GESTIUNEA FISIERELEOR

1. Idei de baza ale sistemelor de gestiune de fisiere 1. Introducere2. Caracteristici ale sistemelor de gestiune de fisiere

1.2.1. Nume de fisiere 1.2.2. Metadate1.2.3. Sisteme de gestiune de fisiere ierarhice1.2.4. Facilitati

1.2.5. Acces securizat

1.3 Tipuri de sisteme de gestiune de fisiere 1.3.1. Sisteme de gestiune de fisiere de disc

1.3.2. Sisteme de gestiune de fisiere flash1.3.3. Sisteme de gestiune de fisiere de retea1.3.4. Sisteme de gestiune de fisiere tranzactionale

1. Ideile de baza ale sistemelor de gestiune de fisiere

• 1.1. Introducere

• In stiinta calculatoarelor un sistem de fisiere este un tip de ‘data store’ folosit pentru a stoca, citi si atctualiza un set de fisiere. Termenul se poate referi in mod abstract la structurile de date folosite pentru definirea fisierelor, sau pentru insasi componentele software ce implementeaza ideile abstracte.

1.2. Caracteristici ale sistemelor de gestiune de fisiere

• Nume de fisiere Numele de fisier este folosit pentru a identifica o locatie de memorie in sistemul de gestiune. Mare pare din fisierele de gestiune au restrictii legate de numele fisierelor. In unele sisteme, numele fisierelor sunt case-sensitive; in altele nu sunt case-sensitive.

• DirectoareSistemele de fisiere au in mod comun directoare (folders) ce permit utilizatorului sa grupeze fisierele in colectii diferite.

• MetadateAlte atribute sunt de obicei asociate fiecarui fisier intr-un sistem de gestiune de fisiere. Lungimea datelor continute intr-un fisier poate fi memorata ca un nr de blocuri alocate fisierului sau ca un numar exact de bytes. Timpul cand fisierul a fost modificat ultima oara poate fi memorat ca un timestamp al lui. Unele sisteme de gestiune de fisiere, de asemenea pot memora timpul creerii fisierului, cand a fost ultima data accesat, sau cand metadatele fisierului au fost modificate.

• Facilitati Sistemele de gestiune de fisiere traditionale ofera abilitatea de a crea, muta si sterge fisiere sau foldere. Le lipsesc facilitatile de a face legaturi suplimentare la un director (hard links in Unix ), redenumirea linkurilor parinte (".." in sisteme gen Unix), si de a crea legaturi bidirectional la fisiere.

• Restrictii si access permisAccesul securizat la operatiile sistemului de gestiune de fisiere de baza se poate baza pe un sistem de liste de control de acces sau de capabilitati. Cercetarile au aratat ca listele de control de acces sunt dificil de securizat in mod corespunzator, motiv pentru care sistemele de operare de cercetare au tendinta de a utiliza capabilitati. Sistemele de gestiune de fisiere comerciale inca mai folosesc liste de control de acces.

1.3.Tipuri de sisteme de gestiune de fisiere

• 1.3.1. Sisteme de gestiune de fisiere de discSistemele de gestiune de fisiere de disc profita de avantajul stocarii pe disc si anume acela ca se pot accesa in mod aleator date intr-un timp foarte scurt. De asemenea se ia in considerare si viteza de accesare a datelor ce urmeaza datelor deja accesate si predictia ca datele urmatoare vor fi cerute. Acest lucru permite diferitilor utilizatori sa acceseze date diferite pe disc fara a tine cont de locatiile secventiale ale datelor. Exemplele includ FAT, NTFS, HFS si HFS+, HPFS, UFS, ext2, ext3, ext4, XFS, btrfs, ISO 9660, Veritas File System, VMFS, ZFS, ReiserFS si UDF. Unele sisteme de gestiune a fisierelor de disc sunt sisteme cu jurnalizare sau cu versiuni.

