أنظمة الملفات. أنواع أنظمة الملفات. عمليات الملف. كتالوجات. عمليات الدليل.

ملف هي منطقة مسماة من الذاكرة الخارجية يمكن الكتابة إليها والقراءة منها.

الأغراض الرئيسية لاستخدام الملف.

تخزين المعلومات على المدى الطويل والموثوق . يتم تحقيق الاستمرارية من خلال استخدام أجهزة التخزين التي لا تعتمد على الطاقة ، ويتم تحديد الموثوقية العالية من خلال وسائل حماية الوصول إلى الملفات والتنظيم العام لرمز برنامج نظام التشغيل ، حيث لا تؤدي أعطال الأجهزة في أغلب الأحيان إلى تدمير المعلومات المخزنة في الملفات.

مشاركة المعلومات . توفر الملفات طريقة طبيعية وسهلة لمشاركة المعلومات بين التطبيقات والمستخدمين من خلال وجود اسم رمزي يمكن قراءته بواسطة الإنسان واستمرار المعلومات المخزنة وموقع الملف. يجب أن يكون لدى المستخدم أدوات ملائمة للعمل مع الملفات ، بما في ذلك أدلة الدليل التي تجمع الملفات في مجموعات ، وأدوات للبحث عن الملفات حسب الميزات ، ومجموعة من الأوامر لإنشاء الملفات وتعديلها وحذفها. يمكن إنشاء ملف بواسطة مستخدم واحد ثم استخدامه بواسطة مستخدم مختلف تمامًا ، ويمكن لمنشئ الملف أو المسؤول تحديد حقوق وصول المستخدمين الآخرين إليه. يتم تنفيذ هذه الأهداف في نظام التشغيل بواسطة نظام الملفات.

نظام الملفات (FS) جزء من نظام التشغيل ، بما في ذلك:

مجموع جميع الملفات الموجودة على القرص ؛

مجموعات من هياكل البيانات المستخدمة لإدارة الملفات ، مثل أدلة الملفات ، واصفات الملفات ، وجداول تخصيص مساحة القرص المجانية والمستخدمة ؛

مجموعة من أدوات برامج النظام التي تنفذ عمليات مختلفة على الملفات مثل إنشاء الملفات وحذفها وقراءتها وكتابتها وتسميتها والبحث عنها.

وبالتالي ، يلعب نظام الملفات دور طبقة وسيطة تحمي جميع تعقيدات التنظيم المادي لتخزين البيانات طويل المدى ، وتوفر للبرامج نموذجًا منطقيًا أبسط لهذا التخزين ، فضلاً عن تزويدها بمجموعة من السهولة. - أوامر لاستخدامها في معالجة الملفات.

أنظمة الملفات التالية معروفة على نطاق واسع:

نظام الملفات نظام التشغيل السيدة - دوس ، الذي يعتمد على جدول تخصيص الملفات - سمين ( ملف توزيع الطاولة ).

يحتوي الجدول على معلومات حول موقع جميع الملفات (يتم تقسيم كل ملف إلى عناقيد المجموعاتوفقًا لمساحة القرص المتوفرة ، فإن مجموعات نفس الملف ليست بالضرورة متجاورة). يحتوي نظام ملفات MS-DOS على قيود وعيوب كبيرة ، على سبيل المثال ، تحت اسميتم تخصيص 12 بايت لملف ، والعمل مع قرص صلب كبير يؤدي إلى تجزئة ملف كبيرة ؛

تهدف الوظائف الرئيسية في مثل FS إلى حل المهام التالية:

تسمية الملف

واجهة برمجية للتطبيقات ؛

تعيين النموذج المنطقي لنظام الملفات على التنظيم المادي لمستودع البيانات ؛

مقاومة نظام الملفات لفشل الطاقة وأخطاء الأجهزة والبرامج.

نظام التشغيل /2 اتصل HPFS ( عالي - أداء ملف نظام - نظام ملفات سريع).

يوفر إمكانية الحصول على اسم ملف يصل إلى 254 حرفًا. الملفات المكتوبة على القرص لها حد أدنى من التجزئة. يمكن أن تعمل مع الملفات المكتوبة في MS DOS ؛

تتم إضافة مهمة جديدة إلى المهام المذكورة أعلاهمشاركة ملف من عدة عمليات. الملف في هذه الحالة هو مورد مشترك ، مما يعني أن نظام الملفات يجب أن يحل مجموعة كاملة من المشاكل المرتبطة بهذه الموارد. على وجه الخصوص ، يجب أن يوفر FS وسائل لحجب الملف وأجزائه ، ومنع السباقات ، وإزالة المآزق ، وتنسيق النسخ ، وما إلى ذلك.

في الأنظمة متعددة المستخدمين ، تظهر مهمة أخرى: حماية ملفات مستخدم واحد من الوصول غير المصرح به من قبل مستخدم آخر.

نظام ملفات نظام التشغيل شبابيك 95

يحتوي على هيكل متعدد الطبقات يسمح لك بدعم أنظمة ملفات متعددة في وقت واحد. يتم دعم نظام ملفات MS-DOS القديم بشكل مباشر وأنظمة الملفات غير الأصلية مايكروسوفت، بدعم خاص الوحدات. من الممكن استخدام أسماء ملفات طويلة (حتى 254 حرفًا).

أنظمة ملفات نظام التشغيل يونكس

أنها توفر طريقة موحدة للوصول إلى ملف أنظمة الإدخال / الإخراج.

تحدد أذونات الملف بشكل عملي أذونات النظام (مالك الملف هو المستخدم الذي قام بإنشائه).

أنواع الملفات

تدعم أنظمة الملفات العديد من أنواع الملفات المميزة وظيفيًا ، والتي تتضمن عادةً الملفات العادية وملفات الدليل والملفات الخاصة والممرات المسماة والملفات المعينة للذاكرة وغيرها.

الملفات العادية ، أو مجرد ملفات ، تحتوي على معلومات ذات طبيعة عشوائية يدخلها المستخدم فيها أو تكون نتيجة تشغيل النظام وبرامج المستخدم. معظم أنظمة التشغيل الحديثة (مثل UNIX و Windows و OS / 2) لا تقيد أو تتحكم في محتويات وهيكل الملف العادي بأي شكل من الأشكال. يتم تحديد محتوى الملف العادي من خلال التطبيق الذي يعمل معه. على سبيل المثال ، يقوم محرر النصوص بإنشاء ملفات نصية تتكون من سلاسل من الأحرف الممثلة في بعض التعليمات البرمجية. يمكن أن تكون هذه المستندات ورموز مصدر البرنامج وما إلى ذلك. يمكن قراءة الملفات النصية على الشاشة وطباعتها على الطابعة. لا تستخدم الملفات الثنائية رموز الأحرف ، فغالبًا ما يكون لها بنية داخلية معقدة ، مثل رمز برنامج قابل للتنفيذ أو ملف أرشيف. يجب أن تكون جميع أنظمة التشغيل قادرة على التعرف على نوع واحد على الأقل من الملفات - الملفات القابلة للتنفيذ الخاصة بها.

كتالوجات - هذا نوع خاص من الملفات التي تحتوي على معلومات مرجعية للنظام حول مجموعة من الملفات التي تم تجميعها بواسطة المستخدمين وفقًا لبعض الميزات غير الرسمية (على سبيل المثال ، الملفات التي تحتوي على مستندات لاتفاقية واحدة أو الملفات التي تشكل حزمة برامج واحدة يتم دمجها في مجموعة واحدة) . في العديد من أنظمة التشغيل ، يمكن أن يحتوي الدليل على أي نوع من الملفات ، بما في ذلك الدلائل الأخرى ، مما ينتج عنه بنية شجرة يسهل العثور عليها. الدلائل تعيين أسماء الملفات إلى الخصائص التي يستخدمها نظام الملفات لإدارة الملفات. تتضمن هذه الخصائص ، على وجه الخصوص ، معلومات (أو مؤشر إلى بنية أخرى تحتوي على هذه البيانات) حول نوع الملف وموقعه على القرص وحقوق الوصول إلى الملف وتواريخ إنشائه وتعديله. من جميع النواحي الأخرى ، يتم التعامل مع الدلائل مثل الملفات العادية بواسطة نظام الملفات.

ملفات خاصة هي ملفات وهمية مرتبطة بأجهزة الإدخال / الإخراج تُستخدم لتوحيد آلية الوصول إلى الملفات والأجهزة الخارجية. تسمح الملفات الخاصة للمستخدم بأداء عمليات الإدخال / الإخراج من خلال كتابة ملف عادي أو أوامر قراءة ملف. تتم معالجة هذه الأوامر أولاً بواسطة برامج نظام الملفات ، ثم في مرحلة ما من الطلب ، يتم تحويلها بواسطة نظام التشغيل إلى أوامر للتحكم في الجهاز المقابل.

تدعم أنظمة الملفات الحديثة أيضًا أنواعًا أخرى من الملفات ، مثل الروابط الرمزية والممرات المسماة والملفات المعينة للذاكرة.

الهيكل الهرمي لنظام الملفات

يشير المستخدمون إلى الملفات بأسماء رمزية. ومع ذلك ، فإن سعة الذاكرة البشرية تحد من عدد أسماء الكائنات التي يمكن للمستخدم الرجوع إليها بالاسم. يسمح لك التنظيم الهرمي لمساحة الاسم بتوسيع هذه الحدود بشكل ملحوظ. هذا هو السبب في أن معظم أنظمة الملفات لها بنية هرمية يتم فيها إنشاء المستويات من خلال السماح بدليل المستوى الأدنى ليتم احتوائه داخل دليل مستوى أعلى (الشكل 7.3).

يمكن أن يكون الرسم البياني الذي يصف التسلسل الهرمي للدليل شجرة أو شبكة. تشكل الدلائل شجرة إذا سُمح للملف بالدخول إلى دليل واحد فقط (الشكل 7.3 ، ب) ، وشبكة - إذا كان الملف يمكنه إدخال عدة أدلة في وقت واحد (الشكل 7.3 ، ج). على سبيل المثال ، في MS-DOS و Windows ، تشكل الدلائل بنية شجرية ، بينما في UNIX تشكل بنية شبكة. في هيكل شجرة ، كل ملف هو ورقة. يسمى دليل المستوى الأعلى الدليل الجذر ، أو الجذر ( جذر ).

مع مثل هذه المنظمة ، يتم تحرير المستخدم من تذكر أسماء جميع الملفات ، ويكفي أن يتخيل تقريبًا إلى أي مجموعة يمكن تعيين هذا الملف أو ذاك من أجل العثور عليه من خلال التصفح المتسلسل للأدلة. الهيكل الهرمي مناسب للعمل متعدد المستخدمين: يوجد كل مستخدم بملفاته في الدليل الخاص به أو في الشجرة الفرعية للأدلة ، وفي نفس الوقت تكون جميع الملفات في النظام متصلة منطقيًا.

حالة خاصة للهيكل الهرمي هي منظمة ذات مستوى واحد ، عندما يتم تضمين جميع الملفات في دليل واحد (الشكل 7.3 ، أ).

أسماء الملفات

جميع أنواع الملفات لها أسماء رمزية. تُستخدم ثلاثة أنواع من أسماء الملفات بشكل شائع في أنظمة الملفات المنظمة بشكل هرمي: بسيطة ومركبة ونسبية.

يحدد الاسم الرمزي البسيط أو القصير الملف داخل نفس الدليل. يتم تعيين الأسماء البسيطة للملفات بواسطة المستخدمين والمبرمجين ، بينما يجب أن يأخذوا في الاعتبار قيود نظام التشغيل على كل من تسمية الأحرف وطول الاسم. حتى وقت قريب نسبيًا ، كانت هذه الحدود ضيقة جدًا. لذلك ، في نظام الملفات FAT الشهير ، كان طول الأسماء محدودًا بمخطط 8.3 (8 أحرف - الاسم نفسه ، 3 أحرف - امتداد الاسم) ، وفي نظام الملفات s5 ، المدعوم بالعديد من إصدارات UNIX OS ، لا يمكن أن يحتوي الاسم الرمزي البسيط على أكثر من 14 حرفًا. ومع ذلك ، من الأنسب أن يعمل المستخدم بأسماء طويلة ، لأنها تتيح لك إعطاء الملفات أسماء يسهل تذكرها والتي توضح بوضوح ما هو موجود في هذا الملف. لذلك ، تميل أنظمة الملفات الحديثة ، بالإضافة إلى الإصدارات المحسّنة من أنظمة الملفات الموجودة ، إلى دعم أسماء الملفات الرمزية الطويلة والبسيطة. على سبيل المثال ، في أنظمة الملفات NTFS و FAT32 المضمنة في نظام التشغيل Windows NT ، يمكن أن يصل طول اسم الملف إلى 255 حرفًا.

