Файловые системы информационных таможенных технологий. Физическая организация. NTFS и FAT системы.
Дифференцированный подход к финансированию таможенныхподразделенийопределили широкий диапазон установленных в них средстввычислительной техники. В этой ситуации проблема выбора типа файловойсис-мы является нетривиальной задачей, решение которой требуетуглубленного знания особенностей функционирования той или инойфайловой сис-мы на компах разных поколений. Некорректный выбортипа файловой сис-мы может сильно повлиять на производительностьиспользуемогосистемного и специального таможенного прикладногопрограммного обеспечения.
Файловая система (ФС) – это часть операционной системы,включающая совокупность всех файлов на диске, служебные структуры,включая каталоги, системные программные средства.
Файл – это именованная область внешней памяти, в которую можнозаписывать и из которой можно считывать данные. Файловые системыподдерживают функционально различные типы файлов, например:
• обычные файлы (ОС не контролирует содержимое этих файла);
• каталоги (содержит системную информацию о наборе файлов);
• специальные файлы (фиктивные файлы, соответствующиеустройствам ввода-вывода);
• отображаемые в память файлы и т.д.
Физическая организация файловой системы.Представлениепользователя о ФС и физическое хранение файлов на диске имеет малообщего. Диск, в общем случае состоит из пакета пластин. На каждойпластине – две поверхности. На каждой пластинеразмечены дорожки, накоторых хранятся данные. Дорожки нумеруются с 0, начиная от края к середине. Для каждой поверхности пластины имеется магнитная головка,которая перемещаясь, может позиционироваться над каждой дорожкой. Всеголовки закреплены на одном механизме и перемещаются синхронно.
Дорожки одного радиуса на всех поверхностях называются цилиндром.Каждая дорожка делятся на фрагменты, называемые секторами. Чаще размерсектора равен 512 байт. Сектор – наименьшая адресуемая единица обмена.Для поиска, контроллер должен задать: номер цилиндра, поверхности исектора.
ОС для работы с диском использует собственную единицу – кластер.Размер кластера часто принимают равным 1024 байта. Дорожки и секторы создаются в результате низкоуровневого форматирования диска и не зависитот типа ОС. Диск м.б. разделен на логические устройства разделы(тома): а, b, с, ... Разметку раздела подконкретный тип файловой системывыполняют процедуры логического форматирования. При этом определяетсяразмер кластера и записывается инфо о границах файлов и каталогов,поврежденных областях, о доступном пространстве. Также записывается
загрузчик ОС. В одном разделе м.б. создана только одна ФС, нолюбого доступного типа (FAT, FAT32, NTFS и ...)
Основными способами физического размещения файлов на дискеявляются:
• непрерывное размещение;
• связанный список кластеров;
• связанный список индексов;
• перечень номеров кластеров.
Физическая организация FAT.ФС FAT состоит из следующихобластей:
• загрузочный сектор – программа загрузки ОС;
• основная копия FAT, резервная копия FAT, переменной длины;
• корневой каталог – содержит 512 записей по 32 байт;
• область данных – кластеры размером от 1 до 128 секторов.
Размер таблицы FAT и разрядность указателя определяет кол-вокластеров в области данных (часто по 4 Кбайт).
Индексный указатель в таблице FAT принимает следующие значения:кластер свободен, занят и не последний, занят и последний, дефектный,резервный. Разрядность индексного указателя в таблице FAT определяетназвание: FAT12, FAT16, FAT32.
ФС FAT распознает 2 типа файла: файл и каталог. В каталогехранятся имя и атрибуты файла. Запись в файле-каталоге ссылается напервый индекс файла.
Физическая организация NTFS.Файловая система NTFS была разработана в качестве основной для Windows NT. Ее особенностямиявляются поддержка больших файлов и дисков (до 264 Гбайт),восстанавливаемость после сбоев, низкий уровень фрагментации.
Непрерывная область кластеров в NTFS называется отрезком.Порядковый № кластера тома называется логическим номером кластера. Порядковы № кластера внутри файла называется виртуальнымномером кластера.
Для хранения № кластера используются 64-разрядныеуказатели. Весь том (раздел) это последовательность кластеров.
Файловая система NTFS представляет собой 1 и более файлов.Каталог – тоже файл. Основа структуры – таблица MFT. MFT состоит из записей, по умолчанию 2 Кбайт. Порядковый№ записи в MFT – № файла. Каждый файл (включая системные) состоит из набора атрибутов. Имяфайла и данные рассматриваются тоже как атрибуты.
Файлы м.б.небольшие – имеют сокращенное количествоатрибутов и помещаются в одной записи MFT; большие – перечисляютсяотрезки входящие в этот файл; очень большие – используется косвеннаяадресация на отрезки; сверхбольшие – используется двойная косвеннаяадресация.
Основные понятия классификации. Иерархическая, фасетная системы.
Для кодирования объектов необходимо их упорядочить по некоторым признакам. Результат упорядоченного распределения объектов заданного множества носит название классификации, а совокупность правил распределения объектов множества на подмножества называется системой классификации.
Основанием классификации называется признак, по кот. ведется разбитие множества на подмножества на определенной ступени классификации. Ступень классификации – результат очередного распределения объектов этой классификационной группировки. Уровень классификации – это совокупность классификационных группировок, расположенных на одних и тех же ступенях классификации. Глубина сис-мы классификации –это кол-во уровней классификации, допустимое в данной сис-ме.
Каждая сис-ма классификации характеризуется следующими свойствами:
· Гибкостью сис-мы
· Емкостью сис-мы
· Степенью заполненностисис-мы.
Гибкость сис-мы – это способность допускать включение новых признаков, объектов без разрушения стрктуры классификатора.
Емкость сис-мы – это наибольшее число классификационных группировок, допускаемое в данной сис-ме классификации.
Степень заполненностисис-мы определяется как частное от деления фактического кол-ва группировок на величину емкости сис-мы.
Иерархическая сис-ма.Иерархическую сис-му классификации всегда можно представить в виде древовидной структуры, ее характерными особенностями яв-ся:
· Наличие в сис-ме неограниченного кол-ва признаков классификации;
· Соподчиненность признаков классификации, что выражается разбиением каждой классификационной группировки, образованной по одному признаку, на множество классификационных группировок по нижестоящему(подчиненному) признаку.
Примером яв-ся ТН ВЭД.
При построении иерархической сис-мы классификации сначала выделяется некоторое множество объектов, подлежащее классифицированию, для кот. определяются полное множество признаков классификации и их соподчиненность друг другу, затем производится разбиение исходного множества объектов на классификационные группировки на каждой ступени классификации.
К положительным сторонам данной системы следует отнести логичность, простоту ее построения и удобство логической и арифметической обработки.
Однако, эта сис-мы характеризуется жесткой структурой классификации, не позволяющей вносить новые признаки или изменять их последовательность.
Фасетнаясис-ма характеризуется следующими особенностями построения:
· Имеется некоторое множество классифицируемых объектов;
· Устанавливается некоторый порядок следования фасетов с помощью фасетной формулы
· Определяется кол-во подмножеств классификационных группировок, число кот.определяется числом задач, обращающихся при своем решении к тем или иным фасетам.
Внутри фасета значения признаков могут просто перечисляться по некоторому порядкуили образовывать сложную иерархическую структуру, если существует соподчиненность выделенных признаков.
К преимуществам данной сис-мы следует отнести большую емкость сис-мы, высокую степень гибкости, поскольку при необходимости можно вводить дополнительные фасеты и изменять их место в формуле.К недостаткам данной сис-мы можно отнести сложность структуры и низкую степень заполненностисис-мы.