1.3.2. Sisteme de gestiune de fisiere flash

Un sistem de gestiune de fisiere flash este un sistem de gestiune proiectat pentru memorarea fisierelor pe dispozitive cu memorie flash. Acestea sunt ce in ce mai raspandite, deoarece nr de dispozitive mobile este in crestere, in acelasi timp creste si capacitatea memoriilor flash.

Datorita caracteristicilor unice ale memoriei flash, este cel mai bine folosita in combinatie cu un controller care sa asigure diminuarea uzurii si corectia erorilor sau sisteme de gestiune a fisierelor special concepute pentru memoriile flash care imrpastie datele in mediul de stocare si fac fata timpilor lunigi de stergere ai blocurilor flash NAND. Conceptual de baza din spatele sistemelor de gestiune de fisiere flash este: cand memoria flash trebuie actualizata, sistemul de gestiune va scrie o noua copie a datelor schimbate intr-un bloc nou, va remapa pointerii fisierelor si apoi va sterge blocul vechi cand va avea timp.

• Sistemele de gestiune flash Linux:JFFS/JFFS2/YAFFSJFFS a fost primul sistem de gestiune flash pentru Linux, dar a fost rapid intercut de JFFS2, original conceput pentru NOR flash. Apoi YAFFS a fost lansat in 2002, conceput exclusive pentru memoriile flash NAND, iar JFFS2 a fost de asemenea actualizat pentru memoriile NAND.UBIFSUBIFS a fost inclus in Linux 2.6.22 in 2008. UBIFS a fost in continuu dezvoltat inca de la includerea sa in Linux.LogFSFata de JFFS2, YAFFS si UBIFS, LogFS ofera si un suport minimal pentru folosirea impreuna cu dispozitivele bloc cum ar fi HDD-urile SSD, dispozitivele USB flash si cardurile de memorie.F2FSA fost conceput pentru a remedia problemele aparute in sistemele de gestiune cu jurnal mai vechi, probleme ca “snowball effect” al arborilor nestabili si timpul mare de intarziere necesar curatarii. De asemenea Samsung a adaugat diferiti parametrii pentru configurarea schemei memoriei si algoritmi pentru selectare, alocare si curatare.

• Exista de asemenea anumite sisteme de gastiune flash, care sunt mai degraba driver-e de bloc deoarece nu au o interfata pentru sistem de fisiere. Acestea include:TrueFFS: este un nivel de translatie flash, fiind conceput sa pentru a rula pe un “raw SSD” (majoritatea SSD-urilor moderne nu sunt “raw”) TrueFFS implementeaza corectie de erori, re-maparea blocurilor neutilizabile si diminuarea uzurii. TrueFFS prezinta o interfata normala de HDD.ExtremeFFS: este o tehnologie dezvoltata de SanDisk pe prezinta performante imbunatatite pentru scrierea aleatoare in memorie in comparatie cu sistemele de gestiune traditionale, cum ar fi TrueFFS.

1.3.5. Sisteme de gestiune de fisiere tranzactionale

Unele programe necesita actualizarea mai multor fisiere odata. Spre exemplu, instalarea unui software poate include librarii si fisiere de configurare. Daca instalarea esueaza, este posibil ca programul sa nu poata fi folosit. Daca instalarea actualizeaza o parte cheie a sistemului, cum ar fi command shell, intregul sistem poate fi compromise.

Daca apare un blocaj sau o cadere de tensiune, dupa recuperare, software-ul va fi complet instalat sau sistemul va reveni in starea in care era inainte de a incepe instalarea.

1.3.6. Sisteme de gestiune de fisiere de retea

Sistemele de fisiere distribuite nu impart accesul catre aceeasi memorie, dar folosesc un protocol de retea. Sunt cunoscute sub numele de sisteme de gestiune de retea, chiar daca nu sunt singurele sisteme de gestiune ce folosesc o retea pentru a trimite date. Sistemele distribuite pot restrictiona accesul catre sistemul de gestiune in functei de lista de acces sau permisiunile atat a serverului cat si a clientului.

