61
Upravljanje sistemom datoteka

Upravljanje sistemom datoteka

  • Upload
    ulema

  • View
    75

  • Download
    7

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Upravljanje sistemom datoteka. Sistem datoteka. Datoteka (file) predstavlja jedinicu smeštanja informacija na diskovima i ostalim spoljašnjim medijumima. Pri tome datoteka skriva detalje, od korisnika, o tome kako i gde su informacije smeštene, i kako spoljašnji medijum radi. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Upravljanje sistemom datoteka

Upravljanje sistemom datoteka

Page 2: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem datoteka Datoteka (file) predstavlja jedinicu smeštanja informacija na diskovima i

ostalim spoljašnjim medijumima. Pri tome datoteka skriva detalje, od korisnika, o tome kako i gde su informacije smeštene, i kako spoljašnji medijum radi.

Sve informacije memorisane u računaru moraju biti u datoteci. Operativni sistem je zadužen da obezbedi upravljanje datotekama. Deo

operativnog sistema koji je zadužen za upravljanje datotekama naziva se sistem datoteka (file system).

Osnovne karakteristike datoteka: Omogućavaju skladištenje velike količine informacija Datoteke su nezavisne od kreiranja i uništavanja procesa Veći broj procesa konkurentno može pristupati informacijama

Page 3: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem datoteka (file system) Najpoznatiji file system-i koriste uređaje za skladištenje podataka koji

nude pristup matrici blokova fiksne veličine sektorima, najčešće 512 bajtova svaki.

File system je zadužen za organizaciju ovih sektora u datoteke i direktorijume i za vođenje evidencije o tome koji sektor pripada kojoj datoteci i koji sektori nisu u upotrebi.

File system se može koristiti za organizaciju i pristup bilo kojim podacima, bilo da su sačuvani ili dinamički stvoreni (sa weba).

File system obično sadrži direktorijume koji povezuju imena datoteka sa datotekama, tako da povežu ime datoteke sa nekim indexom u File Allocation Table neke vrste, poput FAT-a u MS-DOS-u ili INODE-a u Unix sistemima.

Page 4: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem datoteka Sa stanovišta operativnog sistema datoteka predstavlja niz bajtova.

Korisnički programi mogu u datoteku smestiti bilo koji saržaj i tretirati ga na bilo koji način.

Postoji nekoliko tipova datoteka: Regularne datoteke – sadrže informacije u binarnom i ASCII obliku

(Windows i Unix) Direktorijumi – sistemske datoteke koje održavaju strukturu sistema

datoteka (Windows i Unix) Character special datoteke – modeliraju serijske U/I uređaje (Unix) Blocked special datoteke – modeliraju diskove (Unix)

Operacije sa datotekama: kreiranje, brisanje, otvaranje, zatvaranje, čitanje, pisanje, dodavanje, izmena atributa, promena imena i sl.

Page 5: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem datoteka Za održavanje strukture sistema datoteka koriste se direktorijumi

(directory, folder) koji su najčešće implementirani kao datoteke Tipovi direktorijumskih struktura:

Jednonivovski sistem direktorijuma – U sistemu postoji samo jedan (root) direktorijum i sve datoteke se nalaze u okviru njega. Kod višekorisničkih sistema može doći do konflikta prilikom imenovanja datoteka.

Dvonivovski sistem direktorijuma - Postoji jedan root direktorijum i po jedan privatni direktorijum za svakog korisnika. Problemi se javljaju kod korisnika sa velikim brojem datoteka.

Sistem sa generalnom hijerarhijom - Postoji jedan root direktorijum od koga se može granati veliki broj direktorijuma u dubinu strukture obrazujući stablo direktorijuma. Obezbeđuje grupisanje datoteka na najprirodniji način.

Page 6: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem datoteka Kada je sistem organizovan korišćenjem stabla

direktorijuma (generalna hijerarhija) potrebno je obezbediti pravilno imenovanje datoteka: Apsolutna putanja Relativna putanja – bitan pojam je i tekući direktorijum

Operacije sa direktorijumima: kreiranje, brisanje, otvaranje, zatvaranje, promena imena, link i unlink (jedna datoteka se može pojaviti u više direktorijuma) i sl.

Page 7: Upravljanje sistemom datoteka

Implementacija sistema datoteka Sistemi daoteteka su smešteni na disku ili nekom spoljašnjem medijumu.

