, необходимых для правильного взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах реализуется задача защиты файлов от несанкционированного доступа, обеспечение совместной работы. При открытии файла одним из пользователей для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (томах). Структура справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы уникальных файлов и дополнительную информацию о них с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.

Операционные системы и типы файловых систем

Существует три основных вида операционных систем, используемых для управления любыми информационными устройствами: Windows компании Microsoft, macOS разработки Apple и операционные системы с открытым исходным кодом на базе Linux. Все они, для взаимодействия с физическими носителями, используют различные типы файловых систем, многие из которых дружат только со «своей» операционкой. В большинстве случаев они являются предустановленными, рядовые пользователи редко создают новые дисковые разделы и еще реже задумываются об их настройках.

В случае с Windows все выглядит достаточно просто: NTFS на всех дисковых разделах и FAT32 (или NTFS) на флешках. Если установлен NAS (сервер для хранения данных на файловом уровне), и в нем используется какая-то другая файловая система, то практически никто не обращает на это внимания. К нему просто подключаются по сети и качают файлы.

На мобильных гаджетах с ОС Android чаще всего установлена ФС версии ext4 во внутренней памяти и FAT32 на карточках microSD. Владельцы продукции Apple зачастую вообще не имеют представления, какая файловая система используется на их устройствах – HFS+, HFSX, APFS, WTFS или другая. Для них существуют лишь красивые значки папок и файлов в графическом интерфейсе.

Более богатый выбор у линуксоидов. Но здесь настройка и использование определенного типа файловой системы требует хотя бы минимальных навыков программирования. Тем более, мало кто задумывается, можно ли использовать в определенной ОС «неродную» файловую систему. И зачем вообще это нужно.

Рассмотрим более подробно виды файловых систем в зависимости от их предпочтительного использования с определенной операционной системой.

Файловые системы Windows

Исходный код файловой системы, получившей название FAT, был разработан по личной договоренности владельца Microsoft Билла Гейтса с первым наемным сотрудником компании Марком Макдональдом в 1977 году. Основной задачей FAT была работа с данными в операционной системе Microsoft 8080/Z80 на базе платформы MDOS/MIDAS. Файловая система FAT претерпела несколько модификаций – FAT12, FAT16 и, наконец, FAT32, которая используется сейчас в большинстве внешних накопителей. Основным отличием каждой версии является преодоление ограниченного объема доступной для хранения информации. В дальнейшем были разработаны еще две более совершенные системы обработки и хранения данных – NTFS и ReFS.

FAT (таблица распределения файлов)

Числа в FAT12, FAT16 и FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. FAT32 является фактическим стандартом и устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Одной из особенностей этой версии ФС является возможность применения не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом USB.

Пространство FAT32 логически разделено на три сопредельные области:

зарезервированный сектор для служебных структур;
табличная форма указателей;
непосредственная зона записи содержимого файлов.

К недостатком стандарта FAT32 относится ограничение размера файлов на диске до 4 Гб и всего раздела в пределах 8 Тб. По этой причине данная файловая система чаще всего используется в USB-накопителях и других внешних носителях информации. Для установки последней версии ОС Microsoft Windows 10 на внутреннем носителе потребуется более продвинутая файловая система.

С целью устранения ограничений, присущих FAT32, корпорация Microsoft разработала обновленную версию файловой системы exFAT (расширенная таблица размещения файлов). Новая ФС очень схожа со своим предшественником, но позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта. В exFAT значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации. Функция очень важна для твердотельных накопителей ввиду необратимого изнашивания ячеек после определенного количества операций записи. Продукт exFAT совместим с операционными системами Mac, Android и Windows. Для Linux понадобится вспомогательное программное обеспечение.

NTFS (файловая система новой технологии)

Стандарт NTFS разработан с целью устранения недостатков, присущих более ранним версиям ФС. Впервые он был реализован в Windows NT в 1995 году, и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Система NTFS расширила допустимый предел размера файлов до шестнадцати гигабайт, поддерживает разделы диска до 16 Эб (эксабайт, 10¹⁸ байт). Использование системы шифрования Encryption File System (метод «прозрачного шифрования») осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла. Файловая система позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку многоязычности в стандарте юникода UTF, в том числе в формате кириллицы. Встроенное приложение проверки жесткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы chkdsk повышает надежность работы харда, но отрицательно влияет на производительность.

ReFS (Resilient File System)

Последняя разработка Microsoft, доступная для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы в основном организована в виде B + -tree. Файловая система ReFS обладает высокой отказоустойчивостью благодаря реализации новых функций:

Copy-on-Write (CoW) – никакие метаданные не изменяются без копирования;
данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих файлов;
при модификации метаданных новая копия хранится в свободном дисковом пространстве, затем система создает ссылку из старых метаданных на новую версию.

Все это позволяет повысить надежность хранения файлов, обеспечивает быстрое и легкое восстановление данных.

Файловые системы macOS

Для операционной системы macOS компания Apple использует собственные разработки файловых систем:

HFS+, которая является усовершенствованной версией HFS, ранее применяемой на компьютерах Macintosh, и ее более соверешенный аналог APFS. Стандарт HFS+ используется во всех устройствах под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также Apple X Server.
Кластерная файловая система Apple Xsan, созданная из файловых систем StorNext и CentraVision, используется в расширенных серверных продуктах. Эта файловая система хранит файлы и папки, информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т.д.

Файловые системы Linux

В отличие от ОС Windows и macOS, ограничивающих выбор файловой системы предустановленными вариантами, Linux предоставляет возможность использования нескольких ФС, каждая из которых оптимизирована для решения определенных задач. Файловые системы в Linux используются не только для работы с файлами на диске, но и для хранения данных в оперативной памяти или доступа к конфигурации ядра во время работы системы. Все они включены в ядро и могут использоваться в качестве корневой файловой системы.