• Bibliografie:• http://en.wikipedia.org/wiki/File_system• Tanenbaum, Andrew S. (2007). Modern operating Systems (3rd ed.)• http://linuxgazette.net/122/piszcz.html• http://en.wikipedia.org/wiki/Versioning_file_system• https://en.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table• Bob Eager (2000-10-28). "Implementation of extended attributes on the

FAT file system"• Henk Kelder (2003). FAT32.TXT for FAT32.IFS version 0.9.13• http://en.wikipedia.org/wiki/LogFS• http://en.wikipedia.org/wiki/F2FS• http://en.wikipedia.org/wiki/Ceph_(file_system)• http://www.techyblog.com/linux-news/linux-filesystem-benchmark.html• http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_file_system

Indeplinesc urmatoarele functii:– Transparenta de acces: clientii nu sunt constienti de

faptul ca fisierele sunt distribuite sic a le pot accesa in acelasi fel in care acceseaza fisierele locale

– Transparenta locatiei: numele fisierului nu da si locatia acestuia

– Transparenta de esec: clientul si programele sale ar trebui sa ruleze fara problem dupa un blocaj al serverului

– Scalabilitate: sistemul de fisiere trebuie sa ruleze bine atat pe o masina cat si pe zeci de mii de sisteme.

– Transparenta replicabilitatii: pentru a sprijinii scalabilitatea, dorim sa replica fisiere pe mai multe servere. Clientul nu ar trebui sa aiba cunostiinta de acest lucru.

– Transparenta de migratie: fisierele ar trebui sa isi poata schimba locatiile fara ca user-ul sa fie constient.

Ext (prima generatie)

• Sistemul ext original a venit ca un raspuns necesarului de a avea un sistem de fisiere dezvoltat pentru Linux ce sa profite de caracteristicile nou introduce. De aceea sistemul ext a fost prima implementare ce utilizeza noua , la acea data , functie a kernelului Linux de a folosi un sistem de fisiere virtual.

Ext (prima generatie)

• Principalul scop al unui sistem virtual de fisiere il reprezinta crearea unei interfate intre kernel si sistemul de fisiere,permitand in acest fel accesul la mai multe sisteme de fisiere si asigurand in acest fel o mai buna compatibilitate a sistemului de operare. Aceste interfate virtuale au permis dezvoltarea sistemului de operare Linux si a sistemului propriu de fisiere in acelasi timp ce se mentinea posibilitatea citirii altor sisteme de fisiere.

Ext (prima generatie)

• Aceasta compatibilitate a fost recunoscuta ca fiind esentiala si a fost introdusa timpuriu in kernel (versiunea 0.96c Iulie-1992). O data cu aceasta functie a fost lansata si varianta finala a sistemului ext . Inspirata din sistemul UFS (Unix File System) si utilizand noile functii mentionate mai sus aceasta are caracteristicile:

Ext (prima generatie)

• Suport pentru sisteme de fisiere de dimensiuni pana la 2 GB

• Tabel pentru detectia blocurilor eroare• Alocarea fisierelor cu bitmap (pentru spatiul

liber) si tabele (metadata)• Nume de fisiere cu o lungime maxima de 255

caractere

Ext (prima generatie)

Cu toate ca sistemul ext in forma sa originala a avut o durata de viata scurta , acesta a stabilit structura clasica a sistemelor de fisiere linux pentru toate versiunile ce au urmat. De asemenea a avut 2 „mostenitori”:

Sistemul Xiafs

• Desi acest sistem de organizare a fisierelor nu are nimica in comun cu ext este totusi important sa fie mentionat fiind la timpul sau singurul concurent pentru sistemul de fisiere ext2

• Primele versiuni ale sistemului de operare Linux veneau cu sistemul de fisiere MINIX ce avea o serie evidenta de caracteristici limitante . Unele dintre aceste caracteristici , desi imbunatatite , au reprezentat o problema si in sistemul de fisiere ce l-a inlocuit , anume sistemul ext. In acest context sistemul Xiafs a fost un sistem de fisiere conceput si dezvoltat de Frank Xia ca raspuns direct la aceste limitari. In faza sa incipienta se parea ca sistemul Xiafs va ajunge sa domine sistemele de operare Linux .