Diskovi mogu biti podeljeni na jednu ili više particija pri čemu svaka particija može imati nezavisan sistem datoteka

Svaki disk sadrži: MBR (master boot record) – nalazi se na sektoru 0 i koristi se za

podizanje sistema Particiona tabela (partition table) – nalazi se na kraju MBR-a i sadrži

informacije o particijama (početnu i krajnju adresu svake particije) Particije

Particija može da sadrži: Boot block – koristi se za učitavanje operativnog sistema (loader) Super block – sadrži informacije o sistemu datoteka Strukture za upravljanje slobodnim prostorom particije Root direktorijum Ostali direktorijumi i datoteke

Page 8: Upravljanje sistemom datoteka

Implementacija sistema datoteka

Entire disk

MBR

Partition tableDisk partition

Boot block Super block Free space mgm Root dir Files and directories

Page 9: Upravljanje sistemom datoteka

Implementacija sistema datoteka Prilikom implementacije sistema datoteka jedna od najvažnijih stvari o

kojoj se vodi računa jeste način na koji se pamti informacija o tome koji blok diska pripada kojoj datoteci.

Raspored prostora diska naziva se ALOKACIJA. O pristupu podacima na disku brine sistem datoteka (File System), kojem su performanse i osobine vezane uz operativni sistem koji ga koristi. Tako Windows OS korisiti FAT i NTFS file sistem.

Postoje različiti pristupi: Kontinualna alokacija Alokacija uz pomoć lančane liste Alokacija uz pomoć lančane liste korišćenjem tablice u memoriji i-nodes

Page 10: Upravljanje sistemom datoteka

Kontinualna alokacija Svaka datoteka se smešta na disk u vidu kontinualne grupe blokova Prednosti:

Jednostavna implementacija Performanse prilikom pristupanja datoteci su izuzetno dobre

Nedostaci: Tokom vremena se javlja fragmentacija diska (zahteva kompakciju)

Primer ovakvog sistema datoteka: kod CD – ROM (nema izmena datoteka)

File B (3 blocks)

File D (5 blocks)

File F (6 blocks)

File G (3 blocks)

File G (12 blocks)

File G (6 blocks)

File A (4 blocks)

Page 11: Upravljanje sistemom datoteka

Alokacija uz pomoć lančane liste Datoteka se čuva kao lančana lista blokova koji joj pripadaju. Prva reč

svakog bloka se koristi za smeštanje pokazivača na sledeći blok u listi. Prednosti:

Nema fragmentacije Direktorijumska struktura se lako implementira jer se pamti samo adresa prvog

bloka Nedostatak:

Loše performanse – blokovima se pristupa sekvencijalno a svaki blok se mora učitati sa diska

File block

0

File block

1

File block

2

File block

3

0File

block 4

4 7 2 10 12

Page 12: Upravljanje sistemom datoteka

Alokacija uz pomoć indeksnih čvorova (i-nodes)

Za svaku datoteku se održava struktura koja se naziva i-node i koja čuva informacije o atributima datoteke i blokovima koji pripadaju datoteci

Prednosti: Potrebno je znatno manje prostora –

ograničen je broj datoteka koje sistem može istovremeno otvoriti a u memoriji se čuvaju samo i-node-ovi otvorenih datoteka

Nedostatak: i-node nije dovoljno veliki da bi

zapamtio sve blokove koji pripadaju datoteci – poslednja adresa nije adresa bloka već adresa novog i-node-a

File Attributes

Address of disk block 0

Address of disk block 1

Address of disk block 2

Address of disk block 3

Address of disk block 4

Address of disk block 5

Address of disk block 6

Address of disk block 7

Address of block of pointersDisk block containing

additional disk addresses

Page 13: Upravljanje sistemom datoteka

Alokacija uz pomoć lančane liste korišćenjem tablice u memoriji

Pokazivač kojima se blokovi ulančavaju se ne nalaze u samim blokovima već su smešteni u posebnu tablicu u memoriji (File Allocation Table)

Prednosti: Čitav blok na disku se koristi samo za

podatke Bolje performanse – pristup i dalje ide

sekvencijalno ali su sada svi pokazivači u memoriji pa nema potrebe da se sistem obraća disku

Laka implementacija direktorijumske strukture

Nedostaci: Čitava tabela se mora nalaziti u memoriji -

za disk od 20 GB i blok veličine 1KB tabela ima 20 miliona stavki (ako svaka ima 4B to je 80MB)

0

1

2 10

3 11

4 7

5

6 3

7 2

8

9

10 12

11 14

12 -1

13

14 -1

15

File A starts here

File B starts here

Unused block

Page 14: Upravljanje sistemom datoteka

FAT FAT file sistem napravljen je 1977. godine sa ciljem skladištenja

podataka na diskete. Od tada je konstantno bio modifikovan da bi postao brži i fleksibilniji sistem za upravljanje podacima ne samo za diskete nego i za diskove.

