Tiedostojärjestelmä on prosessi, jolla hallinnoidaan, miten ja missä tietoja tallennuslevyllä, jota kutsutaan myös tiedostojen hallintaksi tai FS:ksi. Se on looginen levykomponentti, joka pakkaa tiedostot, jotka on jaettu ryhmiin, joita kutsutaan hakemistoiksi. Se on ihmiskäyttäjälle abstrakti ja liittyy tietokoneeseen; näin ollen se hallitsee levyn sisäisiä toimintoja. Hakemistoissa voi olla tiedostoja ja muita hakemistoja. Vaikka Windowsilla on useita tiedostojärjestelmiä, NTFS on nykyajan yleisin. Samannimisen tiedoston olemassaolo olisi mahdotonta ja asennettujen ohjelmien poistaminen ja tiettyjen tiedostojen palauttaminen ilman tiedostonhallintaa, samoin kuin tiedostoilla ei olisi organisaatiota ilman tiedostorakennetta. Tiedostojärjestelmän avulla voit tarkastella tiedostoa nykyisessä hakemistossa, koska tiedostoja hallitaan usein hierarkiassa.

Levyllä (esim. kiintolevyasemalla) on tiedostojärjestelmä tyypistä ja käytöstä huolimatta. Se sisältää myös tietoja tiedoston koosta, tiedoston nimestä, tiedoston sijainnin fragmenttitiedoista ja siitä, missä levytiedot on tallennettu, ja kuvailee myös, kuinka käyttäjä tai sovellus voi käyttää tietoja. Toiminnot, kuten metatiedot, tiedostojen nimeäminen, tallennustilan hallinta ja hakemistot/kansiot, ovat kaikki tiedostojärjestelmän hallinnassa.

Tallennuslaitteessa tiedostot tallennetaan sektoreihin, joissa tiedot on tallennettu sektoriryhmiin, joita kutsutaan lohkoiksi. Tiedostojärjestelmä tunnistaa tiedostojen koon ja sijainnin, ja se auttaa myös tunnistamaan, mitkä sektorit ovat valmiita käytettäväksi. Windowsin lisäksi on joitain muita käyttöjärjestelmiä, jotka sisältävät FAT- ja NTFS-tiedostojärjestelmän. Mutta Applen tuotteet (kuten iOS ja macOS) käyttävät HFS+:aa käyttöjärjestelmänä monien erilaisten tiedostojärjestelmien horisonttina.

leikkaa java-joukko

Joskus termiä 'tiedostojärjestelmä' käytetään viitattaessa osioihin. Jos esimerkiksi sanotaan 'kiintolevyllä on kaksi tiedostojärjestelmää', sen ei tarvitse tarkoittaa, että asema on jaettu kahden tiedostojärjestelmän, NTFS ja FAT, kesken. Mutta se tarkoittaa, että siellä on kaksi erillistä osiota, jotka käyttävät samaa fyysistä levyä.

Useimmat sovellukset, joiden kanssa olet tekemisissä, vaativat tiedostojärjestelmän toimiakseen. siksi jokaisella osiolla pitäisi olla yksi. Lisäksi, jos ohjelma on rakennettu käytettäväksi macOS:ssä, et voi käyttää tätä ohjelmaa Windowsissa, koska ohjelmat ovat tiedostojärjestelmäriippuvaisia.

Esimerkkejä tiedostojärjestelmistä

Alla on esimerkkejä tiedostojärjestelmistä:

RASVA: FAT on eräänlainen tiedostojärjestelmä, joka on kehitetty kiintolevyille. Se on lyhenne sanoista tiedostojen allokaatiotaulukko, ja se otettiin käyttöön ensimmäisen kerran vuonna 1977, ja sitä käytetään 12 tai 16 bitin kutakin klusterin pääsyä kohden tiedostojen allokaatiotaulukkoon (FAT). Kiintolevyillä ja muissa tietokonejärjestelmissä se auttaa hallitsemaan tiedostoja Microsoft-käyttöjärjestelmissä. Laitteissa, kuten digitaalikameroissa, flash-muistissa ja muissa kannettavissa laitteissa, sitä käytetään usein myös tiedostotietojen tallentamiseen. Se auttaa myös pidentämään kiintolevyn käyttöikää, koska se minimoi kiintolevyn kulumisen. Nykyään Microsoft Windowsin uudemmat versiot, kuten Windows XP, Vista, 7 ja 10, eivät käytä FATia, koska ne käyttävät NTFS:ää. The FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 ovat kaikki eri FAT-tyyppejä (tiedostojen varaustaulukkoa varten).