Sistemul Xiafs

• Folosind modificari minime la sistemul MINIX s-a obtinut un sistem de fisiere mai rapid si mai performant. Se puteau utiliza partitii multiple fiecare cu o marime maxima de 2 GB ( o imbunatatire fata de cei 2Gb oferiti in total de catre sistemul ext ). De asemenea, la momentul versiunii Linux 0.99.15 (decembrie 1993) acest sistem era mai rapid si mai stabil decat ext2. Cu toate acestea sistemul ce a ajuns sa fie titular pe Linux a fost ext2 din simplul motiv ca ,desi la lansare era inferior , acesta , spre deosebire de Xiafs , prezenta oportunitati de augmentari ulterioare ce l-au facut in final un sistem de fisiere foarte capabil.

• O data cu lansarea versiunii Linux 2.1.21 (14-Ianuarie-1997) atat ext cat si Xiafs au fost eliminate in favoarea ext2 si a succesorilor lui.

Sistemul ext2Ext 2 este un sistem de fisiere proiectat special pentru

linux si introdus in ianuarie 1993. Acest sistem de fisiere aduce multe imbunatatiri sistemului ext si a ramas sistemul de fisiere preferat in linux pentru multi ani. Sistemul ext 2 a fost proiectat pornind de la sistemul ext dar cu dorinta de a imbunatati multe dintre caracteristicile acestuia ce s-au dovedit limitante. Desi initial acest sistem defisiere nu era mult superior sistemului ext , faptul ca la implementare s-a decis sa se lase destul spatiu in structura sa pentru imbunatatiri viitoare l-a facut in timp superior atat ext cat si Xiafs

Sistemul ext2Structura ext2 este bazata pe blocuri ce sunt grupate

inblocuri grup. Aceste blocuri grup incearca pe cat posibil sacontina toate datele necesare pentru un document , astfel asigurand ca nu exista fragmentare si timpul decautare a datelor pe suportul de memorie este cat mai mic. De asemenea, pentru a mari eficienta se incearca punerea blocurilor de grup pentru foldere in linie cu blocurile grup ale directoarelor parinte respectiv ale subdirectoarelor. Exista desigur posibilitatea ca aceste reguli sa nu fie urmarite si sistemul de fisiere permite acest lucru dar nu este recomandat pentru functionare optima.

Sistemul ext2

• Grup de blocuri– Tabel descriptor superbloc– Tabel descriptor grup– Blocuri• Bitmap-ul blocului• Bitmap-ul inode-ului• Tabel inode• Datele propriu zise

Sistemul ext2• Tabelul descriptor superbloc este esential in

procesul de bootare si de aceea cate o copie a lui se regaseste in fiecare grup de blocuri. Restul informatiilor referitoare la brup sunt pastrate in tabelul descriptor de grup.

• Reprezentarea fisierelor si directoarelor se face prin inodes . Din setul de 15 pointeri de aici primii 12 duc catre blocuri adresate direct , pointerul 13 catre un bloc adresat indirect, pointerul 14 catre un bloc adresat dublu indirect si pointerul 15 catre un bloc adresat de 3 ori indirect.

Sistemul ext2In aceasta structura documentele sunt reprezentate prin

numere ,in structura inode, alaturi de lungimea numelui documentului si numele propriu zis al acestuia.Directoarele root sunt intotdeauna trecute cu numarul de index 2. Directorul curent are intotdeauna in fata numelui salvat caracterul „.” Iar directorul parinte caracterul”..” si amandoua referintele sunt create in momentul creari directorului. Restul indexilor sunt subdirectoare , cu mentiunea ca pentru linkuri speciale se pot trece 2 indexuri cu acelasi nume , ducand prin algoritmul standard la acelasi document cu acelasi continut.