FAT podržava diskove veličine do 2 GB. FAT32 je unapređenje FAT sistema i prvi put je implementiran u Windows 95 OS i podržava diskove do 2 TB.

Kod FAT file sistema disk je podeljen na veće delove od sektora koji se nazivaju clusteri ili allocation units.

Svaki cluster sastoji se od više sektora. Veličina clustera je od 2.048 do 32.768 bajtova, ili 4 do 64 sektora.

Page 15: Upravljanje sistemom datoteka

FAT

Page 16: Upravljanje sistemom datoteka

FAT FAT sadrži popis klastera, njihov broj, za svaku datoteku posebno.

Naravno različite datoteke ne mogu imati klaster diska s istim brojem.

Kako kod PC računara svaki klaster ne sadrži podatke o sledećem, nego su redom nabrojeni u FAT tablici, gubitak ili promena podataka u tablici praktično znači gubitak svih podataka na disku.

Podaci se ne upisuju sektor po sektor nego po klasterima. Kad su glave diska u jednom klasteru podaci datoteke upisuju se u svim sektorima na svim površinama tog klastera.

Page 17: Upravljanje sistemom datoteka

FAT File allocation table je tablica u kojoj se nalaze informacije

o clusterima. Svaki cluster ima vrstu u file allocation tablici koja opisuje

kako je iskorišćen. Postoje različiti kodovi koji opisuju različita stanja clustera

(unused, bad) - operativni sistem zna koji delovi diska su trenutno zauzeti, a koji su slobodni za upotrebu.

Operativni sistem čita beleške iz tablice da bi zajedno povezao clustere i formirao datoteke.

Svaka datoteka na disku zauzima najmanje jedan cluster.

Page 18: Upravljanje sistemom datoteka

FAT Što je veća veličina clustera ili što više ima malih datoteka na disku,

više će biti neiskorišćenog prostora. Što je veličina clustera manja, disk sadrži više clustera, što znači

veću file allocation tablicu. Zbog toga treba naći optimalnu veličinu clustera, zavisno od

veličine diska koji se koristi. Kako FAT koristi veličinu clustera od 32 KB za diskove veličine

preko 1.2 GB, iskoristivost diska dosta je smanjena.

Page 19: Upravljanje sistemom datoteka

Sloj za upravljanje datotekamaProstor na disku je organizovan u nekoliko celina:

Osnovni sektor za podizanje glavne particije (MBR – Master boot record) – jedan za ceo disk

Glavna tabela particija – spisak particija na disku (najviše 4 stavke). Za svaku particiju se prati: lokacija osnovnog sektora za podizanje volumena, početna i krajnja adresa particije, oznaka operativnog sistema particije i vrsta FAT-a, vrsta particije (primarna, dopunska), oznaka aktivne particije

Osnovni kod za podizanje sistema – mali program koji pokreće BIOS, čija je osnovna funkcija da prepusti kontrolu sistema onoj particiji koja je označena kao aktivna

Page 20: Upravljanje sistemom datoteka

Sloj za upravljanje datotekama Svaka particija se sastoji od nekoliko celina:

Osnovni sektor za podizanje volumena (VBR – Volume boot record)

Informacije o disku, veličine klastera, veličine FAT-a.. Kod za podizanje volumena (program za učitavanje operativnog

sistema) Tabela za razmeštanje datoteka (FAT – File Allocation Table) #1 Tabela za razmeštanje datoteka (FAT – File Allocation Table) #2

(rezervna kopija) Osnovni direktorijum (Root) Oblast za podatke (podeljeno u klastere)

Page 21: Upravljanje sistemom datoteka

Sloj za upravljanje datotekama

Page 22: Upravljanje sistemom datoteka

FAT FAT se nalazi na disku odmah iza boot sectora. Svaka particija se sastoji od dve identične kopije fat-a. Druga tablica

postoji u svrhu backupa u slučaju da se ošteti prva. Oštećenje tablice može rezultovati gubitkom podataka, jer ona sadrži

zapis o lokaciji podataka na disku. U FAT file sistemima pre FAT-a 32 postojao je problem jer se druga

tablica nalazila odmah iza prve, i postojala je velika verovatnoća ako se npr. bad sectori pojave na mestu gde se nalazi prva, da će se pojaviti i na mestu gde se nalazi druga tablica.