Основные файловые системы, используемые в дистрибутивах Linux:

Ext2;
Ext3;
Ext4;
JFS;
ReiserFS;
XFS;
Btrfs;
ZFS.

Ext2, Ext3, Ext4 или Extended Filesystem – стандартная файловая система, первоначально разработанная еще для Minix. Содержит максимальное количество функций и является наиболее стабильной в связи с редкими изменениями кодовой базы. Начиная с ext3 в системе используется функция журналирования. Сегодня версия ext4 присутствует во всех дистрибутивах Linux.

JFS или Journaled File System разработана в IBM в качестве альтернативы для файловых систем ext. Сейчас она используется там, где необходима высокая стабильность и минимальное потребление ресурсов (в первую очередь в многопроцессорных компьютерах). В журнале хранятся только метаданные, что позволяет восстанавливать старые версии файлов после сбоев.

ReiserFS также разработана в качестве альтернативы ext3, поддерживает только Linux. Динамический размер блока позволяет упаковывать несколько небольших файлов в один блок, что предотвращает фрагментацию и улучшает работу с небольшими файлами. Недостатком является риск потери данных при отключении энергии.

XFS рассчитана на файлы большого размера, поддерживает диски до 2 терабайт. Преимуществом системы является высокая скорость работы с большими файлами, отложенное выделение места, увеличение разделов на лету, незначительный размер служебной информации. К недостаткам относится невозможность уменьшения размера, сложность восстановления данных и риск потери файлов при аварийном отключении питания.

Btrfs или B-Tree File System легко администрируется, обладает высокой отказоустойчивостью и производительностью. Используется как файловая система по умолчанию в OpenSUSE и SUSE Linux.

Другие ФС, такие как NTFS, FAT, HFS, могут использоваться в Linux, но корневая файловая система на них не устанавливается, поскольку они для этого не предназначены.

Дополнительные файловые системы

В операционных системах семейства Unix BSD (созданы на базе Linux) и Sun Solaris чаще всего используются различные версии ФС UFS (Unix File System), известной также под названием FFS (Fast File System). В современных компьютерных технологиях данные файловые системы могут быть заменены на альтернативные: ZFS для Solaris, JFS и ее производные для Unix.

Кластерные файловые системы включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность. К ним относятся:

ZFS – «Zettabyte File System» разработана для распределенных хранилищ Sun Solaris OS;
Apple Xsan – эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних разработках StorNext;
VMFS (Файловая система виртуальных машин) разработана компанией VMware для VMware ESX Server;
GFS – Red Hat Linux именуется как «глобальная файловая система» для Linux;
JFS1 – оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX.

Практический пример использования файловых систем

Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.

Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант — использование специальной утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.

Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.

Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.

Источник

Файлы и папки в операционной системе Windows представляют собой специальные объекты с набором определенных свойств, служащие для удобного структурирования информации в файловой системе компьютера. Такое логическое разделение информации на жестком диске компьютера сильно облегчает человеку быстрый доступ к нужным в данный момент данным.

Подробнее ознакомиться, как устроен файл можно здесь, а про папки почитать тут. Новичку важно усвоить, что одни и те же действия в компьютере часто можно выполнить несколькими способами и это в полной мере относится к операциям с каталогами и файлами. Давайте разберемся, какие бывают операции с данными на жестком диске компьютера и способы их выполнения. Мы будем описывать работу в штатном Проводнике Windows при настройках по умолчанию.

Открыть файл или папку

Наверно самая частая операция с файлами и папками, в результате которой мы можем увидеть их содержимое. В случае папки мы видим содержащиеся в ней файлы и другие каталоги. Открывая файл, мы указываем операционной системе запустить программу, ассоциированную с данным типом файлов и открыть файл в ней. В результате на мониторе отобразится текст, хранящийся в текстовом файле или запуститься проигрывание фильма и так далее.

Достигнуть данного результата можно по-разному, в зависимости от настроек системы и используемых программ. Самый простой способ открыть файл или папку это сделать по ней двойной щелчок левой кнопкой мыши (ЛКМ), однако начинающим пользователям данное действие бывает сложно сделать. В таком случае можно щелкнуть по нужному объекту один раз ЛКМ, он выделится и нажать клавишу Enter или кликнуть по нему правой кнопкой мыши (ПКМ) и выбрать в появившемся контекстном меню пункт «Открыть».

Вверху Проводника есть собственное меню позволяющее производить операции с объектами и настроить сам Проводник. Если вы не ведите меню, нажмите клавишу F10 на клавиатуре. Выделите объект щелчком ЛКМ и выберите в меню «Файл» ⇒ «Открыть».

Может возникнуть ситуация, когда Windows не знает с помощью какой программы нужно открыть данный файл или вы хотите открыть его в другой программе. Для этого нужно щелкнуть по файлу ПКМ и выбрать в контекстном меню пункт «Открыть с помощью» и указать нужную программу.

Операция переименования папок и файлов

Все объекты на жестком диске компьютера имеют свои имена уникальные внутри одного каталога. Имена можно менять произвольным образом любое количество раз, главное соблюдать требования файловой системы к ним. В случае ввода недопустимого имени компьютер выведет предупреждение об этом.

Для переименования необходимо выделить нужный объект одиночным щелчком ЛКМ чтобы он под светился цветом и после небольшой задержки произвести по нему еще один клик ЛКМ. Имя должно выделиться синим, теперь можно ввести на клавиатуре новое имя и щелкнуть ЛКМ на свободном месте в окне Проводника или нажать на клавиатуре клавишу Enter.

Альтернативный вариант переименования файлов и папок предполагает использование всплывающего контекстного меню Проводника. Щелкнете на объекте ПКМ и выберете пункт «Переименовать» дальнейшие действия как описано выше.

Последний способ переименовать объект задействует меню Проводника. Выделите нужный файл или папку щелчком ЛКМ и в меню Проводника выберите «Файл» ⇒ «Переименовать», а дальше все как в других способах.

