โครงสร้างระบบไฟล์ กลไกการเข้าถึงไฟล์ ประเภทของระบบไฟล์ พื้นที่ไอโหนด
โครงสร้างระบบไฟล์ กลไกการเข้าถึงไฟล์
ไฟล์ (ไฟล์) - การรวบรวมข้อมูลที่มีชื่อ เป็นไปได้ที่จะดำเนินการกับไฟล์โดยรวมโดยใช้ตัวดำเนินการ: เปิด(เปิด), ปิด(ปิด), สร้าง(สร้าง), ทำลาย(ทำลาย) คัดลอก(สำเนา) เปลี่ยนชื่อ (เปลี่ยนชื่อ) เอาท์พุท (รายการ). นอกจากนี้ การดำเนินการกับส่วนประกอบแต่ละไฟล์ยังเป็นไปได้: อ่าน(อ่าน), เขียน(เขียน), อัปเดต(อัปเดต), แทรก(แทรก) ไม่รวม(ลบ).
การจัดระเบียบไฟล์
การจัดระเบียบไฟล์หมายถึงวิธีการจัดเรียงบันทึกในหน่วยความจำภายนอก มีวิธีการจัดดังต่อไปนี้
· ตามลำดับ -บันทึกจะถูกจัดเรียงตามลำดับทางกายภาพ เช่น บันทึก "ถัดไป" คือบันทึกที่ตามหลังบันทึกก่อนหน้า ในที่นี้ บันทึกสามารถมีความยาวคงที่หรือแปรผันก็ได้
บันทึกได้รับการแก้ไขแล้ว
ความยาว
รายการตัวแปร
ความยาว
ตัวบ่งชี้ความยาวบันทึก
· ดัชนีตามลำดับ -บันทึกจะถูกจัดเรียงตามลำดับตรรกะตามค่าของคีย์ที่มีอยู่ในแต่ละบันทึก สามารถเข้าถึงบันทึกลำดับดัชนีได้ตามลำดับ โดยเรียงลำดับค่าคีย์จากน้อยไปหามากหรือจากมากไปหาน้อย หรือเข้าถึงโดยตรงผ่านคีย์ โดยการค้นหาดัชนีของระบบ
https://pandia.ru/text/78/277/images/image012_9.gif" height="108 src=">.gif" width="214">
· โดยตรง -บันทึกจะถูกเข้าถึงแบบสุ่มตามที่อยู่ทางกายภาพบนอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เข้าถึงโดยตรง
· ห้องสมุด -โดยพื้นฐานแล้วมันคือไฟล์ที่ประกอบด้วยไฟล์ย่อยต่อเนื่องกัน โดยที่แต่ละไฟล์ย่อยต่อเนื่องกันเรียกว่าองค์ประกอบหรือสมาชิกของไฟล์ ที่อยู่เริ่มต้นของแต่ละองค์ประกอบดังกล่าวจะถูกจัดเก็บไว้ในไดเร็กทอรีไฟล์ ไฟล์ไลบรารี (แบ่งพาร์ติชัน) มักใช้เพื่อจัดเก็บไลบรารีโปรแกรมหรือไลบรารีแมโคร
วิธีการเข้าถึง
โดยทั่วไประบบปฏิบัติการจะใช้วิธีต่างๆ ในการเข้าถึงไฟล์ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท:
· วิธีการเข้าถึงด้วยคิว
· วิธีการเข้าถึงขั้นพื้นฐาน
วิธีการเข้าถึงด้วยคิวใช้ในกรณีที่สามารถคาดการณ์ลำดับการประมวลผลบันทึกได้ เช่น ในองค์กรตามลำดับและลำดับดัชนี วิธีการเหล่านี้จัดให้มีการบัฟเฟอร์ล่วงหน้าและการกำหนดเวลาการดำเนินการ I/O นอกจากนี้ วิธีการเหล่านี้ยังจัดให้มีการล็อคและปล่อยบันทึกโดยอัตโนมัติ
วิธีการเข้าถึงขั้นพื้นฐานโดยปกติจะใช้ในกรณีที่ไม่สามารถคาดเดาลำดับการประมวลผลบันทึกได้ โดยเฉพาะการเข้าถึงโดยตรงหรือแบบสุ่ม วิธีการพื้นฐานในการอ่านและเขียนบล็อกทางกายภาพ การบล็อกและการปลดล็อค หากจำเป็น จะถูกกำหนดโดยผู้ใช้
ลักษณะไฟล์
· ความแปรปรวน- ระบุความถี่ของการสร้างรายการใหม่ในไฟล์และการลบรายการเก่า เมื่อความถี่ต่ำ ไฟล์จะถูกเรียก คงที่และเมื่อมันใหญ่- พลวัตหรือ เปลี่ยนแปลงได้ไฟล์.
· กิจกรรม- กำหนดโดยเปอร์เซ็นต์ของบันทึกไฟล์ที่ประมวลผลระหว่างการรันที่กำหนด
· ขนาด- กำหนดจำนวนข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในไฟล์
ระบบไฟล์
ระบบไฟล์- นี่เป็นส่วนหนึ่งของระบบการจัดการหน่วยความจำโดยรวม (ดูโครงสร้างของเคอร์เนล OS) โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อจัดการไฟล์ที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกตลอดจนควบคุมการแบ่งส่วนข้อมูลระหว่างผู้ใช้
ฟังก์ชั่นระบบไฟล์
· ให้ความสามารถในการสร้าง แก้ไข ทำลายไฟล์
· ควบคุมการแบ่งปันไฟล์โดยผู้ใช้หลายคน
· ให้ผู้ใช้สามารถระบุโครงสร้างไฟล์ที่แตกต่างกันและสามารถควบคุมการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างไฟล์
· ระบบจะต้องมีวิธีการในการรับรองความปลอดภัยและการกู้คืนข้อมูลในไฟล์
· ระบบจะต้องรับรองความเป็นอิสระของไฟล์จากอุปกรณ์ภายนอก เช่น ผู้ใช้จะต้องได้รับโอกาสในการเข้าถึงไฟล์โดยใช้ชื่อสัญลักษณ์
· ระบบจะต้องจัดให้มีการป้องกันข้อมูลในไฟล์จากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต (ความสามารถในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล)
· ระบบไฟล์จะต้องมีส่วนต่อประสานที่ใช้งานง่าย
องค์ประกอบของระบบไฟล์
ระบบไฟล์ที่เป็นส่วนหนึ่งของเคอร์เนล OS มักจะมีเครื่องมือต่อไปนี้:
· วิธีการเข้าถึงซึ่งกำหนดองค์กรเฉพาะของการเข้าถึงข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในไฟล์
· เครื่องมือการจัดการไฟล์ให้การจัดเก็บไฟล์ การเข้าถึง การใช้งานร่วมกัน และการป้องกัน
· เครื่องมือการจัดการหน่วยความจำภายนอกจัดให้มีการจัดสรรพื้นที่หน่วยความจำภายนอกสำหรับจัดเก็บไฟล์
· เครื่องมือความสมบูรณ์ของไฟล์ซึ่งรับประกันความปลอดภัยของข้อมูลไฟล์
การวางไฟล์ไว้ในหน่วยความจำดิสก์
การวางไฟล์ในหน่วยความจำดิสก์มีหลายวิธีคล้ายกับการจัดสรรหน่วยความจำในการเขียนโปรแกรมหลายโปรแกรมด้วยพาร์ติชันตัวแปร โปรดทราบว่าในระหว่างการทำงานของระบบ พื้นที่ดิสก์อาจมีการกระจายตัว ดังนั้นไฟล์จึงต้องอยู่ในบล็อกที่กระจัดกระจาย แน่นอนว่าเป็นไปได้ที่จะใช้วิธี "เก็บขยะ" ที่เราได้พูดคุยไปแล้ว แต่ก็ไม่ได้ผลเสมอไป
การจัดสรรหน่วยความจำแบบเหนียวแน่น
1 ฟรี |
2 |
3 |
4 |
5 ฟรี |
การจัดสรรหน่วยความจำแบบเหนียวแน่นถือว่าแต่ละไฟล์ได้รับการจัดสรรหนึ่งพื้นที่ต่อเนื่องกันของหน่วยความจำภายนอก ข้อดีประการหนึ่งของวิธีนี้คือตามกฎแล้วจะวางบันทึกลอจิคัลตามลำดับไว้ใกล้กัน ซึ่งช่วยให้เข้าถึงได้เร็วยิ่งขึ้น ในกรณีนี้ การนำไดเร็กทอรีไปใช้นั้นค่อนข้างง่าย เนื่องจากในแต่ละไฟล์จำเป็นต้องจัดเก็บเฉพาะที่อยู่เริ่มต้นและความยาวของไฟล์เท่านั้น ข้อเสียของการจัดสรรหน่วยความจำวิธีนี้คือ หลังจากที่ไฟล์ถูกทำลายและทรัพยากรที่ไฟล์ครอบครองถูกส่งคืนไปยังรายการว่าง ไฟล์ที่จัดสรรใหม่จะต้องพอดีกับพื้นที่ว่างที่มีอยู่ ดังนั้นที่นี่เราต้องเผชิญกับปัญหาเดียวกันกับการกระจายตัวในระบบมัลติโปรแกรมที่มีพาร์ติชันตัวแปร - ความจำเป็นในการรวมพื้นที่หน่วยความจำที่อยู่ติดกันว่าง นอกจากนี้ เมื่อทำงานกับขนาดไฟล์ที่เปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก วิธีการนี้อาจไม่มีประสิทธิภาพ
การจัดสรรหน่วยความจำที่ไม่ต่อเนื่อง
การจัดสรรโดยใช้รายการภาค
ในกรณีนี้ หน่วยความจำถือเป็นชุดของแต่ละเซกเตอร์ ไฟล์ประกอบด้วยเซกเตอร์ซึ่งสามารถอยู่ในตำแหน่งต่างๆ ในหน่วยความจำภายนอก เซกเตอร์ที่เป็นของไฟล์เดียวกันจะมีลิงก์พอยน์เตอร์เชื่อมโยงกันเป็นรายการ รายการพื้นที่ว่างประกอบด้วยส่วนที่ว่างทั้งหมดของหน่วยความจำภายนอก
1 |
2 ฟรี |
3 |
4 ฟรี |
5 |
หากจำเป็นต้องเพิ่มขนาดไฟล์ กระบวนการที่เกี่ยวข้องจะขอจำนวนเซกเตอร์เพิ่มเติมจากส่วนที่ฟรี และเมื่อขนาดลดลง เซกเตอร์ที่ว่างจะถูกส่งกลับไปยังรายการว่าง ด้วยวิธีนี้ ไม่จำเป็นต้องมีการกระชับหน่วยความจำ
ข้อเสียของวิธีการจัดสรรหน่วยความจำนี้คือการเพิ่มต้นทุนค่าใช้จ่ายในการสร้างกลไกในการประมวลผลการอ้างอิงตัวชี้รวมถึงเวลาในการเข้าถึงที่เพิ่มขึ้น
การจัดสรรหน่วยความจำแบบบล็อก
ตัวเลือกการกระจายแบบบล็อกต่อบล็อกจะรวมองค์ประกอบของการกระจายที่เชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อ ในกรณีนี้ หน่วยความจำไม่ได้ถูกกระจายตามแต่ละเซกเตอร์ แต่โดยบล็อกของเซกเตอร์ที่อยู่ติดกัน และเมื่อจัดสรรบล็อกใหม่ ระบบจะพยายามเลือกบล็อกที่ว่างให้ใกล้เคียงที่สุด เท่าที่เป็นไปได้สำหรับบล็อกที่มีอยู่ของไฟล์ แต่ละครั้งที่มีการเข้าถึงไฟล์ บล็อกที่เกี่ยวข้องจะถูกกำหนดก่อน จากนั้นจึงกำหนดเซกเตอร์ที่เกี่ยวข้องภายในบล็อกนั้น
การดำเนินการจัดสรรหน่วยความจำแบบบล็อกสามารถทำได้โดยใช้ โซ่บล็อก, โซ่บล็อกดัชนีและ ตารางแสดง
บล็อคโซ่
แคตตาล็อก
GIF" width="51" height="12"> ข้อมูลตำแหน่งไฟล์ข้อมูลข้อมูลไม่มี
ในรูปแบบบล็อกเชน บรรทัดในไดเร็กทอรีชี้ไปที่บล็อกแรกของไฟล์ จากนั้นแต่ละบล็อกที่มีความยาวคงที่รวมอยู่ในไฟล์จะประกอบด้วยสองส่วน: ตัวข้อมูลเองและตัวชี้ไปยังบล็อกถัดไป หน่วยหน่วยความจำที่จัดสรรขั้นต่ำคือบล็อกขนาดคงที่
แน่นอนว่าในการค้นหาบันทึกเฉพาะในไฟล์ คุณจะต้องตรวจสอบห่วงโซ่ ค้นหาบล็อกที่เกี่ยวข้อง จากนั้นจึงค้นหาบันทึกที่ต้องการในบล็อก เนื่องจากบล็อกอาจกระจัดกระจายไปทั่วดิสก์ กระบวนการนี้อาจใช้เวลานาน เพื่อลดเวลาในการเข้าถึง สามารถสร้างลูกโซ่ด้วยลิงก์แบบสองทิศทาง ซึ่งทำให้สามารถดูลูกโซ่ได้ทั้งสองทิศทาง
ห่วงโซ่บล็อกดัชนี
แคตตาล็อก
โซ่ บล็อกดัชนี
https://pandia.ru/text/78/277/images/image033_0.gif" width="166" height="165 src=">left">
ในการออกแบบตารางการแม็ปบล็อก จะใช้หมายเลขบล็อกแทนพอยน์เตอร์ โดยปกติแล้วตัวเลขสามารถแปลงเป็นที่อยู่จริงได้อย่างง่ายดาย ใช้ตารางการแมปไฟล์ซึ่งมีหนึ่งแถวต่อบล็อกดิสก์ แถวในไดเร็กทอรีของผู้ใช้ชี้ไปที่แถวในตารางการแมปที่สอดคล้องกับบล็อกแรกของไฟล์ที่กำหนด แต่ละแถวของตารางการแมปจะมีหมายเลขของบล็อกถัดไปของไฟล์ที่กำหนด ดังนั้น คุณสามารถค้นหาบล็อกทั้งหมดของไฟล์ตามลำดับได้โดยการดูแถวของตารางการแมปไฟล์ แถวของตารางที่สอดคล้องกับบล็อกสุดท้ายของไฟล์มักจะถูกตั้งค่าเป็นตัวชี้ว่าง ไม่มี. ในบางแถวของตารางจะมีเครื่องหมาย "ว่าง" ระบุว่าบล็อกนี้สามารถจัดสรรได้ตามคำขอครั้งต่อไป
ข้อได้เปรียบหลักของโครงร่างดังกล่าวคือความใกล้ชิดทางกายภาพของบล็อกสามารถตัดสินได้จากตารางการแมปไฟล์
ไฟล์- ตรรกะ หน่วยการจัดสรรหน่วยความจำ- นอกจากนี้ยังเป็นการรวบรวมข้อมูลที่สัมพันธ์กันในเชิงตรรกะ ระบบไฟล์อยู่ในหน่วยความจำภายนอก (บนดิสก์) และจัดระเบียบ โดยระดับ โครงสร้างของระบบไฟล์หลายระดับแสดงไว้ในรูปที่ 1 11.19.