Takođe, OS je prečesto preslikavao prvu tablicu u drugu, i bilo kakva greška u primarnoj rezultovala je greškom i u sekundarnoj tablici.

Kod FAT-a 32 napravljena su neka poboljšanja u vezi backupa tablice. Sada je bilo koja tablica mogla biti primarna i fat mirroring funkcija se mogla isključiti.

Page 23: Upravljanje sistemom datoteka

FAT Operativni sistem prilikom formatiranja diska nastoji

njegovu površinu da podeli na što više klastera, što znači da je veličina i broj klastera proporcionalna

veličini diska i ne predstavlja standardnu nepromenljivu veličinu.

Veličina klastera kreće se od 2KB do 32KB U FAT tablici čuvaju se nizovi brojeva klastera svake

snimljene datoteke ponaosob.

Page 24: Upravljanje sistemom datoteka

FAT

Page 25: Upravljanje sistemom datoteka

FAT Koristi se hijerarhijska struktura direktorijuma za organizaciju datoteka

koji se nalaze na disku. Početak tog logičkog stabla se naziva root direktorijum.

Na svakoj particiji može postojati samo jedan root direktorijum. Kod starijih FAT sistema, root direktorijum je bio drugačiji od ostalih

direktorijuma. Nalazio se na disku odmah iza dve fat tablice. Osim što je imao fiksnu poziciju, imao je i fiksnu veličinu, dok su ostali direktorijumi imali proizvoljnu veličinu.

FAT32 - jedno od unapređenja je da je ukinuo ograničenja root direktorijuma. Od tada se root direktorijum tretira isto kao obični direktorijum, pa se može premestiti i proširiti na bilo koju veličinu.

Root direktorijum se ne može izbrisati i nema roditeljski (eng. parent) direktorijum jer se nalazi na vrhu hijerarhijske strukture.

Page 26: Upravljanje sistemom datoteka

Sloj za upravljanje datotekama

Page 27: Upravljanje sistemom datoteka

Master Boot Record Svaki hard disk mora imati početnu tačku gde su smeštene informacije

o disku kao što su broj particija, vrsta particija... Takođe mora imati mesto sa kojeg BIOS započinje proces podizanja

operativnog sistema. To mesto se naziva master boot record ili master boot sector. Master

boot record se uvek nalazi na poziciji cylinder 0, head 0, sector 1, tj. na prvom sektoru na disku.

Kada BIOS podiže sistem, uvek gleda na to mesto za instrukcije i informacije kako da podigne sistem. Master boot record se sastoji od: master partition table master boot code

Page 28: Upravljanje sistemom datoteka

Master Boot RecordMaster partition table: Mala tablica koja sadrži opise particija koje se nalaze na disku. U njoj

ima mesta za opis samo 4 particije. Zbog toga disk može imati samo 4 prave particije koje se nazivaju primarne particije.

Sve ostale particije su logičke particije koje su povezane sa primarnima.

Samo jedna particija može biti označena kao aktivna, i to je particija koja se koristi za podizanje sistema.

Master boot code: Master boot record sadržava mali boot program koji BIOS izvršava da

bi pokrenuo boot proces. Ovaj program prebacuje kontrolu na boot program koji se nalazi na aktivnoj particiji.

Page 29: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Svaka particija ima svoj vlastiti volume boot sector. Svaki taj sektor

sastoji se od sledećeg: Disk parameter block ili media parameter block - tablica koja sadrži

specifične informacije o particiji kao što su npr. veličina, broj sektora koje sadrži, tabela particije, broj sektora u clusteru... Informacija koja je sadržana u ovom bloku koristi operativnom sistemu

da odredi gde su smeštene ostale interne strukture particije, kao što je npr. file allocation table. 

Volume boot code: kod koji se koristi za podizanje operativnog sistema kojeg poziva master boot code koji se nalazi u master boot recordu, ali samo za particiju koja je označena kao aktivna. Za ostale particije, ovaj kod je neiskorišćen.