GFS: GFS on tiedostojärjestelmä, joka tulee sanoista Global File System. Se pystyy mahdollistamaan useiden tietokoneiden toimimisen integroituna koneena, joka kehitettiin ensimmäisen kerran Minnesotan yliopistossa. Mutta nyt sitä ylläpitää Red Hat. Kun kahden tai useamman tietokoneen fyysinen etäisyys on suuri eivätkä ne pysty lähettämään tiedostoja suoraan toistensa kanssa, GFS-tiedostojärjestelmä mahdollistaa ne jakamaan tiedostoryhmän suoraan. Tietokone voi järjestää I/O:nsa säilyttääkseen tiedostojärjestelmät globaalin tiedostojärjestelmän avulla.

HFS: HFS (Hierarchical file system) on tiedostojärjestelmä, jota käytetään Macintosh-tietokoneessa hakemiston luomiseen kiintolevyn alustuksen yhteydessä. Yleensä sen perustoiminto on järjestää tai säilyttää tiedostoja Macintoshin kiintolevyllä. Apple ei pysty tukemaan HFS-levyille kirjoittamista tai alustamista sen jälkeen, kun OS X tuli markkinoille. Windows-tietokoneet eivät myöskään tunnista HFS-muotoisia asemia, koska HFS on Macintosh-muoto. Windows-kiintolevyt alustetaan WIN32- tai NTFS-tiedostojärjestelmien avulla.

NTFS: NTFS on tiedostojärjestelmä, joka tarkoittaa NT-tiedostojärjestelmää ja joka tallentaa ja hakee tiedostoja Windows NT -käyttöjärjestelmässä ja muissa Windows-versioissa, kuten Windows 2000, Windows XP, Windows 7 ja Windows 10. Joskus sitä kutsutaan uudeksi teknologiaksi. Tiedostojärjestelmä. Verrattuna FAT- ja HPFS-tiedostojärjestelmään, se tarjoaa parempia menetelmiä tiedostojen palautukseen ja tietojen suojaamiseen ja tarjoaa useita parannuksia laajennettavuuden, turvallisuuden ja suorituskyvyn suhteen.

2-1 multiplekseri

UDF: UDF on tiedostojärjestelmä, joka on lyhenne sanoista Universal Disk Format ja jota OSTA (Optical Storage Technology Association) kehitti ensimmäisen kerran vuonna 1995 varmistamaan useille optisille tietovälineille kirjoitetun tiedon yhdenmukaisuus. Sitä käytetään CD-ROM- ja DVD-ROM-levyjen kanssa, ja sitä tuetaan kaikissa käyttöjärjestelmissä. Nyt sitä käytetään CD-R- ja CD-RW-levyjen prosessissa, jota kutsutaan pakettikirjoitukseksi.

Tiedostojärjestelmän arkkitehtuuri

Tiedostojärjestelmä sisältää kaksi tai kolme kerrosta. Joskus nämä kerrokset toimivat yhdistettyinä ja joskus ne erotetaan erikseen. Tiedostotoimintoja varten API (Application Program Interface) on looginen tiedostojärjestelmä, kuten OPEN, CLOSE, READ ja paljon muuta, koska se on vastuussa vuorovaikutuksesta käyttäjäsovelluksen kanssa. Lisäksi pyydetty toiminto välitetään käsittelyä varten sen alapuolella olevalle tasolle. Lisäksi fyysisten tiedostojärjestelmien useissa samanaikaisissa tapauksissa toinen valinnainen kerros sallii tuen, joka on virtuaalinen tiedostojärjestelmä. Ja jokaista samanaikaista esiintymää kutsutaan tiedostojärjestelmän toteutukseksi.

Kolmas kerros vastaa puskuroinnin ja muistinhallinnan käsittelystä, jota kutsutaan fyysiseksi tiedostojärjestelmäksi. Se koskee tallennuslaitteen fyysistä toimintaa ja käsittelee fyysisiä lohkoja, joita luetaan tai kirjoitetaan. Lisäksi tallennuslaitteen ohjaamiseksi tämä kerros on vuorovaikutuksessa kanavan ja laiteajurien kanssa.

Tiedostojärjestelmien tyypit

On olemassa erilaisia ​​tiedostojärjestelmiä, jotka ovat seuraavat:

1. Levytiedostojärjestelmät

Levyllä olevalla tallennusvälineellä levytiedostojärjestelmä pystyy käsittelemään tietoja satunnaisesti muutamassa ajassa. Se sisältää myös ennakoinnin, joka johti tietojen käytön nopeuteen. Riippumatta tietojen peräkkäisestä sijainnista, useat käyttäjät voivat käyttää useita levyllä olevia tietoja levytiedostojärjestelmän avulla.

