Организация файловой системы

Все современные дисковые ОС обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность ЖД рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в спец. таблицах размещения файлов (FAT – таблица). Поскольку нарушение FAT- таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, к ней предъявляются особые требования надежности, и она существует в 2 экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами ОС. Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Т.к. размер FAT – таблиц ограничен, то для дисков, с размером выше 32 Мбайт, обеспечить адресацию к отдельному сектору невозможно. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным.

ОС MS-DOS, OS/2, Windows 95, NT реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов такая файловая система наз. FAT 16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 65536 записей(2¹⁶) о местоположении единиц хранения данных. Соответственно для дисков объемом от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт (64 сектора). Это не вполне рациональный расход раб. пространства. Поскольку любой файл (даже очень маленький) полностью оккупируют весь кластер, которому соответствует только одна адресная запись. Даже если файл достаточно велик и располагается в нескольких кластерах, все равно в его конце образуется некий остаток, нерационально расходующий целый кластер. С дисками размером более 2 Гбайт файловая система FAT 16 вообще работать не может.

Начиная с Windows 98, операционные системы обеспечивает более совершенную организацию файловой системы – FAT32. Для дисков размером до 8 Гбайт эта система обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).

Операционные системы Windows NT и Windows XP способны поддерживать совершенно другую файловую систему – NTFS. В ней хранение файлов организовано иначе – служебная информация хранится в Главной таблице файлов (MFT). В данной системе размер кластера не зависит от размера диска, и, потенциально, для очень больших дисков эта система должна работать эффективнее, чем FAT32.