ข้าว. 11.19.ระบบไฟล์หลายระดับ
ที่ระดับบนสุดของสิ่งที่เป็นนามธรรม โปรแกรมผู้ใช้จะรันโดยใช้แบบฟอร์มพื้นฐานระดับสูง WriteLine(F, X).ระดับด้านล่างคือโมดูลอินเทอร์เฟซ ไฟล์ลอจิคัล– บันทึกทางลอจิคัล บล็อก และการดำเนินการแลกเปลี่ยน ต่อไปคือโมดูลการจัดระเบียบไฟล์จากนั้น - การดำเนินงานระบบไฟล์พื้นฐาน ไดรเวอร์จะอยู่ที่ระดับล่าง อุปกรณ์ (การควบคุมอินพุต/เอาต์พุต) และฮาร์ดแวร์ (อุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตและตัวควบคุม)
– โครงสร้างในหน่วยความจำที่มีข้อมูลเกี่ยวกับไฟล์ ทั่วไปโครงสร้างของบล็อกควบคุมไฟล์แสดงไว้ในตารางที่ 3
โครงสร้างระบบในหน่วยความจำสำหรับการจัดการระบบไฟล์
เมื่อคุณเปิดไฟล์และดำเนินการกับไฟล์นั้นต่อไป ระบบปฏิบัติการจะจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำ ทั้งหมดโครงสร้างระบบจำนวนหนึ่งที่แสดงในรูปที่ 19.12.
ข้าว. 19.12.โครงสร้างระบบปฏิบัติการในหน่วยความจำสำหรับการจัดการระบบไฟล์
เมื่อเปิดไฟล์เมื่อดำเนินการ การดำเนินงานซึ่งมีการระบุไว้ เส้นทางการเข้าถึงไปยังไฟล์ในโครงสร้างไดเร็กทอรี ระบบจะค้นหาลิงก์ไปยังบล็อกควบคุมไฟล์ เมื่อดำเนินการแลกเปลี่ยน ระบบปฏิบัติการจะอ่านข้อมูล หน่วยความจำบล็อกข้อมูลไฟล์ที่ดำเนินการ การดำเนินงาน- นอกจากนี้ ระบบปฏิบัติการยังรักษาตารางไฟล์ที่เปิดอยู่ทั่วทั้งระบบ สำหรับแต่ละกระบวนการก็จะถูกเก็บไว้ด้วย โต๊ะไฟล์ที่เปิดโดยกระบวนการนี้เท่านั้น
เงื่อนไขสำคัญ
ระบบไฟล์เครือข่าย (NFS)- ระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย การเข้าถึงสาธารณะไปยังไฟล์ผ่านทางท้องถิ่น สุทธิ.
เส้นทางที่แน่นอน- เต็ม เส้นทางการเข้าถึงไปยังไฟล์ โดยเริ่มจากชื่อโลจิคัลพาร์ติชัน หรือจากไดเร็กทอรีระบบ root
คุณสมบัติไฟล์– คุณสมบัติทั่วไปที่อธิบายเนื้อหาของไฟล์
ปิดกั้น– ตรรกะ หน่วยข้อมูล (บางส่วน) ของไฟล์ โดยทั่วไปจะรวมหลาย ๆ ไฟล์เข้าด้วยกัน บันทึกเพื่อวัตถุประสงค์ในการเพิ่มประสิทธิภาพ การดำเนินการ I/O.
บล็อกควบคุมไฟล์ (FCB)– โครงสร้างในหน่วยความจำที่มีข้อมูลเกี่ยวกับไฟล์และใช้โดยระบบปฏิบัติการ
ไดเร็กทอรี (ไดเร็กทอรี, โฟลเดอร์)- ไดเรกทอรี, โฟลเดอร์– โครงสร้างในหน่วยความจำภายนอกที่มีชื่อสัญลักษณ์ของไฟล์และไดเร็กทอรีอื่น ๆ และลิงก์ไปยังไฟล์เหล่านั้น
ภาคผนวกไฟล์รหัสวัตถุ (DOFK):ในระบบ Elbrus - ไฟล์ซึ่งมีอยู่ในตารางรูปแบบรวมของเอนทิตีที่มีชื่อซึ่งกำหนดไว้ในโปรแกรมและขั้นตอนต่างๆ ( ข้อมูลเมตา).
ส่วนหัวของไฟล์ –ศีรษะ การบันทึกไฟล์ที่มีมันอยู่ คุณลักษณะ.
บันทึก -ระดับประถมศึกษา หน่วยส่วนหนึ่งของไฟล์ในแง่ที่ การดำเนินงานการแชร์ด้วยไฟล์
การป้องกัน- ผู้จัดการ ข้อมูลซึ่งระบุสิทธิ์ในการอ่าน แก้ไข และดำเนินการไฟล์
คอนเทนเนอร์(ในระบบ Elbrus) – การจัดเก็บไฟล์บนดิสก์หนึ่งหรือหลายแผ่น
การติดตั้ง– การเชื่อมต่อของการแยก ต้นไม้ย่อยยังไม่ได้เมานต์ระบบไฟล์ที่จุดยอดใดๆ (จุดเมานท์)แผนผังทั่วไปของระบบไฟล์ที่มีอยู่
ชุดข้อมูล- ระยะเวลาของบริษัท ไอบีเอ็มเพื่อระบุ ไฟล์.
การแบ่งปัน– ความสามารถในการเข้าถึงไฟล์และไดเร็กทอรีสำหรับผู้ใช้ต่าง ๆ รวมถึง – โดยเครือข่ายท้องถิ่น
เส้นทางสัมพัทธ์- เส้นทางการเข้าถึงไปยังไฟล์เกี่ยวกับบางส่วน ไดเรกทอรีปัจจุบัน.
หน่วยความจำไฟล์ -บันทึกที่มีข้อมูลที่เก็บไว้จริง
เส้นทาง– หลายพยางค์ ชื่อไฟล์หรือไดเร็กทอรีที่ประกอบด้วยชื่อของไดเร็กทอรีราก (หรือไดรฟ์แบบลอจิคัล) และลำดับของชื่อไดเร็กทอรีในระดับที่ตามมา
ฉากกั้น –พื้นที่ที่อยู่ติดกันของหน่วยความจำดิสก์ที่มีชื่อตรรกะของตัวเอง (โดยปกติจะเป็นอักษรตัวแรกของอักษรละติน)
สำรองข้อมูล– กำลังคัดลอกไฟล์และไดเร็กทอรีไปยังสื่อภายนอก – เทป ( ลำแสง) แฟลช- หน่วยความจำ,ฮาร์ดพกพาภายนอก ดิสก์, กะทัดรัด ดิสก์ (ซีดี, ดีวีดี) เพื่อความปลอดภัย
ไดเรกทอรีของลิงก์ภายนอก (CBC)– ในระบบเอลบรุส: ไดเรกทอรีพร้อมใช้งานสำหรับแต่ละไฟล์และใช้เพื่อจัดเก็บลิงก์ภายนอกไปยังไฟล์อื่น องค์ประกอบ SVS ได้รับการแก้ไขแล้ว โดยตัวเลขไม่ใช่ โดยชื่อ
จุดเมานต์– โหนดในโครงสร้างระบบไฟล์ที่มีการแนบโหนดใหม่ ระบบไฟล์ที่ การติดตั้ง.
ไฟล์ -พื้นที่ที่อยู่ติดกันของพื้นที่ที่อยู่แบบลอจิคัล โดยทั่วไปจะจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอก
ไฟล์รหัสวัตถุ (FOK)– ในระบบเอลบรุส: ไฟล์ซึ่งเก็บรหัสไบนารี่ของโปรแกรมปฏิบัติการ
ระบบไฟล์– ต้นไม้ย่อยไดเร็กทอรีบนเครื่องบางเครื่องซึ่งอยู่ในเครื่องเดียว ส่วน.
คำถาม
1. ไฟล์คืออะไร?
2. อันไหน พิมพ์ข้อมูลสามารถเก็บไว้ในไฟล์ได้หรือไม่?
3. ไฟล์มีโครงสร้างแบบใดได้บ้าง?
4. โปรแกรมใดตีความเนื้อหาของไฟล์?
5. อะไรคือหลัก คุณสมบัติไฟล์?
6. การดำเนินการพื้นฐานของไฟล์มีอะไรบ้าง?
7. ระบบจะกำหนดประเภทไฟล์อย่างไร?
8. นามสกุลใดที่ใช้ในระบบปฏิบัติการ?
9. คุณรู้วิธีการเข้าถึงไฟล์ใดบ้าง?
10. การดำเนินการใดที่กำหนดไว้ในไฟล์ที่เข้าถึงโดยตรง?
11. การดำเนินการใดที่กำหนดไว้ในไฟล์ การเข้าถึงตามลำดับ?
12. ไฟล์ดัชนีคืออะไรและใช้ทำอะไร?
13. ไดเร็กทอรีคืออะไร?
14. คุณสมบัติ ข้อดี และข้อเสียของระบบไฟล์ Elbrus คืออะไร?
15. มาตราคืออะไร?
16. การดำเนินการพื้นฐานในไดเร็กทอรีมีอะไรบ้าง?
17. วัตถุประสงค์ของการจัดระเบียบไดเร็กทอรีเชิงตรรกะคืออะไร?
18. องค์กรไดเร็กทอรีใดที่เหมาะสมที่สุด และเพราะเหตุใด
19. มีปัญหาอะไรเกิดขึ้นเมื่อจัดระเบียบไดเร็กทอรีในรูปแบบของกราฟที่กำหนดเอง?
20. ระบบไฟล์เมานท์คืออะไร?
21. จุดเมานท์คืออะไร?
22. การแชร์ไฟล์คืออะไร และเหตุใดจึงจำเป็น?
23. คืออะไร อฟส?
24. คืออะไร การป้องกันไฟล์?
25. สิทธิ์ในการรักษาความปลอดภัยใดบ้าง และสำหรับผู้ใช้ใดบ้างที่ได้รับการพิจารณาใน UNIX?
26. บล็อกควบคุมไฟล์คืออะไร?
27. นามธรรมระดับใดที่สามารถแยกแยะได้ในการใช้งานระบบไฟล์?
28. ระบบปฏิบัติการสร้างโครงสร้างใดในหน่วยความจำเมื่อเปิดไฟล์และเพื่อจัดการการดำเนินการแลกเปลี่ยน?
แบบฝึกหัด
1. ใช้ชุดการดำเนินการไฟล์พื้นฐานโดยใช้พื้นฐาน I/O ระดับต่ำ
2. ดำเนินการดำเนินงาน การเข้าถึงตามลำดับไปยังไฟล์โดยใช้การดำเนินการเข้าถึงโดยตรง
3. ใช้ไฟล์ดัชนีและเร่งการค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับไฟล์หลักโดยใช้ไฟล์ดัชนี
4. ใช้โครงสร้างไดเร็กทอรีและการดำเนินการพื้นฐานโดยใช้การดำเนินการกับไฟล์ เก็บลิงก์ทั้งหมดในรูปแบบสัญลักษณ์
5. พัฒนาและใช้อัลกอริทึมสำหรับการค้นหาลิงก์แบบวนในโครงสร้างไดเร็กทอรี
©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์ในการประพันธ์ แต่ให้ใช้งานฟรี
วันที่สร้างเพจ: 2016-04-11
ระบบไฟล์ ประเภทของระบบไฟล์ การดำเนินงานไฟล์ แคตตาล็อก การดำเนินการกับไดเร็กทอรี
ไฟล์ เป็นพื้นที่ที่ระบุชื่อของหน่วยความจำภายนอกที่สามารถเขียนและอ่านได้
วัตถุประสงค์หลักของการใช้ไฟล์.