Sistemul ext2

• Caracteristici• Suport pentru sisteme de fisiere de dimensiuni intre

2TB si 32TB• Suport pentru fisiere intre 16 Gb si 2 TB• Tabel pentru detectia blocurilor eroare• Alocarea fisierelor cu bitmap (pentru spatiul liber) si

tabele (metadata)• Nume de fisiere cu o lungime maxima de 255 caractere• In campul de timestamp al documentelor suporta date

cuprinse intre 14 decembrie 1991 si 18 ianuarie 2038

Sistemul ext2• Spre deosebire de sistemul ext sistemul ext 2 are o serie de caracteristici

dependente numai de configuratiile impuse la inceputul instalari kernelului. Astfel se disting urmatoarele 4 situatii pentru dimensiunile unor elemente comune:

• Dimensiunea blocului de 1KB– Marimea maxima a documentului 16 GB– Marimea totala a sistemului de fisiere 4TB

• Dimensiunea blocului de 2KB– Marimea maxima a documentului 256 GB– Marimea totala a sistemului de fisiere 8TB

• Dimensiunea blocului de 4KB– Marimea maxima a documentului 2TB– Marimea totala a sistemului de fisiere 16TB

• Dimensiunea blocului de 8KB– Marimea maxima a documentului 2TB– Marimea totala a sistemului de fisiere 32TB

Sistemul ext2

Alte caracteristici interesante mai sunt numarul de subdirectoare limita. Matematic aceasta limita este de 1.3*10^20.Practic acest numar este limitat de alti factori la 31998 desi apar probleme de performanta dupa 10000 directoare.

Sistemul ext2

Una din caracteristicile sistemului ext2 este faptul ca nu are nici o metoda de jurnaliere. Aceasta caracteristica face acestsistem de fisiere sa fie inca foarte relevant in ziua de azi in ceea ce priveste mediile flash. Principala sursa de uzura a cipurilor de memorie flash o reprezinta ciclurile de stergere si scriere . Astfel din cauza faptului ca nu se irosesc cicluri pentru jurnaliere si a faptului ca se poate folosi acest sistem de fisiere in modul fara notari calendaristice , face ext2 sa fie indicat in cazul acestor medii de stocare.

Sistemul ext3• Ext3 reprezinta implementarea ext2 cu unele

caracteristici imbunatatile legate de aspetul sigurantei datelor.Datorita acestui fapt caracteristicile generale sunt identice si in continuare voi accentua doar diferentele legate de securitatea documentelor.

• Din cauza faptului ca ext2 nu foloseste jurnaliere exista posibilitatea pierderii de date in anumite situatii.Ext3 rezolva acest deficit si mai vine si cu alte caracteristici utile:

• Jurnaliere• Sistem de fisiere on-line• Indexare Htree pentru directoare mai mari

Sistemul ext3• Faptul ca acestea sunt implementate direct pe structura ext2

permine un mare nivel de compatibilitate cu acesta. Datele pot astfel fi mutate intre cele 2 sisteme de fisiere cu usurinta. Cu toate acestea aceasta compatibilitate poate genera de asemenea unele erori legate de vechiul sistem de fisiere.

• O alta problema legata de aceasta structura o reprezinta faptul ca nu se pot executa unele operatii elementare asupra sistemului de fisiere cat timp acesta este activ. De aceea unele actiuni cum ar fi defragmentarea sau verificarea de erori pot produce mai multe problem decat rezolva.Verificarea de erori functioneaza numai cu structura de fisiere inactive iar pentru defragmentare nu exista o metoda buna de executie. Cu toate acestea ext3 are o rezistenta mare la procesul de fragmentare datorita regulilor de distributie a blocurilor mostenite de la sistemul ext original.

Sistemul ext3

O alta problema a acestui sistem o reprezinta lipsa metodei de verificare checksum. Datorita acestui lucru pot exista situatii in care daca datele nu sunt scrise secvential din memoria cache a suportului de memorie ( cum se intampla cu majoritatea unitatilor HDD in zilele noastre) si apare o eroare ce intrerupe procesul , urmatoarea tentative de scriere a datelor poate cauza coruperea datelor.

