Souborov syst my
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 27

Souborové systémy PowerPoint PPT Presentation


  • 62 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Výpočetní technika I. Souborové systémy. Souborový systém (File System – FS).

Download Presentation

Souborové systémy

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Souborov syst my

Výpočetní technika I

Souborové systémy


Souborov syst m file system fs

Souborový systém(File System – FS)

  • Způsob organizace informací (souborů) ukládaných na bloková zařízení – paměťová média (disky, pásky, CD, DVD, BD, ...) počítače. Souborový systém definuje způsob vytváření, ukládání a přístupu k souborům a adresářům, hlídá volné místo apod.

  • Různé operační systémy podporují (= jsou schopny používat) různé FS. (OS = program, FS = struktura)

  • Různé FS mají různé možnosti a omezení (klady/zápory).

  • FS se na blokovém zařízení vytváří formátováním.

  • FS tvoří jakési rozhraní mezi vnější pamětí a OS:


Souborov fragmentace

Souborová fragmentace

  • Jev, kdy nejsou data uložena na nějakém médiu souvisle (např. na pevném disku). Nesouvislé uložení pak může způsobit zpomalení práce s daty:

  • Některé FS mají mechanismy proti této fragmentaci.

  • Jinak je třeba jednou za čas provést defragmentaci.


Diskov fragmentace

Disková fragmentace

  • Mezi jednotlivými uloženými soubory jsou volné oblasti, tzn. soubory jsou roztroušeny po celém disku a volné místo není kompaktní.

  • Opět pomůže defragmentace.


M se nap klad li jednotliv fs

Čím se například liší jednotlivé FS

  • Rozlišování velkých a malých písmen v názvech souborů/adresářů.

  • Maximální délka názvu souboru/adresáře, povolené znaky názvu.

  • Maximální velikost souboru.

  • Možnost omezení přístupu k datům pomocí přístupových práv.

  • Možnost nastavit diskové kvóty uživatelům (přidělený prostor).

  • Možnost automatické komprese ukládaných souborů.

  • Možnost automatického šifrování ukládaných souborů.

  • Atributy (vlastnosti), které lze u souborů nastavovat.

  • Schopnost žurnálování transakcí.


Organizace dat na pevn m disku

Organizace dat na pevném disku

  • Pevné disky jsou obvykle logicky rozděleny na oddíly (partition), takže souborový systém se rozkládá jen na konkrétním oddílu a ne na celém disku. To umožňuje mít na pevném disku více nezávislých souborových systémů, které mohou být různého typu.

  • Infomace uložené v systému souborů dělíme na metadata a data. Metadata popisují strukturu systému souborů a nesou další služební a doplňující informace, jako je velikost souboru, čas poslední změny souboru, čas posledního přístupu k souboru, vlastník souboru, přístupová práva k souboru, seznam paměťových bloků, které nesou data vlastního souboru apod. Pojmem data pak míníme vlastní obsah souboru, který můžeme přečíst, když soubor otevřeme.


Pojmy sektor a cluster

Pojmy „sektor“ a „cluster“

  • Sektor

    • oblast vnější paměti (především diskové) vytvořená při fyzickém formátování

    • nejmenší teoreticky adresovatelný blok

    • IBM formát pro sektor má velikost 512 B

  • Cluster [čti klastr]

    • nejmenší skutečně adresovaný blok

    • velikost – dle použitého FS a kapacity disku – cluster zabírá nejméně 1 sektor, v praxi 2n sektorů (např. 8 sektorů, tedy 4 kB)


Urn lov souborov syst my

Žurnálové souborové systémy

  • Žurnálový filesystém si uchovává informaceo operacích, které provedl, a je pak v případě výpadku schopen rychle se dostat zpět do konzistentního stavu. Principem techniky je uchovávání chronologického záznamu prováděných operací, do kterého se zapisují všechny prováděné činnosti. Pokud dojde např. k výpadku napájení, je po restartu nekonzistence opravena návratem do předchozího zaznamenaného stavu za pomoci záznamů z žurnálu.

  • Mezi tyto souborové systémy patří např. NTFS (Windows), HFS+ (Mac OS X) a ext3, ReiserFS, XFS a JFS (Linux).


Souborov syst my fat16 a fat32

Souborové systémy FAT16 a FAT32

  • FS pevných disků, který používaly systémy Windows 9x

  • FAT = File Allocation Table

  • FS používá clustery o velikosti 4–32 kB (tedy 8–64 sektorů). Každý cluster má svou jedinečnou adresu, menší blok dat nelze adresovat.