Операция перемещения папок и файлов

Довольно распространённый тип операций с файлами и каталогами. Часто возникает необходимость переместить файлы или каталоги в другое место на жестком диске компьютера. Перемещая папку, следует помнить, что переместятся и все находящиеся в ней файлы и каталоги. В случае переноса файла следует учитывать, что если он требуется для работы какой-либо программы, она перестанет работать, так как будет искать его на старом месте. Перемещать можно множеством способов, давайте рассмотрим несколько.

Используя буфер обмена.

Выделить объект щелчком ЛКМ, чтобы он подсветился цветом. Дальше есть несколько вариантов, как можно поступить:

щелкнуть по нему ПКМ и выбрать пункт «Вырезать»
нажать комбинацию клавиш Ctrl+X
нажать кнопку «Вырезать» на панели инструментов или в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Вырезать». В зависимости от версии операционной системы вид, расположение меню и наличие кнопок несколько различается.

В результате этих действий объект станет блеклым и поместится в буфер обмена операционной системы Windows. Теперь надо открыть папку на жестком диске, куда вы хотите переместить объект и выполнить одно из действий:

щелкнуть на свободном месте ПКМ и выбрать пункт «Вставить»
нажать комбинацию клавиш Ctrl+V
нажать кнопку «Вставить» на панели инструментов или в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Вставить». В зависимости от версии операционной системы вид, расположение меню и наличие кнопок несколько различается.

Поздравляем, вы переместили ваш файл или папку в другое место. Тот же самый результат можно получить, если выделить объект и в меню Проводника выбрать «Правка» ⇒ «Переместить в папку» в открывшемся окне указать папку назначения и нажать «Переместить».

Используя перетаскивание.

Широко применяется в графических интерфейсах и буквально означает «тащи-и-бросай» или «drag-and-drop» по-английски. Чтобы его осуществить, надо открыть окно Проводника Windows с объектами для перетаскивания и рядом еще одно окно Проводника, куда вы хотите переместить данные. Удобнее всего, когда видны оба окна одновременно.

Щелкаете ЛКМ по файлу или папке, держа указатель мыши над выделенным объектом, нажимаете и удерживаете ЛКМ и перемещаете указатель мыши в соседнее окно Проводника, куда вы хотите перетащить объект. Когда перетаскиваемый объект будет над папкой назначения, отпускаете ЛКМ. Единственное, необходимо следить по значку перетаскиваемого объекта, что система собирается сделать, переместить или скопировать перетаскиваемый объект. Удержание при перетаскивании клавиши Shift указывает компьютеру, что необходимо переместить объект.

Операции копирования файлов и папок

Полезно иметь копии важных файлов, на случай повреждения или утраты оригинала. Так же иногда нужно иметь несколько вариантов одного файла. Операция копирования производится точно так же, как и перемещение, но в меню выбирается пункт «Копировать» или комбинация клавиш Ctrl+C. В результате в папке назначения окажется копия. Вставить копию можно в то же каталог, но под другим именем. В случае перетаскивания надо удерживать клавишу Ctrl.

Функциональные клавиши при перетаскивании.

Если вы будете осуществлять операцию перетаскивания с нажатой клавишей Alt, то будет создан ярлык на объект. Перетаскивая с помощью ПКМ вы сможете выбрать, что вы хотите сделать: копировать, переместить или создать ярлык.

Операция удаления папок и файлов

Операционная система Windows предоставляет несколько способов удалить ненужные больше данные. Можно выделить объект щелчком ЛКМ и нажать клавишу Delete (Del) и подтвердить действие, нажав в появившемся окне кнопку «Да» или клавишу Enter на клавиатуре.

Другой способ удаления задействует контекстное меню. Достаточно щелкнуть на объекте ПКМ и выбрать пункт «Удалить» и подтвердить свой намерения. Можно удалить данные через меню Проводника, достаточно выделить объект ЛКМ и в меню Проводника выбрать «Файл» ⇒ «Удалить» и сделать подтверждение.

Последний способ использует метод «drag-and-drop» для удаления файлов и папок. Щелкаете на объекте ЛКМ и удерживая ее тащите его на иконку «Корзины» расположенную на рабочем столе.

Следует помнить, что удаляя папку, вы удаляете все ее содержимое, включая под папки.

В результате удаления любым из перечисленных способов, при настройках системы по умолчанию, все удаленные данные оказываются в «Корзине». Это специальная выделенная область, на жестком диске компьютера, предназначенная для временного хранения удаленных данных перед их полным удалением из системы. Просмотреть ее содержимое можно открыв иконку «Корзина» на рабочем столе компьютера. Восстановить случайно удаленный файл или папку, можно найдя их в «Корзине», щелкнув по нему ПКМ и выбрав в контекстном меню «Восстановить». Настроить параметры работы «Корзины» можно щелкнув ПКМ по ее значку на рабочем столе и выбрав пункт «Свойства».

Так же недавние действия в Проводнике Windows можно отменить в меню «Правка» ⇒ «Отменить» или комбинация клавиш Ctrl+Z.

Если вы точно уверенны, что удаляемые объекты вам больше не нужны, можно удерживать клавишу Shift во время операции удаления, тогда объекты будут удалены окончательно и из корзины их восстановить не получится. Будьте осторожны с данным способом.

Мы рассмотрели стандартные операции, но иногда компьютер сообщает, что невозможно удалить файл или папку по разным причинам. Как быть в такой ситуации, подробно рассказано в этом уроке.

Групповые операции с файлами и папками

Для облегчения работы человека существует возможность производить открытие, перемещение, копирование и удаление сразу с группой объектов. Для этого необходимо указать системе нужные нам для операции объекты. Осуществляется выделение объектов точно так же, как мы выделяли одиночный объект, но с использование функциональных клавиш.

Выделение произвольной группы файлов и папок производится щелчком ЛКМ по нужным объектам с нажатой клавишей Ctrl. Выделенные объекты подсвечиваются цветом.