في أنظمة الملفات الهرمية ، يُسمح للملفات المختلفة بأن يكون لها نفس الاسم الرمزي البسيط ، بشرط أن تنتمي إلى أدلة مختلفة. وهذا يعني أن مخطط "العديد من الملفات - اسم واحد بسيط" يعمل هنا. لتعريف ملف بشكل فريد في مثل هذه الأنظمة ، يتم استخدام ما يسمى بالاسم الكامل.

الاسم الكامل هو سلسلة من الأسماء الرمزية البسيطة لجميع الدلائل التي يمر من خلالها المسار من الجذر إلى الملف المحدد. وبالتالي ، فإن الاسم الكامل هو اسم مركب ، يتم فيه فصل الأسماء البسيطة عن بعضها بواسطة المحدد المقبول في نظام التشغيل. غالبًا ما يتم استخدام الشرطة المائلة للأمام أو للخلف كفاصل ، ومن المعتاد حذف اسم الدليل الجذر. على التين. في الشكل 7-3 ب ، يحتوي الملفان على الاسم البسيط main.exe ، لكن الاسمين المركبين /depart/main.exe و /user/anna/main.exe مختلفان.

في نظام الملفات الشجري ، يوجد تطابق واحد لواحد "ملف واحد - اسم كامل واحد" بين الملف واسمه الكامل. في أنظمة الملفات التي لها بنية شبكة ، يمكن تضمين الملف في عدة أدلة ، وبالتالي يكون له عدة أسماء كاملة ؛ هنا المراسلات "ملف واحد - العديد من الأسماء الكاملة" صالحة. في كلتا الحالتين ، يتم تعريف الملف بشكل فريد من خلال اسمه الكامل.

يمكن أيضًا تحديد ملف باسم نسبي. يتم تعريف اسم ملف نسبي من خلال مفهوم "الدليل الحالي". لكل مستخدم في كل لحظة من الوقت ، يكون أحد دلائل نظام الملفات حاليًا ، ويتم تحديد هذا الدليل من قبل المستخدم نفسه بأمر من نظام التشغيل. يقوم نظام الملفات بإصلاح اسم الدليل الحالي بحيث يمكن استخدامه بالإضافة إلى الأسماء النسبية لتكوين اسم ملف كامل. عند استخدام الأسماء النسبية ، يقوم المستخدم بتعريف الملف من خلال سلسلة من أسماء الدلائل التي يمر المسار من خلالها من الدليل الحالي إلى الملف المحدد. على سبيل المثال ، إذا كان الدليل الحالي هو / user ، فإن اسم الملف النسبي /user/anna/main.exe هو anna / main.exe.

تسمح لك بعض أنظمة التشغيل بإعطاء نفس الملف عدة أسماء بسيطة يمكن تفسيرها على أنها أسماء مستعارة. في هذه الحالة ، تمامًا كما هو الحال في نظام بهيكل شبكة ، تكون المراسلات "ملفًا واحدًا - العديد من الأسماء الكاملة" ، نظرًا لأن كل اسم ملف بسيط يتوافق مع اسم كامل واحد على الأقل.

على الرغم من أن الاسم المؤهل بالكامل يعرّف الملف بشكل فريد ، إلا أنه من الأسهل على نظام التشغيل العمل مع ملف إذا كان هناك تطابق واحد لواحد بين الملفات وأسمائها. ولهذه الغاية ، يقوم بتعيين اسم فريد للملف ، بحيث تكون العلاقة "ملف واحد - اسم فريد واحد" صالحة. يوجد الاسم الفريد مع اسم رمزي واحد أو أكثر تم تعيينه للملف بواسطة المستخدمين أو التطبيقات. الاسم الفريد هو معرف رقمي وهو مخصص فقط لنظام التشغيل. مثال على اسم الملف الفريد هذا هو رقم inode في نظام UNIX.

سمات الملف

لا يشمل مفهوم "الملف" البيانات والاسم المخزنين بواسطته فحسب ، بل يشمل أيضًا السمات. صفات هي المعلومات التي تصف خصائص الملف. أمثلة على سمات الملفات المحتملة:

نوع الملف (ملف عادي ، دليل ، ملف خاص ، إلخ) ؛

صاحب الملف

منشئ الملف

كلمة المرور للوصول إلى الملف ؛

معلومات حول عمليات الوصول إلى الملفات المسموح بها ؛

أوقات الإنشاء وآخر وصول وآخر تعديل ؛

حجم الملف الحالي

حجم الملف الأقصى؛

علم للقراءة فقط

تسجيل "ملف مخفي" ؛

قم بتسجيل "ملف النظام" ؛

توقيع "ملف أرشيف" ؛

علامة "ثنائي / حرف" ؛

تسجيل "مؤقت" (حذف بعد اكتمال العملية) ؛

علامة الحجب

طول السجل في الملف ؛

مؤشر إلى حقل مفتاح في الإدخال ؛

طول المفتاح.

يتم تحديد مجموعة سمات الملفات حسب خصائص نظام الملفات: في أنظمة الملفات من أنواع مختلفة ، يمكن استخدام مجموعات مختلفة من السمات لتوصيف الملفات. على سبيل المثال ، في أنظمة الملفات التي تدعم الملفات الثابتة ، ليس من الضروري استخدام السمات الثلاث الأخيرة في القائمة أعلاه المتعلقة بهيكلة الملفات. في نظام تشغيل مستخدم واحد ، ستفتقر مجموعة السمات إلى الخصائص المتعلقة بالمستخدم والأمان مثل مالك الملف ومنشئ الملفات وكلمة مرور الوصول إلى الملف ومعلومات إذن الوصول إلى الملف.

يمكن للمستخدم الوصول إلى السمات باستخدام الوسائل التي يوفرها نظام الملفات لهذا الغرض. يُسمح عادةً بقراءة قيم أي سمة ، ولكن يمكن تغيير بعضها فقط. على سبيل المثال ، يمكن للمستخدم تغيير الأذونات على ملف (بشرط أن يكون لديه الأذونات اللازمة للقيام بذلك) ، ولكن لا يُسمح له بتغيير تاريخ الإنشاء أو الحجم الحالي للملف.

يمكن احتواء قيم سمات الملف مباشرة في الدلائل ، كما هو الحال في نظام ملفات MS-DOS (الشكل 7.6 ، أ). يوضح الشكل بنية إدخال دليل يحتوي على اسم رمزي بسيط وسمات الملف. هنا ، تشير الأحرف إلى خصائص الملف: R - للقراءة فقط ، A - مؤرشف ، H - مخفي ، S - نظام.

أرز. 7.6.بنية الدليل: بنية إدخال دليل MS-DOS (32 بايت) ، ب - بنية إدخال دليل UNIX OS

هناك خيار آخر وهو وضع السمات في جداول خاصة عندما تحتوي الدلائل على ارتباطات لتلك الجداول فقط. يتم تطبيق هذا الأسلوب ، على سبيل المثال ، في نظام ملفات UNIX ufs. في نظام الملفات هذا ، تكون بنية الدليل بسيطة للغاية. يحتوي السجل الخاص بكل ملف على اسم ملف رمزي قصير ومؤشر إلى واصف inode للملف ، كما يسمى الجدول الموجود في ufs ، حيث تتركز قيم سمات الملف (الشكل 7.6 ، ب).

في كلتا الحالتين ، توفر الدلائل ارتباطًا بين أسماء الملفات والملفات الفعلية. ومع ذلك ، فإن الطريقة التي يتم بها فصل اسم الملف عن سماته تجعل النظام أكثر مرونة. على سبيل المثال ، يمكن بسهولة تضمين ملف في أدلة متعددة في وقت واحد. قد تحتوي الإدخالات حول هذا الملف في أدلة مختلفة على أسماء بسيطة مختلفة ، لكن حقل الارتباط سيحتوي على نفس رقم inode.

عمليات على الملفات

تعامل معظم أنظمة التشغيل الحديثة الملف على أنه تسلسل غير منظم للبايتات ذات الطول المتغير. في المعيار بوسيكس يتم تحديد العمليات التالية في الملف:

int افتح ( شار * fname , int الأعلام , الوضع _ ر الوضع )

هذه العملية `` تفتح '' ملفًا ، وتؤسس اتصالًا بين البرنامج والملف. هذا يعطي البرنامج واصف الملفهو عدد صحيح يحدد هذا الاتصال. في الواقع ، هذا فهرس في جدول النظام للملفات المفتوحة لهذه المهمة. تستخدم جميع العمليات الأخرى هذا الفهرس للإشارة إلى الملف.

تحدد المعلمة char * fname اسم الملف. int flags هي عبارة عن قناع بت يحدد الوضع المفتوح للملف. يمكن فتح الملف للقراءة فقط ، والكتابة فقط ، والقراءة والكتابة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك فتح ملف موجود ، أو يمكنك محاولة إنشاء ملف جديد بطول صفري. يتم استخدام وضع المعلمة الثالث الاختياري فقط عند إنشاء ملف وتعيين سمات الملف.

إيقاف _ ر lseek ( int يتعامل , إيقاف _ ر عوض , int من أين )

تنقل هذه العملية مؤشر القراءة / الكتابة في الملف. تحدد معلمة الإزاحة عدد البايتات التي يجب تغيير المؤشر بواسطتها ، وتحدد المعلمة من أين يتم حساب الإزاحة من. ومن المفترض أنه يمكن حساب الإزاحة من بداية الملف (SEEK_SET) ، من نهايته (SEEK_END) ومن الموضع الحالي للمؤشر (SEEK_CUR). تقوم العملية بإرجاع موضع المؤشر ، محسوبًا من بداية الملف. وبالتالي ، فإن استدعاء lseek (handle، 0، SEEK_CUR) سيعيد الموضع الحالي للمؤشر دون تحريكه.

قراءة int (int handle، char * where، size_t how_much)

عملية القراءة من ملف. حيث يحدد المؤشر المخزن المؤقت حيث يجب وضع بيانات القراءة ؛ تحدد المعلمة الثالثة مقدار البيانات المراد قراءتها. يقرأ النظام العدد المطلوب من البايتات من الملف ، بدءًا من مؤشر القراءة / الكتابة في ذلك الملف ، ثم ينقل المؤشر إلى نهاية تسلسل القراءة. إذا انتهى الملف في وقت سابق ، تتم قراءة قدر البيانات الذي تم تركه قبل نهايته. ترجع العملية عدد البايت المقروء. إذا تم فتح الملف للكتابة فقط ، فستظهر المكالمة للقراءة خطأ.

int write (int handle، char * what، size_t how_much)

عملية كتابة إلى ملف. يحدد ما المؤشر بداية مخزن البيانات المؤقت ؛ ويحدد المعلمة الثالثة مقدار البيانات المراد كتابتها. يكتب النظام العدد المطلوب من البايتات إلى الملف ، بدءًا من مؤشر القراءة / الكتابة في هذا الملف ، واستبدال البيانات المخزنة في ذلك الموقع ، وتحريك المؤشر إلى نهاية الكتلة المكتوبة. إذا انتهى الملف في وقت سابق ، يزداد طوله. ترجع العملية عدد البايتات المكتوبة.

إذا تم فتح الملف للقراءة فقط ، فستقوم مكالمة الكتابة بإرجاع خطأ.

int ioctl (int handle، int cmd، ...) ; int fcntl ( int يتعامل , int كمد , ...)

عمليات إضافية على الملف. في البداية ، على ما يبدو ، كان من المفترض أن ioctl كانت عمليات على الملف نفسه ، وأن fcntl كانت عمليات على واصف ملف مفتوح ، ولكن بعد ذلك خلط التطور التاريخي وظائف استدعاءات النظام هذه إلى حد ما. معيار بوسيكسيحدد بعض العمليات على كل من الواصف ، مثل التكرار (نتيجة لهذه العملية ، نحصل على واصفين مرتبطين بالملف نفسه) ، وعلى الملف نفسه ، على سبيل المثال ، عملية الاقتطاع - قص الملف بطول معين في معظم الإصدارات يونكسيمكن أيضًا استخدام العملية المقتطعة لقطع البيانات من منتصف الملف. عند قراءة البيانات من منطقة القطع هذه ، تتم قراءة الأصفار ، وهذه المنطقة نفسها لا تشغل مساحة القرص الفعلية.

تتمثل إحدى العمليات المهمة في حظر أقسام من الملف بوسيكسيقدم وظيفة مكتبة لهذا الغرض ، ولكن في أنظمة الأسرة يونكسيتم تنفيذ هذه الوظيفة عبر استدعاء fcntl.