Sistemul ext3• Exista 3 metode de folosire a functiei de jurnaliere:• Jurnaliere normala (cea mai sigura)• Sunt trecute in jurnal atat datele metadata cat si

datele relevante legate de continutul documentelor• Jurnaliere ordonata ( metoda cu risc mediu)• Sunt trecute in jurnal doar datele metadata , fiind

omise datele legate de continutul fisierelor dar se garanteaza ca acestea au fost copiate corect

• Jurnaliere Writeback (cel mai mare risc)• Sunt trecute in jurnal doar datele metadata, orice date

legate de continutul fisierelor fiind omis

Sistemul ext4

• Ext4 a reprezentat la inceput o tentative de a augmenta unele caracteristici ale ext3. Dar pentru motive de usurare a dezvoltarii toate noile ide au fost adunate sub numele de ext4.

• O data cu lansarea acestuia in octombrie 2008 a inceput sa fie acceptat ca o alternative la ext 2 si ext3 incepand sa le depaseasca in ceea ce priveste numarul sistemelor ce il folosesc in anumite aplicatii speciale.

Sistemul ext4Desi sistemul ext 4 are un numar mare de imbunatatiri

fata de ext 2 si 3 incercarea de a elimina unele probleme ale familiei ext a adus la iveala unele probleme fundamentale ale structurii elementare ext. Pot exista situatii in care si cu noul sistem de verificare a datelor exista posibilitatea pierderii datelor daca procesul este intrerupt in anumite momente critice.Desi exista anumite posibilitati de a ocoli aceasta problema , anume creerea de date sub alt nume si redenumirea la incheierea procesului de copiere, acesta inca ramane una dintre problemele principale ale ext.

Sistemul ext4

De asemenea noul sistem nu a fost adoptat cu acelasi entuziasm pe piata. Sistemul ext4 nu are nici o metoda directa de a putea fi cictit de alte sisteme decat Linux. Singurele solutii in aceasta situatie fiind aplicatii speciale ce extrag documentele din ext4 si le convertesc la o reprezentare citibila de catre sistemul gazda.

Sistemul ext4• Posibilitatea unui sistem de fisiere mai mare• Compatibilitate cu ext2 si ext3( in anumite situatii)• Prealocarea documentelor si scrierea blocurilor acestora in mod consecutiv pe

disc. Astfel se reduc cel mai mult posibil timpii de cautare si datelor li se garanteaza spatiul necesar pe disc

• Alocare intarziata a blocurilor pana se termina procesele de scriere si citire active• Ridicarea numarului de subdirectoare limita la 64000( cu ajutorul Htree chiar si

mai multe)• Folosirea jurnalierii specifica ext3• Verificare documentelor cu checksum• Verificarea rapida a documentelor sistemului prin marcarea corespunzatoare a

inod-urilor goale• Posibilitatea alocarii multibloc a resureslor pe mediul de stocare• Marirea rezolutiei si a suportului pentru timestamp – timpul este acuma masurat

pana la dimensiunea de nanosecunde si se pot stoca date pana la anul 2514

Sistemul ext4

• Suport pentru sisteme de fisiere de dimensiuni pana la 1EB

• Suport pentru fisiere pana la 16 TB• Tabel pentru detectia blocurilor eroare• Alocarea fisierelor cu bitmap (pentru spatiul liber) si

tabele (metadata)• Nume de fisiere cu o lungime maxima de 255 caractere• In campul de timestamp al documentelor suporta date

cuprinse intre 14 decembrie 1991 si 25 aprilie 2514

Bibliografie

• Dave Poirier (2009). “The Second Extended File System: Internal Layout”

• Charles Cong and Jeremy H. Brown (1997-10-22). “A Survey of Modern File Compression Techniques.”