Для выделения расположенных подряд папок или файлов, сначала выделяется первый нужный объект щелчком ЛКМ и потом, удерживая клавишу Shift на клавиатуре, выделяется последний.

Выделить все в текущем каталоге можно в меню Проводника «Правка» ⇒ «Выделить все» или комбинация клавиш Ctrl+A.

Если необходимо выделить все кроме некоторых, то выделять все нужные с помощью Ctrl+C будет очень долго, гораздо быстрее пойти от противного, выделить ненужные объекты с помощью Ctrl+C и выбрать в меню пункт «Правка» ⇒ «Обратить выделение». Альтернативный вариант это выделить все объекты Ctrl+A и снять выделение, с ненужных объектов, щелкая по ним с нажатой клавишей Ctrl.

Еще один способ выделения с помощью перемещения мыши. Нужно нажать и удерживать ЛКМ на свободном месте и перемещать указатель. Появившаяся рамка показывает, какие объекты будут выделены, когда вы отпустите ЛКМ. Отредактировать получившееся выделение можно удерживая клавишу Ctrl.

Снять выделение, сделанное любым способом можно щелкнув мышью на свободном месте. Дальнейшие операции над группой файлов и папок не отличаются от описанных ранее способов с одиночными объектами.

Операция создания папок и файлов

Создать папку очень просто, достаточно открыть Проводник в нужном месте жесткого диска, щелкнуть на свободном месте ПКМ и выбрать в появившемся контекстном меню пункт «Создать» ⇒ «Папку», ввести ее имя и нажать Enter или кликнуть по свободному месту.

С файлами ситуация немного другая. Обычно они создаются непосредственно в программе, которая с ними работает. Например, текстовый файл в программе «Блокнот», а рисунки в графическом редакторе Paint установленным в системе по умолчанию. Однако вы можете пойти другим путем и создать пустой файл некоторых типов, не запуская программу для работы с ними.

Щелкните ПКМ на свободном месте в Проводнике и выберите в контекстном меню «Создать» и нужный тип файла, например «Текстовый документ», введите на клавиатуре его имя и нажмите клавишу Enter. Будет создан пустой файл, если его открыть, то запуститься программа для работы с этим типов файлов.

Такой способ может быть удобен, если вы находитесь в нужном каталоге, где вы хотите создать новый файл, так как будет быстрее, чем запустить саму программу, а потом в диалоге сохранения искать нужную директорию для сохранения.

Все то же самое можно сделать, используя меню Проводника, достаточно находясь в нужной директории и не имея выделенных объектов зайти в меню «Файл» ⇒ «Создать» и выбрать нужный тип документа, например папку или архив.

Мы рассмотрели основные операции с файлами и папками в Windows и их выполнение не должно для вас представлять трудностей, главное быть внимательным. Однако рекомендуем создать тестовую папку и потренироваться так сказать «на кошках».

Источник

About Windows File System

What is file system? Have you ever paid attention to it? This article aims to introduce Windows file system to you.

In computing, file system controls how data is stored and retrieved. In other words, it is the method and data structure that an operating system uses to keep track of files on a disk or partition.

It separates the data we put in computer into pieces and gives each piece a name, so the data is easily isolated and identified.

Without file system, information saved in a storage media would be one large body of data with no way to tell where the information begins and ends.

Types of Windows File System

Knowing what is file system, let’s learn about the types of Windows file system.

There are five types of Windows file system, such as FAT12, FAT16, FAT32, NTFS and exFAT. Most of us like to choose the latter three, and I would like to introduce them respectively for you.

Tip: You may hear ReFS (Resilient File System), a Microsoft proprietary file system introduced in Windows Server 2012, and you can click here to learn more about it.

FAT32 in Windows

In order to overcome the limited volume size of FAT16 (its supported maximum volume size is 2GB) Microsoft designed a new version of the file system FAT32, which then becomes the most frequently used version of the FAT (File Allocation Table) file system.

NTFS in Windows

NTFS is the newer drive format. Its full name is New Technology File System. Starting with Windows NT 3.1, it is the default file system of the Windows NT family.

Microsoft has released five versions of NTFS, namely v1.0, v1.1, v1.2, v3.0, and v3.1.

exFAT in Windows

exFAT (Extended File Allocation Table) was designed by Microsoft back in 2006 and was a part of the company’s Windows CE 6.0 operating system.

This file system was created to be used on flash drives like USB memory sticks and SD cards, which gives a hint for its precursors: FAT32 and FAT16.

Comparisons among the Three Types of Windows File System

Everything comes in advantages and shortcomings. Comparisons among the three types of Windows File System will be showed in following content to help you make a choice about selecting one type of file system.

Compatibility

The three types can work in all versions of Windows.

For FAT32, it also works in game consoles and particularly anything with a USB port; for exFAT, it requires additional software on Linux; for NTFS, it is read only by default with Mac, and may be read only by default with some Linux distributions.

With respect to the ideal use, FAT32 is used on removable drives like USB and Storage Card; exFAT is used for USB flash drives and other external drivers, especially if you need files of more than 4 GB in size; NTFS can be used for servers.

Security

The files belonging to FAT32 and NTFS can be encrypted, but the flies belong to the latter can be compressed.

The encryption and compression in Windows are very useful. If other users do not use your user name to login Windows system, they will fail to open the encrypted and compressed files that created with your user name.

In other word, after some files are encrypted, such files only can be opened when people use your account to login Windows system.

Note: Although the files have been encrypted and compressed, people still can open it when they use your user name to login Windows system. You can apply Hide Partition, a function in MiniTool Partition Wizard to protect your important data and privacy better.

Supported Volume Size

For FAT32, the partition size is no larger than 2TB, which means you cannot format a hard drive larger than 2TB as a single FAT32 partition. NTFS allows you use 64KB clusters to achieve a 256TB volume. In theory, you can achieve a 16EB volume of exFAT.