Page 30: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Zbog velike važnosti informacije skladištene u

Master Boot Recordu, oštete li se ili promene na bilo kakav način mogu uzrokovati gubitak podataka.

Master Boot Code je prvi program koji se pokreće kada pokrenemo računar, pa je najčešće mesto koje napadaju virusi.

Page 31: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Particija je potrebna da bi mogli uopšte koristiti

prostor na hard disku. Sve ako i ostavljamo disk u jednom komadu, on mora biti particionisan da bi operativni sistem znao da se radi o jednoj particiji.

Page 32: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Pravila kod pravljenja particija su sledeća:

Maximalno mogu biti četiri particije na jednom hard-disku. Nazivamo ih primarne particije.

Samo jedna particija može biti označena u bilo kojem trenutku kao aktivna te se koristi za podizanje sistema.

DOS, Windows i svi ostali operativni sistemi koji zavise o boot-u, prepoznaće aktivnu primarnu particiju a sve ostale primarne particije zanemariti.

Page 33: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Jedna od četiri particije može biti označena kao

extended DOS particija. Ova particija može biti podeljena na više logičkih particija.To je način na koji možemo imati dve ili više logičkih particija na jednom hard-disku.

Jednom kad je sistem postavljen, nema nikakvih funkcionalnih razlika između ovih particija, osim da je C: jedina bootabilna i gde se nalaze sve sistemske datoteke.

Page 34: Upravljanje sistemom datoteka

Particije Kod extended particija, logičke particije čine povezanu

strukturu. Informacije o extended particiji se nalaze u master

partition tablici, jer je extended particija jedna od 4 particije memorisane u master boot recordu.

Master partition table sadrži link na extended partition table, koja sadrži informaciju o prvoj logičkoj particiji i link na sledeću extended partition table.

Extended partition tablice su povezane u lanac počevši od master partition tablice.

Page 35: Upravljanje sistemom datoteka

FAT Kao rezultat načina na koji FAT alocira prostor

diska i veže datoteke, moguće je da se pojave neke logičke greške.

Većina tih grešaka se dogodi kada se sruši neki program ili kada nestane struje, jer se dogodi da clusteri budu alocirani, ali ne i vezani za neku datoteku.

Page 36: Upravljanje sistemom datoteka

FAT Sledeće greške su najčešće kod FAT diskova: lost clusters: to su oni clusteri koji su u file allocation tablici označeni da

su u upotrebi, ali ih sistem ne može povezati ni sa jednom datotekom. Uglavnom će ova snimljena datoteka biti oštećena u nekom pogledu, ali možemo pregledati njen sadržaj i možda spasiti barem jedan deo podataka.

cross linked files: dve datoteke pokazuju na iste podatke na disku allocation or FAT errors: zapisi u file allocation tablici su oštećeni ili

podešeni na nepostojoće vrednosti. Većina programa će otkriti i popraviti ovakve greške.

Vraćanje izbrisanih datoteka je poprilično jednostavno kod FAT file sistema zbog načina na koji on briše datoteke. Kada se datoteka izbriše, ona u stvari nije fizički uklonjena sa diska. Umesto toga, sistem sprema heksadecimalnu vrijednost E5h na prvo slovo imena datoteke. U DOS-u se koristila naredba undelete. Pri tom postupku sistem pita unos prvog slova datoteke. Ako nešto drugo upišemo preko tih sada slobodnih clustera, podaci su nepovratno izgubljeni.

Page 37: Upravljanje sistemom datoteka

Fragmentacija diska Kako je svaka datoteka memorisana kao lista clustera, podaci

koji su u njoj sadržani mogu se nalaziti bilo gde na disku. Iako datoteka može biti podeljena po celom disku, to nije poželjno zbog brzine.

Diskovi su relativno spori - mehanički uređaji. Svaki put kada disk pomeri glavu na neku drugu stazu, za to vreme procesor izvede hiljade ciklusa.

U idealnom slučaju, svaka datoteka bi bila podeljena na clustere koji se nalaze jedan iza drugoga na disku. Ovo bi omogućilo da svaka datoteka bude pročitana bez mnogo mehaničkih pokreta diska.

Page 38: Upravljanje sistemom datoteka

Fragmentacija diska Sledeći pojednostavljeni primer ilustruje kako dolazi do fragmentacije diska: disk se sastoji samo od 12 clustera

kreiramo 4 datoteke: A – 1 cluster, B – 4 clustera, C – 2 clustera i D – 3 clustera.