  • U FAT16 je adresa clusteru 16bitová, u FAT32 32bitová.

  • Čím větší je disk, tím větší musí být clustery, protože počet adres je omezený (216, resp 232).

  • FAT16 – max. 216 clusterů, při max. velikosti clusteru 32 kB je schopen adresovat max. 2 GB

  • FAT32 – je schopen adresovat max. 2 TB (2048 GB), max. velikost jednoho souboru je 4 GB.


Souborov syst my

NTFS

Souborový systém pro Windows NT, 2000, XP, Vista, 7

  • vývoj od roku 1993, od verze 1.0 po verzi 3.1 (viz Wikipedia),

  • pro adresaci clusterů používá 64 bitů,

  • clustery 0,5 až 64 KiB (nejčastěji 4 KiB),

  • max. délka názvu souboru: 255 znaků (UTF-16),v názvech lze používat malá velká písmena, ale systém je „case insensitive“,

  • max. velikost oddílu: teoreticky až 264–1 clusterů (záleží na OS),

  • max. velikost souboru: teoreticky až 264–210 B (záleží na OS).


Souborov syst my

NTFS

  • Podpora disků až do 256 TB a souborů až do 2 TB,

  • max. počet souborů: 232 – 1 (přes 4 miliardy),

  • základem je jediný soubor MFT (Master File Table), který uchovává informace o všech souborech a adresářích (jméno, typ, omezení přístupu a další),

  • možnost komprese nebo šifrování souborů,

  • podpora uživatelských kvót (přidělený prostor),

  • ACL (Access Control List) – podpora pro přidělování práv k souborům a složkám,

  • oproti FAT a FAT32 je systém bezpečnější, spolehlivější a méně náchylný k chybám (žurnálový FS  transakční zpracování požadavků),

  • používáněkolik souborů s metadaty (viz Wikipedia).


Soubory s metadaty v ntfs

Soubory s metadaty v NTFS


Z znamy v mft

Záznamy v MFT

  • V jednom nebo více MFT záznamech NTFS ukládá metadata, která popisují vlastnosti souboru nebo adresáře (bezpečnostní nastavení, atributy, …) a jeho umístění na disku.

  • Data malého souboru (max. stovky B) se ukládají přímo do MFT záznamu, jinak záznam obsahuje adresy clusterů.

  • Adresář je specifický soubor nesoucí odkazy na ostatní soubory a adresáře, které obsahuje.


Exfat

exFAT

  • Extended File Allocation Table,

  • proprietární souborový systém od firmy Microsoft určený především pro přenosné flash disky jako náhrada za již nevyhovující FAT32,

  • nativně ve Windows 7, Vista SP1 a po instalaci aktualizace KB955704 funguje i ve Windows XP SP2 a SP3,

  • oproti FAT32 jsou navýšeny limity (podpora disků až do velikosti 128 EiB a souborů až do 16 EiB, zvýšen max. počet souborův jedné složce), 

  • podpora pro ACL (přidělování přístupových práv) – v současné době pouze u Windows CE 6.0, 

  • podpora pro žurnálování transakcí (volitelná funkcionalita, její implementace závisí na výrobci zařízení; transakce v exFAT dostaly název TFAT), 

  • CHYBÍ možnost komprese a šifrování souborů. 


Fs syst m unix linux

FS systémů Unix/Linux

  • Různé systémy souborů:

    • Linux: Ext2, Ext3, ReiserFS, XFS, JFS, …

    • Většinou „vyspělé“ FS s vhodnými vlastnostmi (transakční zprac., ochrana dat, kvóty, mechanismy proti fragmentaci)

    • Většinou však nepodporují kompresi a šifrování

  • Struktura systému souborů:

    • Zaváděcí blok – může obsahovat zaváděcí program

    • Superblok – popisuje systém souborů

    • Seznam i-uzlů

    • Seznam datových bloků


Fs syst m unix linux1

FS systémů Unix/Linux

  • Zaváděcí blok

    • obsahuje kratičký program k zavedení jádra OS do paměti

  • Superblok

    • popisuje parametry a stav FS (velikost, počet volných bloků, čas poslední kontroly na chyby a další)

  • Seznam i-uzlů

    • seznam indexových uzlů (i-node); jeden soubor je popsán právě jedním i-uzlem; každý i-uzel má unikátní číslo, ale neobsahuje název souboru

  • Seznam datových bloků

    • zde jsou uloženy soubory

      Jména souborů s čísly i-uzlů spojuje až adresář


Obsah i uzlu

Obsah i-uzlu

  • Každý záznam v i-uzlu obsahuje tyto informace:

    • typ souboru (soubor, adresář, symbolický link, …)

    • přístupová práva pro tři různé úrovně uživatelů

    • počet odkazů na soubor (na týž i-uzel)

    • vlastník souboru a skupina, do níž vlastník patří

    • velikost souboru v bytech

    • datum vytvoření, poslední změny a posledního přístupu

    • adresy datových bloků


Pevn a symbolick odkazy

Pevné a symbolické odkazy

  • Pevný odkaz (hard link):

    • Na jedna data souboru se odkazuje z různých položek v adresářích

  • Symbolický odkaz (symbolic link, symlink):

    • Speciální soubor, který ve svém těle obsahuje odkaz (přes cestu a jméno) jiného souboru nebo adresáře


Souborov syst my

HFS+

  • Hierarchical File System Plus

  • Filesystém používaný na počítačích s Mac OS X (iMac, MacBook) i v přehrávači iPod

  • Žurnálový systém (transakční zpracování)

  • Určitá ochrana proti fragmentaci

  • Podpora disků a souborů až do 8 EB

  • Max. 4,3 mld souborů na 1 disku

  • Možnost šifrování domovské složky

  • Možnost komprese souborů na pozadí

  • Skupiny uživatelů a přístupová práva – jako v Unixu (User / Group / Everyone; Read / Write / Execute)


Soubory

Soubory

  • Pojmenovaná konečná posloupnost bytůs definovaným umístěním ve vnější paměti

  • Jde o základní blok dat určitého typu

  • Název souboru:

    • obvykle maximálně 255 znaků

    • za tečkou přípona – určuje typ souboru (např. .PDF)

  • Mají atributy (různé v různých souborových systémech)


Adres e slo ky

Adresáře (složky)

  • Jsou pojmenované množiny adresářů a souborů

  • Tvoří hierarchickou strukturu

  • Mají jména jako soubory

  • Na každém zařízení – kořenový adresář (platí pro Windows)

  • Kořenový adresář značíme\ (Windows), resp. / (Unix/Linux)

  • V jednom adresáři – jedinečná jména


Adres ov struktura strom plat pro windows

Adresářová struktura (strom)(platí pro Windows)

C: \

PROGRAMY

TEXTY

DOPISY

karlovi.txt

odkarla.txt

SKOLA

basne.doc


Adres ov struktura v unixu linuxu

Adresářová struktura v Unixu/Linuxu

  • Je jen jedna velká stromová struktura začínajícív kořenovém adresáři. Další jednotky vnějších pamětí se připojují k adresářům (když chceme např. přistupovatk souborům na disketě, tak ji připojíme do adresáře /mnt/floppy). Linux/Unix rozlišuje velká a malá písmena (standardně se u názvů souborů i adresářů používají malá písmena), jména souborů jsou dlouhá max. 255 znaků (ext2 fs) a k oddělování názvů adresářů a souborů používá normální lomítko /.


Adres ov struktura v unixu linuxu1

Adresářová struktura v Unixu/Linuxu


Specifikace souboru plat pro windows

Specifikace souboru(platí pro Windows)

  • Úplná nebo neúplná – určuje cestu a jméno souboru

  • Přístup k souboru

    • úplná specifikace:

      jednotka:\cesta\název_souboru, kde

      cesta = [adresář1[\adresář2[\adresář3]]]

      např. C:\Program Files\Mozilla Firefox\firefox.exe

    • neúplná specifikace:

      • vynechání označení jednotky

      • vynechání cesty

      • pouze název souboru


Specifikace souboru plat pro unix linux

Specifikace souboru(platí pro Unix/Linux)

  • Úplná nebo neúplná – určuje cestu a jméno souboru

  • Přístup k souboru

    • úplná specifikace:

      /cesta/název_souboru, kde

      cesta = [adresář1[/adresář2[/adresář3]]]

      např./usr/bin/cp

    • neúplná specifikace:

      • pouze název souboru


Cesta plat pro windows i unix linux

Cesta(platí pro Windows i Unix/Linux)

  • Cesta určuje konkrétní adresářv hierarchické struktuře

  • Jednotlivé podadresáře oddělujeme \(Windows), resp. / (Unix/Linux)

  • Cesta může být

    • úplná (od kořenového adresáře)

    • relativní (od aktuálního adresáře)

  • Speciální adresáře

    • .. označuje rodičovský adresář

    • . označuje běžný adresář


  • Login