การจัดเก็บข้อมูลในระยะยาวและเชื่อถือได้ - ความทนทานเกิดขึ้นได้จากการใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ไม่ต้องใช้พลังงาน และความน่าเชื่อถือสูงถูกกำหนดโดยการปกป้องการเข้าถึงไฟล์และการจัดระเบียบทั่วไปของโค้ดโปรแกรม OS ซึ่งความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่มักไม่ทำลายข้อมูลที่เก็บไว้ ในไฟล์.
การแบ่งปันข้อมูล - ไฟล์เป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติและง่ายดายในการแบ่งปันข้อมูลระหว่างแอพพลิเคชั่นและผู้ใช้ โดยมีชื่อสัญลักษณ์ที่มนุษย์สามารถอ่านได้ และความสอดคล้องกันในข้อมูลที่จัดเก็บและตำแหน่งไฟล์
ผู้ใช้จะต้องมีเครื่องมือที่สะดวกในการทำงานกับไฟล์รวมถึงไดเร็กทอรีที่รวมไฟล์ออกเป็นกลุ่ม, เครื่องมือค้นหาไฟล์ตามลักษณะ, ชุดคำสั่งสำหรับการสร้าง, แก้ไขและลบไฟล์ ไฟล์สามารถสร้างได้โดยผู้ใช้รายหนึ่ง จากนั้นจึงใช้โดยผู้ใช้รายอื่นโดยสิ้นเชิง และผู้สร้างไฟล์หรือผู้ดูแลระบบสามารถกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงของผู้ใช้รายอื่นได้ เป้าหมายเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในระบบปฏิบัติการโดยระบบไฟล์
ระบบไฟล์ (FS)
เป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการที่ประกอบด้วย:
การรวบรวมไฟล์ทั้งหมดบนดิสก์
ชุดของโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในการจัดการไฟล์ เช่น ไดเร็กทอรีไฟล์ ตัวอธิบายไฟล์ ตารางการจัดสรรพื้นที่ว่างและดิสก์ที่ใช้แล้ว
ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ระบบที่ใช้การดำเนินการต่างๆ กับไฟล์ เช่น การสร้าง การทำลาย การอ่าน การเขียน การตั้งชื่อ และการค้นหาไฟล์
ดังนั้น ระบบไฟล์จึงมีบทบาทเป็นเลเยอร์กลางที่คัดกรองความซับซ้อนทั้งหมดขององค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว และสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะที่เรียบง่ายกว่าสำหรับที่เก็บข้อมูลนี้สำหรับโปรแกรม เช่นเดียวกับการจัดหาชุดของ คำสั่งที่ใช้งานง่ายสำหรับการจัดการไฟล์ ระบบไฟล์ต่อไปนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง: ระบบไฟล์ - ระบบปฏิบัติการ นางสาว ดอส - ซึ่งมีพื้นฐานมาจาก ( ตารางการจัดสรรไฟล์ อ้วน ไฟล์ ).
การจัดสรร โต๊ะตารางประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของไฟล์ทั้งหมด (แต่ละไฟล์แบ่งออกเป็น กระจุกคลัสเตอร์ของไฟล์เดียวกันไม่จำเป็นต้องอยู่ติดกัน ขึ้นอยู่กับความพร้อมของพื้นที่ดิสก์) ระบบไฟล์ MS-DOS มีข้อจำกัดและข้อเสียที่สำคัญ เช่น ภายใต้
ชื่อ
ไฟล์ได้รับการจัดสรร 12 ไบต์ การทำงานกับฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่ทำให้เกิดการกระจายตัวของไฟล์อย่างมีนัยสำคัญ
หน้าที่หลักใน FS ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขงานต่อไปนี้:
การตั้งชื่อไฟล์
ส่วนต่อประสานการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชัน
การแมปแบบจำลองเชิงตรรกะของระบบไฟล์เข้ากับการจัดองค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูล /2 ความยืดหยุ่นของระบบไฟล์ต่อไฟฟ้าขัดข้อง ข้อผิดพลาดด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ระบบปฏิบัติการ ( , เรียกว่า - HPFS ตารางการจัดสรรไฟล์ สูง ผลงาน
ให้ความสามารถในการมีชื่อไฟล์ได้สูงสุด 254 อักขระ ไฟล์ที่เขียนลงดิสก์มีการกระจายตัวน้อยที่สุด สามารถทำงานกับไฟล์ที่เขียนด้วย MS DOS;
มีการเพิ่มงานใหม่ให้กับงานที่ระบุไว้ข้างต้นการแชร์ไฟล์จากหลายกระบวนการ ไฟล์ในกรณีนี้เป็นทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งหมายความว่าระบบไฟล์จะต้องแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง FS จะต้องจัดให้มีวิธีการในการบล็อกไฟล์และชิ้นส่วนของไฟล์ ป้องกันการแข่งขัน กำจัดการหยุดชะงัก ปรับยอดสำเนา ฯลฯ
ในระบบที่มีผู้ใช้หลายราย งานอื่นจะปรากฏขึ้น: ปกป้องไฟล์ของผู้ใช้รายหนึ่งจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยผู้ใช้รายอื่น
ระบบไฟล์ระบบปฏิบัติการ หน้าต่าง 95
มีโครงสร้างระดับซึ่งช่วยให้คุณสามารถรองรับระบบไฟล์หลายระบบพร้อมกันได้ ระบบไฟล์ MS-DOS แบบเก่าได้รับการสนับสนุนโดยตรง แต่ระบบไฟล์ไม่ได้พัฒนาโดยบริษัท ไมโครซอฟต์ได้รับการสนับสนุนโดยใช้พิเศษ โมดูล- คุณสามารถใช้ชื่อไฟล์ที่ยาวได้ (สูงสุด 254 อักขระ)
ระบบไฟล์ระบบปฏิบัติการ ยูนิกซ์
พวกมันมอบวิธีการแบบครบวงจรในการเข้าถึงระบบไฟล์ I/O
สิทธิ์ของไฟล์เป็นตัวกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงระบบ (เจ้าของไฟล์คือผู้ใช้ที่สร้างมันขึ้นมา)
ประเภทไฟล์
ระบบไฟล์รองรับไฟล์ประเภทต่างๆ ที่มีฟังก์ชันการทำงานต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงไฟล์ปกติ ไฟล์ไดเร็กทอรี ไฟล์พิเศษ เนมไปป์ ไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ และอื่นๆ
ไฟล์ปกติ หรือเพียงแค่ไฟล์ มีข้อมูลที่กำหนดเองที่ผู้ใช้ป้อนหรือสร้างขึ้นจากการทำงานของระบบและโปรแกรมผู้ใช้ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ (เช่น UNIX, Windows, OS/2) ไม่ได้จำกัดหรือควบคุมเนื้อหาและโครงสร้างของไฟล์ปกติแต่อย่างใด เนื้อหาของไฟล์ปกติจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมแก้ไขข้อความจะสร้างไฟล์ข้อความที่ประกอบด้วยสตริงอักขระที่แสดงในโค้ดบางโค้ด สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเอกสาร ซอร์สโค้ดของโปรแกรม ฯลฯ สามารถอ่านไฟล์ข้อความบนหน้าจอและพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ได้ ไฟล์ไบนารีไม่ใช้โค้ดอักขระ และมักมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน เช่น โค้ดโปรแกรมปฏิบัติการหรือไฟล์เก็บถาวร ระบบปฏิบัติการทั้งหมดจะต้องสามารถจดจำไฟล์ได้อย่างน้อยหนึ่งประเภท - ไฟล์ปฏิบัติการของตัวเอง
แคตตาล็อก - เป็นไฟล์ประเภทพิเศษที่มีข้อมูลอ้างอิงระบบเกี่ยวกับชุดไฟล์ที่จัดกลุ่มตามผู้ใช้ตามเกณฑ์ที่ไม่เป็นทางการ (เช่น ไฟล์ที่มีเอกสารในสัญญาเดียวกัน หรือไฟล์ที่ประกอบเป็นชุดซอฟต์แวร์ชุดเดียวจะรวมเป็นชุดเดียว กลุ่ม). บนระบบปฏิบัติการหลายระบบ ไดเร็กทอรีสามารถมีไฟล์ประเภทใดก็ได้ รวมถึงไดเร็กทอรีอื่น ๆ ทำให้เกิดโครงสร้างแบบต้นไม้ที่ง่ายต่อการค้นหา ไดเร็กทอรีสร้างการแมประหว่างชื่อไฟล์และคุณลักษณะของไฟล์ที่ระบบไฟล์ใช้เพื่อจัดการไฟล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดังกล่าวรวมถึงข้อมูล (หรือตัวชี้ไปยังโครงสร้างอื่นที่มีข้อมูลนี้) เกี่ยวกับประเภทของไฟล์และตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์ สิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ และวันที่สร้างและแก้ไข ในแง่อื่นๆ ทั้งหมด ระบบไฟล์จะถือว่าไดเร็กทอรีเหมือนกับไฟล์ปกติ
ไฟล์พิเศษ - ไฟล์เหล่านี้เป็นไฟล์จำลองที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ I/O ซึ่งใช้เพื่อรวมกลไกในการเข้าถึงไฟล์และอุปกรณ์ภายนอกเข้าด้วยกัน ไฟล์พิเศษอนุญาตให้ผู้ใช้ดำเนินการ I/O โดยใช้คำสั่งปกติสำหรับการเขียนไฟล์หรืออ่านจากไฟล์ คำสั่งเหล่านี้จะถูกประมวลผลก่อนโดยโปรแกรมระบบไฟล์ จากนั้นในขั้นตอนหนึ่งของการดำเนินการร้องขอ คำสั่งเหล่านั้นจะถูกแปลงโดยระบบปฏิบัติการเป็นคำสั่งควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
ระบบไฟล์สมัยใหม่รองรับไฟล์ประเภทอื่นๆ เช่น ลิงก์สัญลักษณ์ ไปป์ที่มีชื่อ และไฟล์ที่แมปหน่วยความจำ
โครงสร้างระบบไฟล์แบบลำดับชั้น
ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ด้วยชื่อสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม หน่วยความจำของมนุษย์จำกัดจำนวนชื่ออ็อบเจ็กต์ที่ผู้ใช้สามารถอ้างถึงตามชื่อได้ การจัดระเบียบแบบลำดับชั้นของเนมสเปซช่วยให้เราขยายขอบเขตเหล่านี้ได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่ระบบไฟล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งระดับจะถูกสร้างขึ้นโดยการอนุญาตให้มีไดเร็กทอรีระดับล่างภายในไดเร็กทอรีระดับสูงกว่า (รูปที่ 7.3)
กราฟที่อธิบายลำดับชั้นของไดเรกทอรีอาจเป็นแบบต้นไม้หรือเครือข่ายก็ได้ ไดเร็กทอรีจะสร้างแผนผังหากอนุญาตให้รวมไฟล์ไว้ในไดเร็กทอรีเดียวเท่านั้น (รูปที่ 7.3, b) และเครือข่าย - หากสามารถรวมไฟล์ไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้ (รูปที่ 7.3, c) ตัวอย่างเช่น ใน MS-DOS และ Windows ไดเร็กทอรีจะสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ ในขณะที่ใน UNIX จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย ในโครงสร้างแบบต้นไม้ แต่ละไฟล์จะเป็นใบไม้ ไดเร็กทอรีระดับบนสุดเรียกว่า ไดเร็กทอรีรากหรือรูท ( ราก ).