Supported File Size

For FAT32, it fails to support the single files whose size is over 4GB, while NTFS file system can support the size of single file more than 4GB, and for exFAT, the maximum size of single file, in theory, is 16EB.

In conclusion, compared with NTFS and exFAT, FAT32 comes in higher compatibility in old operating systems and removable storage devices, whereas its features limit in single file size and partition size.

Compared with FAT32 and exFAT, NTFS surpasses in security. And exFAT features larger volume volume size and single file size.

File System Conversion

Maybe you already have a hard drive featuring FAT32 or NTFS file system, and you want to make a conversion. In this situation, you can download MiniTool Partition Wizard to help you complete this conversion.

Источник

About Windows File System

What is file system? Have you ever paid attention to it? This article aims to introduce Windows file system to you.

In computing, file system controls how data is stored and retrieved. In other words, it is the method and data structure that an operating system uses to keep track of files on a disk or partition.

It separates the data we put in computer into pieces and gives each piece a name, so the data is easily isolated and identified.

Without file system, information saved in a storage media would be one large body of data with no way to tell where the information begins and ends.

Types of Windows File System

Knowing what is file system, let’s learn about the types of Windows file system.

There are five types of Windows file system, such as FAT12, FAT16, FAT32, NTFS and exFAT. Most of us like to choose the latter three, and I would like to introduce them respectively for you.

Tip: You may hear ReFS (Resilient File System), a Microsoft proprietary file system introduced in Windows Server 2012, and you can click here to learn more about it.

FAT32 in Windows

NTFS in Windows

NTFS is the newer drive format. Its full name is New Technology File System. Starting with Windows NT 3.1, it is the default file system of the Windows NT family.

Microsoft has released five versions of NTFS, namely v1.0, v1.1, v1.2, v3.0, and v3.1.

exFAT in Windows

exFAT (Extended File Allocation Table) was designed by Microsoft back in 2006 and was a part of the company’s Windows CE 6.0 operating system.

This file system was created to be used on flash drives like USB memory sticks and SD cards, which gives a hint for its precursors: FAT32 and FAT16.

Comparisons among the Three Types of Windows File System

Compatibility

The three types can work in all versions of Windows.

Security

The files belonging to FAT32 and NTFS can be encrypted, but the flies belong to the latter can be compressed.

In other word, after some files are encrypted, such files only can be opened when people use your account to login Windows system.

Supported Volume Size

Supported File Size

Compared with FAT32 and exFAT, NTFS surpasses in security. And exFAT features larger volume volume size and single file size.

File System Conversion

Источник

Содержание

Исследование файловых систем и управления файлами в ОС Windows
Файловые системы Windows
Общие сведения о файловых системах
Файловая система FAT
Файловая система FAT32
Файловая система NTFS
Устройство NTFS. Главная таблица файлов MFT
Конвертирование разделов FAT32 в NTFS без потери данных. Утилита convert
Исследование файловых систем и управления файлами в ОС Windows
Исследование файловых систем и управления файлами в windows

Исследование файловых систем и управления файлами в ОС Windows

Лабораторная работа № 7

Цель работы:изучить общие понятия о файловых системах и изучить методы управления

План проведения занятия:

1. Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями.

2. Приобрести навыки применения командной строки Windows. Научиться создавать,

перемещать и удалять файлы и каталоги.

3. Подготовить отчет для преподавателя о выполнении лабораторной работы и

представить его в соответствии с графиком.

Программная часть: ОС Windows, текстовый процессор Microsoft Word.

Аппаратная часть: персональный компьютер, сетевой или локальный принтер.

Краткие теоретические сведения:

Совокупность каталогов и системных структур данных, отслеживающих размещение

файлов на диске и свободное дисковое пространство, называется файловой системой.

Основной структурной единицей любой файловой системы является файл и каталог.

Файл – минимальная структурированная именованная последовательность данных.

Каталог (папка) является своеобразной объединяющей структурой для расположенных на

диске файлов. Каталог может содержать в себе файлы и другие (вложенные) каталоги.

Каталоги и файлы образуют на диске древовидную иерархическую структуру – дерево

каталогов. Единственный каталог не входящий ни в одну из директорий называется

Магнитные диски являются устройствами произвольного доступа. В них каждая

запись данных имеет свой уникальный адрес, обеспечивающий непосредственный доступ к ней, минуя все остальные записи. Для хранения данных служит диск (пакет из нескольких дисков), покрытый ферромагнитным слоем. Запись на магнитный диск и считывание данных с него осуществляется головками чтения/записи.

Рис. 23 Структура поверхности магнитного диска

Поверхность диска разбита на дорожки представляющие собой окружности (рис.

23). Дорожки разделены на секторы. Размер сектора обычно составляет 512 байт.

В большинстве файловых систем пространство на диске выделяется кластерами,

которые состоят из нескольких секторов. Кластер – минимальный размер места на диске,

которое может быть выделено для хранения одного файла. Перед тем, как диск может быть использован для записи данных, он должен быть размечен — на его дорожки должны быть записаны заголовки секторов с правильными номерами дорожки и сектора, а также, если это необходимо, маркеры. Как правило, при этом же происходит тестирование поверхности диска для поиска дефектов магнитного слоя. Не следует путать эту операцию —физическое форматирование диска — с логическим форматированием, заключающемся в создании файловых систем. Современные жесткие диски обычно требуют физической

разметки при их изготовлении.

Один физический жесткий диск может быть разделен на несколько разделов –

логических дисков (томов). Каждый логический диск представляет собой как бы отдельное устройство. Следовательно, на нем может быть своя файловая система и свой корневой каталог.

В операционных системах MS-DOS и Windows каждое дисковое устройство

обозначается латинской буквой. Для имени логического диска используются буквы от A до Z. Буквы A и B обозначают дисководы гибких магнитных дисков (FDD). Начиная с буквы C, именуются разделы жесткого диска (HDD), дисководы оптических дисков и виртуальные диски. Для обращения к файлу используется следующая спецификация:

используются в масках имен при поиске файлов.