Sada izbrišemo datoteku C

Kreiramo datoteku E koja treba 3 clustera. Kako na disku nema uzastopna 3 clustera, datoteku moramo podeliti na 2 dela

Page 39: Upravljanje sistemom datoteka

Fragmentacija diska Sada izbrišemo datoteke A i E i dobijemo sledeće:

I na kraju kreiramo datoteku F koja se sastoji od 4 clustera

Program za defragmentaciju bi sada trebao da preuredi datoteke tako da složi clustere jedan za drugim i na kraju bi trebali dobiti:

Većina programa za defragmentaciju neće voditi računa gde su datoteke smeštene posle defragmentacije, a neki napredniji programi će staviti češće korišćene datoteke na početak, gde je brzina pisanja i čitanja malo veća.

Page 40: Upravljanje sistemom datoteka

NTFS NTFS (New Tehnology File System) - aktuelni NTFS 5, koji

dolazi uz Win2k/XP, nudi sve ono što nudi FAT32 ali i više. 

NTFS ima svojstvo da poveća pouzdanost. Da bi upravljao pristupom datotekama, mogu se postaviti

razna dopuštenja za direktorijume ili pojedine datoteke. NTFS datoteke nisu dostupne od ostalih operativnih sistema kao što je DOS.

Za velike aplikacije NTFS podržava “spanning volumes”, što znači da direktorijumi i datoteke mogu biti ‘raštrkane’ preko nekoliko diskova.

Page 41: Upravljanje sistemom datoteka

Pregled strukture particije NTFS deli sav koristan prostor u clustere – blokovi podataka.

NTFS podržava skoro sve veličine clustera – od 512 bytes do 64 KBytes.

4 KBytes cluster se smatra standardom. NTFS disk je simbolički podeljen u dva dela. Prvih 12% diska su dodeljeni takozvanom MFT (metafile)

području – mesto gde MFT metafile raste. Bilo kakvo snimanje podataka u ovom području je nemoguće. MFT područje se uvek drži prazno da se ne bi najvažnija datoteka

(service file) fragmentirala u rastu. Ostatak od 88% diska predstavlja standardno mesto za snimanje

datoteka.

Page 42: Upravljanje sistemom datoteka

MFT-područje

Proces iskoristivosti MFT-područja: Kada se datoteka ne može snimiti na uobičajeno mesto MFT-

područje se jednostavno smanji i tako oslobodi mesto za datoteke koje želimo snimiti.

Nakon što se opet oslobodilo nešto mesta na disku MFT se opet može proširiti.

Page 43: Upravljanje sistemom datoteka

MFT i njegova struktura NTFS file system se odlikuje uspehom strukturiranja: svaki deo

sistema je DATOTEKA (file). Najvažnija datoteka na NTFS-u - MFT ili Master File Table –

standardna tablica datoteka. Nalazi se u MFT području i u njoj se nalazi centralni direktorijum svih ostalih datoteka na disku i same sebe.

MFT je podeljen u delove fiksne veličine (obično 1 KBytes), i svaki deo odgovara nekoj datoteci.

Prvih 16 datoteka su “housekeeping” i one su nepristupačne operativnom sistemu.

Druga kopija prva 3 zapisa je zbog pouzdanosti smeštena u sredini diska.

Ostatak MFT- datoteka može biti smešten, kao bilo koja datoteka, bilo gde na disku.

Page 44: Upravljanje sistemom datoteka

MFT i njegova struktura Prvih 16 NTFS datoteka (metafiles) su sistemske datoteke. Svaka od

njih je odgovorna za neki deo sistemske operacije. Prednost ovakvog modularnog pristupa je u neverovatnoj

fleksibilnosti - na primer fizička greška u području FAT-a je fatalna za sve operacije na disku.

NTFS može premestiti jednak fragment na bilo koje mesto sistemskog područja diska i tako izbeći ikakvu štetu njegove površine osim ako nisu u pitanju prvih 16 MFT elemenata.

Page 45: Upravljanje sistemom datoteka

U tablici su prikazani metafileovi koji se koriste i njihova funkcija:

MFT Sam MFT

MFTmirr Kopija prvih 16 MFT zapisa smeštenih u sredini diska

LogFile Dnevnik sačuvanih datoteka

Volume “housekeeping informacije” – labela particije, verzije sistema datoteka, itd.