เมื่อใช้องค์กรนี้ ผู้ใช้จะไม่ต้องจำชื่อไฟล์ทั้งหมด เขาเพียงแต่ต้องมีความคิดคร่าวๆ ว่าไฟล์ใดสามารถกำหนดให้กับกลุ่มใดได้ เพื่อค้นหาโดยการเรียกดูไดเร็กทอรีตามลำดับ โครงสร้างลำดับชั้นนั้นสะดวกสำหรับการทำงานแบบผู้ใช้หลายคน: ผู้ใช้แต่ละคนที่มีไฟล์ของเขาจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในไดเร็กทอรีของตนเองหรือแผนผังย่อยของไดเร็กทอรีและในเวลาเดียวกันไฟล์ทั้งหมดในระบบก็เชื่อมต่อกันแบบลอจิคัล
กรณีพิเศษของโครงสร้างลำดับชั้นคือองค์กรระดับเดียวเมื่อไฟล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไดเร็กทอรีเดียว (รูปที่ 7.3, a)
ชื่อไฟล์
ไฟล์ทุกประเภทมีชื่อสัญลักษณ์ โดยทั่วไประบบไฟล์ที่จัดระเบียบตามลำดับชั้นจะใช้ชื่อไฟล์สามประเภท: แบบง่าย แบบผสม และแบบสัมพันธ์
ชื่อเชิงสัญลักษณ์แบบธรรมดาหรือแบบสั้นจะระบุไฟล์ภายในไดเร็กทอรีเดียว ชื่อธรรมดาถูกกำหนดให้กับไฟล์โดยผู้ใช้และโปรแกรมเมอร์ และจะต้องคำนึงถึงข้อจำกัดของระบบปฏิบัติการทั้งในช่วงของอักขระและความยาวของชื่อ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ขอบเขตเหล่านี้แคบมาก ดังนั้นในระบบไฟล์ FAT ที่ได้รับความนิยม ความยาวของชื่อจึงถูกจำกัดอยู่ที่รูปแบบ 8.3 (8 อักขระ - ชื่อนั้นเอง, 3 อักขระ - นามสกุลของชื่อ) และในระบบไฟล์ s5 ที่รองรับโดย UNIX OS หลายเวอร์ชัน ชื่อสัญลักษณ์ธรรมดาต้องมีความยาวไม่เกิน 14 อักขระ อย่างไรก็ตาม จะสะดวกกว่ามากสำหรับผู้ใช้ในการทำงานกับชื่อที่ยาว เนื่องจากช่วยให้คุณสามารถตั้งชื่อไฟล์ที่จดจำได้ง่ายซึ่งระบุสิ่งที่มีอยู่ในไฟล์ได้อย่างชัดเจน ดังนั้น ระบบไฟล์สมัยใหม่ เช่นเดียวกับเวอร์ชันปรับปรุงของระบบไฟล์ที่มีอยู่แล้ว มักจะรองรับชื่อไฟล์สัญลักษณ์ที่ยาวและเรียบง่าย ตัวอย่างเช่น ในระบบไฟล์ NTFS และ FAT32 ที่มาพร้อมกับระบบปฏิบัติการ Windows NT ชื่อไฟล์สามารถมีอักขระได้สูงสุด 255 ตัว
ในระบบไฟล์แบบลำดับชั้น ไฟล์ที่แตกต่างกันจะได้รับอนุญาตให้มีชื่อสัญลักษณ์ธรรมดาที่เหมือนกัน โดยที่ไฟล์เหล่านั้นอยู่ในไดเร็กทอรีที่แตกต่างกัน นั่นคือรูปแบบ "หลายไฟล์ - ชื่อง่ายๆ" ใช้งานได้ที่นี่ หากต้องการระบุไฟล์ในระบบดังกล่าวโดยไม่ซ้ำกัน จะใช้ชื่อเต็มที่เรียกว่า
ชื่อเต็มคือชุดของชื่อสัญลักษณ์อย่างง่ายของไดเร็กทอรีทั้งหมดซึ่งมีเส้นทางจากรูทไปยังไฟล์ที่กำหนดผ่าน ดังนั้น ชื่อเต็มจึงเป็นชื่อผสม ซึ่งชื่อธรรมดาจะถูกแยกออกจากกันโดยตัวคั่นที่ยอมรับในระบบปฏิบัติการ บ่อยครั้งที่มีการใช้ฟอร์เวิร์ดหรือแบ็กสแลชเป็นตัวคั่น และเป็นเรื่องปกติที่จะไม่ระบุชื่อของไดเร็กทอรีราก ในรูป ในเวอร์ชัน 7.3, b สองไฟล์มีชื่อธรรมดาว่า main.exe แต่ชื่อประกอบของพวกมัน /depart/main.exe และ /user/anna/main.exe นั้นแตกต่างกัน
ในระบบไฟล์แบบทรี มีการโต้ตอบแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างไฟล์และชื่อเต็ม: หนึ่งไฟล์ - หนึ่งชื่อเต็ม ในระบบไฟล์ที่มีโครงสร้างเครือข่าย ไฟล์สามารถรวมอยู่ในหลายไดเร็กทอรี ดังนั้นจึงมีชื่อเต็มหลายชื่อ การติดต่อสื่อสาร "หนึ่งไฟล์ - ชื่อเต็มหลายชื่อ" นั้นถูกต้อง ในทั้งสองกรณี ไฟล์จะถูกระบุโดยไม่ซ้ำกันด้วยชื่อเต็ม
ไฟล์ยังสามารถระบุได้ด้วยชื่อที่สัมพันธ์กัน ชื่อไฟล์สัมพันธ์ถูกกำหนดผ่านแนวคิดของ "ไดเร็กทอรีปัจจุบัน" สำหรับผู้ใช้แต่ละราย ณ เวลาใดก็ตาม หนึ่งในไดเร็กทอรีระบบไฟล์คือไดเร็กทอรีปัจจุบัน และไดเร็กทอรีนี้จะถูกเลือกโดยผู้ใช้เองตามคำสั่ง OS ระบบไฟล์จับชื่อของไดเร็กทอรีปัจจุบัน เพื่อที่จะสามารถใช้เป็นส่วนเสริมของชื่อที่สัมพันธ์กันเพื่อสร้างชื่อไฟล์แบบเต็มได้ เมื่อใช้ชื่อแบบสัมพันธ์ ผู้ใช้จะระบุไฟล์ตามสายของชื่อไดเร็กทอรีซึ่งเส้นทางจากไดเร็กทอรีปัจจุบันไปยังไฟล์ที่กำหนดจะผ่านไป ตัวอย่างเช่น หากไดเร็กทอรีปัจจุบันคือ /user ดังนั้นชื่อไฟล์ที่เกี่ยวข้อง /user/anna/main.exe จะเป็น anna/main.exe
ระบบปฏิบัติการบางระบบอนุญาตให้คุณกำหนดชื่อง่ายๆ หลายชื่อให้กับไฟล์เดียวกัน ซึ่งสามารถตีความได้ว่าเป็นนามแฝง ในกรณีนี้เช่นเดียวกับในระบบที่มีโครงสร้างเครือข่ายจะมีการสร้างการติดต่อ "หนึ่งไฟล์ - ชื่อเต็มหลายชื่อ" เนื่องจากชื่อไฟล์ธรรมดาแต่ละชื่อสอดคล้องกับชื่อเต็มอย่างน้อยหนึ่งชื่อ
และแม้ว่าชื่อเต็มจะระบุไฟล์โดยไม่ซ้ำกัน แต่ระบบปฏิบัติการจะทำงานกับไฟล์ได้ง่ายขึ้น หากไฟล์และชื่อมีความสอดคล้องกันแบบหนึ่งต่อหนึ่ง เพื่อจุดประสงค์นี้ จะกำหนดชื่อเฉพาะให้กับไฟล์ เพื่อให้ความสัมพันธ์ "หนึ่งไฟล์ - หนึ่งชื่อที่ไม่ซ้ำกัน" นั้นถูกต้อง ชื่อเฉพาะมีอยู่พร้อมกับชื่อสัญลักษณ์อย่างน้อยหนึ่งชื่อที่กำหนดให้กับไฟล์โดยผู้ใช้หรือแอปพลิเคชัน ชื่อเฉพาะคือตัวระบุที่เป็นตัวเลขและมีไว้สำหรับระบบปฏิบัติการเท่านั้น ตัวอย่างของชื่อไฟล์ที่ไม่ซ้ำกันคือหมายเลขไอโหนดบนระบบ UNIX
คุณสมบัติไฟล์
แนวคิดของ "ไฟล์" ไม่เพียงแต่รวมถึงข้อมูลและชื่อที่จัดเก็บเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงคุณลักษณะของไฟล์ด้วย คุณสมบัติ - นี่คือข้อมูลที่อธิบายคุณสมบัติของไฟล์ ตัวอย่างของแอตทริบิวต์ไฟล์ที่เป็นไปได้:
ประเภทไฟล์ (ไฟล์ปกติ, ไดเร็กทอรี, ไฟล์พิเศษ ฯลฯ );
เจ้าของไฟล์
ผู้สร้างไฟล์;
รหัสผ่านเพื่อเข้าถึงไฟล์
ข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการเข้าถึงไฟล์ที่ได้รับอนุญาต
เวลาของการสร้าง การเข้าถึงครั้งล่าสุด และการแก้ไขครั้งล่าสุด
ขนาดไฟล์ปัจจุบัน
ขนาดไฟล์สูงสุด
เครื่องหมายอ่านอย่างเดียว
เครื่องหมาย "ไฟล์ที่ซ่อนอยู่";
ลงชื่อ "ไฟล์ระบบ";
ลงชื่อ "ไฟล์เก็บถาวร";
แอตทริบิวต์ "ไบนารี/อักขระ";
คุณลักษณะ "ชั่วคราว" (ลบออกหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการ);
ป้ายกั้น;
ความยาวบันทึกไฟล์
ตัวชี้ไปยังฟิลด์สำคัญในบันทึก
ความยาวคีย์
ชุดของคุณลักษณะของไฟล์ถูกกำหนดโดยข้อมูลเฉพาะของระบบไฟล์: ระบบไฟล์ประเภทต่างๆ อาจใช้ชุดของคุณลักษณะที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดลักษณะของไฟล์ ตัวอย่างเช่น บนระบบไฟล์ที่รองรับไฟล์แบบแฟลต ไม่จำเป็นต้องใช้แอ็ตทริบิวต์สามตัวสุดท้ายในรายการที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างไฟล์ ในระบบปฏิบัติการแบบผู้ใช้คนเดียว ชุดคุณลักษณะจะไม่มีลักษณะที่เกี่ยวข้องกับผู้ใช้และความปลอดภัย เช่น เจ้าของไฟล์ ผู้สร้างไฟล์ รหัสผ่านสำหรับการเข้าถึงไฟล์ ข้อมูลเกี่ยวกับการเข้าถึงไฟล์ที่ได้รับอนุญาต
ผู้ใช้สามารถเข้าถึงคุณลักษณะโดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีให้เพื่อจุดประสงค์นี้โดยระบบไฟล์ โดยปกติแล้ว คุณสามารถอ่านค่าของแอตทริบิวต์ใดๆ ก็ได้ แต่จะเปลี่ยนแปลงเพียงบางส่วนเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนการอนุญาตของไฟล์ได้ (หากพวกเขามีสิทธิ์ที่จำเป็นในการดำเนินการดังกล่าว) แต่ไม่ได้รับอนุญาตให้เปลี่ยนวันที่สร้างหรือขนาดปัจจุบันของไฟล์
ค่าแอตทริบิวต์ของไฟล์สามารถเก็บไว้ในไดเร็กทอรีได้โดยตรงเช่นเดียวกับที่ทำในระบบไฟล์ MS-DOS (รูปที่ 7.6a) รูปนี้แสดงโครงสร้างของรายการไดเร็กทอรีที่มีชื่อเชิงสัญลักษณ์และคุณลักษณะของไฟล์ ตัวอักษรระบุถึงคุณสมบัติของไฟล์ที่นี่: R - อ่านอย่างเดียว, A - เก็บถาวร, H - ซ่อนเร้น, S - ระบบ
ข้าว. 7.6.โครงสร้างไดเรกทอรี: a - โครงสร้างรายการไดเรกทอรี MS-DOS (32 ไบต์), b - โครงสร้างรายการไดเรกทอรี UNIX OS
อีกทางเลือกหนึ่งคือการวางแอตทริบิวต์ไว้ในตารางพิเศษ เมื่อแค็ตตาล็อกมีเพียงลิงก์ไปยังตารางเหล่านี้ วิธีการนี้ถูกนำมาใช้ เช่น ในระบบไฟล์ ufs ของ UNIX OS ในระบบไฟล์นี้ โครงสร้างไดเร็กทอรีนั้นง่ายมาก บันทึกสำหรับแต่ละไฟล์ประกอบด้วยชื่อไฟล์สัญลักษณ์สั้น ๆ และตัวชี้ไปยังตัวอธิบายดัชนีไฟล์นี่คือชื่อใน ufs สำหรับตารางที่มีค่าแอตทริบิวต์ของไฟล์เข้มข้น (รูปที่ 7.6, b)
ในทั้งสองเวอร์ชัน ไดเร็กทอรีจะมีลิงก์ระหว่างชื่อไฟล์และตัวไฟล์เอง อย่างไรก็ตาม วิธีการแยกชื่อไฟล์ออกจากคุณลักษณะทำให้ระบบมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สามารถรวมไฟล์ไว้ในหลายไดเร็กทอรีพร้อมกันได้อย่างง่ายดาย รายการสำหรับไฟล์นี้ในไดเร็กทอรีที่แตกต่างกันอาจมีชื่อง่าย ๆ ที่แตกต่างกัน แต่ฟิลด์ลิงก์จะมีหมายเลขไอโหนดเหมือนกัน
การดำเนินการไฟล์
ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะถือว่าไฟล์เป็นลำดับไบต์ที่มีความยาวผันแปรได้โดยไม่มีโครงสร้าง มาตรฐาน POSIX การดำเนินการต่อไปนี้ถูกกำหนดไว้ในไฟล์:
ภายใน เปิด ( ถ่าน * ชื่อ , ภายใน ธง , โหมด _ ที โหมด )
การดำเนินการนี้ ``เปิด'' ไฟล์ โดยสร้างการเชื่อมต่อระหว่างโปรแกรมกับไฟล์ ในกรณีนี้โปรแกรมจะได้รับ ตัวอธิบายไฟล์- จำนวนเต็มระบุการเชื่อมต่อนี้ อันที่จริงนี่คือดัชนีในตารางระบบของไฟล์ที่เปิดอยู่สำหรับงานที่กำหนด การดำเนินการอื่นๆ ทั้งหมดใช้ดัชนีนี้เพื่ออ้างอิงไฟล์
พารามิเตอร์ char * fname ระบุชื่อไฟล์ int flags เป็นตัวกำหนดโหมดการเปิดไฟล์ นอกจากนี้ คุณสามารถเปิดไฟล์ที่มีอยู่หรือลองสร้างไฟล์ใหม่ที่มีความยาวเป็นศูนย์ก็ได้ โหมดพารามิเตอร์เสริมที่สามจะใช้เฉพาะเมื่อสร้างไฟล์และระบุแอตทริบิวต์ของไฟล์นี้
ปิด _ ที ลองหาดู ( ภายใน รับมือ , ปิด _ ที ชดเชย , ภายใน ที่ไหน )
การดำเนินการนี้จะย้ายตัวชี้การอ่าน/เขียนในไฟล์ พารามิเตอร์ offset ระบุจำนวนไบต์ที่จะออฟเซ็ตตัวชี้ และพารามิเตอร์จากไหนจะระบุตำแหน่งที่จะเริ่มออฟเซ็ตจาก จุดเริ่มต้นของไฟล์ (SEEK_SET) จากจุดสิ้นสุด (SEEK_END) และจากตำแหน่งตัวชี้ปัจจุบัน (SEEK_CUR) การดำเนินการส่งคืนตำแหน่งตัวชี้ที่วัดจากจุดเริ่มต้นของไฟล์ ดังนั้นการเรียก lseek(handle, 0, SEEK_CUR) จะคืนตำแหน่งปัจจุบันของตัวชี้โดยไม่ต้องขยับ
int อ่าน (ตัวจัดการ int, ถ่าน * โดยที่, size_t เท่าไหร่)
อ่านการดำเนินการจากไฟล์ ตัวชี้ตำแหน่งระบุบัฟเฟอร์ที่ควรวางข้อมูลการอ่าน พารามิเตอร์ที่สามระบุจำนวนข้อมูลที่จะอ่าน ระบบจะอ่านจำนวนไบต์ที่ต้องการจากไฟล์ เริ่มต้นที่ตัวชี้การอ่าน/เขียนไปยังไฟล์นั้น และย้ายตัวชี้ไปที่จุดสิ้นสุดของลำดับการอ่าน หากไฟล์สิ้นสุดก่อนกำหนด ข้อมูลจะถูกอ่านมากเท่ากับข้อมูลที่เหลือจนกว่าจะสิ้นสุดไฟล์ การดำเนินการส่งคืนจำนวนไบต์ที่อ่าน หากไฟล์ถูกเปิดเพื่อการเขียนเท่านั้น การเรียกการอ่านจะส่งคืนข้อผิดพลาด
int write (ตัวจัดการ int, ถ่าน * อะไร, size_t เท่าไหร่)
การดำเนินการเขียนไปยังไฟล์ ตัวชี้ระบุจุดเริ่มต้นของบัฟเฟอร์ข้อมูล พารามิเตอร์ตัวที่สามระบุจำนวนข้อมูลที่จะเขียน ระบบจะเขียนจำนวนไบต์ที่ต้องการลงในไฟล์ โดยเริ่มต้นที่ตัวชี้การอ่าน/เขียนไปยังไฟล์นั้น โดยแทนที่ข้อมูลที่เก็บไว้ที่นั้น ตำแหน่งและเลื่อนตัวชี้ไปที่จุดสิ้นสุดของบล็อกที่เขียน หากไฟล์สิ้นสุดเร็วกว่าปกติ ความยาวจะเพิ่มขึ้น การดำเนินการส่งคืนจำนวนไบต์ที่เขียน
หากไฟล์ถูกเปิดแบบอ่านอย่างเดียว การเรียกการเขียนจะส่งคืนข้อผิดพลาด
int ioctl (ตัวจัดการ int, int cmd, ... ) ; ภายใน fcntl ( ภายใน รับมือ , ภายใน คำสั่ง , ...)