معظم تطبيقات المعيار بوسيكستقدم عملياتها الإضافية. نعم في يونكس SVR4 يمكن لهذه العمليات ضبط التسجيل المتزامن أو المتأخر ، إلخ.

caddr_t mmap (caddr_t addr، size_t len، int prot، int flags، int handle، off_t offset)

تعيين قسم من الملف إلى مساحة العنوان الظاهرية للعملية. تحدد المعلمة prot حقوق الوصول إلى القسم المعين: القراءة والكتابة والتنفيذ. يمكن أن يحدث التعيين لعنوان افتراضي معين ، أو يمكن للنظام اختيار العنوان لعرض نفسه.

لم يعد يتم إجراء عمليتين أخريين على الملف ، ولكن على اسمه: هذه هي عمليات إعادة تسمية الملف وحذفه. في بعض الأنظمة ، على سبيل المثال في أنظمة الأسرة يونكس، يمكن أن يكون للملف أسماء متعددة ، ولا يوجد سوى استدعاء من النظام لإزالة الاسم. يتم حذف الملف عند إزالة الاسم الأخير.

يمكن ملاحظة أن مجموعة العمليات على ملف في هذا المعيار تشبه إلى حد بعيد مجموعة العمليات على جهاز خارجي. يتم التعامل مع كلاهما على أنه تيار غير منظم من البايتات. لاستكمال الصورة ، يجب أن يقال أن الوسيلة الرئيسية للتواصل بين العمليات في أنظمة الأسرة يونكس (يضخ) هو أيضًا دفق بيانات غير منظم. فكرة أن معظم عمليات نقل البيانات يمكن تقليصها إلى دفق بايت قديمة جدًا ، ولكنها يونكسكان أحد الأنظمة الأولى التي وصلت فيها هذه الفكرة إلى نهايتها المنطقية.

تم اعتماد نفس نموذج العمل مع الملفات تقريبًا في CP/ مومجموعة استدعاءات نظام الملفات MS DOSفي الواقع منسوخة من المكالمات يونكس الخامس7 . بدوره ، نظام التشغيل/2 و نظام التشغيل Windows NTورثت مبادئ العمل مع الملفات مباشرة من MS DOS.

من ناحية أخرى ، في أنظمة بدون يونكسفي النسب ، يمكن استخدام تفسير مختلف قليلاً لمفهوم الملف ، وغالبًا ما يتم التعامل مع الملف كمجموعة من السجلات. عادةً ما يدعم النظام كلاً من السجلات ذات الطول الثابت والمتغير. على سبيل المثال ، يتم تفسير الملف النصي على أنه ملف بسجلات متغيرة الطول ، وكل سطر من النص يتوافق مع سجل واحد. هذا هو نموذج العمل مع الملفات بتنسيق VMSونظام التشغيل الخطي نظام التشغيل/360 -MVSبواسطة IBM.

يوم سعيد عزيزي المستخدم ، في هذه المقالة سوف نتحدث عن موضوع مثل الملفات. وبالتحديد ، سننظر في: إدارة الملفات, أنواع الملفات, هيكل الملف, سمات الملف.

نظام الملفات

تتمثل إحدى المهام الرئيسية لنظام التشغيل في توفير الراحة للمستخدم عند العمل مع البيانات المخزنة على الأقراص. للقيام بذلك ، يستبدل نظام التشغيل الهيكل المادي للبيانات المخزنة ببعض النماذج المنطقية سهلة الاستخدام ، والتي يتم تنفيذها كشجرة دليل يتم عرضها بواسطة أدوات مساعدة مثل Norton Commander أو Far Manager أو Windows Explorer. العنصر الأساسي لهذا النموذج هو ملف، وهو نفس نظام الملفاتبشكل عام ، يمكن أن يتسم بالبنية المنطقية والمادية.

إدارة الملفات

ملف- منطقة محددة من الذاكرة الخارجية مخصصة لقراءة البيانات وكتابتها.

يتم تخزين الملفات في الذاكرة بشكل مستقل عن مصدر الطاقة. الاستثناء هو ramdisk ، عندما يتم إنشاء بنية في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) تقلد نظام الملفات.

نظام الملفات(FS) هو أحد مكونات نظام التشغيل الذي يوفر المنظمة لإنشاء وتخزين والوصول إلى مجموعات البيانات المسماة - الملفات.

يشتمل نظام الملفات على: يشتمل نظام الملفات على:

• تجميع كافة الملفات الموجودة على القرص.
• مجموعات من هياكل البيانات المستخدمة لإدارة الملفات (أدلة الملفات ، واصفات الملفات ، وجداول تخصيص مساحة القرص المجانية والمستخدمة).
• مجموعة من أدوات برمجيات النظام التي تنفذ عمليات مختلفة على الملفات: إنشاء - إتلاف - قراءة - كتابة - تسمية - بحث.

تعتمد المهام التي يحلها FS على طريقة تنظيم عملية الحوسبة ككل. أبسط نوع هو FS في أنظمة تشغيل المستخدم الفردي وبرنامج التشغيل الفردي. تهدف الوظائف الرئيسية في مثل FS إلى حل المهام التالية:

• تسمية الملفات.
• واجهة برمجة للتطبيقات.
• تعيين نموذج FS المنطقي للتنظيم المادي لمستودع البيانات.
• مرونة FS في مواجهة أعطال الطاقة وأخطاء الأجهزة والبرامج.

تصبح مهام FS أكثر تعقيدًا في أنظمة التشغيل متعددة المهام لمستخدم واحد ، والتي تم تصميمها لعمل مستخدم واحد ، ولكنها تتيح تشغيل العديد من العمليات في نفس الوقت. بالإضافة إلى المهام المذكورة أعلاه ، تتم إضافة مهمة جديدة - مشاركة ملف من عدة عمليات.

الملف في هذه الحالة هو مورد مشترك ، مما يعني أن FS يجب أن يحل مجموعة كاملة من المشاكل المرتبطة بهذه الموارد. على وجه الخصوص: يجب توفير وسائل حجب الملف وأجزائه وتنسيق النسخ ومنع السباقات وإزالة المآزق. في الأنظمة متعددة المستخدمين ، تظهر مهمة أخرى: حماية ملفات مستخدم واحد من الوصول غير المصرح به من قبل مستخدم آخر.

تصبح وظائف نظام الملفات الذي يعمل كجزء من نظام تشغيل الشبكة أكثر تعقيدًا ؛ فهو يحتاج إلى تنظيم الحماية الملفاتمستخدم واحد من الوصول غير المصرح به من قبل مستخدم آخر.

الهدف الأساسي نظام الملفاتوما يقابلها أنظمة إدارة الملفات- تنظيم الإدارة المريحة للملفات المنظمة كملفات: بدلاً من الوصول إلى البيانات منخفضة المستوى مع عناوين مادية محددة للسجل الذي نحتاجه ، يتم استخدام الوصول المنطقي مع اسم الملف والتسجيل فيه.

يجب التمييز بين المصطلحين "نظام الملفات" و "نظام إدارة الملفات": يحدد نظام الملفات ، أولاً وقبل كل شيء ، مبادئ الوصول إلى البيانات المنظمة كملفات. ويجب استخدام مصطلح "نظام إدارة الملفات" فيما يتعلق بتنفيذ معين لنظام الملفات ، أي هذه مجموعة من وحدات البرامج التي توفر العمل مع الملفات في نظام تشغيل معين.

مثال

يحتوي نظام الملفات FAT (جدول تخصيص الملفات) على العديد من التطبيقات كنظام لإدارة الملفات.

• النظام الذي تم تطويره لأول أجهزة الكمبيوتر كان يسمى ببساطة FAT (الآن يسمى FAT-12). تم تصميمه للعمل مع الأقراص المرنة ، ولبعض الوقت تم استخدامه للعمل مع محركات الأقراص الثابتة.
• ثم تم تحسينه للعمل مع محركات الأقراص الصلبة الأكبر حجمًا ، وكان هذا التطبيق الجديد يسمى FAT-16. يستخدم هذا الاسم أيضًا فيما يتعلق بـ SUF لـ MS-DOS نفسه.
• يُطلق على تطبيق FAT لنظام التشغيل OS / 2 اسم Super-FAT (الاختلاف الرئيسي هو القدرة على دعم السمات الموسعة لكل ملف).
• يوجد إصدار SUF لنظام التشغيل Windows 9x / NT ، إلخ. (FAT-32).

أنواع الملفات

الملفات العادية: تحتوي على معلومات ذات طبيعة عشوائية يدخلها المستخدم فيها أو تكون نتيجة تشغيل النظام وبرامج المستخدم. يتم تحديد محتوى الملف العادي من خلال التطبيق الذي يعمل معه.

يمكن أن تكون الملفات العادية من نوعين:

1. برمجة(قابل للتنفيذ) - هي برامج مكتوبة بلغة أوامر نظام التشغيل وتؤدي بعض وظائف النظام (لها الامتدادات. exe ، .com ، .bat).
2. ملفات البيانات- جميع أنواع الملفات الأخرى: المستندات النصية والرسومات وجداول البيانات وقواعد البيانات وما إلى ذلك.

كتالوجات- هذه ، من ناحية ، مجموعة من الملفات التي يجمعها المستخدم بناءً على بعض الاعتبارات (على سبيل المثال ، الملفات التي تحتوي على برامج ألعاب ، أو الملفات التي تشكل حزمة برامج واحدة) ، ومن ناحية أخرى ، هذه مجموعة خاصة نوع الملفات التي تحتوي على معلومات تعليمات النظام حول مجموعة من الملفات التي تم تجميعها بواسطة المستخدمين وفقًا لبعض الميزات غير الرسمية (نوع الملف ، والموقع على القرص ، وحقوق الوصول ، وتاريخ الإنشاء والتعديل).

ملفات خاصةهي ملفات وهمية مرتبطة بأجهزة الإدخال / الإخراج تُستخدم لتوحيد آلية الوصول إلى الملفات والأجهزة الخارجية. تسمح الملفات الخاصة للمستخدم بأداء عمليات الإدخال / الإخراج من خلال كتابة ملف عادي أو أوامر قراءة ملف. تتم معالجة هذه الأوامر أولاً بواسطة برامج FS ، وبعد ذلك ، في مرحلة ما من الطلب ، يتم تحويلها بواسطة نظام التشغيل إلى أوامر للتحكم في الجهاز المقابل (PRN ، LPT1 - لمنفذ الطابعة (أسماء رمزية ، لنظام التشغيل - هذه ملفات) ، CON - للوحة المفاتيح).

مثال. نسخ con text1 (العمل مع لوحة المفاتيح).

هيكل الملف

هيكل الملف- مجموعة الملفات الكاملة على القرص والعلاقات بينها (ترتيب تخزين الملفات على القرص).

أنواع هياكل الملفات:

• بسيط، أو على مستوى واحد: الدليل هو تسلسل خطي للملفات.
• الهرميةأو متعدد المستويات: يمكن أن يكون الدليل نفسه جزءًا من دليل آخر ويحتوي على العديد من الملفات والأدلة الفرعية بداخله. يمكن أن يكون الهيكل الهرمي من نوعين: "شجرة" و "شبكة". تشكل الدلائل "شجرة" إذا تم السماح للملف بإدخال دليل واحد فقط (MS-DOS ، Windows OS) و "الشبكة" - إذا كان من الممكن تضمين الملف في عدة دلائل في وقت واحد (UNIX).
• يمكن تمثيل بنية الملف كرسم بياني يصف التسلسل الهرمي للأدلة والملفات:

أنواع اسم الملف

يتم تحديد الملفات بالأسماء. يعطي المستخدمون الملفات أسماء رمزية، مع مراعاة قيود نظام التشغيل على كل من الأحرف المستخدمة وطول الاسم. في أنظمة الملفات المبكرة ، كانت هذه الحدود ضيقة جدًا. حتى في الشعبية نظام الملفات FATيتم تحديد طول الأسماء بواسطة المخطط المعروف 8.3 (8 أحرف - الاسم نفسه ، 3 أحرف - ملحق الاسم) ، ولا يمكن أن يحتوي الاسم في نظام UNIX V على أكثر من 14 حرفًا.

ومع ذلك ، فمن الأنسب أن يعمل المستخدم بأسماء طويلة ، لأنها تسمح لك بإعطاء الملف اسمًا ذاكريًا حقيقيًا ، والذي من خلاله حتى بعد فترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية سيكون من الممكن تذكر ما يحتويه هذا الملف. لذلك ، تميل أنظمة الملفات الحديثة إلى دعم أسماء الملفات الرمزية الطويلة.

على سبيل المثال ، يحدد Windows NT في نظام ملفات NTFS الخاص به أن اسم الملف يمكن أن يصل طوله إلى 255 حرفًا ، دون احتساب الحرف الفارغ النهائي.