• A. Mathur, M. Cao, and A. Dilger, "ext4: The next generation of the ext3 filesystem"

Bibliografie web• http://oldlinux.org/Linux.old/docs/history/0.96.html• http://linuxreviews.org/sysadmin/filesystems/• http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git

/commit/?id=a0f62ac6362c168754cccb36f196b3dfbddc3bc3

• http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-fs7/• http://corp-jp.linuxfoundation.org/jp_uploads/seminar200

60911/Ted_Tso.pdf• https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/• http://www.bullopensource.org/ext4/index.html

• Mac OS -Mac Operating System reprezinta un sistem de operare bazat pe interfata grafica cu utilizatorul• Mac OS poate fi divizat in doua mari categorii :• Mac OS Classic- un sistem bazat in intregime pe interfata grafica, un sistem plat cu un singur nivel de mape,fiind apoi inlocuit cu un sistem de fisiere ierarhic,care avea un adevarat arbore de mape• Mac OS X (X=10) – sistem de operare multi user,multitasking,de tip Unix.

• MFS - Macintosh File System - este un sistem de gestiune al fisierelor de disc• MFS:

introduce furcile de resurse ce permit stocarea de date structurate,precum si metadate necesare pentru suportul interfetei grafice de MAC OS nu suporta o ierarhie de directoare sistem de gestiune plat nu suporta volume de peste 20 MB,echivalentul a 1400 de fisiere

• HFS a inlocuit ierarhia plana cu Fisierul Catalog • Fisierul Catalog aceasta foloseste o strucutura B-tree pentru o cautare mai rapida,indiferent de dimensiune• Hierarchical File System separa un volum în blocuri logice de 512 B. Aceste blocuri logice sunt apoi organizate în blocuri de alocare, care pot să conţină unul sau mai multe blocuri logice în funcţie de mărimea totală a volumului. • HFS foloseşte o valoare de 16 de biţi pentru a adresa blocuri de alocare, limitând numărul de blocuri de alocare la 65536.

Formatul HFS Plus se deosebește in schimb de celelalte formate prin faptul că este mai puțin limitat în ceea ce privește capacitatea de stocare

Observam datele comparative între diversele formate de stocare pentru Mac OS.

• OS/2 reprezinta un sistem de operare dezvoltat de IBM,dezvoltat ca o parte din linia de calculatoare personale din generatia „Personal System/2” sau PS/2.• HPFS sau High Performance File System:

este un sistem de gestiune al fişierelor creat special pentru sistemul de operare OS / 2 îmbunătăţit limitările sistemului de gestiune al fişierelor FAT reprezinta modul de organizare a datelor pe dispozitive de memorare de blocuri cu acces aleator modul software ce traduce cererile orientate pe fisiere de la aplicatii catre diverse dispozitive sistem de gestiune al fisierelor instabil ce permite accesul simultan la mai multe structuri de volum incompatibile de pe acelasi sistem OS/2.

• AmigaOS este sistemul de operare nativ al computerului personal Amiga• Primul sistem de gestiune al fişierelor Amiga a fost Old File System• Old File System utilizeaza in total 512 octeti rezervand prima portiune a fiecarui bloc pentru metadate• OFS foloseste codificarea si decodificarea MFM în mod implicit atunci când opereaza pe dischete

• FFS-ul stocheaza un bitmap al sistemului de fisiere intr-un sector special, ce este predispus la coruptie sau stergere daca o operatie de scriere este intrerupta de scoaterea discului sau de un crash• Smart File System este un sistem de gestiune al fisierelor ce tine evidenta modificarilor pe care doreste sa le faca intr-un jurnal este mai rapid pentru recuperarea datelor, si mai putin coruptibile in cazul de exemplu al unei erori de sistem• Integritatea SFS fiind mentinuta prin tinerea unui jurnal de back-up cu toate modificarile asupra metadatelor intr-o anumita perioada.

Sisteme de fisiere NTFS vs FAT32

Cuprins

• Introducere• FAT32• Avantajele FAT32• Dezavantaje ale FAT32• NTFS• Structura disc NTFS• Caracteristici de NTFS• FAT32 vs NTFS• Concluzie

Introducere–Un sistem de operare este un program care acţionează ca un

intermediar între un utilizator de computer şi hardware-ul computerului.

