Хранение файлов на носителях

Расположение информации на жёстком диске: пластины, головки, дорожки и сектора.

Файловая система

Файл — поименованная совокупность байтов.

Файловая система (англ. file system) — способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Файловая система определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше). Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Кластер (англ. cluster) — в некоторых типах файловых систем логическая единица хранения данных, объединяющая группу секторов.

Маленький кластер лучше подходит для маленьких файлов. Так экономнее расходуется место. Большой кластер позволяет достичь более высоких скоростей, но на мелких файлах место будет использоваться нерационально (многие сектора будут пустыми, но будут считаться занятыми). Файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Классификация файловых систем по предназначению:

• · Для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT16, FAT32, NTFS, HPFS, ext2 и др…
• · Для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.
• · Для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, HFS, UDF и др.
• · Виртуальные файловые системы: AEFS и др.
• · Сетевые файловые системы: NFS, CIFS, SSHFS, GmailFS и др.
• · Для флэш-памяти: YAFFS, ExtremeFFS, exFAT.