يقدم الانتقال إلى الأسماء الطويلة مشكلة توافق مع التطبيقات القديمة التي تستخدم أسماء قصيرة. لكي تتمكن التطبيقات من الوصول إلى الملفات وفقًا للاتفاقيات السابقة ، يجب أن يكون نظام الملفات قادرًا على توفير أسماء قصيرة مكافئة (أسماء مستعارة) للملفات ذات الأسماء الطويلة. وبالتالي ، فإن إحدى المهام المهمة هي مشكلة توليد الأسماء المختصرة المناسبة.

يمكن أن تتكون الأسماء الرمزية من ثلاثة أنواع: بسيطة ومركبة ونسبية:

1. اسم بسيطيحدد ملفًا داخل نفس الدليل ، يتم تعيينه للملفات بناءً على تسمية الأحرف وطول الاسم.
2. الاسم الكاملعبارة عن سلسلة من الأسماء الرمزية البسيطة لجميع الدلائل التي يمر المسار من خلالها من الجذر إلى الملف المحدد ، واسم محرك الأقراص ، واسم الملف. إذن الاسم الكامل مركب، حيث يتم فصل الأسماء البسيطة عن بعضها بواسطة المحدد المقبول في نظام التشغيل.
3. يمكن أيضًا تحديد الملف اسم نسبي. يتم تعريف اسم ملف نسبي من خلال مفهوم "الدليل الحالي". في كل نقطة زمنية ، يكون أحد المجلدات حاليًا ، ويتم تحديد هذا الدليل من قبل المستخدم نفسه بأمر من نظام التشغيل. يقوم نظام الملفات بإصلاح اسم الدليل الحالي بحيث يمكن استخدامه بالإضافة إلى الأسماء النسبية لتكوين اسم ملف كامل.

في بنية ملف تشبه الشجرة ، يوجد تطابق واحد لواحد بين الملف واسمه الكامل - "ملف واحد - اسم كامل واحد". في بنية ملف الشبكة ، يمكن تضمين الملف في عدة أدلة ، وبالتالي يمكن أن يكون له عدة أسماء كاملة ؛ هنا المراسلات صحيحة - "ملف واحد - العديد من الأسماء الكاملة".

بالنسبة للملف 2.doc ، حدد جميع أنواع الأسماء الثلاثة ، بشرط أن يكون الدليل الحالي هو الدليل 2008_year.

• اسم بسيط: 2.doc
• الاسم الكامل: C: \ 2008_year \ Documents \ 2.doc
• الاسم النسبي: Documents \ 2.doc

سمات الملف

السمات هي خاصية مهمة للملف. صفاتهي معلومات تصف خصائص الملفات. أمثلة على سمات الملفات المحتملة:

• علامة "للقراءة فقط" ؛
• قم بتسجيل "ملف مخفي" (مخفي) ؛
• قم بتسجيل "ملف النظام" (النظام) ؛
• توقيع "ملف الأرشيف" (الأرشيف) ؛
• نوع الملف (ملف عادي ، دليل ، ملف خاص) ؛
• مالك الملف
• منشئ الملف
• كلمة مرور للوصول إلى الملف ؛
• معلومات حول عمليات الوصول إلى الملفات المسموح بها ؛
• وقت الإنشاء وآخر وصول وآخر تعديل ؛
• حجم الملف الحالي ؛
• حجم الملف الأقصى؛
• التوقيع "مؤقت (حذف بعد اكتمال العملية)" ؛
• علامة كتلة.

قد تستخدم أنواع مختلفة من أنظمة الملفات مجموعات مختلفة من السمات لتوصيف الملفات (على سبيل المثال ، في نظام تشغيل مستخدم واحد ، لن تحتوي مجموعة السمات على الخصائص المتعلقة بالمستخدم والحماية (منشئ الملف ، وكلمة المرور للوصول إلى الملف ، إلخ. .).

يمكن للمستخدم الوصول إلى السمات باستخدام الوسائل التي يوفرها نظام الملفات لهذا الغرض. عادة ، يمكنك قراءة قيم أي سمة ، ولكن يمكنك تغيير بعضها فقط ، على سبيل المثال ، يمكنك تغيير أذونات الملف ، لكن لا يمكنك تغيير تاريخ الإنشاء أو الحجم الحالي للملف.

أذونات الملف

لتعريف حقوق الوصول إلى الملف يعني تحديد مجموعة من العمليات لكل مستخدم يمكنه تطبيقها على ملف معين. قد يكون لأنظمة الملفات المختلفة قائمة خاصة بها لعمليات الوصول المختلفة. قد تشمل هذه القائمة العمليات التالية:

• إنشاء ملف.
• تدمير الملف.
• الكتابة إلى ملف.
• فتح ملف.
• اغلاق الملف.
• القراءة من ملف.
• إضافة ملف.
• بحث الملف.
• الحصول على سمات الملف.
• تحديد قيم السمات الجديدة.
• إعادة تسمية.
• تنفيذ الملف.
• قراءة الكتالوج ، إلخ.

في الحالة العامة حقوق الوصوليمكن وصفها بمصفوفة حقوق الوصول ، حيث تتوافق الأعمدة مع جميع الملفات في النظام ، والصفوف لجميع المستخدمين ، ويتم الإشارة إلى العمليات المسموح بها عند تقاطع الصفوف والأعمدة:

في بعض الأنظمة ، يمكن تقسيم المستخدمين إلى فئات منفصلة. بالنسبة لجميع المستخدمين من فئة واحدة ، يتم تحديد حقوق الوصول الموحدة ، على سبيل المثال ، في نظام UNIX ، يتم تقسيم جميع المستخدمين إلى ثلاث فئات: مالك الملف ، وأعضاء مجموعته ، وكل شخص آخر.

لماذا لا يستطيع الهاتف الذكي تشغيل البرامج من بطاقة الذاكرة؟ كيف يختلف ext4 اختلافًا جوهريًا عن ext3؟ لماذا يستمر محرك الأقراص المحمول لفترة أطول إذا تمت تهيئته في NTFS وليس بنظام FAT؟ ما هي المشكلة الرئيسية في F2FS؟ تكمن الإجابات في بنية أنظمة الملفات. سنتحدث عنهم.

مقدمة

تحدد أنظمة الملفات كيفية تخزين البيانات. فهي تحدد القيود التي سيواجهها المستخدم ، ومدى سرعة عمليات القراءة والكتابة ، والمدة التي سيعمل بها محرك الأقراص دون فشل. هذا ينطبق بشكل خاص على محركات أقراص الحالة الصلبة ذات الميزانية المحدودة وإخوانهم الأصغر سنًا - محركات أقراص فلاش. بمعرفة هذه الميزات ، يمكنك تحقيق أقصى استفادة من أي نظام وتحسين استخدامه لمهام محددة.

عليك أن تختار نوع نظام الملفات ومعلماته كلما احتجت إلى القيام بشيء غير تافه. على سبيل المثال ، تريد تسريع عمليات الملفات الأكثر شيوعًا. على مستوى نظام الملفات ، يمكن تحقيق ذلك بعدة طرق: ستوفر الفهرسة عمليات بحث سريعة ، وسيسهل الحجز المسبق للكتل المجانية الكتابة فوق الملفات المتغيرة باستمرار. سيؤدي التحسين المسبق للبيانات في ذاكرة الوصول العشوائي إلى تقليل كمية الإدخال / الإخراج المطلوبة.

تساعد خصائص أنظمة الملفات الحديثة مثل الكتابة البطيئة وإلغاء البيانات المكررة والخوارزميات المتقدمة الأخرى على زيادة وقت التشغيل. إنها مناسبة بشكل خاص لمحركات أقراص الحالة الصلبة الرخيصة المزودة بشرائح ذاكرة TLC ومحركات أقراص فلاش وبطاقات الذاكرة.

توجد تحسينات منفصلة لمصفوفات الأقراص ذات المستويات المختلفة: على سبيل المثال ، يمكن لنظام الملفات دعم النسخ المتطابق المبسط لوحدة التخزين أو اللقطات الفورية أو القياس الديناميكي دون تعطيل وحدة التخزين.

صندوق اسود

يعمل المستخدمون بشكل أساسي مع نظام الملفات الذي يتم تقديمه افتراضيًا بواسطة نظام التشغيل. نادرًا ما يقومون بإنشاء أقسام قرص جديدة وحتى أقل تفكيرًا في إعداداتهم - ما عليك سوى استخدام الإعدادات الموصى بها أو حتى شراء وسائط مهيأة مسبقًا.

بالنسبة لمحبي Windows ، كل شيء بسيط: NTFS على جميع أقسام القرص و FAT32 (أو نفس NTFS) على محركات أقراص فلاش. إذا كان هناك NAS وتم استخدام نظام ملفات آخر فيه ، فسيظل هذا الأمر بعيدًا عن التصور بالنسبة للغالبية. إنهم ببساطة يتصلون به عبر الشبكة ويقومون بتنزيل الملفات ، كما لو كانوا من صندوق أسود.

على الأجهزة المحمولة التي تعمل بنظام Android ، غالبًا ما توجد ext4 في الذاكرة الداخلية و FAT32 على بطاقات microSD. لا تهتم Yabloko على الإطلاق بنوع نظام الملفات الذي لديهم: HFS + و HFSX و APFS و WTFS ... بالنسبة لهم ، لا يوجد سوى رموز مجلدات وملفات جميلة رسمها أفضل المصممين. يمتلك مستخدمو Linux الخيار الأكثر ثراءً ، ولكن يمكنك ربط الدعم لأنظمة ملفات OS غير الأصلية في كل من Windows و macOS - المزيد حول ذلك لاحقًا.

الجذور المشتركة

تم إنشاء أكثر من مائة نظام ملفات مختلف ، ولكن يمكن اعتبار أكثر من عشرة أنظمة ذات صلة. على الرغم من أنها مصممة جميعًا لتطبيقاتها المحددة ، فقد انتهى الأمر بالعديد منها على المستوى المفاهيمي. إنها متشابهة لأنها تستخدم نفس النوع من بنية تمثيل البيانات (الوصفية) - الأشجار B ("أشجار b").

مثل أي نظام هرمي ، تبدأ B-tree بإدخال جذر ثم تتفرع إلى العناصر النهائية - إدخالات فردية حول الملفات وسماتها ، أو "يترك". كان السبب الرئيسي لإنشاء مثل هذا الهيكل المنطقي هو تسريع البحث عن كائنات نظام الملفات على مصفوفات ديناميكية كبيرة - مثل محركات الأقراص الثابتة بسعة عدة تيرابايت أو حتى صفائف RAID أكثر إثارة للإعجاب.

تتطلب أشجار B عمليات وصول إلى القرص أقل بكثير من الأنواع الأخرى من الأشجار المتوازنة لإجراء نفس العمليات. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أن الكائنات النهائية في الأشجار B تقع بشكل هرمي على نفس الارتفاع ، وأن سرعة جميع العمليات تتناسب فقط مع ارتفاع الشجرة.

مثل الأشجار المتوازنة الأخرى ، فإن الأشجار B لها نفس طول المسارات من الجذر إلى أي ورقة. بدلاً من أن يكبروا ، يتفرعون أكثر وينموون على نطاق أوسع: تخزن جميع النقاط الفرعية في B-tree العديد من الإشارات إلى الكائنات الفرعية الخاصة بهم ، مما يسهل العثور عليها في عدد أقل من الزيارات. يقلل عدد كبير من المؤشرات من عدد عمليات القرص الأطول - تحديد موضع الرأس عند قراءة الكتل العشوائية.

تمت صياغة مفهوم الأشجار B مرة أخرى في السبعينيات ، ومنذ ذلك الحين خضعت للعديد من التحسينات. بشكل أو بآخر ، يتم تنفيذه في NTFS و BFS و XFS و JFS و ReiserFS ومجموعة متنوعة من أنظمة إدارة قواعد البيانات. كلهم أقارب من حيث المبادئ الأساسية لتنظيم البيانات. تتعلق الاختلافات بالتفاصيل ، وغالبًا ما تكون مهمة جدًا. يعد عيب أنظمة الملفات ذات الصلة أمرًا شائعًا أيضًا: فقد تم إنشاؤها جميعًا للعمل مع الأقراص حتى قبل ظهور محركات أقراص الحالة الثابتة.

ذاكرة فلاش كمحرك للتقدم

تعمل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على استبدال محركات الأقراص تدريجياً ، ولكنها مجبرة حتى الآن على استخدام أنظمة الملفات القديمة الغريبة عنها. وهي مبنية على صفيفات ذاكرة فلاش ، تختلف مبادئها عن تلك الخاصة بأجهزة القرص. على وجه الخصوص ، يجب محو ذاكرة الفلاش قبل الكتابة إليها ، ولا يمكن إجراء هذه العملية في شرائح NAND على مستوى الخلية الفردية. من الممكن فقط للكتل الكبيرة ككل.