Расширение имени необходимо для определения типа файла и связывания файла с

определенной программой, с помощью которой он может быть открыт. Хотя имя файла

может и не иметь расширения.

Различают следующие типы файлов:

· Текстовые файлы. Текстовые файлы могут содержать простой или размеченный

текст, в кодировке ASCII, ANSI или UNICODE. Текст без разметки содержит только

отображаемые символы и простейшие управляющие символы (возврат каретки и

табуляции). Размеченный текст содержит бинарную и символьную разметку

(межстрочный интервал, новая страница и т.п.), может содержать таблицы и

· Графические файлы – файлы, содержащие точечные или векторные изображения;

· Файлы мультимедиа – различают файлы содержащие оцифрованный звук (файлы

аудио) и фалы видео (содержат изображение и звук);

· Исполняемые файлы – программы готовые к исполнению (файлы с расширением exe и com).

· Архивные файлы – файлы архивов rar, tar, zip, cab и т.п.

· Файлы библиотек – файлы с расширением DLL, OCX и LIB;

· Файлы данных – бинарные или текстовые файлы с различным расширением,

используемые программами во время работы.

Информация о логической организации физического жесткого диска (числе логических дисков, их размере) расположена в главной загрузочной записи (MBR). MBR расположена в самом первом секторе жесткого диска и не входит в структуру файловой системы.

В операционных системах семейства UNIX разделение на логические диски

отсутствует, а используется понятие корневого каталога файловой системы. Спецификация обращения к файлу выглядит следующим образом:

/путь/имя файла.тип Современные операционные системы имеют возможность работать с несколькими файловыми системами одновременно. Прежде чем операционная система сможет использовать файловую систему, она должна выполнить над этой системой операцию, называемую монтированием.

В общем случае операция монтирования включает следующие шаги:

• Проверку типа монтируемой файловой системы; проверку целостности файловой

• Считывание системных структур данных и инициализацию соответствующего

модуля файлового менеджера (драйвера файловой системы). В некоторых случаях

— модификацию файловой системы с тем, чтобы указать, что она уже

• Включение новой файловой системы в общее пространство имен. Многие

пользователи MS DOS никогда не сталкивались с понятием монтирования. Дело в

том, что эта система выполняет упрощенную процедуру монтирования при каждом

В данной работе продолжаем изучение работы с командной строкой Windows.

Задание 1.Проверка работы команд.

Потренироваться в выполнении нижеследующих команд. Работу проводить на

установленной ранее ОС Windows 7.

1. Команда смены текущего диска

2. Просмотр каталога

dir (путь)(имя_файла) (/p) (/w)

Если не введены путь и имя файла, то на экран выведется информация о содержимом

каталога (имена файлов, их размер и дата последнего изменения).

Параметр /p задает вывод информации в поэкранном режиме, с задержкой до тех пор, пока пользователь не щелкнет по какой-либо клавише. Это удобно для больших каталогов.

Параметр /w задает вывод информации только об именах файлов в каталоге по пять имен в строке.

3. Переход в другой каталог каталога

4. Создание каталога

5. Удаление каталога

6. Создание текстовых файлов

Путь прописывается только тогда, когда удаляемый файл находится в другом каталоге.

8. Переименование файлов

ren (путь)имя_файла1 имя_файла2__

Путь прописывается только тогда, когда удаляемый файл находится в другом каталоге.

9. Копирование файлов

copy имя_файла (путь)имя_файла1

Путь прописывается, если файл копируется в другой каталог.

Задание 2.Индивидуальная работа.

1. Получить у преподавателя индивидуальное задание.

2. Выполнить, результат внести в отчет о выполнении лабораторной работы.

3. Представить отчет преподавателю.

2. Перечислите основные типы файлов.

3. Перечислите основные расширения файлов.

4. Расскажите о процессе монтирования файловой системы.

Источник

Файловые системы Windows

Далее мы остановимся на всей линейке файловых систем для Windows, чтобы понять, какую роль они играют в работе системы и как они развивались в процессе становления Windows плоть до Windows 8.

Общие сведения о файловых системах

Преимущества NTFS касаются практически всего: производительности, надежности и эффективности работы с данными (файлами) на диске. Так, одной из основных целей создания NTFS было обеспечение скоростного выполнения операций над файлами (копирование, чтение, удаление, запись), а также предоставление дополнительных возможностей: сжатие данных, восстановление поврежденных файлов системы на больших дисках и т.д.

Сначала рассмотрим сравнительные характеристики файловых систем, а потом остановимся на каждой из них поподробнее. Сравнение, для большей наглядности, приведены в табличной форме.

Если купить жесткий диск на 1000 ГБ, то вам придется разбивать его как минимум на несколько разделов. А если вы собираетесь заниматься видеомонтажом, то вам будет очень мешать ограничение в 4 Гб как максимально возможный размер файла.

Файловая система FAT

Файловая система FAT (обычно под ней понимается FAT 16) была разработана достаточно давно и предназначалась для работы с небольшими дисковыми и файловыми объемами, простой структурой каталогов. Аббревиатура FAT расшифровывается как File Allocation Table (с англ. таблица размещения файлов). Эта таблица размещается в начале тома, причем хранятся две ее копии (в целях обеспечения большей устойчивости).

Данная таблица используется операционной системой для поиска файла и определения его физического расположения на жестком диске. В случае повреждения таблицы (и ее копии) чтение файлов операционной системой становится невозможно. Она просто не может определить, где какой файл, где он начинается и где заканчивается. В таких случаях говорят, что файловая система «упала».

Далее она поддерживается в Windows 3.x, Windows 95, Windows 98, Windows NT/2000 и т.д.

Файловая система FAT32

По сравнению с ней FAT32 стала обеспечивать более оптимальный доступ к дискам, более высокую скорость выполнения операций ввода/вывода, а также поддержку больших файловых объемов (объем диска до 2 Тбайт).

