1. Fayllar va fayl tuzilmalari. Fayl tizimi Eng keng tarqalgan fat, ntfs, ext fayl tizimlarining qisqacha tavsifi

Eng keng tarqalgan FAT, NTFS, EXT fayl tizimlarining qisqacha tavsifi.
FAT fayl tizimi.
FAT "File Allocation Table" degan ma'noni anglatadi.
FAT fayl tizimida har qanday mantiqiy diskning mantiqiy disk maydoni ikki sohaga bo'linadi:
- tizim maydoni;
- ma'lumotlar maydoni.
Tizim maydoni formatlashda yaratiladi va fayl tuzilishini manipulyatsiya qilishda yangilanadi. Ma'lumotlar maydoni ildizga bo'ysunuvchi fayllar va kataloglarni o'z ichiga oladi va foydalanuvchi interfeysi orqali kirish mumkin. Tizim maydoni quyidagi tarkibiy qismlardan iborat:
- yuklash yozuvi;
- zaxiralangan tarmoqlar;
- fayllarni taqsimlash jadvallari (FAT);
- ildiz katalogi.
Fayllarni taqsimlash jadvali ma'lumotlar maydonining har bir bo'limi holatini tavsiflovchi ma'lumotlar maydonining xaritasi (tasviri). Ma'lumotlar maydoni klasterlarga bo'lingan. Klaster - mantiqiy disk manzil maydonidagi bir yoki bir nechta qo'shni sektorlar (faqat ma'lumotlar maydonida). FAT jadvalida bir xil faylga (root bo'lmagan katalog) tegishli klasterlar zanjirlarga bog'langan. FAT16 fayllarni boshqarish tizimi klaster raqamini belgilash uchun 16 bitli so'zdan foydalanadi, shuning uchun siz 65536 tagacha klasterga ega bo'lishingiz mumkin.
Klaster fayl yoki ildiz bo'lmagan katalogga ajratilgan disk maydonining eng kichik manzilli birligidir. Fayl yoki katalog butun sonli klasterlarni egallaydi. Bunday holda, oxirgi klaster to'liq ishlatilmasligi mumkin, bu katta klaster o'lchamiga ega bo'lgan disk maydonining sezilarli darajada yo'qolishiga olib keladi.
FAT diskka kirishda juda intensiv ishlatilganligi sababli, u RAMga yuklanadi va imkon qadar uzoq vaqt qoladi.
Ildiz katalog oddiy katalogdan farq qiladi, chunki u mantiqiy diskda belgilangan joyda joylashadi va ma'lum miqdordagi yozuvlarga ega. Har bir fayl va katalog uchun fayl tizimi ma'lumotlarni quyidagi tuzilishga muvofiq saqlaydi:
- fayl yoki katalog nomi - 11 bayt;
- fayl atributlari - 1 bayt;
- zahira maydoni - 1 bayt;
- yaratish vaqti - 3 bayt;
- yaratilgan sana - 2 bayt;
- oxirgi kirish sanasi - 2 bayt;
- zahiralangan - 2 bayt;
- oxirgi o'zgartirish vaqti - 2 bayt;
- FATdagi dastlabki klaster raqami - 2 bayt;
- fayl hajmi - 4 bayt.
Fayl tizimining tuzilishi ierarxikdir.
NTFS fayl tizimining asosiy xususiyatlari:
- ishonchlilik. Yuqori unumdor kompyuterlar va umumiy tizimlar ishonchliligini oshirishi kerak, buning uchun fayl operatsiyalarini qayd qiluvchi tranzaksiya mexanizmi joriy etildi;
- kengaytirilgan funksionallik. NTFSda yangi funksiyalar joriy etildi: yaxshilangan nosozliklarga chidamlilik, boshqa fayl tizimlarining emulyatsiyasi, kuchli xavfsizlik modeli, ma’lumotlar oqimini parallel qayta ishlash, foydalanuvchi tomonidan belgilangan fayl atributlarini yaratish;
- POSIX standartini qo'llab-quvvatlash. Asosiy funksiyalar qatoriga fayl nomlaridan ixtiyoriy foydalanish, faylning oxirgi kirish vaqtini saqlash va bir nechta nomlarni bir faylga murojaat qilish imkonini beruvchi taxallus mexanizmi kiradi;
- moslashuvchanlik. Disk maydonini taqsimlash juda moslashuvchan: klaster hajmi 512 baytdan 64 KB gacha o'zgarishi mumkin.