يرجع هذا القيد إلى حقيقة أنه في ذاكرة NAND يتم دمج جميع الخلايا في كتل ، ولكل منها اتصال مشترك واحد فقط بناقل التحكم. لن ندخل في تفاصيل تنظيم الصفحة ونرسم التسلسل الهرمي الكامل. المهم هو مبدأ العمليات الجماعية مع الخلايا وحقيقة أن أحجام كتل ذاكرة الفلاش عادة ما تكون أكبر من الكتل التي يتم تناولها في أي نظام ملفات. لذلك ، يجب ترجمة جميع العناوين والأوامر الخاصة بمحركات الأقراص التي تحتوي على فلاش NAND من خلال طبقة تجريد FTL (طبقة ترجمة فلاش).

توفر وحدات التحكم في ذاكرة الفلاش التوافق مع منطق أجهزة القرص ودعم أوامر الواجهة الأصلية. عادةً ما يتم تنفيذ FTL في البرامج الثابتة الخاصة بهم ، ولكن يمكن (جزئيًا) تنفيذها على المضيف - على سبيل المثال ، يكتب Plextor برامج تشغيل سرعة الكتابة لمحركات أقراص الحالة الثابتة الخاصة به.

لا يمكنك الاستغناء عن FTL على الإطلاق ، لأن حتى كتابة بت واحد لخلية معينة يؤدي إلى إطلاق سلسلة كاملة من العمليات: يجد جهاز التحكم الكتلة التي تحتوي على الخلية المطلوبة ؛ تتم قراءة الكتلة بالكامل ، وكتابتها في ذاكرة التخزين المؤقت أو إلى مساحة خالية ، ثم مسحها بالكامل ، وبعد ذلك يتم استبدالها بالتغييرات اللازمة.

هذا النهج يذكرنا بالحياة اليومية للجيش: من أجل إعطاء أمر لجندي واحد ، يقوم الرقيب بتشكيل عام ، ويدعو الزميل المسكين إلى التوقف عن العمل ويأمر البقية بالتفرق. في ذاكرة NOR النادرة الآن ، كانت المنظمة عبارة عن spetsnaz: تم التحكم في كل خلية بشكل مستقل (كان لكل ترانزستور جهة اتصال فردية).

لدى أجهزة التحكم المزيد والمزيد من المهام ، لأنه مع كل جيل من ذاكرة فلاش ، تقل عملية تصنيعها من أجل زيادة الكثافة وتقليل تكلفة تخزين البيانات. جنبًا إلى جنب مع المعايير التكنولوجية ، يتم أيضًا تقليل العمر التقديري للرقائق.

تحتوي الوحدات التي تحتوي على خلايا SLC أحادية المستوى على مورد معلن يبلغ 100 ألف دورة إعادة كتابة وأكثر من ذلك. لا يزال الكثير منهم يعملون في محركات الأقراص المحمولة القديمة وبطاقات CF. طالبت شركة MLC (eMLC) من فئة المؤسسات بمورد في حدود 10 إلى 20 ألفًا ، في حين أن MLC العادي من فئة المستهلك يقدر بنحو 3-5 آلاف. يتم ضغط هذا النوع من الذاكرة بشكل نشط من خلال TLC الأرخص تكلفة ، والتي بالكاد تصل مواردها إلى ألف دورة. يرجع الحفاظ على عمر ذاكرة الفلاش عند مستوى مقبول إلى حيل البرامج ، وأصبحت أنظمة الملفات الجديدة أحد هذه الحيل.

في البداية ، افترض المصنعون أن نظام الملفات غير مهم. يجب أن تخدم وحدة التحكم نفسها مجموعة قصيرة العمر من خلايا الذاكرة من أي نوع ، وتوزع الحمل بينها بالطريقة المثلى. بالنسبة لبرنامج تشغيل نظام الملفات ، فإنه يحاكي قرصًا عاديًا ، ويقوم بنفسه بإجراء تحسينات منخفضة المستوى على أي وصول. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، يختلف التحسين للأجهزة المختلفة من السحري إلى الوهمي.

في محركات أقراص الحالة الصلبة الخاصة بالشركات ، تكون وحدة التحكم المتكاملة عبارة عن كمبيوتر صغير. يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت ضخمة (نصف أزعج أو أكثر) ، ويدعم العديد من الطرق لتحسين كفاءة العمل مع البيانات ، مما يسمح لك بتجنب دورات الكتابة غير الضرورية. تقوم الرقاقة بترتيب جميع الكتل الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت ، وتؤدي عمليات الكتابة البطيئة ، وتقوم بإلغاء البيانات المكررة أثناء التنقل ، وتحتفظ ببعض الكتل وتزيل الكتل الأخرى في الخلفية. كل هذا السحر يحدث بشكل غير محسوس تمامًا لنظام التشغيل والبرامج والمستخدم. مع مثل هذا SSD ، لا يهم حقًا نظام الملفات المستخدم. التحسينات الداخلية لها تأثير أكبر بكثير على الأداء والموارد من تلك الخارجية.

في محركات أقراص الحالة الصلبة ذات الميزانية المحدودة (والأكثر من ذلك - محركات أقراص فلاش) يضعون وحدات تحكم ذكية أقل بكثير. ذاكرة التخزين المؤقت فيها مقطوعة أو غير موجودة ، ولا يتم استخدام تقنيات الخادم المتقدمة على الإطلاق. في بطاقات الذاكرة ، تكون أجهزة التحكم بدائية جدًا لدرجة أنه غالبًا ما يُزعم أنها غير موجودة على الإطلاق. لذلك ، بالنسبة للأجهزة الرخيصة المزودة بذاكرة فلاش ، تظل الطرق الخارجية لموازنة الحمل مناسبة - في المقام الأول بمساعدة أنظمة الملفات المتخصصة.

من JFFS إلى F2FS

كانت إحدى المحاولات الأولى لكتابة نظام ملفات يأخذ في الاعتبار مبادئ تنظيم ذاكرة الفلاش JFFS - Journaling Flash File System. في البداية ، ركز هذا التطوير لشركة Axis Communications السويدية على تحسين كفاءة الذاكرة لأجهزة الشبكة التي أنتجتها Axis في التسعينيات. يدعم الإصدار الأول من JFFS ذاكرة NOR فقط ، ولكن بالفعل في الإصدار الثاني قام بتكوين صداقات مع NAND.

JFFS2 حاليا ذات استخدام محدود. لا يزال يستخدم في الغالب في توزيعات Linux للأنظمة المضمنة. يمكن العثور عليها في أجهزة التوجيه وكاميرات IP و NAS وغيرها من موائل إنترنت الأشياء. بشكل عام ، حيثما يتطلب الأمر قدرًا صغيرًا من الذاكرة الموثوقة.

كان التطوير الإضافي لـ JFFS2 هو LogFS ، الذي احتفظ بـ inodes في ملف منفصل. مؤلفو هذه الفكرة موظفون في القسم الألماني لشركة IBM Jörn Engel ومعلم في جامعة Osnabrück Robert Mertens. الكود المصدري لـ LogFS متاح على GitHub. انطلاقًا من حقيقة أن التغيير الأخير الذي تم إجراؤه عليه قبل أربع سنوات ، لم يكتسب LogFS شعبية.

لكن هذه المحاولات حفزت ظهور نظام ملفات متخصص آخر - F2FS. تم تطويره بواسطة شركة Samsung Corporation ، والتي تمثل جزءًا كبيرًا من ذاكرة الفلاش المنتجة في العالم. تصنع Samsung شرائح NAND Flash لأجهزتها الخاصة وبأمر من الشركات الأخرى ، كما تقوم أيضًا بتطوير محركات أقراص الحالة الصلبة بواجهات جديدة بشكل أساسي بدلاً من واجهات الأقراص القديمة. كان إنشاء نظام ملفات متخصص محسن لذاكرة فلاش ضرورة طال انتظارها من وجهة نظر Samsung.

قبل أربع سنوات ، في عام 2012 ، أنشأت Samsung F2FS (نظام ملفات Flash Friendly). فكرتها جيدة ، لكن الإعدام كان صعبًا بعض الشيء. كانت المهمة الأساسية عند إنشاء F2FS بسيطة: تقليل عدد عمليات إعادة كتابة الخلية وتوزيع الحمل عليها بالتساوي قدر الإمكان. يتطلب هذا إجراء عمليات على خلايا متعددة داخل نفس الكتلة في نفس الوقت ، بدلاً من إجبارها واحدة تلو الأخرى. هذا يعني أننا لا نحتاج إلى الكتابة الفورية للكتل الموجودة عند الطلب الأول من نظام التشغيل ، ولكننا بحاجة إلى التخزين المؤقت للأوامر والبيانات ، وإضافة كتل جديدة إلى مساحة خالية ومحو الخلايا المؤجل.

اليوم ، تم بالفعل تنفيذ دعم F2FS رسميًا في Linux (وبالتالي في Android) ، لكنه لا يزال لا يعطي أي مزايا معينة في الممارسة. السمة الرئيسية لنظام الملفات هذا (التأخير في الكتابة) أدت إلى استنتاجات مبكرة حول فعاليتها. خدعت خدعة التخزين المؤقت القديمة الإصدارات السابقة من المعايير ، حيث أظهر F2FS ميزة خيالية ليس بنسبة قليلة (كما هو متوقع) ولا حتى عدة مرات ، ولكن بأعداد كبيرة. إنه فقط أن برنامج تشغيل F2FS أبلغ عن العملية التي كان جهاز التحكم يخطط للقيام بها. ومع ذلك ، إذا كان مكاسب الأداء الحقيقي لـ F2FS صغيرًا ، فمن المؤكد أن تآكل الخلية سيكون أقل مما هو عليه عند استخدام نفس ext4. سيتم تنفيذ تلك التحسينات التي لا تستطيع وحدة التحكم الرخيصة القيام بها على مستوى نظام الملفات نفسه.

النطاقات والصور النقطية

بينما يُنظر إلى F2FS على أنه غريب بالنسبة للمهوسين. حتى الهواتف الذكية الخاصة بشركة Samsung لا تزال تستخدم ext4. يعتبره الكثيرون تطويرًا إضافيًا لـ ext3 ، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. يتعلق الأمر بالثورة أكثر منه حول كسر حاجز 2 تيرابايت لكل ملف وزيادة المؤشرات الكمية الأخرى ببساطة.

عندما كانت أجهزة الكمبيوتر كبيرة والملفات صغيرة ، كانت العنونة سهلة. تم تخصيص عدد معين من الكتل لكل ملف ، تم إدخال عناوينها في جدول المراسلات. هذه هي الطريقة التي يعمل بها نظام الملفات ext3 ، الذي ظل في الخدمة حتى الآن. لكن ext4 أدخلت طريقة مختلفة اختلافًا جذريًا في المعالجة - النطاقات.

يمكن اعتبار النطاقات على أنها امتدادات من inodes كمجموعات منفصلة من الكتل التي يتم تناولها ككل كتسلسلات متجاورة. يمكن أن يحتوي النطاق الواحد على ملف متوسط ​​الحجم بالكامل ، وبالنسبة للملفات الكبيرة ، يكفي تخصيص اثني عشر أو اثنتين من النطاقات. هذا أكثر كفاءة من معالجة مئات الآلاف من الكتل الصغيرة التي يبلغ حجمها أربعة كيلوبايت.

تم التغيير في ext4 وآلية التسجيل نفسها. الآن يتم توزيع الكتل على الفور في طلب واحد. وليس مقدمًا ، ولكن مباشرة قبل كتابة البيانات على القرص. يسمح لك التخصيص المؤجل متعدد الكتل بالتخلص من العمليات غير الضرورية التي أخطأ بها ext3: في ذلك ، تم تخصيص كتل لملف جديد على الفور ، حتى لو كان مناسبًا تمامًا لذاكرة التخزين المؤقت وكان من المخطط حذفه على أنه مؤقت.

نظام غذائي مقيد بالدهون

بالإضافة إلى الأشجار المتوازنة وتعديلاتها ، هناك هياكل منطقية شائعة أخرى. هناك أنظمة ملفات بنوع مختلف تمامًا من التنظيم - على سبيل المثال ، خطي. ربما تستخدم واحدًا منهم على الأقل كثيرًا.

لغز

خمن اللغز: في الثانية عشرة من عمرها بدأت في اكتساب الوزن ، وبحلول السادسة عشرة كانت بدينة بشكل غبي ، وبحلول الثانية والثلاثين أصبحت بدينة ، وبقيت بسيطة. من هي؟

هذا صحيح ، هذه قصة عن نظام الملفات FAT. تضمن لها متطلبات التوافق وراثة سيئة. على الأقراص المرنة ، كان 12 بت ، على محركات الأقراص الثابتة - في أول 16 بت ، ووصل إلى أيامنا مثل 32 بت. في كل إصدار لاحق ، زاد عدد الكتل القابلة للتوجيه ، ولكن في جوهرها لم يتغير شيء.