В FAT32 реализовано более эффективное расходование дискового пространства (путем использования более мелких кластеров). Выгода по сравнению с FAT16 составляет порядка 10.15%. То есть при использовании FAT32 на один и тот же диск может быть записано информации на 10. 15% больше, чем при использовании FAT16.

Кроме того, необходимо отметить, что FAT32 обеспечивает более высокую надежность работы и более высокую скорость запуска программ.

Обусловлено это двумя существенными нововведениями:

Файловая система NTFS

Ни одна из версий FAT не обеспечивает хоть сколько-нибудь приемлемого уровня безопасности. Это, а также необходимость в добавочных файловых механизмах (сжатия, шифрования) привело к необходимости создания принципиально новой файловой системы. И ею стала файловая система NT (NTFS)

NTFS — от англ. New Technology File System, файловая система новой технологии. Как уже упоминалось, основным ее достоинством является защищенность: для файлов и папок NTFS могут быть назначены права доступа (на чтение, на запись и т.д.). Благодаря этому существенно повысилась безопасность данных и устойчивость работы системы.

Назначение прав доступа позволяет запретить/разрешить каким-либо пользователям и программам проделывать какие-либо операции над файлами. Например, не обладая достаточными правами, посторонний пользователь не сможет изменить какой-либо файл. Или не обладая достаточными правами, вирус не сможет испортить файл.

Начиная с Windows 2000, используется версия NTFS 5.0, которая, помимо стандартных, позволяет реализовывать следующие возможности:

Напоследок необходимо иметь в виду, что если для файла под NTFS были установлены определенные права доступа, а потом вы его скопировали на раздел FAT, то все его права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утеряны. Так что будьте бдительны.

Устройство NTFS. Главная таблица файлов MFT

Если у вас размер кластера составляет 4 Кбайт (что скорее всего), а нужно сохранить файл, размером 5 Кбайт, то реально под него будет выделено 8 Кбайт, так как в один кластер он не помещается, а под файл дисковое пространство выделяется только кластерами.

Запись каких-либо пользовательских данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой. Это делается для того, чтобы самый главный служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

Однако при нехватке дискового пространства MFT-зона может сама уменьшаться (если это возможно), так что никакого дискомфорта вы замечать не будете. При этом новые данные уже будут записываться в бывшую MFT-зону.

В случае последующего высвобождения дискового пространства MFT-зона снова будет увеличиваться, однако в дефрагментированном виде (то есть не единым блоком, а несколькими частями на диске). В этом нет ничего страшного, просто считается, что система более надежна, когда MFT-файл не дефрагментирован.

Кроме того, при не дефрагментированном MFT-файле вся файловая система работает быстрее. Соответственно чем более дефрагментированным является MFT-файл, тем медленней работает файловая система.

Что касается размера MFT-файла, то он примерно вычисляется, исходя из 1 МБ на 1000 файлов.

Конвертирование разделов FAT32 в NTFS без потери данных. Утилита convert

Параметры ее работы показаны на скриншоте.

Таким образом, чтобы конвертировать в NTFS диск D:, в командную строку следует ввести следующую команду:

После этого от вас попросят ввести метку тома, если такая есть (метка тома указывается рядом с именем диска в окне Мой компьютер. Она служит для более подробного обозначения дисков и может использоваться, а может не использоваться. Например, это может быть Files Storage (D:).

Для конвертации флешки команда выглядит так:

Источник

Исследование файловых систем и управления файлами в ОС Windows

Лабораторная работа №6

Цель работы:изучить общие понятия о файловых системах и изучить методы управления файлами.

План проведения занятия:

1.Ознакомиться с краткими теоретическими сведениями.

2.Приобрести навыки применения командной строки Windows. Научиться создавать, перемещать и удалять файлы и каталоги.

3.Подготовить отчет для преподавателя о выполнении лабораторной работы и представить его в соответствии с графиком.

Программная часть: ОС Windows, текстовый процессор Microsoft Word.

Аппаратная часть: персональный компьютер.

Краткие теоретические сведения:

Совокупность каталогов и системных структур данных, отслеживающих размещение файлов на диске и свободное дисковое пространство, называется файловой системой. Основной структурной единицей любой файловой системы является файл и каталог.

Файл – минимальная структурированная именованная последовательность данных. Каталог (папка) является своеобразной объединяющей структурой для расположенных на диске файлов. Каталог может содержать в себе файлы и другие (вложенные) каталоги. Каталоги и файлы образуют на диске древовидную иерархическую структуру – дерево каталогов. Единственный каталог не входящий ни в одну из директорий называется корневым каталогом.

Магнитные диски являются устройствами произвольного доступа. В них каждая запись данных имеет свой уникальный адрес, обеспечивающий непосредственный доступ к ней, минуя все остальные записи. Для хранения данных служит диск (пакет из нескольких дисков), покрытый ферромагнитным слоем. Запись на магнитный диск и считывание данных с него осуществляется головками чтения/записи.

Дорожки разделены на секторы. Размер сектора обычно составляет 512 байт.

В большинстве файловых систем пространство на диске выделяется кластерами, которые состоят из нескольких секторов.

Кластер – минимальный размер места на диске, которое может быть выделено для хранения одного файла. Перед тем, как диск может быть

использован для записи данных, он должен быть размечен — на его дорожки должны быть записаны заголовки секторов с правильными номерами дорожки и сектора, а также, если это необходимо, маркеры. Как правило, при этом же происходит тестирование поверхности диска для поиска дефектов магнитного слоя. Не следует путать эту операцию — физическое форматирование диска — с логическим форматированием, заключающемся в создании файловых систем. Современные жесткие диски обычно требуют физической разметки при их изготовлении.

Один физический жесткий диск может быть разделен на несколько разделов – логических дисков (томов). Каждый логический диск представляет собой как бы отдельное устройство. Следовательно, на нем может быть своя файловая система и свой корневой каталог.

