Файловая структура операционных систем и их классификация

Файловая система представляет собой определенный порядок расположения файлов на каком-либо носителе информации, на котором эти файлы хранятся. Как всем известно, различного типа файлы могут находиться на компьютерах, мобильных телефонах и других мобильных устройствах. Организация такого хранения определяет формат находящейся информации, способ ее хранения и именования. Все эти параметры отражает файловая структура операционных систем. Каждая конкретная файловая система определяет свойственные только ей:

- размер имени файла или папки;

- совокупность системных свойств (атрибутов) для каждого типа файлов;

- максимально возможный размер файлового раздела. Для некоторых систем возможно и выполнение некоторых опциональных операций над файлами, основными такими опциями являются шифрование и разграничение доступа.

Любая файловая структура операционных систем выполняет следующие задачи:

- именование файлов;

- создает уникальный интерфейс для приложений;

- определяет способ соотнесения и отображения логической модели на физическом носителе;

- обеспечивает стабильность системы;

- содержит в себе определенные сведения, которые необходимы для обеспечения взаимодействия системы с иными ее компонентами (приложениями, сервисами, ядром).

Кроме того, работа с файловой системой многопользовательского типа обеспечивает возможность ограничить и вообще исключить доступ другого пользователя к данным, хранящимся на компьютере, а также создает условия для совместной работы над файлами. Файловая структура операционных систем обеспечивает связь и взаимодействие носителя информации и API для доступа к файлам. Функционально это выглядит примерно так. В тот момент, когда какое-либо приложение обращается к файлу, программа точно не знает где, на каком конкретно диске, каким образом размещена требуемая информация. Единственное, что точно известно приложению, это только его собственные свойства – размер файла, его уникальное имя и атрибуты. Так вот именно благодаря тому, что каждая файловая структура операционных систем уникальна по своим характеристикам, устанавливается место и способ размещения конкретного файла на носителе (к примеру, на жестком носителе).

Сам жесткий диск представляет собой совокупность стандартных по размеру кластеров, их размер, как правило, составляет 512 байт. Вот эти кластеры и организуются в файлы, а те, в свою очередь, в каталоги. Благодаря определенной структуре, файлы и каталоги распознаются как свободные и использующиеся, неисправные. Вместе с тем, файловая система не связана непосредственно с физическими устройствами хранения информации, существуют так называемые виртуальные системы, которые представляют собой лишь описание способа доступа к файлам и каталогам.

Как и большинство структур, существующих в природе, файловая имеет иерархическую модель организации. Это предполагает то, что все фалы на любой ОС объединены в каталоги. Первой операционной системой, где была применена иерархическая модель построения такой структуры, была использована в ОС Multics, а затем и в UNIX. Каталоги объединяются в деревья, которых может быть несколько, как это сделано в ОС в DOS/Windows.

Наиболее распространенными в современных устройствах являются файловые системы, которые по их функциональному назначению можно классифицировать на:

- ориентированные на носители с произвольным доступом (FAT32, HPFS, ext2);

- предназначенные для носителей с последовательным доступом;

- для сетевых и виртуальных систем;

- для оптических устройств и флэш-памяти.

Каждая из них имеет свойственное только ей ограничение файловой системы, этим достигается уникальность и безопасность ОС, гарантируется недоступность постороннего пользователя к информации.