ظهر نظام الملفات FAT32 الذي لا يزال شائعًا منذ عشرين عامًا. اليوم ، لا يزال بدائيًا ولا يدعم قوائم التحكم في الوصول أو حصص القرص أو ضغط الخلفية أو تقنيات تحسين البيانات الحديثة الأخرى.

لماذا نحتاج إلى FAT32 هذه الأيام؟ لا يزال فقط من أجل التوافق. يعتقد المصنعون بحق أن أي نظام تشغيل يمكنه قراءة قسم FAT32. لذلك ، قاموا بإنشائه على محركات الأقراص الصلبة الخارجية و USB Flash وبطاقات الذاكرة.

كيفية تحرير ذاكرة فلاش للهاتف الذكي

يتم تنسيق بطاقات microSD (HC) المستخدمة في الهواتف الذكية في FAT32 افتراضيًا. هذه هي العقبة الرئيسية أمام تثبيت التطبيقات عليها ونقل البيانات من الذاكرة الداخلية. للتغلب عليها ، تحتاج إلى إنشاء قسم على البطاقة باستخدام ext3 أو ext4. يمكن نقل جميع سمات الملف (بما في ذلك حقوق المالك والوصول) إليه ، بحيث يمكن لأي تطبيق أن يعمل كما لو تم تشغيله من الذاكرة الداخلية.

لا يعرف Windows كيفية إنشاء أكثر من قسم واحد على محركات أقراص فلاش ، ولكن لهذا يمكنك تشغيل Linux (على الأقل في جهاز افتراضي) أو أداة مساعدة متقدمة للعمل مع التقسيم المنطقي - على سبيل المثال ، MiniTool Partition Wizard Free. بعد العثور على قسم أساسي إضافي مع ext3 / ext4 على البطاقة ، سيوفر تطبيق Link2SD والتطبيقات المماثلة خيارات أكثر بكثير مما في حالة قسم FAT32 واحد.

كحجة أخرى لصالح اختيار FAT32 ، غالبًا ما يتم استدعاء عدم تسجيل الدخول ، مما يعني عمليات كتابة أسرع وتآكل أقل على خلايا ذاكرة NAND Flash. من الناحية العملية ، يؤدي استخدام FAT32 إلى عكس ذلك ويؤدي إلى العديد من المشكلات الأخرى.

تموت محركات أقراص الفلاش وبطاقات الذاكرة بسرعة بسبب حقيقة أن أي تغيير في FAT32 يتسبب في الكتابة فوق نفس القطاعات التي توجد بها سلسلتان من جداول الملفات. لقد قمت بحفظ صفحة الويب بأكملها ، وتمت الكتابة عليها مائة مرة - مع كل إضافة لصورة GIF صغيرة أخرى إلى محرك الأقراص المحمول. أطلقت برامج محمولة؟ قام بإنشاء ملفات مؤقتة وقام بتغييرها باستمرار أثناء العمل. لذلك ، من الأفضل استخدام NTFS على محركات أقراص فلاش مع جدول MFT $ المتسامح مع الأخطاء. يمكن تخزين الملفات الصغيرة مباشرة في جدول الملفات الرئيسي ، وتتم كتابة امتداداتها ونسخها في مناطق مختلفة من ذاكرة الفلاش. بالإضافة إلى ذلك ، بفضل الفهرسة على NTFS ، أصبحت عمليات البحث أسرع.

معلومات

بالنسبة إلى FAT32 و NTFS ، لم يتم تحديد حدود مستوى التداخل النظري ، لكنها من الناحية العملية هي نفسها: يمكن إنشاء 7707 فقط من الدلائل الفرعية في دليل المستوى الأول. أولئك الذين يحبون لعب دمى التعشيش سيقدرونها.

هناك مشكلة أخرى يواجهها معظم المستخدمين وهي أنه من المستحيل كتابة ملف أكبر من 4 جيجابايت إلى قسم FAT32. والسبب هو أنه في FAT32 ، يتم وصف حجم الملف بـ 32 بت في جدول تخصيص الملفات ، و 2 ^ 32 (ناقص واحد ، على وجه الدقة) هو أربعة غيغابايت بالضبط. اتضح أنه لا يمكن كتابة فيلم بجودة عادية ولا صورة DVD على محرك أقراص محمول تم شراؤه حديثًا.

نسخ الملفات الكبيرة ليس سيئًا للغاية: عندما تحاول القيام بذلك ، يكون الخطأ مرئيًا على الأقل على الفور. في حالات أخرى ، تعمل FAT32 كقنبلة موقوتة. على سبيل المثال ، قمت بنسخ برنامج محمول على محرك أقراص محمول وفي البداية تستخدمه دون مشاكل. بعد فترة طويلة ، يحتوي أحد البرامج (على سبيل المثال ، المحاسبة أو البريد) على قاعدة بيانات تتضخم ، و ... يتوقف عن التحديث ببساطة. لا يمكن الكتابة فوق الملف لأنه وصل إلى حد 4 جيجا بايت.

هناك مشكلة أقل وضوحًا وهي أنه في FAT32 ، يمكن إعطاء تاريخ إنشاء ملف أو دليل لمدة ثانيتين. هذا غير كافٍ للعديد من تطبيقات التشفير التي تستخدم الطوابع الزمنية. تعد الدقة المنخفضة لسمة "التاريخ" سببًا آخر لعدم اعتبار FAT32 نظام ملفات كامل من وجهة نظر الأمان. ومع ذلك ، يمكن استخدام نقاط ضعفها لأغراضك الخاصة. على سبيل المثال ، إذا قمت بنسخ أي ملفات من قسم NTFS إلى وحدة تخزين FAT32 ، فسيتم مسحها من جميع البيانات الوصفية ، بالإضافة إلى الأذونات الموروثة والمحددة بشكل خاص. فقط الدهون لا تدعمهم.

exFAT

على عكس FAT12 / 16/32 ، تم تصميم exFAT خصيصًا لـ USB Flash وبطاقات الذاكرة الكبيرة (≥ 32 جيجا بايت). يزيل FAT الممتد عيوب FAT32 المذكورة أعلاه - الكتابة فوق نفس القطاعات مع أي تغيير. كنظام 64 بت ، ليس له حدود عملية على حجم ملف واحد. من الناحية النظرية ، يمكن أن يصل طوله إلى 2 ^ 64 بايت (16 EB) ، ولن تظهر بطاقات بهذا الحجم قريبًا.

هناك اختلاف أساسي آخر بين exFAT وهو دعم قوائم التحكم في الوصول (ACLs). لم يعد هذا هو الشيء البسيط نفسه منذ التسعينيات ، ومع ذلك ، فإن قرب التنسيق يمنع إدخال exFAT. يتم تنفيذ دعم ExFAT بشكل كامل وقانوني فقط في Windows (بدءًا من XP SP2) و OS X (بدءًا من 10.6.5). في Linux و * BSD ، إما أنها مدعومة بشكل محدود أو مدعومة بشكل غير قانوني. تطلب Microsoft تراخيص لاستخدام exFAT ، وهناك الكثير من الجدل القانوني في هذا المجال.

btrfs

نظام ملفات B-tree بارز آخر يسمى Btrfs. ظهر FS هذا في عام 2007 وتم إنشاؤه في الأصل في Oracle بهدف العمل مع SSD و RAID. على سبيل المثال ، يمكن تحجيمها ديناميكيًا: قم بإنشاء inodes جديدة مباشرة على النظام قيد التشغيل أو قسّم وحدة التخزين إلى وحدات تخزين فرعية دون تخصيص مساحة خالية لها.

تتيح لك آلية النسخ عند الكتابة المطبقة في Btrfs والتكامل الكامل مع الوحدة النمطية Device mapper kernel إمكانية عمل لقطات فورية تقريبًا من خلال أجهزة الحظر الافتراضية. يعمل الضغط المسبق على البيانات (zlib أو lzo) وإلغاء البيانات المكررة على تسريع العمليات الأساسية ، مع إطالة عمر ذاكرة الفلاش. هذا ملحوظ بشكل خاص عند العمل مع قواعد البيانات (يتم تحقيق ضغط 2-4 مرات) والملفات الصغيرة (تتم كتابتها في كتل كبيرة منظمة ويمكن تخزينها مباشرة في "الأوراق").

يدعم Btrfs أيضًا التسجيل الكامل (البيانات والبيانات الوصفية) ، والتحقق من الحجم دون إلغاء التثبيت ، والعديد من الميزات الحديثة الأخرى. يتم نشر كود Btrfs بموجب ترخيص GPL. تم دعم نظام الملفات هذا باعتباره مستقرًا على Linux منذ إصدار kernel 4.3.1.

دفاتر السجلات

تنتمي جميع أنظمة الملفات الحديثة تقريبًا (ext3 / ext4 و NTFS و HFSX و Btrfs وغيرها) إلى المجموعة العامة للأنظمة اليومية ، نظرًا لأنها تتعقب التغييرات التي تم إجراؤها في سجل منفصل (مجلة) وتحقق منها في حالة من الفشل أثناء عمليات القرص. ومع ذلك ، تختلف دقة التسجيل والتسامح مع الخطأ بين أنظمة الملفات هذه.

يدعم ext3 ثلاثة أوضاع للتسجيل: الاسترجاع ، والتسجيل المرتب ، والتسجيل الكامل. يتضمن الوضع الأول كتابة التغييرات العامة فقط (البيانات الوصفية) ، والتي يتم إجراؤها بشكل غير متزامن فيما يتعلق بالتغييرات في البيانات نفسها. يقوم الوضع الثاني بنفس كتابة البيانات الوصفية ، ولكن بدقة قبل إجراء أي تغييرات. الوضع الثالث يكافئ التسجيل الكامل (التغييرات في كل من البيانات الوصفية والملفات نفسها).

يوفر الخيار الأخير فقط تكامل البيانات. يعمل الاثنان الآخران فقط على تسريع اكتشاف الأخطاء أثناء الفحص ويضمنان استعادة سلامة نظام الملفات نفسه ، ولكن ليس محتويات الملفات.

تسجيل دفتر اليومية في NTFS مشابه لوضع التسجيل الثاني في ext3. يتم تسجيل التغييرات التي يتم إجراؤها على البيانات الوصفية فقط ، وقد تُفقد البيانات نفسها في حالة حدوث فشل. لم يكن المقصود من طريقة تسجيل اليوميات هذه في NTFS أن تكون وسيلة لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية ، ولكن فقط كحل وسط بين السرعة والتسامح مع الخطأ. هذا هو السبب في أن الأشخاص الذين اعتادوا على العمل مع أنظمة مسجلة بشكل كامل يعتبرون NTFS مجلة زائفة.

النهج المطبق في NTFS هو في بعض النواحي أفضل من الافتراضي في ext3. يقوم NTFS أيضًا بإنشاء نقاط تفتيش بشكل دوري للتأكد من اكتمال جميع عمليات القرص المعلقة مسبقًا. لا علاقة لنقاط التفتيش بنقاط الاستعادة في \ معلومات وحدة تخزين النظام \. هذه مجرد إدخالات خدمة في السجل.

تُظهر الممارسة أنه في معظم الحالات ، يكون تسجيل يوميات NTFS الجزئي كافيًا لعملية خالية من المتاعب. بعد كل شيء ، حتى مع انقطاع التيار الكهربائي الحاد ، لا يتم إلغاء تنشيط أجهزة القرص على الفور. يوفر مصدر الطاقة والمكثفات العديدة الموجودة في محركات الأقراص نفسها الحد الأدنى من الطاقة الكافية لإكمال عملية الكتابة الحالية. مع محركات أقراص الحالة الصلبة الحديثة ، بسرعتها وكفاءتها ، فإن نفس كمية الطاقة عادة ما تكون كافية لأداء العمليات المعلقة. قد تؤدي محاولة التبديل إلى التسجيل الكامل إلى تقليل سرعة معظم العمليات في بعض الأحيان.

نقوم بتوصيل أنظمة ملفات الطرف الثالث في Windows

يقتصر استخدام أنظمة الملفات على دعمها على مستوى نظام التشغيل. على سبيل المثال ، لا يفهم Windows ext2 / 3/4 و HFS + ، ولكن في بعض الأحيان تحتاج إلى استخدامها. يمكنك القيام بذلك عن طريق إضافة برنامج التشغيل المناسب.

تحذير

معظم برامج التشغيل والمكونات الإضافية لأنظمة الملفات التابعة لجهات خارجية لها حدودها ولا تعمل دائمًا بشكل مستقر. قد تتعارض مع برامج التشغيل الأخرى وبرامج مكافحة الفيروسات والافتراضية.