В операционных системах MS-DOS и Windows каждое дисковое устройство обозначается латинской буквой. Для имени логического диска используются буквы от A до Z. Буквы A и B обозначают дисководы гибких магнитных дисков (FDD). Начиная с буквы C, именуются разделы жесткого диска (HDD), дисководы оптических дисков и виртуальные диски. Для обращения к файлу используется следующая спецификация:

устройство:путьимя файла.расширение. Здесь путь – список каталогов, входящих друг в друга, в последнем из которых и

содержится указанный файл. Если путь не указан, следует что, файл находится в корневом каталоге данного диска. В MS-DOS имя файла состоит из 8 символов, точки и 3 символов расширения имени файла. Точка отделяет собственно имя от расширения. Имя файла может состоять из латинских букв, цифр 0 – 9, некоторых других символов, и не может содержать пробел. В Windows поддерживаются длинные имена файлов (от 1 до 255 символов), имя может содержать пробелы. При использовании файловых систем HPFS и NTFS имя файла может содержать несколько точек.

Расширение имени необходимо для определения типа файла и связывания файла с определенной программой, с помощью которой он может быть открыт. Хотя имя файла может и не иметь расширения.

Различают следующие типы файлов:

•Текстовые файлы. Текстовые файлы могут содержать простой или размеченный текст, в кодировке ASCII, ANSI или UNICODE. Текст без разметки содержит только отображаемые символы и простейшие управляющие символы (возврат каретки и табуляции). Размеченный текст содержит бинарную и символьную разметку (межстрочный интервал, новая страница и т.п.), может содержать таблицы и рисунки;

•Графические файлы – файлы, содержащие точечные или векторные изображения;

•Файлы мультимедиа – различают файлы содержащие оцифрованный звук (файлы аудио) и фалы видео (содержат изображение и звук);

•Исполняемые файлы – программы готовые к исполнению (файлы с расширением exe

•Архивные файлы – файлы архивов rar, tar, zip, cab и т.п.

•Файлы библиотек – файлы с расширением DLL, OCX и LIB;

•Файлы данных – бинарные или текстовые файлы с различным расширением, используемые программами во время работы.

Информация о логической организации физического жесткого диска (числе

логических дисков, их размере) расположена в главной загрузочной записи (MBR). MBR расположена в самом первом секторе жесткого диска и не входит в структуру файловой системы.

В операционных системах семейства UNIX разделение на логические диски отсутствует, а используется понятие корневого каталога файловой системы. Спецификация обращения к файлу выглядит следующим образом:

/путь/имя файла.тип Современные операционные системы имеют возможность работать с несколькими

файловыми системами одновременно. Прежде чем операционная система сможет использовать файловую систему, она должна выполнить над этой системой операцию, называемую монтированием.

В общем случае операция монтирования включает следующие шаги:

•Проверку типа монтируемой файловой системы; проверку целостности файловой системы;

•Считывание системных структур данных и инициализацию соответствующего модуля файлового менеджера (драйвера файловой системы). В некоторых случаях

— модификацию файловой системы с тем, чтобы указать, что она уже смонтирована;

•Включение новой файловой системы в общее пространство имен. Многие пользователи MS DOS никогда не сталкивались с понятием монтирования. Дело в том, что эта система выполняет упрощенную процедуру монтирования при каждом обращении к файлу.

В данной работе продолжаем изучение работы с командной строкой Windows.

Задание 1.Проверка работы команд.

Потренироваться в выполнении нижеследующих команд.

dir (путь)(имя_файла) (/p) (/w)

Если не введены путь и имя файла, то на экран выведется информация о содержимом каталога (имена файлов, их размер и дата последнего изменения).

Параметр /p задает вывод информации в поэкранном режиме, с задержкой до тех пор, пока пользователь не щелкнет по какой-либоклавише. Это удобно для больших каталогов. Параметр /w задает вывод информации только об именах файлов в каталоге по пять имен в строке.

3. Переход в другой каталог каталога cd

4.Создание каталога md

5.Удаление каталога rd

6.Создание текстовых файлов copy con

Путь прописывается только тогда, когда удаляемый файл находится в другом каталоге.

8. Переименование файлов

ren (путь)имя_файла1 имя_файла2

9. Копирование файлов

copy имя_файла (путь)имя_файла1

Путь прописывается, если файл копируется в другой каталог.

2.Перечислите основные типы файлов.

3.Перечислите основные расширения файлов.

4.Расскажите о процессе монтирования файловой системы.

Источник

Исследование файловых систем и управления файлами в windows

Все программы и данные хранятся в долговременной

(внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Имя файла. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и так далее). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных знаков, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba.txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь длину до 255 символов, причем можно использовать русский алфавит, например: Единицы измерения информации.doc

Таблица 1.1. Типы файлов и расширений

Программы на языках программирования

Таблица 1.2. Одноуровневый каталог

Имя файла	Номер начального сектора
Файл_1	56
Файл_2	89
Файл_112	1200

Начальный, корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из последних может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и так далее. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Файловая система — это система хранения файлов и организации каталогов.

Рис. 1.3. Иерархическая файловая система

Рис. 1.4. Пример иерархической файловой системы

Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда полным именем файла.

Пример полного имени файла:

Однако иерархическая структура этих систем несколько различается. В иерархической файловой системе MS-DOS вершиной иерархии объектов является корневой каталог диска, который можно сравнить со стволом дерева, на котором растут ветки (подкаталоги), а на ветках располагаются листья (файлы).

Рис. 1.5. Иерархическая структура папок

Если мы хотим ознакомиться с ресурсами компьютера, необходимо открыть папку Мой компьютер.

1. В окне Мой компьютер находятся значки имеющихся в компьютере дисков. Активизация (щелчок) значка любого диска выводит в левой части окна информацию о его емкости, занятой и свободной частях.

Источник

Adblock
detector

Источник