NTFS katta ma'lumotlar to'plamlari va katta hajmlar bilan yaxshi ishlaydi. Maksimal hajm (va fayl) hajmi 16 EB. (1 Ebayt 2**64 yoki 16 000 milliard gigabaytga teng.) Ildiz va ildiz bo'lmagan kataloglardagi fayllar soniga cheklov yo'q. NTFS katalog strukturasi "ikkilik daraxt" deb nomlangan samarali ma'lumotlar strukturasiga asoslanganligi sababli, NTFS da fayllarni topish uchun ketadigan vaqt fayllar soniga chiziqli bog'liq emas.
NTFS ba'zi o'z-o'zini tiklash xususiyatlariga ega va tizimning turli xil yaxlitligini tekshirishni qo'llab-quvvatlaydi, jumladan, tizim jurnalidan fayllarni yozishni kuzatish imkonini beruvchi tranzaktsiyalar jurnali.
NTFS fayl tizimi xavfsizlik ob'ekti modelini qo'llab-quvvatlaydi va barcha jildlar, kataloglar va fayllarni alohida NTFS ob'ektlari sifatida ko'rib chiqadi. Jildlar, kataloglar va fayllarga kirish huquqlari foydalanuvchi hisobiga va u tegishli bo'lgan guruhga bog'liq.
NTFS fayl tizimi jildlar, kataloglar va fayllarga qo'llanilishi mumkin bo'lgan o'rnatilgan siqishniga ega.
Ext3 fayl tizimi.
ext3 fayl tizimi 1 TB gacha bo'lgan fayllarni qo'llab-quvvatlaydi. Linux yadrosi 2.4 bilan fayl tizimining o'lchami maksimal blokli qurilma hajmi bilan chegaralanadi, bu 2 terabayt. Linux 2.6 da (32-bitli protsessorlar uchun) maksimal blokli qurilma hajmi 16 TB, biroq ext3 faqat 4 TBgacha qoʻllab-quvvatlaydi.
Ext3 yaxshi NFS moslashuviga ega va diskda joy kam bo'lganda unumdorlik bilan bog'liq muammolar bo'lmaydi.Ext3 ning yana bir afzalligi uning ext2 kodiga asoslanganligidadir. ext2 va ext3 disk formatlari bir xil; Bundan kelib chiqadiki, agar kerak bo'lsa, ext3 fayl tizimini hech qanday muammosiz ext2 sifatida o'rnatish mumkin. Va bu hammasi emas. Ext2 va ext3 bir xil metama'lumotlardan foydalanganligi sababli, ext2-ni ext3-ga onlayn ravishda yangilash mumkin.
Ext3 ishonchliligi
Ext2-mos bo'lishdan tashqari, ext3 umumiy metadata formatining boshqa afzalliklarini meros qilib oladi. ext3 foydalanuvchilari yillar davomida sinovdan o'tgan fsck vositasiga ega. Albatta, jurnal fayl tizimiga o'tishning asosiy sababi diskdagi metama'lumotlarning izchilligini davriy va uzoq vaqt davomida tekshirish zaruratini bartaraf etishdir. Biroq, "jurnallar" yadro ishdan chiqishi yoki disk yuzasiga zarar etkazishdan (yoki shunga o'xshash narsadan) himoya qila olmaydi. Favqulodda vaziyatda siz ext3 ning fsck bilan ext2 dan meros bo'lishini qadrlaysiz.
Ext3 da jurnal.
Endi biz muammo haqida umumiy tushunchaga egamiz, keling, ext3 jurnalini qanday amalga oshirishini ko'rib chiqaylik. Ext3 jurnali uchun jurnal kodi Jurnal bloki qurilmasi qatlami yoki JBD deb nomlangan maxsus APIdan foydalanadi. JBD har qanday blokli qurilmada tizimga kirish uchun mo'ljallangan. Ext3 JBD API bilan bog'langan. Bunday holda, ext3 fayl tizimi kodi JBDga o'zgartirish zarurati haqida xabar beradi va JBD dan uni amalga oshirish uchun ruxsat so'raydi. Jurnal ext3 fayl tizimi drayveri nomidan JBD tomonidan boshqariladi. Ushbu konventsiya juda qulay, chunki JBD alohida, umumiy ob'ekt sifatida ishlab chiqilgan va kelajakda boshqa fayl tizimlariga kirish uchun ishlatilishi mumkin.