2. Flash-tiedostojärjestelmät

ubuntu build essentials

Flash-tiedostojärjestelmä on vastuussa flash-muistin rajoituksista, suorituskyvystä ja erityisominaisuuksista. On parempi käyttää tiedostojärjestelmää, joka on suunniteltu flash-laitteille; levytiedostojärjestelmä on kuitenkin perustallennusväline, joka voi käyttää flash-muistilaitetta.

3. Nauhatiedostojärjestelmät

Nauhatiedostojärjestelmää käytetään tiedostojen säilyttämiseen nauhalla, koska se on nauhamuoto ja tiedostojärjestelmä. Levyihin verrattuna magneettinauhat ovat tehokkaampia tietojen käsittelyssä pitkään, mikä on haaste yleiskäyttöiselle tiedostojärjestelmälle luomisen ja tehokkaan hallinnan kannalta.

4. Tietokantatiedostojärjestelmät

Tietokantapohjainen tiedostojärjestelmä on toinen tapa tiedostojen hallintaan. Tiedostot tunnistetaan niiden ominaisuuksien (kuten tiedostotyypin, tekijän, aiheen jne.) perusteella hierarkkisen strukturoidun hallinnan sijaan.

5. Tapahtuman tiedostojärjestelmät

Jotkin ohjelmat vaativat yhden tai useamman muutoksen epäonnistuakseen jostain syystä tai tarvitsevat useita tiedostojärjestelmään muutoksia, mutta eivät tee muutoksia. Ohjelma voi esimerkiksi kirjoittaa konfiguraatiotiedostoja tai kirjastoja vaatia suoritettavia tiedostoja ohjelmiston asennuksen tai päivityksen yhteydessä. Ohjelmisto voi olla käyttökelvoton tai rikki, jos ohjelmisto pysäytetään päivityksen tai asennuksen aikana. Myös koko järjestelmä voi jäädä käyttökelvottomaksi, jos ohjelmiston asennus- tai päivitysprosessi on kesken.

6. Verkkotiedostojärjestelmät

java-tietokanta jdbc

Verkkotiedostojärjestelmä tarjoaa pääsyn palvelimella oleviin tiedostoihin. Etäverkkoon yhdistetyissä tietokoneissa ohjelmat pystyvät paikallisten rajapintojen avulla luomaan, hallitsemaan ja käyttämään läpinäkyvästi hierarkkisia tiedostoja ja hakemistoja. Tiedostojärjestelmän kaltaiset FTP- ja WebDAV-asiakkaat sekä AFS, SMB-protokollat ​​ja NFS ovat kaikki esimerkkejä verkon tiedostojärjestelmistä.

7. Jaetun levyn tiedostojärjestelmät

Jaetun levyn tiedostojärjestelmä sallii useiden koneiden pääsyn samaan ulkoiseen levyalijärjestelmään, mutta kun useita koneita käyttää samaa ulkoisen levyn alijärjestelmää, tässä tilanteessa saattaa tapahtua törmäyksiä. joten törmäyksen estämiseksi tiedostojärjestelmä päättää, mihin alijärjestelmään käytetään.

8. Minimaalinen tiedostojärjestelmä

1970-luvulla joillekin ensimmäisille mikrotietokoneiden käyttäjille levy- ja digitaalinauhalaitteet olivat paljon kalliita. Muutamia halvempia perustiedon tallennusjärjestelmiä käytettiin yhteistä äänikasettia. Kasettinauhurissa käyttäjälle kerrottiin 'RECORD'-painikkeen painamisesta, kun järjestelmän mukaan oli kirjoitettava tietoja. Ja ilmoittaaksesi järjestelmälle, paina näppäimistön 'RETURN'. Myös kasettinauhurissa käyttäjän piti painaa 'PLAY'-painiketta, kun järjestelmä vaati tietojen lukemista.

9. Litteät tiedostojärjestelmät

Alihakemistot eivät ole käytettävissä tasaisessa järjestelmässä. Se sisältää ainoan hakemiston, ja kaikki tiedostot ovat yhdessä hakemistossa. Suhteellisen pienestä käytettävissä olevasta tietotilasta johtuen tämäntyyppinen tiedostojärjestelmä oli riittävä, kun levykemedia oli ensimmäistä kertaa saatavilla.