AttrDef Popis standardnih atributa datoteka na particije

. Root direktorijum

Bitmap Bitmap slobodnog mesta na particiji

Quota Datoteka gde se snimaju korisnička prava na područje diska

Upcase Datoteka – tablica podudaranja između velikih i malih slova u imenima datoteka na disku. To je potrebno jer u NTFS-u imena datoteka su snimljena u Unicode-u tako da čine 65 hiljada različitih slova i nije lako tražiti za njihovim malim i velikim ekvivalentima.

Page 46: Upravljanje sistemom datoteka

Direktorijumi Kod direktorijuma NTFS ima specifično snimanje datoteka koje ukazuje na

druge datoteke i direktorijume čineći hijerarhijsku strukturu podataka na disku.

Directory file se deli u blokove, od kojih svaki sadrži ime datoteke, osnovne atribute i odnos na sastavni dio MFT-a koji daje kompletnu informaciju na elemente direktorijuma.

Unutrašnja struktura direktorijuma je binarno stablo. To znači ako želimo naći neku datoteku sa zadatim imenom u linearnom direktorijumu kao što je na primer FAT, operativni sistem mora pretražiti sve elemente direktorijuma dok ne nađe onaj koji tražimo.

Binarno stablo alocira imena datoteka da učini pretragu bržom – uz pomoć dobijanja binarnog odgovora na pitanje o mestu datoteke.

Binarno stablo je u mogućnosti davanja odgovora na pretragu u kojoj grupi je potrebno ime smešteno – ispod ili iznad zadaog elementa.

Page 47: Upravljanje sistemom datoteka

Stabilnost NTFS je fail-safe sistem koji može ispraviti sam sebe kod bilo

koje stvarne greške. Svaki moderni sistem datoteka je temeljen na sličnom konceptu

kao što je transaction – radnja izvedena u celosti i tačno ili uopšte nije izvedena.

NTFS nema posredne (nepouzdane ili netačne) uslove - količina odstupanja podataka ne može se podeliti pre greške ili posle prekida - ili su izvedeni ili poništeni.

Običan NTFS korisnik će teško primetiti grešku u sistemu, ali ako je vidi treba pokrenuti chkdsk.

Page 48: Upravljanje sistemom datoteka

Kompresija NTFS je napravljen da podržava kompresiju diska. Ranije su postojali

Stacker ili DoubleSpace za ovu namenu. Svaka datoteka ili direktorijum mogu se snimiti na disk u

kompresovanom obliku i ovaj proces je u potpunosti razumljiv za sve aplikacije.

Kompresija datoteka ima vrlo veliku brzinu i samo jedno veliko negativno svojstvo – velika virtualna fragmentacija kompresovane datoteke.

Kompresija se izvodi pomoću blokova od 16 clustera koji se zovu "virtual clusters". Ova mogućnost je veoma fleksibilna i dozvoljava da se postignu razni efekti – na primer pola datoteke može biti kompresovano a druga polovina ne.

Page 49: Upravljanje sistemom datoteka

Encryption (NT5) Svaka datoteka ili direktorijum može se enkriptovati tako

da ne bude čitljiv za druge NT programe. U kombinaciji sa standardnom i sigurnom lozinkom u

samom sistemu ova mogućnost pruža sigurnost važnih podataka za većinu aplikacija.

Page 50: Upravljanje sistemom datoteka

Prednosti NTFS-a NTFS se ne ograničava na broj zapisa od 512 u root

direktorijumu. Windows 2000 i Windows XP mogu formatirati particije

do 2 TB. NTFS upravlja slobodnim diskom efektivnije koristeći

male clustere. NTFS podržava encryption sistem (EFS), da spreči

nedopuštene pristupe sadržajima datoteka.

Page 51: Upravljanje sistemom datoteka

Nedostaci NTFS sistema NTFS particije nisu pristupačne od MS-DOS, Windows 95,

Windows 98, i Windows Millennium Edition operativnih sistema. Mnoge unapređene mogućnosti NTFS-a koje se nalaze u verziji 5

nisu dostupne u Windows NT. Na malim particijama sa većinom malih datoteka NTFS sistem

datoteka može uzrokovati mali pad u brzini izvođenja u odnosu na FAT.

Floppy disk ne može biti formatiran kao NTFS.