การดำเนินการเพิ่มเติมในไฟล์ ในตอนแรก ดูเหมือนว่า ioctl ตั้งใจให้ดำเนินการกับไฟล์นั้นเอง และ fcntl ตั้งใจให้ดำเนินการกับตัวจัดการไฟล์แบบเปิด แต่แล้วการพัฒนาในอดีตได้ผสมฟังก์ชันของการเรียกของระบบเหล่านี้ไปบ้าง มาตรฐาน POSIXกำหนดการดำเนินการบางอย่างทั้งบนหมายเลขอ้างอิงเช่นการทำสำเนา (จากการดำเนินการนี้เราได้รับสองหมายเลขอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับไฟล์เดียวกัน) และบนตัวไฟล์เองเช่นการดำเนินการตัดทอน - ตัดไฟล์ให้มีความยาวที่กำหนด ในเวอร์ชันส่วนใหญ่ ยูนิกซ์การดำเนินการตัดทอนสามารถใช้เพื่อตัดข้อมูลจากตรงกลางไฟล์ได้ เมื่ออ่านข้อมูลจากพื้นที่ที่ตัดดังกล่าว ค่าศูนย์จะถูกอ่าน และพื้นที่นี้เองก็ไม่ใช้พื้นที่ทางกายภาพบนดิสก์
การดำเนินการที่สำคัญคือการบล็อกส่วนของไฟล์มาตรฐาน POSIXเสนอฟังก์ชันไลบรารีเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่ในระบบของครอบครัว ยูนิกซ์ฟังก์ชันนี้ใช้งานผ่านการเรียก fcntl
การใช้งานมาตรฐานส่วนใหญ่ POSIXเสนอการดำเนินงานเพิ่มเติมของตัวเอง ดังนั้นใน ยูนิกซ์ เอสวีอาร์4 ด้วยการดำเนินการเหล่านี้ คุณสามารถตั้งค่าการบันทึกแบบซิงโครนัสหรือแบบหน่วงเวลา ฯลฯ
caddr_t mmap (caddr_t addr, size_t len, int prot, int flags, int handle, off_t offset)
การแมปส่วนของไฟล์ลงในพื้นที่ที่อยู่เสมือนของกระบวนการ พารามิเตอร์ prot ระบุสิทธิ์การเข้าถึงส่วนที่แมป: อ่าน เขียน และดำเนินการ การแมปอาจเกิดขึ้นกับที่อยู่เสมือนที่ระบุ หรือระบบสามารถเลือกที่อยู่ที่จะแมปเองได้
การดำเนินการอีกสองรายการไม่ได้ดำเนินการกับไฟล์ แต่ดำเนินการกับชื่อ: นี่คือการดำเนินการเปลี่ยนชื่อและการลบไฟล์ ในบางระบบ เช่น ในระบบของครอบครัว ยูนิกซ์ไฟล์สามารถมีได้หลายชื่อ และมีเพียงการเรียกของระบบเท่านั้นที่จะลบชื่อ ไฟล์จะถูกลบเมื่อนามสกุลถูกลบ
จะเห็นได้ว่าชุดการดำเนินการกับไฟล์ในมาตรฐานนี้คล้ายคลึงกับชุดการดำเนินการบนอุปกรณ์ภายนอกมาก ทั้งสองจะถือว่าเป็นสตรีมไบต์ที่ไม่มีโครงสร้าง เพื่อให้ภาพสมบูรณ์ควรกล่าวว่าวิธีหลักของการสื่อสารระหว่างกระบวนการในระบบของครอบครัว ยูนิกซ์ (ท่อ) ยังเป็นสตรีมข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้างอีกด้วย ความคิดที่ว่าการถ่ายโอนข้อมูลส่วนใหญ่สามารถลดลงเป็นสตรีมไบต์นั้นค่อนข้างเก่า แต่ ยูนิกซ์เป็นหนึ่งในระบบแรกๆ ที่แนวคิดนี้ได้รับการสรุปเชิงตรรกะ
มีการนำรูปแบบการทำงานกับไฟล์ประมาณเดียวกันมาใช้ ซี.พี./ มและชุดของการเรียกระบบไฟล์ เอ็มเอส ดอสจริง ๆ แล้วคัดลอกมาจากการโทร ยูนิกซ์ โวลต์7 - ในทางกลับกัน การแมปแบบจำลองเชิงตรรกะของระบบไฟล์เข้ากับการจัดองค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูล/2 และ วินโดวส์เอ็นทีสืบทอดหลักการทำงานกับไฟล์โดยตรงจาก เอ็มเอส ดอส.
ในทางตรงกันข้ามในระบบที่ไม่มี ยูนิกซ์ในสายเลือด อาจใช้การตีความแนวคิดของไฟล์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย โดยส่วนใหญ่ ไฟล์จะถือเป็นชุดของบันทึก โดยทั่วไป ระบบจะสนับสนุนทั้งบันทึกที่มีความยาวคงที่และที่มีความยาวผันแปรได้ ตัวอย่างเช่น ไฟล์ข้อความจะถูกตีความว่าเป็นไฟล์ที่มีบันทึกที่มีความยาวผันแปรได้ และข้อความแต่ละบรรทัดจะสอดคล้องกับหนึ่งบันทึก นี่คือรูปแบบการทำงานกับไฟล์ต่างๆ ระบบวีเอ็มเอสและในสาย OS การแมปแบบจำลองเชิงตรรกะของระบบไฟล์เข้ากับการจัดองค์กรทางกายภาพของการจัดเก็บข้อมูล/360 -เอ็มวีเอสบริษัทไอบีเอ็ม
ไฟล์บนคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นและวางตามหลักการของระบบ ด้วยการนำไปใช้งาน ผู้ใช้จึงได้รับโอกาสในการเข้าถึงข้อมูลที่จำเป็นได้อย่างสะดวกสบายโดยไม่ต้องคำนึงถึงอัลกอริธึมที่ซับซ้อนในการเข้าถึงข้อมูลนั้น ระบบไฟล์มีการจัดการอย่างไร? อันไหนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน? อะไรคือความแตกต่างระหว่างระบบไฟล์ที่เป็นมิตรกับพีซี? และที่ใช้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่ - สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต?
ระบบไฟล์: คำจำกัดความ
ตามคำจำกัดความทั่วไป ระบบไฟล์คือชุดของอัลกอริธึมและมาตรฐานที่ใช้ในการจัดระเบียบการเข้าถึงข้อมูลที่อยู่บนคอมพิวเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ใช้พีซี ผู้เชี่ยวชาญบางคนถือว่านี่เป็นส่วนหนึ่งของผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีอื่นๆ โดยตระหนักถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามันเกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบปฏิบัติการ โดยเชื่อว่าระบบไฟล์เป็นองค์ประกอบอิสระของการจัดการข้อมูลคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้อย่างไรก่อนที่ระบบไฟล์จะถูกประดิษฐ์ขึ้น? วิทยาการคอมพิวเตอร์ในฐานะสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ได้บันทึกความจริงที่ว่าการจัดการข้อมูลมาเป็นเวลานานได้ดำเนินการผ่านโครงสร้างภายในกรอบของอัลกอริธึมที่ฝังอยู่ในโปรแกรมเฉพาะ ดังนั้น หนึ่งในเกณฑ์สำหรับระบบไฟล์คือการมีมาตรฐานที่เหมือนกันสำหรับโปรแกรมส่วนใหญ่ที่เข้าถึงข้อมูล
ระบบไฟล์ทำงานอย่างไร
ประการแรก ระบบไฟล์คือกลไกที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ ตามกฎแล้วเรากำลังพูดถึงสื่อแม่เหล็กหรือเลเซอร์ที่นี่ - ฮาร์ดไดรฟ์, ซีดี, ดีวีดี, แฟลชไดรฟ์, ฟล็อปปี้ดิสก์ที่ยังไม่ล้าสมัย เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของระบบ เรามากำหนดว่าไฟล์นั้นคืออะไร
ตามคำจำกัดความที่ยอมรับโดยทั่วไปในหมู่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีนี่คือพื้นที่ข้อมูลที่มีขนาดคงที่ซึ่งแสดงเป็นหน่วยข้อมูลพื้นฐาน - ไบต์ ไฟล์นี้อยู่ในดิสก์มีเดียซึ่งมักจะอยู่ในรูปแบบของบล็อกที่เชื่อมต่อถึงกันหลายบล็อกซึ่งมี "ที่อยู่" การเข้าถึงเฉพาะ ระบบไฟล์จะกำหนดพิกัดเดียวกันเหล่านี้และ "รายงาน" ไปยังระบบปฏิบัติการตามลำดับ ซึ่งส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องไปยังผู้ใช้อย่างชัดเจน มีการเข้าถึงข้อมูลเพื่ออ่าน แก้ไข หรือสร้างข้อมูลใหม่ อัลกอริธึมเฉพาะสำหรับการทำงานกับไฟล์ "พิกัด" อาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภทของคอมพิวเตอร์ OS ลักษณะเฉพาะของข้อมูลที่จัดเก็บ และเงื่อนไขอื่นๆ ดังนั้นจึงมีระบบไฟล์หลายประเภท แต่ละอันได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานบนระบบปฏิบัติการเฉพาะหรือสำหรับการทำงานกับข้อมูลบางประเภท
การปรับสื่อดิสก์เพื่อใช้ผ่านอัลกอริธึมของระบบไฟล์เฉพาะเรียกว่าการจัดรูปแบบ องค์ประกอบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องของดิสก์ - คลัสเตอร์ - เตรียมไว้สำหรับการเขียนไฟล์ในภายหลังรวมถึงการอ่านตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ในระบบการจัดการข้อมูลเฉพาะ จะเปลี่ยนระบบไฟล์ได้อย่างไร? ในกรณีส่วนใหญ่ สามารถทำได้โดยการฟอร์แมตสื่อจัดเก็บข้อมูลใหม่เท่านั้น ตามกฎแล้วไฟล์จะถูกลบ อย่างไรก็ตามมีตัวเลือกที่ยังคงเป็นไปได้โดยใช้โปรแกรมพิเศษแม้ว่าจะต้องใช้เวลามากในการเปลี่ยนระบบการจัดการข้อมูลโดยปล่อยให้โปรแกรมหลังไม่ถูกแตะต้อง
ระบบไฟล์ไม่ทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาด อาจมีความล้มเหลวบางประการในการจัดระเบียบการทำงานกับบล็อกข้อมูล แต่โดยส่วนใหญ่แล้วสิ่งเหล่านี้จะไม่สำคัญ ตามกฎแล้วไม่มีปัญหาในการแก้ไขระบบไฟล์หรือกำจัดข้อผิดพลาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน Windows OS มีโซลูชันซอฟต์แวร์ในตัวสำหรับผู้ใช้ทุกคนสำหรับสิ่งนี้ เช่นโปรแกรม Check Disk เป็นต้น
พันธุ์
ระบบไฟล์ประเภทใดที่พบบ่อยที่สุด? ก่อนอื่นอาจเป็นระบบปฏิบัติการพีซีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก - Windows ระบบไฟล์ Windows หลักคือ FAT, FAT32, NTFS และการแก้ไขต่างๆ นอกจากคอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน และแท็บเล็ตก็ได้รับความนิยมแล้ว ส่วนใหญ่ถ้าเราพูดถึงตลาดโลกและไม่คำนึงถึงความแตกต่างในแพลตฟอร์มเทคโนโลยีจะถูกควบคุมโดยระบบปฏิบัติการ Android และ iOS ระบบปฏิบัติการเหล่านี้ใช้อัลกอริธึมของตัวเองในการทำงานกับข้อมูลที่แตกต่างจากที่แสดงลักษณะของระบบไฟล์ Windows
มาตรฐานเปิดกว้างสำหรับทุกคน
โปรดทราบว่าเมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการรวมมาตรฐานบางอย่างในตลาดอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกในแง่ของระบบปฏิบัติการที่ทำงานด้วยข้อมูลประเภทต่างๆ เรื่องนี้สามารถเห็นได้สองด้าน ประการแรก อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ OS สองประเภทที่แตกต่างกันมักจะใช้ระบบไฟล์เดียวกัน ซึ่งสามารถเข้ากันได้กับแต่ละ OS เท่าๆ กัน ประการที่สองตามกฎแล้วระบบปฏิบัติการเวอร์ชันใหม่สามารถจดจำได้ไม่เพียง แต่ระบบไฟล์ทั่วไปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบที่ใช้ในระบบปฏิบัติการอื่นแบบดั้งเดิมด้วย - ทั้งผ่านอัลกอริธึมในตัวและการใช้ซอฟต์แวร์บุคคลที่สาม ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไป Linux เวอร์ชันใหม่จะรู้จักระบบไฟล์ที่ทำเครื่องหมายไว้สำหรับ Windows โดยไม่มีปัญหา
โครงสร้างระบบไฟล์
แม้ว่าประเภทของระบบไฟล์จะแสดงในจำนวนที่ค่อนข้างมาก แต่โดยทั่วไปแล้วระบบไฟล์จะทำงานตามหลักการที่คล้ายกันมาก (เราได้สรุปโครงร่างทั่วไปไว้ด้านบน) และอยู่ภายในกรอบขององค์ประกอบโครงสร้างหรือวัตถุที่คล้ายกัน มาดูพวกเขากันดีกว่า อ็อบเจ็กต์หลักของระบบไฟล์คืออะไร?
