Failu sistēma ir process, kurā tiek pārvaldīts, kā un kur dati atrodas uzglabāšanas diskā, ko dēvē arī par failu pārvaldību vai FS. Tas ir loģisks diska komponents, kas saspiež failus, kas sadalīti grupās, kas ir pazīstami kā direktoriji. Tas ir abstrakts cilvēka lietotājam un saistīts ar datoru; tādējādi tas pārvalda diska iekšējās darbības. Katalogos var atrasties faili un papildu direktoriji. Lai gan operētājsistēmā Windows ir dažādas failu sistēmas, NTFS mūsdienās ir visizplatītākā. Nevarētu pastāvēt fails ar tādu pašu nosaukumu, kā arī nav iespējams noņemt instalētās programmas un atgūt konkrētus failus bez failu pārvaldības, kā arī failiem nebūtu organizācijas bez failu struktūras. Failu sistēma ļauj skatīt failu pašreizējā direktorijā, jo faili bieži tiek pārvaldīti hierarhijā.

css pārejas necaurredzamība

Diskam (piemēram, cietajam diskam) ir failu sistēma, neskatoties uz veidu un lietojumu. Tajā ir arī informācija par faila lielumu, faila nosaukumu, faila atrašanās vietas fragmenta informāciju un diska datu glabāšanas vietu, kā arī aprakstīts, kā lietotājs vai lietojumprogramma var piekļūt datiem. Tādas darbības kā metadati, failu nosaukumu piešķiršana, krātuves pārvaldība un direktorijus/mapes pārvalda failu sistēma.

Uzglabāšanas ierīcē faili tiek glabāti sektoros, kuros dati tiek glabāti sektoru grupās, ko sauc par blokiem. Failu lielumu un atrašanās vietu nosaka failu sistēma, kā arī palīdz atpazīt, kuri sektori ir gatavi lietošanai. Izņemot Windows, ir dažas citas operētājsistēmas, kurās ir FAT un NTFS failu sistēma. Taču Apple produkts (piemēram, iOS un macOS) izmanto HFS+, jo operētājsistēma ir daudzu dažādu failu sistēmu horizonts.

Dažreiz termins 'failu sistēma' tiek izmantots, atsaucoties uz nodalījumiem. Piemēram, sakot: “cietajā diskā ir pieejamas divas failu sistēmas”, tas nenozīmē, ka disks ir sadalīts starp divām failu sistēmām — NTFS un FAT. Bet tas nozīmē, ka ir divi atsevišķi nodalījumi, kas izmanto vienu un to pašu fizisko disku.

Lai darbotos, lielākajai daļai lietojumprogrammu, ar kurām saskaraties, ir nepieciešama failu sistēma; tāpēc katram nodalījumam ir jābūt vienam. Turklāt, ja programma ir paredzēta lietošanai operētājsistēmā macOS, jūs nevarēsit izmantot šo programmu operētājsistēmā Windows, jo programmas ir atkarīgas no failu sistēmas.

Failu sistēmu piemēri

Failu sistēmu piemēri ir sniegti zemāk:

TAUKI: FAT ir failu sistēmas veids, kas ir izstrādāts cietajiem diskiem. Tas apzīmē failu piešķiršanas tabulu un pirmo reizi tika ieviests 1977. gadā, kas tiek izmantots 12 vai 16 bitiem katrai klastera piekļuvei failu piešķiršanas tabulai (FAT). Cietajos diskos un citās datorsistēmās tas palīdz pārvaldīt failus Microsoft operētājsistēmās. Ierīcēs, piemēram, digitālajās kamerās, zibatmiņā un citās pārnēsājamās ierīcēs, to bieži izmanto arī faila informācijas glabāšanai. Tas arī palīdz pagarināt cietā diska kalpošanas laiku, jo samazina cietā diska nodilumu un plīsumus. Mūsdienās FAT neizmanto jaunākās Microsoft Windows versijās, piemēram, Windows XP, Vista, 7 un 10, jo tās izmanto NTFS. The FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 ir visi dažādie FAT veidi (failu piešķiršanas tabulai).

