Файловая система Ultra File System (UFS)

Файловая система UFS была разработана для уменьшения операций ввода-вывода при дисковых операциях. Основная идея UFS – создание логической структуры «группа цилиндров» и связывание её с файловой системой через метаданные.

Файловая система System V Release с 3 по 5

Файловая система SVR4, позволила организовать виртуальную файловую систему, которая включает не только дисковый файловые системы но и сетевые файловый системы NFS. Такая архитектура позволяет избежать повреждения файлов на диске, поскольку файл не записывается целиком в виртуальную память, а читается блочно, по окончании работы с блоком он возвращается снова на диск. Таким образом, на диске и в виртуальной памяти постоянно находится копия актуального файла. В случае повреждения файла на диске в процессе записи, файловая система перезапишет его в другое место.

Файловая система SVR5, позволила реализовать журналирование файловой системы. Операция считывания/запись файла фиксируется в специальной таблице изменений. Это позволяет «откатить операции с файлами». Таким образом, в случае сбоя при стирании файлов из оперативной памяти, в следствии сбоя или повреждения их на диске, файловая система может восстановить их состояние на некоторый момент, а потом провести (по журналу)все изменения снова.

Механизм журналирования

Современные файловые системы

Microsoft NTFS

Файловая система NTFS применяется в операционной системе Windows NT/2000/XP. Несмотря на то что Windows NT может использовать разделы с FAT, файловая система NTFS обеспечивает ряд преимуществ: большие размеры файлов и разделов, дополнительные атрибуты файлов и расширенные средства безопасности. При разработке операционной системы Windows NT не существовало проблем обеспечения обратной совместимости, поэтому файловая система обладает особыми свойствами и поддерживается только Windows NT.
Все операционные системы Windows (кроме Windows NT/2000/XP) основаны на DOS, поэтому внутри системы существует часть кода DOS. В Windows NT/2000/XP DOS-программы работают в режиме эмуляции DOS. При загрузке другой операционной системы раздел с NTFS недоступен.

Физическая реализация файловой системы NTFS

Несмотря на существующие различия в структуре раздела файловых систем FAT и NTFS, они имеют подобные элементы, например загрузочную область. Раздел NTFS состоит из главной таблицы файлов (master file table - MFT). MFT - это не то же самое, что FAT. Вместо использования таблицы со ссылками на кластеры, MFT содержит больше информации о файлах и каталогах в разделе. В некоторых случаях MFT может даже содержать файлы и каталоги.

Основная часть файловой системы MFT, содержит отдельно дескрипторы файла, дескрипторы безопасности и журнальные записи. Каждая запись о файле в MFT занимает около 1500 байт.

Стандартная информация о файле

Дескриптор файла или директории

Дескриптор безопасности

Данные или индекс

Физическая реализация NTFS

Master boot Record MBR

Master File Table MFT

Volume 1

Master File Table

Volume 2

Загрузочный сектор (512к)

Архитектура MFT

NTFS 5.0

В Windows 2000/XP используется новая версия NTFS - файловая система NTFS 5. При установке Windows 2000/XP все существующие разделы NTFS автоматически обновляются до NTFS 5. Если на компьютере также используется Windows NT (мультизагрузка), то необходимо установить пакет обновления Service Pack 4 (SP4) или последующий, чтобы эта система могла работать с разделами NTFS 5. В процессе обновления изменяется версия драйвера NTFS.SYS.
Файловая система NTFS 5 обладает несколькими новыми свойствами.

• Квотирование диска. Администраторы системы могут устанавливать для пользователей ограничения на использование диска. Эти квоты могут быть нескольких уровней: Off, Tracking и Enforced.
• Шифрование. NTFS5 поддерживает автоматическое шифрование и дешифрование файлов при их записи и считывании с диска.
• Особые объекты файловой системы. Позволяют использовать точки монтирования, т.е. перенаправление записи и считывания данных из папки на другой раздел или физический диск.
• Поддержка больших файлов. Это свойство позволяет более экономно расходовать дисковое пространство.
• Журнал номеров последовательных обновлений. Обеспечивает ведение журнала всех изменений файлов раздела.