Page 52: Upravljanje sistemom datoteka

Razlika između FAT, FAT32, NTFS

Sistemi

sistema sistema

8

Page 53: Upravljanje sistemom datoteka

Razlika između FAT, FAT32, NTFS

FAT, FAT 32 NTFS

Veličinu klastera određuje veličina diska. Veličina klastera se može podešavati.

Sve datoteke se postavljaju od prvog slobodnog klastera na disku.

Datoteka može biti bilo gde.

Podržava atribute fail-ova: Read-only, Sistem, Archive, Hidden.

Uz atribute koje već podržavaju FAT i FAT 32 podržava još i Time Stamp i kompresiju.

Za ime datoteke rezervisano je 8 znakova i 3 znaka za tip (ekstenziju). FAT 32 podržava 255 znakova za ime.

Podržava dugačka imena (255+3).

Postoji samo jedna tabela evidencije razmeštanja datoteka.

Dozvoljava postojanje više kopija tabele datoteke koje se čuvaju na disku.

Page 54: Upravljanje sistemom datoteka

Raiser file system (RAISERFS) Predstavlja noviju generaciju file sistema koji za pristup

podacima koriste tzv. binarna stabla kojima se izbegava serijsko pretraživanje podataka (lista).

Metodom binarnih stabala sistem vrlo brzo pristupa podacima.

Primer lančane liste

Page 55: Upravljanje sistemom datoteka

Sistem počinje svoju pretragu u root-u (korenu), jer iz root-a može doći do svake druge niti (node).

Root poseduje pokazivače na njegova tzv. subtrees (podstabla). Leafs su niti koje nemaju svoju decu (children), a interne niti (internal nodes) su niti koje imaju svoju decu.

Primer binarnog stabla

Raiser file system (RAISERFS)

Page 56: Upravljanje sistemom datoteka

Ovakva metoda (organizacija) podataka nudi brz pristup podacima. Mana mu je što se s vremenom desi da jedna strana binarnog stabla

mnogo više “teži” i time otežava (uskraćuje) brzi pristup podacima. Takva binarna stabla zovemo “nebalansirana binarna stabla”

Raiser file system (RAISERFS)

Primer nebalansiranog binarnog stabla

Page 57: Upravljanje sistemom datoteka

Raiser file system (RAISERFS) Ono što Reiser file sistem čini brzim - svoja binarna

stabla balansira (optimizira) posebnim algoritmima tako što pregleda stablo te ga presloži da ima što manje “mrtvih tačaka” eng. Leaf nodes.

Postoje dve metode balansiranja: balansiranje po veličini stabla (Height Balanced Trees) balansiranje slobodnog prostora (Free Space Balansing)

Page 58: Upravljanje sistemom datoteka

Balansiranje po veličini stabla (Height Balanced Trees) Stabla balansirana po veličini su stabla kojima svaka moguća

pretraga od korenske niti (root node) do mrtve niti (leaf node) ima jednak broj podniti odnosno skokova.

Reiser file sistem nastoji da svoja stabla što duže drži u ovakvom obliku jer su tada najpristupačnija i najbrža za potragu.

Page 59: Upravljanje sistemom datoteka

Balansiranje slobodnog prostora (Free Space Balansing) Balansiranje slobodnog prostora - defragmentiranje diska Slaže relativno male datoteke u bliske blokove ili u isti blok tako da ne

troše mnogo mesta na disku – sharing blocks. Ova metoda osigurava redni zapis podataka na disk čime se postiže

bolja defragmentacija diska bez ručnog defragmentiranja. Podaci se komprimuju pre samog pisanja na disk (dok su još u

memoriji). Uobičajeno prilikom formatiranja diska Raiserfs-om, blokovi su

postavljeni na 4 kB što daje određene prednosti za zapis većih datoteka.

Page 60: Upravljanje sistemom datoteka

Raiser file system (RAISERFS) Određena zaštita za nagli gubitak struje i slične greške.

Evidenciju eng. journaling o svemu što bi trebao napisati po disku neposredno pre pisanja - u svoju journaling tablicu upisuje sve korake koje treba napraviti potom ih redom briše kako ih izvršava.

U slučaju nestanka struje file system prilikom podizanja sistema vrši pregled ako postoji sadržaj u journaling tablici i zavisno od toga izvršava ono što zadnji put nije uspeo.

Ova metoda nije uvek uspešna ali pruža određenu zaštitu.

Page 61: Upravljanje sistemom datoteka

Upravljanje sistemom datoteka