47. Понятие файловой системы.

К долговременным устройствам хранения информации предъяв­ляются три следующих важных требования:

1. Устройства должны позволять хранить очень большие объемы данных.

2. Информация должна сохраняться после прекращения работы процесса, использующего ее.

3. Несколько процессов должны иметь возможность получения одновремен­ного доступа к информации.

Обычное решение всех этих проблем состоит в хранении информации на дис­ках и других внешних хранителях в модулях, называемых файлами.

Файлами управляет часть операционной системы – файловая система. Их структура, именование, исполь­зование, защита, реализация и доступ к ним являются важными пунктами устройства операционной системы.

При взгляде снаружи файловая система представляет собой набор файлов и ката­логов плюс операции с ними. Файлы могут считываться и записываться, каталоги могут создаваться и удаляться. Файлы могут перемещаться из одного каталога в дру­гой. В большинстве современных файловых систем поддерживается иерархичес­кая каталоговая система, в которой каталоги могут содержать подкаталоги, кото­рые, в свою очередь, также могут иметь подкаталоги и т. д. До бесконечности.

При взгляде изнутри файловая система выглядит совсем по-другому. Разработ­чикам файловых систем приходится заботиться о том, как файлам выделяется ме­сто на диске, и о том, как система следит за тем, какой блок какому файлу принад­лежит. Различные варианты реализации файлов включают в себя непрерывные файлы, связные списки, таблицы размещения файлов и i-узлы. В различных сис­темах используются различные каталоговые структуры. Атрибуты файла могут храниться прямо в каталоге или в другом месте (например, в i-узле). Учет диско­вого пространства может осуществляться с помощью списков свободных блоков или битовых массивов. Надежность файловых систем может быть увеличена при помощи создания инкрементных резервных копий, а также с помощью програм­мы, способной исправлять поврежденные файловые системы. Производительность файловых систем также является важным вопросом. Она может быть увеличена различными способами, включая кэширование, опережающее чтение и размеще­ние блоков файла рядом друг с другом. Файловые системы с журнальной структу­рой тоже увеличивают производительность, выполняя операции записи больши­ми блоками данных.

Примеры файловых систем:

NTFS, FAT, ISO 9660, DFS, NFS, UNIX v7.

Э. Таненбаум, Совр. опер. сис., Спб: Питер, 2004, стр. 424-497