Ext3-da ma'lumotlarni himoya qilish
Endi biz ext3 fayl tizimi ma'lumotlar va metadata uchun jurnalni qanday ta'minlashi haqida gapirishimiz mumkin. Aslida, ext3 izchillikni kafolatlash uchun ikkita usulga ega.
ext3 dastlab to'liq ma'lumotlar va metadata jurnali uchun mo'ljallangan. Ushbu rejimda ("ma'lumotlar = jurnal" rejimi deb ataladi) JBD ma'lumotlar va metadata bilan bog'liq bo'lgan fayl tizimidagi barcha o'zgarishlarni qayd qiladi. Bunday holda, JBD metadata va ma'lumotlarni orqaga qaytarish va tiklash uchun jurnaldan foydalanishi mumkin. "To'liq" jurnalning kamchiliklari - unumdorlikning pastligi va jurnal uchun katta hajmdagi disk maydonini iste'mol qilish.
Yaqinda ext3-ga yangi jurnal rejimi qo'shildi, u yuqori unumdorlik bilan fayl tizimi strukturasi ishdan chiqqandan keyin mos kelishini ta'minlaydi ("odatiy" jurnalli fayl tizimlari kabi). Yangi ish rejimi faqat metama'lumotlarga xizmat qiladi. Biroq, ext3 fayl tizimi drayveri hali ham ma'lumotlarning butun bloklarini qayta ishlashni kuzatib boradi (agar ular metadata modifikatsiyasi bilan bog'liq bo'lsa) va ularni tranzaksiya deb ataladigan yagona ob'ektga guruhlaydi. Tranzaktsiya barcha ma'lumotlar diskka yozilgandan keyingina yakunlanadi. Ushbu "qo'pol kuch" usulining "yon" ta'siri ("ma'lumotlar=tartibli" rejimi deb ataladi) ext3 metadata izchilligini kafolatlagan holda ma'lumotlarning barqarorligi ("ilg'or" jurnali fayl tizimlariga nisbatan) yuqori ehtimolini ta'minlaydi. Bu faqat fayl tizimi tuzilishidagi o'zgarishlarni qayd qiladi. Ext3 sukut bo'yicha ushbu rejimdan foydalanadi.
ext3 juda ko'p afzalliklarga ega. U joylashtirishning maksimal qulayligi uchun mo'ljallangan. U yillar davomida tasdiqlangan ext2 kodiga asoslangan va ajoyib fsck vositasini meros qilib olgan. Ext3 asosan o'rnatilgan ma'lumotlarni saqlash qobiliyatiga ega bo'lmagan ilovalar uchun mo'ljallangan. Umuman olganda, ext3 mukammal fayl tizimi va ext2 ning munosib davomidir.Ext3 ni Linux ostida boshqa jurnallangan fayl tizimlaridan ijobiy ajratib turadigan yana bir xususiyat bor - yuqori ishonchlilik.
Ext4 fayl tizimi ext tizimning munosib evolyutsion davomi hisoblanadi.
Ma'lumotlarni saqlash birligi o'zgaruvchan uzunlikdagi ob'ekt deb ataladi fayl.
Fayl - ixtiyoriy uzunlikdagi baytlarning nomlangan ketma-ketligidir. Fayl nol uzunlikka ega bo'lishi mumkinligi sababli, faylni yaratish unga nom berish va uni fayl tizimida ro'yxatdan o'tkazishdan iborat - bu OT funktsiyalaridan biridir.
Odatda, bir xil turdagi ma'lumotlar alohida faylda saqlanadi. Bunday holda, ma'lumotlar turi aniqlanadi fayl turi.
Fayl ta'rifida o'lcham chegarasi yo'qligi sababli, faylni 0 baytga ega tasavvur qilish mumkin (bo'sh fayl),va istalgan bayt soniga ega fayl.
Faylni ta'riflashda uning nomiga alohida e'tibor beriladi. U aslida manzil ma'lumotlarini olib yuradi, ularsiz faylda saqlangan ma'lumotlar ularga kirish usuli yo'qligi sababli ma'lumotga aylanmaydi. Adreslash bilan bog'liq funktsiyalardan tashqari, fayl nomi undagi ma'lumotlar turi haqidagi ma'lumotlarni ham saqlashi mumkin. Ma'lumotlar bilan ishlashning avtomatik vositalari uchun bu juda muhim, chunki fayl nomi bo'yicha (aniqrog'i uning kengaytmasi bo'yicha) ular fayldan ma'lumot olishning adekvat usulini avtomatik ravishda aniqlashlari mumkin.
Fayl tuzilishi - operatsion tizim fayllar va kataloglarni (papkalarni) aks ettiradigan ierarxik tuzilma.
Strukturaning yuqori qismi media nomi fayllar saqlanadigan joy. Keyin fayllar guruhlarga bo'linadi kataloglar (papkalar), ichida yaratilishi mumkin o'rnatilgan kataloglar.