GFS: GFS ir failu sistēma, kas apzīmē globālo failu sistēmu. Tam ir iespēja ļaut vairākiem datoriem darboties kā integrētai iekārtai, kas pirmo reizi tika izstrādāta Minesotas Universitātē. Bet tagad to uztur Red Hat. Ja divu vai vairāku datoru fiziskais attālums ir liels un tie nevar sūtīt failus tieši viens ar otru, GFS failu sistēma ļauj tiem tieši koplietot failu grupu. Dators var organizēt savu I/O, lai saglabātu failu sistēmas, izmantojot globālo failu sistēmu.

HFS: HFS (Hierarhiskā failu sistēma) ir failu sistēma, kas tiek izmantota Macintosh datorā, lai izveidotu direktoriju cietā diska formatēšanas laikā. Parasti tā pamatfunkcija ir kārtot vai turēt failus Macintosh cietajā diskā. Kopš operētājsistēmas OS X ienākšanas tirgū Apple nevar atbalstīt HFS disku rakstīšanu vai formatēšanu. Turklāt Windows datori neatpazīst HFS formatētus diskus, jo HFS ir Macintosh formāts. Ar WIN32 vai NTFS failu sistēmu palīdzību Windows cietie diski tiek formatēti.

NTFS: NTFS ir failu sistēma, kas apzīmē NT failu sistēmu un saglabā un izgūst failus operētājsistēmā Windows NT un citās Windows versijās, piemēram, Windows 2000, Windows XP, Windows 7 un Windows 10. Dažreiz to sauc par jauno tehnoloģiju. Failu sistēma. Salīdzinot ar FAT un HPFS failu sistēmu, tā nodrošina labākas failu atkopšanas un datu aizsardzības metodes un piedāvā vairākus uzlabojumus paplašināšanas, drošības un veiktspējas ziņā.

UDF: UDF ir failu sistēma, kas apzīmē universālā diska formātu, un to pirmo reizi izstrādāja OSTA (Optical Storage Technology Association) 1995. gadā, lai nodrošinātu konsekvenci starp datiem, kas ierakstīti vairākos optiskajos datu nesējos. To lieto kopā ar CD-ROM un DVD-ROM, un to atbalsta visas operētājsistēmas. Tagad to izmanto CD-R un CD-RW procesā, ko sauc par pakešu rakstīšanu.

pārslēgt java programmēšanu

Failu sistēmas arhitektūra

Failu sistēma satur divus vai trīs slāņus. Dažreiz šie slāņi darbojas apvienoti un dažreiz ir skaidri atdalīti. Failu operācijām API (lietojumprogrammas saskarni) nodrošina loģiskā failu sistēma, piemēram, OPEN, CLOSE, READ un citas, jo tā ir atbildīga par mijiedarbību ar lietotāja lietojumprogrammu. Tāpat apstrādei pieprasītā darbība tiek pārsūtīta uz slāni, kas atrodas zem tā. Turklāt dažādiem vienlaicīgiem fizisko failu sistēmu gadījumiem otrais izvēles slānis nodrošina atbalstu, kas ir virtuāla failu sistēma. Un katru vienlaicīgo gadījumu sauc par failu sistēmas ieviešanu.

Trešais slānis ir atbildīgs par buferizācijas un atmiņas pārvaldību, ko sauc par fizisko failu sistēmu. Tas attiecas uz atmiņas ierīces fizisko darbību un apstrādā fiziskos blokus, kas tiek lasīti vai rakstīti. Turklāt, lai vadītu atmiņas ierīci, šis slānis mijiedarbojas ar kanālu un ierīces draiveriem.

Failu sistēmu veidi

Ir dažāda veida failu sistēmas, kas ir šādas:

1. Diska failu sistēmas

Diska datu nesējā diska failu sistēmai ir iespēja nejauši adresēt datus dažu laika periodu laikā. Tas ietver arī paredzēšanu, kas noveda pie datu piekļuves ātruma. Neņemot vērā datu secīgo atrašanās vietu, vairāki lietotāji var piekļūt vairākiem diskā esošajiem datiem, izmantojot diska failu sistēmu.