สิ่งสำคัญประการหนึ่งคือ - เป็นพื้นที่ข้อมูลที่แยกออกมาซึ่งสามารถวางไฟล์ได้ โครงสร้างไดเร็กทอรีเป็นแบบลำดับชั้น มันหมายความว่าอะไร? ไดเร็กทอรีตั้งแต่หนึ่งไดเร็กทอรีขึ้นไปอาจอยู่ภายในไดเร็กทอรีอื่น ซึ่งในทางกลับกันก็เป็นส่วนหนึ่งของ "ที่เหนือกว่า" สิ่งที่สำคัญที่สุดคือไดเรกทอรีราก หากเราพูดถึงหลักการที่ระบบไฟล์ Windows ใช้งานได้ - 7, 8, XP หรือเวอร์ชันอื่น - ไดเร็กทอรีรากคือไดรฟ์แบบลอจิคัลซึ่งกำหนดด้วยตัวอักษร - โดยปกติคือ C, D, E (แต่คุณสามารถกำหนดค่าใด ๆ ที่เป็น เป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ) ตัวอย่างเช่น Linux OS ซึ่งเป็นไดเร็กทอรีรากมีสื่อแม่เหล็กโดยรวม ในระบบปฏิบัติการนี้และระบบปฏิบัติการอื่นๆ ตามหลักการ เช่น Android จะไม่มีการใช้ไดรฟ์แบบลอจิคัล เป็นไปได้ไหมที่จะจัดเก็บไฟล์โดยไม่มีไดเร็กทอรี? ใช่. แต่นี่ไม่สะดวกมาก ที่จริงแล้วความสะดวกสบายในการใช้พีซีเป็นเหตุผลหนึ่งในการแนะนำหลักการกระจายข้อมูลไปยังไดเร็กทอรีในระบบไฟล์ อย่างไรก็ตามพวกเขาสามารถเรียกต่างกันได้ ใน Windows ไดเร็กทอรีเรียกว่าโฟลเดอร์ ใน Linux โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน แต่ชื่อดั้งเดิมของไดเร็กทอรีในระบบปฏิบัติการนี้ซึ่งใช้มานานหลายปีคือ "ไดเร็กทอรี" เช่นเดียวกับใน Windows และ Linux OS ก่อนหน้า - DOS, Unix
ในบรรดาผู้เชี่ยวชาญด้านไอที ไม่มีความคิดเห็นที่ชัดเจนว่าไฟล์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นองค์ประกอบโครงสร้างของระบบที่เกี่ยวข้องหรือไม่ ผู้ที่เชื่อว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมดโต้แย้งมุมมองของตนโดยกล่าวว่าระบบสามารถดำรงอยู่ได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีไฟล์ แม้ว่านี่จะเป็นปรากฏการณ์ที่ไร้ประโยชน์จากมุมมองเชิงปฏิบัติก็ตาม แม้ว่าจะไม่มีการเขียนไฟล์ลงดิสก์ แต่ระบบที่เกี่ยวข้องอาจยังคงอยู่ โดยปกติแล้ว สื่อแม่เหล็กที่จำหน่ายในร้านค้าจะไม่มีไฟล์ใดๆ แต่พวกเขามีระบบที่เกี่ยวข้องอยู่แล้ว อีกมุมมองหนึ่งคือไฟล์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนสำคัญของระบบที่ไฟล์ได้รับการจัดการ ทำไม แต่เนื่องจากตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวไว้ อัลกอริธึมในการใช้งานได้รับการปรับให้ทำงานกับไฟล์ที่อยู่ในกรอบมาตรฐานบางอย่างเป็นหลัก ระบบที่เป็นปัญหาไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งอื่นใด
องค์ประกอบอื่นที่มีอยู่ในระบบไฟล์ส่วนใหญ่คือพื้นที่ข้อมูลที่มีข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของไฟล์เฉพาะในตำแหน่งเฉพาะ นั่นคือคุณสามารถวางทางลัดไว้ในที่เดียวบนดิสก์ได้ แต่ก็เป็นไปได้ที่จะให้การเข้าถึงพื้นที่ข้อมูลที่ต้องการซึ่งอยู่ในส่วนอื่นของสื่อ คุณสามารถพิจารณาได้ว่าทางลัดนั้นเป็นออบเจ็กต์ที่สมบูรณ์ของระบบไฟล์หากคุณยอมรับว่าไฟล์ก็เป็นเช่นนั้นเช่นกัน
ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง คงไม่ผิดที่จะบอกว่าข้อมูลทั้งสามประเภท - ไฟล์ ทางลัด และไดเร็กทอรี - เป็นองค์ประกอบของระบบที่เกี่ยวข้อง อย่างน้อยวิทยานิพนธ์นี้ก็จะต้องสอดคล้องกับมุมมองทั่วไปประการหนึ่ง สิ่งสำคัญที่สุดที่กำหนดลักษณะการทำงานของระบบไฟล์คือหลักการตั้งชื่อไฟล์และไดเร็กทอรี
ชื่อไฟล์และไดเร็กทอรีบนระบบที่แตกต่างกัน
หากเรายอมรับว่าไฟล์ยังคงเป็นส่วนประกอบของระบบที่สอดคล้องกับไฟล์เหล่านั้น ก็ควรพิจารณาโครงสร้างพื้นฐานของไฟล์เหล่านั้น สิ่งแรกที่ต้องทราบคืออะไร? เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น ระบบการจัดการข้อมูลสมัยใหม่ส่วนใหญ่จึงมีโครงสร้างการตั้งชื่อไฟล์สองระดับ ระดับแรกคือชื่อ ประการที่สองคือการขยายตัว ลองใช้ไฟล์เพลง Dance.mp3 เป็นตัวอย่าง การเต้นรำคือชื่อ Mp3 - ส่วนขยาย ประการแรกมีวัตถุประสงค์เพื่อเปิดเผยแก่ผู้ใช้ถึงสาระสำคัญของเนื้อหาของไฟล์ (และเพื่อให้โปรแกรมเป็นแนวทางในการเข้าถึงอย่างรวดเร็ว) ส่วนที่สองระบุประเภทไฟล์ ถ้าเป็น MP3 ก็เดาได้ง่ายว่าเรากำลังพูดถึงดนตรี ไฟล์ที่มีนามสกุล Doc ตามกฎแล้วคือเอกสาร JPEG คือรูปภาพ Html คือหน้าเว็บ
ไดเร็กทอรีจะมีโครงสร้างระดับเดียว พวกเขามีเพียงชื่อไม่มีนามสกุล หากเราพูดถึงความแตกต่างระหว่างระบบการจัดการข้อมูลประเภทต่าง ๆ สิ่งแรกที่คุณควรใส่ใจคือหลักการของการตั้งชื่อไฟล์และไดเร็กทอรีที่นำมาใช้ ส่วนระบบปฏิบัติการ Windows มีรายละเอียดดังนี้ ในระบบปฏิบัติการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก สามารถตั้งชื่อไฟล์เป็นภาษาใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม ความยาวสูงสุดนั้นมีจำกัด ระยะเวลาที่แน่นอนขึ้นอยู่กับระบบการจัดการข้อมูลที่ใช้ โดยทั่วไปค่าเหล่านี้จะอยู่ระหว่าง 200-260 อักขระ
กฎทั่วไปสำหรับระบบปฏิบัติการทั้งหมดและระบบการจัดการข้อมูลที่สอดคล้องกันคือไฟล์ที่มีชื่อเดียวกันจะต้องไม่อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวกัน ใน Linux มี "การเปิดเสรี" บางอย่างของกฎนี้ อาจมีไฟล์อยู่ในไดเร็กทอรีเดียวกันซึ่งมีตัวอักษรเหมือนกัน แต่คนละกรณี ตัวอย่างเช่น Dance.mp3 และ DANCE.mp3 สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้บน Windows OS กฎเดียวกันนี้ยังถูกกำหนดขึ้นในแง่ของการวางไดเร็กทอรีภายในไดเร็กทอรีอื่น ๆ
ที่อยู่ไฟล์และไดเร็กทอรี
การระบุที่อยู่ไฟล์และไดเร็กทอรีเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบที่เกี่ยวข้อง บน Windows รูปแบบที่กำหนดเองอาจมีลักษณะดังนี้: C:/Documents/Music/ - นี่คือการเข้าถึงไดเร็กทอรี Music หากเราสนใจไฟล์ใดไฟล์หนึ่ง ที่อยู่อาจมีลักษณะดังนี้: C:/Documents/Music/Dance.mp3 ทำไมต้อง "กำหนดเอง"? ความจริงก็คือในระดับของการโต้ตอบระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ระหว่างส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ โครงสร้างการเข้าถึงไฟล์นั้นซับซ้อนกว่ามาก ระบบไฟล์จะกำหนดตำแหน่งของบล็อกไฟล์และโต้ตอบกับระบบปฏิบัติการในการดำเนินการที่ซ่อนอยู่เป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากมากสำหรับผู้ใช้พีซีที่จะต้องใช้รูปแบบ "ที่อยู่" อื่น ๆ เกือบทุกครั้งจะมีการเข้าถึงไฟล์ตามมาตรฐานที่กำหนด
การเปรียบเทียบระบบไฟล์สำหรับ Windows
เราได้ศึกษาหลักการทั่วไปของการทำงานของระบบไฟล์แล้ว ให้เราพิจารณาคุณสมบัติของประเภทที่พบบ่อยที่สุด ระบบไฟล์ที่ใช้บ่อยที่สุดใน Windows ได้แก่ FAT, FAT32, NTFS และ exFAT ตัวแรกในชุดนี้ถือว่าล้าสมัย ในเวลาเดียวกัน มันเป็นเรือธงของอุตสาหกรรมมาเป็นเวลานาน แต่เมื่อเทคโนโลยีพีซีเติบโตขึ้น ความสามารถของมันไม่ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้และความต้องการทรัพยากรของซอฟต์แวร์อีกต่อไป
ระบบไฟล์ที่ออกแบบมาเพื่อแทนที่ FAT คือ FAT32 ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุว่า ตอนนี้เป็นที่นิยมมากที่สุดในตลาดพีซีที่ใช้ Windows มักใช้เมื่อจัดเก็บไฟล์ในฮาร์ดไดรฟ์และแฟลชไดรฟ์ นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตได้ว่าระบบการจัดการข้อมูลนี้มีการใช้เป็นประจำในโมดูลหน่วยความจำของอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ - โทรศัพท์, กล้องถ่ายรูป ข้อได้เปรียบหลักของ FAT32 ซึ่งผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีเน้นย้ำก็คือ แม้ว่าระบบไฟล์นี้จะถูกสร้างขึ้นโดย Microsoft แต่ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่ รวมถึงระบบปฏิบัติการที่ติดตั้งบนอุปกรณ์ดิจิทัลประเภทที่ระบุ ก็สามารถทำงานกับข้อมูลภายใน กรอบของอัลกอริธึมที่ฝังอยู่ในนั้น
ระบบ FAT32 ก็มีข้อเสียหลายประการเช่นกัน ก่อนอื่น เราสามารถทราบข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดของไฟล์ที่ถ่ายหนึ่งไฟล์ - ต้องมีขนาดไม่เกิน 4 GB นอกจากนี้ ในระบบ FAT32 คุณไม่สามารถใช้เครื่องมือ Windows ในตัวเพื่อระบุไดรฟ์แบบลอจิคัลที่มีขนาดมากกว่า 32 GB แต่สามารถทำได้โดยการติดตั้งซอฟต์แวร์พิเศษเพิ่มเติม
ระบบจัดการไฟล์ยอดนิยมอีกระบบหนึ่งที่พัฒนาโดย Microsoft คือ NTFS ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีบางคนระบุว่าพารามิเตอร์ส่วนใหญ่นั้นเหนือกว่า FAT32 แต่วิทยานิพนธ์นี้เป็นจริงเมื่อเราพูดถึงคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Windows NTFS ไม่อเนกประสงค์เท่า FAT32 ลักษณะเฉพาะของการทำงานทำให้การใช้ระบบไฟล์นี้ไม่สะดวกสบายเสมอไป โดยเฉพาะบนอุปกรณ์พกพา ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของ NFTS คือความน่าเชื่อถือ ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่ฮาร์ดไดรฟ์สูญเสียพลังงานกะทันหัน โอกาสที่ไฟล์จะได้รับความเสียหายจะลดลงเนื่องจากอัลกอริธึมการทำสำเนาข้อมูลที่มีให้ใน NTFS
หนึ่งในระบบไฟล์ใหม่ล่าสุดจาก Microsoft คือ exFAT เหมาะที่สุดสำหรับแฟลชไดรฟ์ หลักการพื้นฐานของการทำงานเหมือนกับใน FAT32 แต่ก็มีการปรับปรุงใหม่ที่สำคัญในบางด้าน เช่น ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดของไฟล์เดียว ในขณะเดียวกัน ระบบ exFAT ตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุไว้นั้นเป็นหนึ่งในระบบที่มีความสามารถรอบด้านต่ำ ในคอมพิวเตอร์ที่ไม่ใช่ Windows การจัดการไฟล์อาจทำได้ยากเมื่อใช้ exFAT ยิ่งไปกว่านั้น แม้แต่ใน Windows บางเวอร์ชัน เช่น XP ข้อมูลบนดิสก์ที่ฟอร์แมตโดยใช้อัลกอริธึม exFAT ก็อาจไม่สามารถอ่านได้ คุณจะต้องติดตั้งไดรเวอร์เพิ่มเติม