برنامج تشغيل مفتوح المصدر لقراءة وكتابة أقسام ext2 / 3 مع دعم جزئي لـ ext4. يدعم أحدث إصدار نطاقات وأقسام تصل إلى 16 تيرابايت. LVM وقوائم التحكم في الوصول والسمات الموسعة غير مدعومة.

هناك مكون إضافي مجاني لـ Total Commander. يدعم قراءة أقسام ext2 / 3/4.

coLinux هو منفذ مفتوح ومجاني لنواة Linux. إلى جانب برنامج تشغيل 32 بت ، يتيح لك تشغيل Linux على Windows 2000 إلى 7 دون استخدام تقنيات المحاكاة الافتراضية. يدعم إصدارات 32 بت فقط. تم إلغاء تطوير تعديل 64 بت. يسمح coLinux ، من بين أشياء أخرى ، بتنظيم الوصول إلى أقسام ext2 / 3/4 من Windows. تم تعليق دعم المشروع في عام 2014.

قد يحتوي Windows 10 بالفعل على دعم مدمج لأنظمة الملفات الخاصة بـ Linux ، إنه مخفي فقط. تم اقتراح هذه الأفكار بواسطة برنامج تشغيل مستوى kernel Lxcore.sys وخدمة LxssManager ، التي يتم تحميلها كمكتبة بواسطة عملية Svchost.exe. لمزيد من المعلومات حول هذا ، راجع حديث Alex Ionescu "The Linux Kernel Hidden Inside Windows 10" في Black Hat 2016.

ExtFS لنظام التشغيل Windows هو برنامج تشغيل مدفوع تم إصداره بواسطة Paragon. يعمل على نظام التشغيل Windows 7 إلى 10 ، ويدعم الوصول للقراءة / الكتابة لمجلدات ext2 / 3/4. يوفر دعمًا شبه كامل لـ ext4 على Windows.

HFS + لنظام التشغيل Windows 10 هو برنامج تشغيل مملوك آخر من Paragon Software. على الرغم من الاسم ، إلا أنه يعمل في جميع إصدارات Windows بدءًا من XP. يوفر وصولاً كاملاً إلى أنظمة ملفات HFS + / HFSX على الأقراص بأي تخطيط (MBR / GPT).

WinBtrfs هو تطوير مبكر لبرنامج تشغيل Btrfs لنظام التشغيل Windows. بالفعل في الإصدار 0.6 ، يدعم كلا من القراءة والكتابة لوحدات تخزين Btrfs. يمكنه التعامل مع الروابط الصلبة والرمزية ، ويدعم تدفقات البيانات البديلة ، وقوائم التحكم في الوصول ، ونوعين من الضغط ووضع القراءة / الكتابة غير المتزامن. بينما لا يعرف WinBtrfs كيفية استخدام mkfs.btrfs و btrfs-Balance والأدوات المساعدة الأخرى للحفاظ على نظام الملفات هذا.

قدرات وقيود أنظمة الملفات: جدول موجز

نظام الملفات	حجم ماكسي صغير الحجم	تحديد حجم ملف واحد	طول اسم الملف الخاص	نصف طول اسم الملف (بما في ذلك المسار من الجذر)	حد عدد الملفات و / أو الدلائل	دقة بيان تاريخ الملف / الكتالوج	حقوق Dos-tu-pa	روابط صلبة	روابط رمزية	طلقات فورية في الوريد (لقطات سريعة)	ضغط البيانات في الخلفية	تشفير البيانات في الخلفية	بيانات Dedu-pli-ka-tion
FAT16	2 جيجا بايت في 512 بايت قطاعات أو 4 جيجا بايت في 64 كيلو بايت مجموعات	2 جيجا بايت	255 بايت مع LFN	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
FAT32	8 تيرابايت في قطاعات 2 كيلوبايت	4 جيجا بايت (2 ^ 32-1 بايت)	255 بايت مع LFN	ما يصل إلى 32 دليلًا فرعيًا مع CDS	65460	10 مللي ثانية (إنشاء) / 2 ثانية (تغيير)	لا	لا	لا	لا	لا	لا	لا
exFAT	≈ 128 بيتابايت (2 ^ 32-1 مجموعات من 2 ^ 25-1 بايت) نظري / 512 تيرابايت بسبب حدود الجهات الخارجية	16 EB (2 ^ 64 - 1 بايت)			2796202 في الكتالوج	10 مللي ثانية	ACL	لا	لا	لا	لا	لا	لا
NTFS	256 تيرابايت في مجموعات 64 كيلو بايت أو 16 تيرابايت في مجموعات 4 كيلو بايت	16 تيرابايت (Win 7) / 256 تيرابايت (Win 8)	255 حرفًا Unicode (UTF-16)	32760 حرف Unicode ، لكن لا يزيد عن 255 حرفًا في كل عنصر	2^32-1	100 نانوثانية	ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم
HFS +	8 EB (2 ^ 63 بايت)	8 إب	255 حرفًا Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	2^32-1	1 ثانية	Unix ACL	نعم	نعم	لا	نعم	نعم	لا
APFS	8 EB (2 ^ 63 بايت)	8 إب	255 حرفًا Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	2^63	1 نانوثانية	Unix ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم
تحويلة 3	32 تيرابايت (نظريًا) / 16 تيرابايت في مجموعات بحجم 4 كيلوبايت (بسبب قيود أدوات برامج e2fs)	2 تيرابايت (نظريًا) / 16 جيجا بايت للبرامج القديمة	255 حرفًا Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	—	1 ثانية	Unix ACL	نعم	نعم	لا	لا	لا	لا
تحويلة 4	1 EB (نظريًا) / 16 تيرابايت في مجموعات 4 كيلوبايت (بسبب قيود أدوات برامج e2fs)	16 تيرابايت	255 حرفًا Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	4 مليارات	1 نانوثانية	بوسيكس	نعم	نعم	لا	لا	نعم	لا
F2FS	16 تيرابايت	3.94 تيرابايت	255 بايت	لا تقتصر على حدة	—	1 نانوثانية	بوسيكس ، ACL	نعم	نعم	لا	لا	نعم	لا
BTRFS	16 EB (2 ^ 64 - 1 بايت)	16 إب	255 حرفًا من أحرف ASCII	2 ^ 17 بايت	—	1 نانوثانية	بوسيكس ، ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم

لا يمكن تثبيت نظام التشغيل Windows إلا على نظام ملفات NTFS ، لذلك لا يكون لدى المستخدمين عادةً أسئلة حول نظام الملفات الذي يجب استخدامه. لكن نظام Linux مختلف تمامًا ، فهناك العديد من أنظمة الملفات مدمجة في نواة النظام ويمكن استخدامها ، كل منها مُحسَّن لحل مهام معينة وهو مناسب لها بشكل أفضل.

لا يفهم المستخدمون الجدد دائمًا ما هو قسم القرص الثابت ونظام الملفات. في مقالنا اليوم ، سنحاول فهم كل هذه المفاهيم ، والنظر في ماهية نظام الملفات ، وكذلك النظر في الأنواع الأكثر شيوعًا لأنظمة ملفات Linux. لكن لنبدأ بالأساسيات ، أقسام القرص.

عادةً ما يستخدم الكمبيوتر محرك أقراص ثابتًا واحدًا ، ولكن للراحة ، يتم تقسيم كل المساحة المتاحة إلى أقسام ، تُعرف في Windows باسم الأقراص ، وفي Linux تسمى الأقسام. لكي يعرف نظام التشغيل عدد الأقسام الموجودة على القرص وحدودها المادية ، يتم استخدام جدول الأقسام. يمكن أن يكون من نوعين -. في هذه المقالة ، لن نفكر فيها بالتفصيل. لا يسعني إلا أن أقول إن هناك تسمية القسم ورقمه التسلسلي وعنوان البداية والنهاية على القرص الصلب.

ما هو نظام الملفات؟

بالإضافة إلى. لكي يتمكن كل قسم من العمل مع الملفات والدلائل ، يلزم وجود نظام ملفات. يمكننا ببساطة كتابة محتويات الملفات على القرص ، لكننا ما زلنا بحاجة إلى تخزين البيانات حول المجلدات وأسماء الملفات وحجمها وعنوانها على القرص الثابت وسمات الوصول في مكان آخر. كل هذا يتم بواسطة نظام الملفات.

يعتمد الكثير على نظام الملفات وسرعة العمل مع الملفات وسرعة الكتابة وحتى حجم الملفات. أيضًا ، ستعتمد سلامة ملفاتك على استقرار نظام الملفات.

أنواع أنظمة ملفات Linux

تُستخدم أنظمة الملفات في Linux ليس فقط للعمل مع الملفات الموجودة على القرص ، ولكن أيضًا لتخزين البيانات في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو الوصول إلى تكوين kernel أثناء تشغيل النظام. بعد ذلك ، سننظر في أنواع أنظمة ملفات Linux ، بما في ذلك أنظمة الملفات الخاصة.

أنظمة الملفات الرئيسية

تتيح لك كل توزيعة Linux استخدام أحد أنظمة الملفات هذه ، ولكل منها مزاياها وعيوبها:

• ext2 ؛
• ext3 ؛
• ext4 ؛
• ReiserFS.
• btrfs.

كل منهم مدرج في النواة ويمكن استخدامه كنظام ملفات الجذر. دعونا نلقي نظرة على كل منهم بمزيد من التفصيل.

ext2، ext3، ext4أو نظام الملفات الممتدهو نظام الملفات القياسي لنظام التشغيل Linux. تم تطويره لـ Minix. إنه الأكثر استقرارًا من بين جميع الأنظمة الموجودة ، نادرًا ما تتغير قاعدة التعليمات البرمجية ويحتوي نظام الملفات هذا على معظم الميزات. تم تطوير إصدار ext2 خصيصًا لنظام التشغيل Linux وتلقى العديد من التحسينات.

في عام 2001 ، تم إصدار ext3 ، مما أضاف المزيد من الاستقرار من خلال استخدام دفتر اليومية. في عام 2006 ، تم إطلاق إصدار ext4 ، والذي تستخدمه جميع توزيعات Linux حتى اليوم. تم إجراء العديد من التحسينات عليه ، بما في ذلك زيادة الحد الأقصى لحجم القسم إلى واحد إكسابايت.

JFSأو نظام الملفات المجلةتم تطويره بواسطة IBM لـ AIX UNIX وتم استخدامه كبديل لأنظمة الملفات الإضافية. الآن يتم استخدامه عند الحاجة إلى الاستقرار العالي والحد الأدنى من استهلاك الموارد. عند تطوير نظام الملفات ، كان الهدف هو إنشاء نظام ملفات أكثر كفاءة لأجهزة الكمبيوتر متعددة المعالجات. مثل ext ، هو نظام ملفات مسجل في دفتر اليومية ، ولكن يتم تخزين البيانات الوصفية فقط في المجلة ، مما قد يؤدي إلى استخدام إصدارات أقدم من الملفات بعد التعطل.

ReiserFS- تم تطويره لاحقًا كبديل لـ ext3 مع أداء أفضل وميزات أكثر. تم تطويره تحت إشراف Hans Reiser ويدعم Linux فقط. من بين الميزات ، يمكن للمرء ملاحظة حجم الكتلة الديناميكي ، والذي يسمح لك بتجميع العديد من الملفات الصغيرة في كتلة واحدة ، مما يمنع التجزئة ويحسن العمل مع الملفات الصغيرة.

ميزة أخرى هي القدرة على تغيير حجم الأقسام أثناء التنقل. لكن العيب هو بعض عدم الاستقرار وخطر فقدان البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي. اعتاد ReiserFS أن يكون الإعداد الافتراضي على SUSE Linux ، لكن الآن تحول المطورون إلى Btrfs.

XFSهو نظام ملفات عالي الأداء تم تطويره بواسطة Silicon Graphics لنظام التشغيل الخاص بها في عام 2001. تم تصميمه في الأصل للملفات الكبيرة ، ودعم الأقراص حتى 2 تيرابايت. من بين مزايا نظام الملفات ، يمكن ملاحظة السرعة العالية للعمل مع الملفات الكبيرة ، والتخصيص المتأخر للمساحة ، وزيادة الأقسام أثناء التنقل ، وصغر حجم معلومات الخدمة.

XFS هو نظام ملفات مسجل في دفتر اليومية ، ولكن على عكس ext ، تتم كتابة تغييرات البيانات الوصفية فقط في المجلة. يتم استخدامه بشكل افتراضي في التوزيعات المستندة إلى Red Hat. من بين العيوب استحالة تقليل الحجم وصعوبة استعادة البيانات وخطر فقدان الملفات أثناء التسجيل إذا كان هناك انقطاع غير متوقع في الطاقة ، لأن معظم البيانات موجودة في الذاكرة.

btrfsأو نظام ملفات B-Treeهو نظام ملفات جديد تمامًا يركز على التسامح مع الأخطاء وسهولة الإدارة واستعادة البيانات. يشتمل نظام الملفات على الكثير من الميزات الجديدة المثيرة مثل التقسيم المتعدد ، ودعم وحدات التخزين الفرعية ، وتغيير الحجم أثناء التنقل ، واللقطات ، والأداء العالي. لكن العديد من المستخدمين يعتبرونه غير مستقر. ومع ذلك ، يتم استخدامه بالفعل كنظام ملفات افتراضي في OpenSUSE و SUSE Linux.