2. Flash failu sistēmas

Flash failu sistēma ir atbildīga par ierobežojumiem, veiktspēju un īpašām zibatmiņas iespējām. Labāk ir izmantot failu sistēmu, kas paredzēta zibatmiņas ierīcei; tomēr diska failu sistēma ir pamata datu nesējs, kurā var izmantot zibatmiņas ierīci.

3. Lentes failu sistēmas

Lentes failu sistēma tiek izmantota, lai saglabātu failus lentē, jo tā ir lentes formāts un failu sistēma. Salīdzinot ar diskiem, magnētiskās lentes ir jaudīgākas, lai ilgstoši piekļūtu datiem, kas ir izaicinājums vispārējas nozīmes failu sistēmai izveides un efektīvas pārvaldības ziņā.

4. Datu bāzu failu sistēmas

Uz datu bāzēm balstīta failu sistēma ir vēl viena failu pārvaldības metode. Failus atpazīst pēc to īpašībām (piemēram, faila veida, autora, tēmas utt.), nevis pēc hierarhiskas strukturētas pārvaldības.

5. Darījumu failu sistēmas

java virknes savienošana

Dažām programmām ir nepieciešama viena vai vairākas izmaiņas, lai tās jebkāda iemesla dēļ neizdotos, vai ir nepieciešamas vairākas failu sistēmas izmaiņas, taču tās neveic nekādas izmaiņas. Piemēram, programma programmatūras instalēšanas vai atjaunināšanas laikā var rakstīt konfigurācijas failus vai bibliotēku izpildāmos failus. Programmatūra var būt nelietojama vai bojāta, ja programmatūra tiek apturēta atjaunināšanas vai instalēšanas laikā. Turklāt visa sistēma var palikt neizmantojama stāvoklī, ja programmatūras instalēšanas vai atjaunināšanas process ir nepilnīgs.

6. Tīkla failu sistēmas

Tīkla failu sistēma piedāvā piekļuvi failiem serverī. Attālinātos tīklam pieslēgtos datoros ar lokālo saskarņu palīdzību programmas spēj caurspīdīgi izveidot, pārvaldīt un piekļūt hierarhiskiem failiem un direktorijiem. Failu sistēmai līdzīgi klienti FTP un WebDAV, kā arī AFS, SMB protokoli, NFS ir visi tīkla failu sistēmu piemēri.

7. Koplietojamo disku failu sistēmas

Koplietojamā diska failu sistēma ļauj tai pašai ārējā diska apakšsistēmai piekļūt vairākām iekārtām, taču, ja vairākas mašīnas piekļūst vienai un tai pašai ārējā diska apakšsistēmai, šajā stāvoklī var rasties sadursmes; tāpēc, lai novērstu sadursmi, failu sistēma izlemj, kurai apakšsistēmai piekļūt.

java kārtojot masīvu sarakstu

8. Minimālā failu sistēma

70. gados dažiem sākotnējiem mikrodatoru lietotājiem disku un digitālo lentu ierīces bija daudz dārgas. Tika izstrādātas dažas lētākas pamata datu glabāšanas sistēmas, kuras izmantoja parasto audio kasešu lentu. Kasešu magnetofonā lietotājs tika informēts par 'RECORD' nospiešanu, kad bija nepieciešams ierakstīt datus pēc sistēmas. Un, lai paziņotu sistēmai, nospiediet tastatūras taustiņu RETURN. Turklāt kasešu diktofonā lietotājam bija jānospiež poga 'PLAY', kad sistēmai bija jānolasa dati.

9. Plakanās failu sistēmas

Apakšdirektoriji nav pieejami plakanajā sistēmā. Tajā ir vienīgais direktorijs, un visi faili tiek glabāti vienā direktorijā. Salīdzinoši mazā pieejamā datu apjoma dēļ šāda veida failu sistēma bija piemērota, kad disketes datu nesējs bija pieejams pirmo reizi.