โปรดทราบว่าเนื่องจากการใช้ระบบไฟล์ที่ค่อนข้างหลากหลายใน Windows OS ผู้ใช้อาจประสบปัญหาเป็นระยะในแง่ของความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ต่าง ๆ กับคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น ในบางกรณี จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ระบบไฟล์ WPD (Windows Portable Devices - เทคโนโลยีที่ใช้เมื่อทำงานกับอุปกรณ์พกพา) บางครั้งผู้ใช้อาจไม่มีมันอยู่ในมือ ส่งผลให้สื่อระบบปฏิบัติการภายนอกอาจไม่รู้จักมัน ระบบไฟล์ WPD อาจต้องมีการปรับซอฟต์แวร์เพิ่มเติมให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง ในบางกรณี ผู้ใช้จะถูกบังคับให้ติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีเพื่อแก้ไขปัญหา
จะทราบได้อย่างไรว่าระบบไฟล์ใด - exFAT หรือ NTFS หรืออาจเป็น FAT32 - เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานในบางกรณี คำแนะนำของผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีโดยทั่วไปมีดังนี้ สามารถใช้วิธีหลักได้สองวิธี ตามข้อแรก ควรแยกความแตกต่างระหว่างระบบไฟล์ฮาร์ดไดรฟ์ทั่วไปและระบบไฟล์ที่ปรับให้เข้ากับแฟลชไดรฟ์ได้ดีกว่า ตามที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนระบุ FAT และ FAT32 เหมาะกว่าสำหรับแฟลชไดรฟ์ NTFS - สำหรับฮาร์ดไดรฟ์ (เนื่องจากคุณสมบัติทางเทคโนโลยีของการทำงานกับข้อมูล)
ในแนวทางที่สอง ขนาดของพาหะมีความสำคัญ หากเรากำลังพูดถึงการใช้ดิสก์หรือแฟลชไดรฟ์ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยคุณสามารถฟอร์แมตในระบบ FAT32 ได้ หากดิสก์มีขนาดใหญ่ขึ้น คุณสามารถลองใช้ exFAT ได้ แต่เฉพาะในกรณีที่สื่อไม่ได้ตั้งใจที่จะใช้กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นโดยเฉพาะคอมพิวเตอร์ที่ไม่มี Windows เวอร์ชันล่าสุด หากเรากำลังพูดถึงฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่รวมถึงฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกขอแนะนำให้ฟอร์แมตเป็น NTFS นี่เป็นเกณฑ์โดยประมาณที่สามารถเลือกระบบไฟล์ที่เหมาะสมที่สุดได้ - exFAT หรือ NTFS, FAT32 นั่นคือคุณควรใช้หนึ่งในนั้นโดยคำนึงถึงขนาดของสื่อประเภทของสื่อรวมถึงเวอร์ชันของระบบปฏิบัติการที่ใช้ไดรฟ์เป็นหลัก
ระบบไฟล์สำหรับ Mac
แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ยอดนิยมอีกแห่งหนึ่งในตลาดคอมพิวเตอร์ทั่วโลกคือ Macintosh ของ Apple พีซีในกลุ่มนี้ใช้ระบบปฏิบัติการ Mac OS คุณสมบัติของการจัดระเบียบงานกับไฟล์บนคอมพิวเตอร์ Mac คืออะไร? Apple PC รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ใช้ระบบไฟล์ Mac OS Extended ก่อนหน้านี้ คอมพิวเตอร์ Mac จัดการข้อมูลโดยใช้มาตรฐาน HFS
สิ่งสำคัญที่สามารถสังเกตได้ในแง่ของคุณลักษณะคือดิสก์ที่จัดการโดยระบบไฟล์ขยายของ Mac OS สามารถรองรับไฟล์ขนาดใหญ่มากได้ - เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับหลายล้านเทราไบต์
ระบบไฟล์ในอุปกรณ์ Android
ระบบปฏิบัติการที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับอุปกรณ์พกพาซึ่งเป็นเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์รูปแบบหนึ่งที่ไม่ด้อยกว่าพีซีคือ Android ไฟล์ได้รับการจัดการบนอุปกรณ์ประเภทที่เกี่ยวข้องอย่างไร ก่อนอื่นให้เราทราบก่อนว่าระบบปฏิบัติการนี้เป็นการดัดแปลง "มือถือ" ของระบบปฏิบัติการ Linux ซึ่งต้องขอบคุณโค้ดโอเพ่นซอร์สที่สามารถแก้ไขได้โดยมีโอกาสใช้งานบนอุปกรณ์หลากหลายประเภท ดังนั้นการจัดการไฟล์ในอุปกรณ์มือถือที่ใช้ Android โดยทั่วไปจึงดำเนินการตามหลักการเดียวกันกับใน Linux เราสังเกตบางส่วนไว้ข้างต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การจัดการไฟล์ใน Linux ดำเนินการโดยไม่ต้องแบ่งสื่อออกเป็นไดรฟ์แบบลอจิคัล เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นใน Windows มีอะไรน่าสนใจเกี่ยวกับระบบไฟล์ Android อีกบ้าง?
ไดเร็กทอรีรากใน Android มักเป็นพื้นที่ข้อมูลที่เรียกว่า /mnt ดังนั้น ที่อยู่ของไฟล์ที่ต้องการจึงอาจมีลักษณะดังนี้: /mnt/sd/photo.jpg นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติอื่นของระบบการจัดการข้อมูลที่นำมาใช้ในระบบปฏิบัติการมือถือนี้ ความจริงก็คือหน่วยความจำแฟลชของอุปกรณ์มักจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วน เช่น ระบบหรือข้อมูล อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงขนาดที่ระบุในตอนแรกของแต่ละขนาดได้ ความคล้ายคลึงโดยประมาณเกี่ยวกับแง่มุมทางเทคโนโลยีนี้สามารถพบได้โดยจำไว้ว่าคุณไม่สามารถ (เว้นแต่ว่าคุณใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ) เปลี่ยนขนาดของไดรฟ์แบบลอจิคัลใน Windows มันจะต้องได้รับการแก้ไข
คุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของการจัดระเบียบงานกับไฟล์ใน Android คือตามกฎแล้วระบบปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องจะเขียนข้อมูลใหม่ไปยังพื้นที่เฉพาะของดิสก์ - ข้อมูล ตัวอย่างเช่นไม่ได้ดำเนินการกับส่วนระบบ ดังนั้นเมื่อผู้ใช้ใช้ฟังก์ชั่นรีเซ็ตการตั้งค่าซอฟต์แวร์ของสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตเป็นระดับ "โรงงาน" ในทางปฏิบัติหมายความว่าไฟล์เหล่านั้นที่เขียนลงในพื้นที่ข้อมูลจะถูกลบอย่างง่ายดาย ตามกฎแล้วส่วนระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ ผู้ใช้ที่ไม่มีซอฟต์แวร์พิเศษจะไม่สามารถทำการปรับเปลี่ยนเนื้อหาในระบบได้ ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการอัพเดตพื้นที่เก็บข้อมูลระบบในอุปกรณ์ Android เรียกว่าการกะพริบ นี่ไม่ใช่การจัดรูปแบบ แม้ว่าการดำเนินการทั้งสองมักจะดำเนินการพร้อมกันก็ตาม ตามกฎแล้ว การกะพริบจะใช้ในการติดตั้งระบบปฏิบัติการ Android เวอร์ชันใหม่กว่าบนอุปกรณ์มือถือ
ดังนั้นหลักการสำคัญที่ระบบไฟล์ Android ทำงานคือการไม่มีไดรฟ์แบบลอจิคัลรวมถึงการสร้างความแตกต่างที่เข้มงวดในการเข้าถึงระบบและข้อมูลผู้ใช้ ไม่สามารถพูดได้ว่าแนวทางนี้แตกต่างโดยพื้นฐานจากที่ใช้ใน Windows อย่างไรก็ตามตามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีหลายคนระบุว่าในผู้ใช้ระบบปฏิบัติการของ Microsoft มีอิสระในการทำงานกับไฟล์มากกว่า อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่า สิ่งนี้ไม่ถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของ Windows แน่นอนว่ามีการใช้โหมด "เสรีนิยม" ในแง่ของการจัดการไฟล์ไม่เพียง แต่โดยผู้ใช้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไวรัสคอมพิวเตอร์ด้วยซึ่ง Windows อ่อนแอมาก (ไม่เหมือนกับ Linux และการใช้งาน "มือถือ" ในรูปแบบของ Android) ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้อุปกรณ์ Android มีไวรัสเพียงไม่กี่ตัว - จากมุมมองทางเทคโนโลยีล้วนๆ ไวรัสเหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ทำงานบนหลักการของการควบคุมการเข้าถึงไฟล์ที่เข้มงวด
โครงสร้างของระบบไฟล์ขึ้นอยู่กับระบบปฏิบัติการ คอมพิวเตอร์เครื่องแรกๆ ที่ใช้ระบบไฟล์ FAT (File Allocation Table) ซึ่งใช้ในระบบปฏิบัติการ MS DOS
FAT ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานกับฟล็อปปี้ดิสก์ที่มีขนาดเล็กกว่า 1 MB และไม่ได้ให้การสนับสนุนฮาร์ดดิสก์ในตอนแรก ต่อจากนั้น FAT เริ่มรองรับไฟล์และพาร์ติชั่นที่มีขนาดสูงสุด 2 GB
FAT ใช้หลักการตั้งชื่อไฟล์ดังต่อไปนี้: ชื่อต้องขึ้นต้นด้วยตัวอักษรหรือตัวเลขและสามารถประกอบด้วยอักขระ ASCII ใดก็ได้ ยกเว้นช่องว่างและอักขระ "/\ : ; | = , ^ * ? ชื่อต้องมีความยาวไม่เกิน 8 ตัวอักษร ตามด้วย ตามจุดและส่วนขยายเพิ่มเติมได้สูงสุด 3 อักขระ กรณีของอักขระในชื่อไฟล์จะไม่แตกต่างและไม่ถูกรักษาไว้
ระบบไฟล์ FAT ไม่สามารถควบคุมแต่ละเซกเตอร์แยกกันได้ ดังนั้นจึงรวมเซกเตอร์ที่อยู่ติดกันเป็นคลัสเตอร์ ซึ่งจะช่วยลดจำนวนหน่วยเก็บข้อมูลทั้งหมดที่ระบบไฟล์ต้องติดตาม ขนาดคลัสเตอร์ใน FAT คือกำลังสองและถูกกำหนดโดยขนาดของไดรฟ์ข้อมูลเมื่อทำการฟอร์แมตดิสก์ คลัสเตอร์คือพื้นที่จำนวนน้อยที่สุดที่ไฟล์สามารถใช้ได้ ส่งผลให้พื้นที่ดิสก์บางส่วนสูญเปล่า
ในระบบปฏิบัติการ แนวคิดของไดเร็กทอรีและโฟลเดอร์ถูกใช้เป็นอ็อบเจ็กต์ที่ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บไฟล์และให้การเข้าถึงไฟล์เหล่านั้น
การเข้าถึงเป็นขั้นตอนในการสร้างการสื่อสารกับหน่วยความจำและไฟล์ที่อยู่ในนั้นเพื่อการเขียนและอ่านข้อมูล
เมื่อเข้าถึงไฟล์ การระบุตำแหน่งที่แน่นอนของไฟล์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้ หากเข้าถึงไฟล์จากบรรทัดคำสั่ง รายการจะมีลักษณะดังนี้:
c:\Papka1\papka2\uchebnik.doc
บันทึกดังกล่าวมักเรียกว่าเส้นทางหรือเส้นทาง
ชื่อไดรฟ์แบบลอจิคัลที่ปรากฏหน้าชื่อไฟล์ในข้อกำหนดระบุไดรฟ์แบบลอจิคัลที่จะค้นหาไฟล์ บนดิสก์เดียวกัน ไดเร็กทอรีจะถูกจัดระเบียบโดยเก็บชื่อเต็มของไฟล์ตลอดจนคุณลักษณะ: วันที่และเวลาที่สร้าง ปริมาณ (เป็นไบต์); คุณสมบัติพิเศษ เช่นเดียวกับระบบแคตตาล็อกของไลบรารี ชื่อเต็มของไฟล์ที่ลงทะเบียนในไดเร็กทอรีจะทำหน้าที่เป็นรหัสที่ระบบปฏิบัติการใช้ค้นหาตำแหน่งของไฟล์บนดิสก์
Directory คือไดเร็กทอรีของไฟล์ที่ระบุตำแหน่งบนดิสก์
ในระบบปฏิบัติการ WINDOWS แนวคิดของไดเร็กทอรีสอดคล้องกับแนวคิดของโฟลเดอร์
มีสถานะไดเร็กทอรีสองสถานะ - ปัจจุบัน (ใช้งานอยู่) และแฝง
ไดเร็กทอรีปัจจุบัน (ใช้งานอยู่) คือไดเร็กทอรีที่ผู้ใช้กำลังทำงานอยู่
ไดเร็กทอรีแบบพาสซีฟ - ไดเร็กทอรีที่ไม่มีการเชื่อมต่ออยู่ในขณะนี้ .