أنظمة الملفات الأخرى مثل NTFS و FAT و HFSيمكن استخدامها على Linux ، لكن نظام ملفات الجذر linux غير مثبت عليها ، لأنها غير مصممة لهذا الغرض.

أنظمة الملفات الخاصة

يستخدم Linux kernel أنظمة ملفات خاصة لمنح المستخدم والبرامج إمكانية الوصول إلى الإعدادات والمعلومات الخاصة بهم. الخيارات الأكثر شيوعًا التي ستواجهها هي:

• tmpfs.
• procfs.
• sysfs.

نظام الملفات tmpfsيسمح لك بوضع أي ملفات مستخدم في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر. يكفي إنشاء جهاز كتلة بالحجم المطلوب ، ثم توصيله بمجلد ، ويمكنك كتابة الملفات على ذاكرة الوصول العشوائي.

procfs- يتم تثبيته على مجلد proc افتراضيًا ويحتوي على جميع المعلومات المتعلقة بالعمليات الجارية في النظام ، بالإضافة إلى النواة نفسها.

sysfs- باستخدام نظام الملفات هذا ، يمكنك ضبط إعدادات kernel المختلفة في وقت التشغيل.

أنظمة الملفات الافتراضية

ليست كل أنظمة الملفات مطلوبة في النواة. هناك بعض الحلول التي يمكن تنفيذها في مساحة المستخدم أيضًا. أنشأ مطورو النواة وحدة FUSE (نظام الملفات في مساحة المستخدمين) ، والتي تتيح لك إنشاء أنظمة ملفات في مساحة المستخدمين. تتضمن أنظمة الملفات الظاهرية FS للتشفير وأنظمة ملفات الشبكة.

EncFS- نظام ملفات يقوم بتشفير جميع الملفات وحفظها بشكل مشفر في الدليل المطلوب. يمكنك الوصول إلى البيانات التي تم فك تشفيرها فقط عن طريق تركيب نظام الملفات.

Aufs (OtherUnionFS)- يسمح لك بدمج عدة أنظمة ملفات (مجلدات) في نظام واحد مشترك.

NFS (نظام ملفات الشبكة)- يسمح لك بتثبيت نظام الملفات الخاص بجهاز كمبيوتر بعيد عبر الشبكة.

هناك الكثير من أنظمة الملفات هذه ، ولن نقوم بإدراجها جميعًا في هذه المقالة. حتى أن هناك خيارات غريبة للغاية ، انتبه لمشروع PIfs.

الموجودات

في هذه المقالة ، نظرنا في أنواع أنظمة ملفات Linux. كما ترى ، كل شيء هنا أكثر تعقيدًا مما هو عليه في Windows. لكن في الحقيقة ، كل شيء بسيط. إذا كنت بحاجة إلى نظام ملفات لينكس الأكثر استقرارًا ، فإن ext4 هو الحل الأفضل ، فأنت تريد تقنيات جديدة - btrfs ، للملفات الصغيرة - riser4 ، للملفات الكبيرة - XFS. ما هي أنظمة ملفات لينكس التي تفضلها؟ اكتب في التعليقات!

في نهاية الفيديو حول ما هو نظام الملفات وهيكله في لينكس:

مرحبا قراء موقعي ، أردت أن أخبركم عنه موجودو أنظمة الملفات الجديدة، وكذلك مساعدتها بشكل صحيح أختر. بعد كل شيء ، يعتمد الاختيار على سرعة العمل والراحة والصحة ، لأن. عندما يتجمد الكمبيوتر ويبطئ لا اعتقد انه يعجبك ويؤثر على اعصابك بالطريقة الصحيحة 🙂

ما هو نظام الملفات وما الغرض منه؟

بعبارات بسيطة ، هذا نظام يستخدم لتخزين الملفات والمجلدات على محرك أقراص ثابت أو وسائط أخرى ، محرك أقراص فلاش ، هاتف ، كاميرا ، إلخ. وأيضًا لتنظيم الملفات والمجلدات: نقلها ونسخها وإعادة تسميتها. لذا فإن هذا النظام مسؤول عن جميع ملفاتك ، وهذا هو سبب أهميته.

إذا اخترت نظام الملفات الخاطئ ، فقد لا يعمل جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشكل صحيح ، ويتجمد ، ويتجمد ، ويتلقى المعلومات ببطء ، والأسوأ من ذلك ، أن تلف البيانات ممكن. هذا جيد إن لم يكن نظاميًا ، وإلا فسيظهر. والأهم من ذلك ، إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يتباطأ لهذا السبب ، فلن يساعدك تنظيف القمامة!

أنواع أنظمة الملفات؟

العديد من أنظمة الملفات أصبحت بالفعل شيئًا من الماضي ، وبعضها يتمسك بأرجلهم الأخيرة ، لأن. تتزايد التقنيات الحديثة وتنمو كل يوم ، والآن هناك نظام ملفات جديد تمامًا في الطريق ، ويمكنه تحقيق ذلك خلفه مستقبل! دعونا نرى من أين بدأ كل شيء.

الدهون 12

جدول تخصيص ملف الدهونفي الترجمة جدول تخصيص الملفات. في البداية كان نظام الملفات 12 بت ، باستخدام 4096 مجموعة كحد أقصى. تم تطويره منذ وقت طويل جدًا ، في أيام DOS ، وكان يستخدم للأقراص المرنة ومحركات الأقراص الصغيرة حتى 16 ميجا بايت. لكن حل الدهون 16 الأكثر تقدمًا ليحل محله.

الدهون 16

هذه نظام الملفاتاحتوت بالفعل على 65525 ودعمت أقراص 4.2 جيجا بايت ، في ذلك الوقت كانت ترفًا وبالتالي قامت بعمل جيد في ذلك الوقت. لكن حجم الملف لا يمكن أن يتجاوز 2 غيغابايت ، ومن حيث التوفير ، فهو ليس الخيار الأفضل ، فكلما زاد حجم الملف ، زادت المساحة التي تشغلها الكتلة. لذلك ، فإن الحجم الذي يزيد عن 512 ميجابايت غير مربح للاستخدام. يوضح الجدول مقدار ما يستغرقه حجم القطاع اعتمادًا على حجم الوسائط.

على الرغم من أن النظام تعامل في ذلك الوقت ، إلا أنه ظهر في المستقبل عدد من أوجه القصور:

1. لا يمكنك العمل مع محركات أقراص صلبة أكبر من 8 جيجا بايت.

2. لا يمكنك إنشاء ملفات أكبر من 2 جيجا بايت.

3. لا يمكن أن يحتوي المجلد الجذر على أكثر من 512 عنصرًا.

4. عدم القدرة على العمل مع أقسام القرص الأكبر من 2 جيجا بايت.

الدهون 32

التقنيات الحديثة لا تقف مكتوفة الأيدي ومع مرور الوقت ، لم يكن نظام الدهون 16 كافياً و جاء ليحل محل الدهون 32. كان هذا النظام قادرًا بالفعل على دعم أقراص بحجم يصل إلى 2 تيرابايت (2048 جيجا بايت) ومساحة قرص مستخدمة اقتصاديًا بالفعل من خلال مجموعات أصغر. ميزة أخرى هي أنه لا توجد قيود على استخدام الملفات في المجلد الجذر وهو أكثر موثوقية من الإصدارات السابقة. لكن أكبر سلبي في الوقت الحالي هو أن الملفات يمكن أن تتلف ومن الجيد ألا يؤدي ذلك إلى. والعيب الرئيسي الثاني هو أن الملفات الآن تتجاوز حجمها أكثر من 4 جيجا بايت ، ولا يدعم النظام حجمًا أكبر لملف واحد. ما يسأله المستخدمون غالبًا هو لماذا لا يمكنني تنزيل فيلم بحجم 7 غيغابايت ، على الرغم من وجود مساحة خالية تبلغ 100 غيغابايت على القرص ، هذه هي المشكلة برمتها.

لهذا السبب سلبياتوهنا يكفي:

1. لا يدعم النظام الملفات التي يزيد حجمها عن 4 جيجابايت.

2. النظام عرضة لتجزئة الملفات ، مما يؤدي إلى إبطاء النظام.

3. تخضع ملف الفساد.

4. في الوقت الحالي ، توجد بالفعل أقراص أكبر من 2 تيرابايت.

NTFS

وهنا يأتي البديل نظام جديد نتفس(نظام ملفات التكنولوجيا الجديدة) ما تمت ترجمته نظام الملفات تكنولوجيا جديدة، حيث تم إزالة عدد من أوجه القصور ، ولكن هناك أيضًا عيوب كافية. هذا النظام هو الأحدث المعتمد ، بصرف النظر عن النظام الجديد الذي سأتحدث عنه أدناه. ظهر النظام في التسعينيات ، وتمت الموافقة عليه في عام 2001 مع إصدار windows xp ولا يزال يستخدم حتى اليوم. يدعم محركات تصل إلى 18 تيرابايت ، رائع ، أليس كذلك؟ وعند تجزئة الملفات ، لا تضيع السرعة بشكل ملحوظ. لقد وصل الأمن بالفعل إلى مستويات عالية ، في حالة حدوث فشل ، من غير المحتمل حدوث تلف في المعلومات.

سلبياتوهنا سيكون:

1. استهلاك ذاكرة الوصول العشوائي ، إذا كان لديك أقل من 64 ميغا بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، فلا ينصح بتثبيتها.

2. عند وجود 10٪ المتبقية من المساحة الخالية على القرص الصلب ، يبدأ النظام في التباطؤ بشكل ملحوظ.

3. قد يكون العمل بكمية صغيرة من محرك الأقراص صعبًا.

ReFS الجديدة

علامة تجارية جديدة نظام ملفات ReFS (نظام الملفات المرن) في الترجمة هو نظام ملفات متسامح مع الأخطاء مصمم لنظام تشغيل Windows الجديد ، والذي قد يكون موجودًا خلفه مستقبل!وفقًا للمطورين ، يجب أن يكون النظام موثوقًا للغاية وسيتم دعمه قريبًا على أنظمة التشغيل الأخرى بعد الانتهاء. فيما يلي جدول الاختلافات:

كما ترى ، يدعم النظام الجديد مساحة أكبر على القرص ، والمزيد من الأحرف في المسار واسم الملف. يعد النظام بأن يكون أكثر أمانًا مع الحد الأدنى من التعطيل بسبب البنية الجديدة وطريقة التسجيل المختلفة. بينما واحد فقط مرئي الايجابيات، ولكن إلى أي مدى هذا صحيح لم يعرف بعد. بعد الموافقة الكاملة ، عدد من سلبيات. لكن في الوقت الحالي ، لا يزال هذا لغزًا. دعونا نأمل أن يجلب لنا نظام الملفات الجديد فقط مشاعر إيجابية منه.

أي نظام ملفات تختار؟

من الأفضل ارتداء جهاز كمبيوتر جيد الأداء نتفس، ستكون أكثر إنتاجية وأمانًا لهذه الأغراض. لا يوصى بالتثبيت على أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على محرك أقراص ثابت أقل من 32 جيجا بايت و 64 ميجا بايت من ذاكرة الوصول العشوائي. والمرأة العجوز الدهون 32يمكن وضعها على محركات أقراص فلاش بكمية صغيرة ، tk. يمكن أن يكون الأداء أفضل. وشيء آخر ، بعد أن قمت بتهيئة محرك أقراص فلاش لهاتف ، وكاميرا رقمية وأجهزة إلكترونية أخرى بتنسيق ntfs ، قد يكون لديك أخطاء ، لأن. قد لا تدعم بعض الأجهزة ntfs أو قد تبطئ معها وتتعطل. لذلك قبل التهيئة ، تأكد من أي نظام ملفات هو الأفضل لجهازك.

هناك أنواع أخرى من أنظمة الملفات ، على سبيل المثال لنظام Linux XFS, ReiserFS (Reiser3), JFS (نظام الملفات المجلة), ext (نظام ملفات ممتد), ext2 (نظام الملفات الممتد الثاني), ext3 (نظام الملفات الثالث الممتد), Reiser4, ext4, Btrfs (B-tree FS أو Butter FS), تكس 2, تكس 3, شيافس, ZFS (نظام ملفات Zettabyte)لكن هذه قصة مختلفة تمامًا ...