ระบบปฏิบัติการใช้โครงสร้างองค์กรไดเร็กทอรีแบบลำดับชั้น แต่ละดิสก์จะมีไดเร็กทอรีหลัก (รูท) เดียวเสมอ ตั้งอยู่ที่ระดับศูนย์ของโครงสร้างลำดับชั้นและแสดงด้วยสัญลักษณ์ "\" - แบ็กสแลช ไดเรกทอรีรากจะถูกสร้างขึ้นเมื่อทำการฟอร์แมต (การเริ่มต้น การแบ่งพาร์ติชัน) ดิสก์และมีขนาดที่จำกัด ไดเร็กทอรีหลักอาจรวมถึงไดเร็กทอรีและไฟล์อื่นๆ ที่สร้างขึ้นโดยคำสั่งระบบปฏิบัติการ และสามารถลบออกได้ด้วยคำสั่งที่เกี่ยวข้อง
ไดเรกทอรีหลัก - ไดเร็กทอรีที่มีไดเร็กทอรีย่อย .
ไดเร็กทอรีย่อย - ไดเร็กทอรีที่รวมอยู่ในไดเร็กทอรีอื่น .
อย่างไรก็ตาม ไดเร็กทอรีใดๆ ที่มีไดเร็กทอรีระดับล่างสามารถเป็นพาเรนต์ของไดเร็กทอรีเหล่านั้นได้ และในอีกด้านหนึ่ง อยู่ในลำดับรองของไดเร็กทอรีระดับบนสุด
โครงสร้างไดเร็กทอรีอาจมีไดเร็กทอรีที่ไม่มีไฟล์หรือไดเร็กทอรีย่อย ไดเร็กทอรีย่อยดังกล่าวเรียกว่าว่างเปล่า .
กฎสำหรับการตั้งชื่อไดเร็กทอรีย่อยจะเหมือนกับกฎสำหรับการตั้งชื่อไฟล์ หากต้องการแยกความแตกต่างจากไฟล์อย่างเป็นทางการ ไดเร็กทอรีย่อยมักจะถูกกำหนดเฉพาะชื่อเท่านั้น แม้ว่าสามารถเพิ่มประเภทได้โดยใช้กฎเดียวกันกับไฟล์ก็ตาม
ระบบไฟล์ FAT จะเติมพื้นที่ว่างในดิสก์ตามลำดับตั้งแต่ต้นจนจบเสมอ เมื่อสร้างไฟล์ใหม่หรือแก้ไขไฟล์ที่มีอยู่ ไฟล์จะค้นหาคลัสเตอร์ว่างกลุ่มแรกในตารางการจัดสรรไฟล์ หากในระหว่างการทำงานไฟล์บางไฟล์ถูกลบและไฟล์อื่น ๆ มีการเปลี่ยนแปลงขนาด คลัสเตอร์ว่างที่เกิดขึ้นจะกระจัดกระจายไปทั่วดิสก์ หากคลัสเตอร์ที่มีข้อมูลไฟล์ไม่อยู่ในแถว ไฟล์จะกระจัดกระจาย ไฟล์ที่มีการแยกส่วนอย่างมากจะลดประสิทธิภาพการทำงานลงอย่างมาก ระบบปฏิบัติการที่รองรับ FAT มักจะมียูทิลิตีการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์แบบพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของไฟล์
ระบบไฟล์ FAT มีข้อจำกัดที่สำคัญในการรองรับพื้นที่ดิสก์จำนวนมาก ขีดจำกัดคือ 2 GB
ฮาร์ดไดรฟ์รุ่นใหม่ที่มีพื้นที่ดิสก์จำนวนมากจำเป็นต้องมีระบบไฟล์ขั้นสูงยิ่งขึ้น
ระบบปฏิบัติการ Windows มีระบบไฟล์ FAT32 ซึ่งรองรับฮาร์ดไดรฟ์สูงสุดสองเทราไบต์ FAT32 ได้ขยายคุณสมบัติของไฟล์เพื่อจัดเก็บเวลาและวันที่ที่สร้าง การแก้ไข และการเข้าถึงไฟล์หรือไดเร็กทอรีครั้งล่าสุด ระบบอนุญาตให้ใช้ชื่อไฟล์แบบยาวและการเว้นวรรคในชื่อ ระบบไฟล์ FAT32 รองรับระบบปฏิบัติการ Windows XP และ Windows Vista
เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวว่ามีการพัฒนาระบบไฟล์อื่นสำหรับระบบปฏิบัติการที่ระบุชื่อ: NTFS (New Technology File System)
NTFS ได้ขยายขีดความสามารถอย่างมากในการควบคุมการเข้าถึงไฟล์และไดเร็กทอรีแต่ละไฟล์ นำเสนอคุณลักษณะจำนวนมาก การใช้ความทนทานต่อข้อผิดพลาด และเครื่องมือบีบอัดไฟล์แบบไดนามิก NTFS อนุญาตให้ชื่อไฟล์มีความยาวได้สูงสุด 255 อักขระ
NTFS มีความสามารถในการกู้คืนตัวเองในกรณีที่ระบบปฏิบัติการหรือฮาร์ดแวร์ล้มเหลว เพื่อให้ไดรฟ์ข้อมูลดิสก์ยังคงอยู่และโครงสร้างไดเร็กทอรีไม่หยุดชะงัก
แต่ละไฟล์ในไดรฟ์ข้อมูล NTFS จะแสดงด้วยรายการในไฟล์พิเศษ - MFT (Master File Table) NTFS ขอสงวนรายการตาราง 16 รายการแรก ขนาดประมาณ 1 MB สำหรับข้อมูลพิเศษ บันทึกจะให้การสำรองข้อมูลตารางไฟล์หลัก การกู้คืนไฟล์ ควบคุมสถานะของคลัสเตอร์ และกำหนดคุณสมบัติของไฟล์
เพื่อลดการกระจายตัวของไฟล์ NTFS จะพยายามจัดเก็บไฟล์ในบล็อกที่อยู่ติดกันเสมอ ให้การค้นหาไฟล์ในไดเร็กทอรีอย่างมีประสิทธิภาพ
NTFS ได้รับการออกแบบให้เป็นระบบไฟล์ที่สามารถกู้คืนได้โดยใช้โมเดลการประมวลผลธุรกรรม การดำเนินการ I/O แต่ละรายการที่แก้ไขไฟล์บนโวลุ่ม NTFS ถือเป็นธุรกรรมโดยระบบ และสามารถดำเนินการเป็นบล็อกที่แบ่งแยกไม่ได้ เมื่อผู้ใช้แก้ไขไฟล์ บริการไฟล์บันทึกจะบันทึกข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการทำซ้ำหรือย้อนกลับธุรกรรม
คุณสมบัติที่น่าสนใจของระบบไฟล์คือการเข้ารหัสไฟล์และไดเร็กทอรีแบบไดนามิกซึ่งเพิ่มความน่าเชื่อถือของการจัดเก็บข้อมูล
คำถามทดสอบตัวเอง
1.ระบบไฟล์คืออะไร?
2. "ไฟล์" คืออะไร?
3. ส่วนประกอบหลักของโครงสร้างไฟล์
4. คลัสเตอร์คืออะไร?
5.ตั้งชื่อพารามิเตอร์หลักที่แสดงถึงลักษณะของไฟล์
6.ชื่อไฟล์มีรูปแบบอย่างไร?
7. หลักเกณฑ์การตั้งชื่อไฟล์ในระบบ FAT
8.เหตุใดการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์จึงมีความสำคัญมาก
9. ไดเร็กทอรีคืออะไร?
10. อธิบายแนวคิดเรื่อง “เส้นทาง” “เส้นทาง”
11.เหตุใดจึงใช้นามสกุลไฟล์ในชื่อไฟล์?
12.วัตถุประสงค์หลักของระบบไฟล์
13.ระบบปฏิบัติการ Windows XP และ Windows Vista รองรับระบบไฟล์ใดบ้าง
1. การรวบรวมข้อมูลหรือโปรแกรมที่เชื่อมต่อทางลอจิคัล สำหรับการจัดวางพื้นที่ที่มีชื่อถูกจัดสรรในหน่วยความจำภายนอก นี่คือ
กลุ่ม
2. หน่วยพื้นที่ดิสก์ขั้นต่ำที่สามารถจัดสรรให้กับไฟล์ได้
3. ชื่อไฟล์เต็มประกอบด้วย
จริงๆแล้วชื่อ.
ส่วนขยาย
4. ไฟล์ที่มีนามสกุล .ZIP, ARJ หมายถึง
อย่างเป็นระบบ
กราฟิก
เอกสารสำคัญ
ชั่วคราว
5. ระบบไฟล์ FAT จะรักษาพื้นที่ว่างในดิสก์
6. เทมเพลตชื่อไฟล์ซึ่งทำหน้าที่แทนที่อักขระหนึ่งตัว
7. เทมเพลตชื่อไฟล์ซึ่งทำหน้าที่แทนที่ลำดับอักขระ
8. ไดเร็กทอรีของไฟล์ที่ระบุตำแหน่งบนดิสก์
แคตตาล็อก
ตารางการจัดสรรไฟล์
กลุ่ม
คนขับ
9.ขั้นตอนการสร้างการเชื่อมต่อกับไฟล์ที่อยู่ในหน่วยความจำ
การจัดเรียงข้อมูล
การอ่าน
10. ไฟล์ที่มีนามสกุล .COM,EXE เป็นของ
อย่างเป็นระบบ
กราฟิก
ดำเนินการได้
ชั่วคราว
ส่วนที่ 3 เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการนำกระบวนการข้อมูลไปใช้
หัวข้อ 3.1. การจำแนกประเภทของซอฟต์แวร์
ระบบไฟล์ถูกจัดเก็บไว้ในดิสก์ ดิสก์ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นหลายพาร์ติชั่น โดยแต่ละพาร์ติชั่นจะมีระบบไฟล์อิสระ เซกเตอร์ "0" ของดิสก์เรียกว่ามาสเตอร์บูตเรคคอร์ด (MBR, Master Boot Record) และใช้ในการบู๊ตคอมพิวเตอร์ ในตอนท้ายของการบูตหลัก... [อ่านเพิ่มเติม]
[อ่านเพิ่มเติม]
การพิจารณาวิธีการทำงานกับพื้นที่ดิสก์ให้แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับข้อมูลบริการทั้งหมดที่จำเป็นในการอธิบายระบบไฟล์ โครงสร้างข้อมูลบริการของระบบไฟล์ทั่วไป เช่น Unix บนพาร์ติชั่นดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งจึงสามารถ...
[อ่านเพิ่มเติม]
การใช้งานระบบไฟล์ ในส่วนนี้ เราจะเริ่มพิจารณาหลักการและวิธีการใช้งานระบบไฟล์ ซึ่งมีการนำเสนอต่อใน “ระบบไฟล์เสมือน (VFS) การใช้งานระบบไฟล์เครือข่าย NFS” ในนี้และต่อๆ ไป...