–Date permanente sunt stocate pe dispozitive de stocare secundare cum ar fi discurile fixe, floppydiscuri, benzi magnetice şi alte tipuri de dispozitive de stocare. Sistemul de gestionare a fişierelorlocuieşte permanent pe un dispozitiv secundar. Într-un sistem de operare, sistemul de fişieregestionează informaţiile care are reşedinţa pe dispozitivul de stocare secundar.

–Un sistem de fişiere foloseste metode de organizare a datelor pe un volum hard disk. Se compune din două părţi distincte: colecţie de fişiere, fiecare stocare a datelor conexe, precum şi o structura de directoare, care organizează şi oferă informaţii despre toate fişierele din sistem. Unele sisteme de fişiere au o treime parte, paravane, care sunt utilizate pentru a separa fizic sau logic de colectare directoare. Cele două sisteme de fişiere mai populare folosite astăzi sunt FAT32 (File AllocationTabel) şi NTFS (New

Sistemul de fisiere FAT32

•FAT (File Allocation Table), sistemul de fişiere cu originea la sfârşitul anilor 1970 şi începutul 1980 şi a fost sistemul de fişiere suportat de sistemul de operare MS-DOS. Acesta a fost iniţial dezvoltat ca un sistem de fişiere simplu potrivite pentru floppy disk drive mai puţin de 500 mii în dimensiune. Peste timp, ea a fost îmbunătăţită pentru a sprijini mass-media mai mare. În prezent, există trei tipuri de fişiere sistem: FAT12, FAT16 şi FAT32. Diferenţa de bază în aceste tipuri de FAT este dimensiunea, în biţi, a înscrierilor în reala structura FAT de pe disc. in timpul anilor 1970 şi începutul anilor 1980 când a fost introdus FAT, MS-DOS a fost un sistem de operare pe 16 biţi de adresare

•Primul este sistemul original FAT (FAT12), apoi au apărut FAT16 şi FAT32, versiuni îmbunătăţite ale sistemului original FAT. Sistemul original FAT a fost utilizat pe primele versiuni de DOS, fără a avea posibilitatea de a fi utilizat pe discuri de dimensiuni mai mari sau pe sisteme de operare precum Windows 3.1, Windows 95 şi Windows 98.

•Intrările FAT din tabela FAT32 sunt de dimensiune 32 de biţi, faţă de intrările de 16 biţi din FAT16. Rezultatul final este acela că dimensiunea tabelei FAT este de 16 ori mai mare în cazul FAT32 decât la FAT16! Tabelul următor ilustrează aceste observaţii:

Tipul de FAT FAT16 FAT32

Dimensiunea clusterului 32 KB 4 KB

Numărul de intrări FAT 65,526 524,208

Dimensiunea tabelei FAT ~ 128 KB ~ 2 MB

Avantajele FAT32- FAT32 furnizează următoarele îmbunătăţiri faţă

de implementările anterioare ale sistemul de fişiere FAT:

- Suportă până la 2 teraocteţi. -Utilizează spaţiul mai eficient - FAT 32 utilizează clustere mai mici (de exemplu, clustere de 4KB unităţi de până la 8GB, în mărime), ducând la 10 la 15%, utilizarea mai eficientă a spaţiului pe disc în raport cu unităţile mari FAT.

-Este mai robust şi mai flexibil - directorul rădăcină de pe o unitate FAT32 este acum ordinara cluster în lanţ, astfel că poate fi arbitrar de mare şi amplasată oriunde pe unitatea. În plus, FAT oglindă poate fi dezactivat, permiţând o copie a FAT, altele decât prima să fie activă. Aceste caracteristici permit redimensionarea dinamică a partiţiile FAT32.

Dezavantaje ale FAT32• FAT32 File System nu este un sistem de fişiere

perfect. Probleme majore: -Fragmentarea.

-Eficienţa de stocare degradează FAT32 File Systempentru partiţii mai mari. -Greseala nu este tolerata - FAT32 File System este un sistem de fişiere coruptibil si poate produce un accident de calculator, o defecţiune hardware, sau o eroare de programare poate distruge sistemul de fişiere.

Sistemul de fişiere NTFS

–Sistemul de fişiere NTFS a fost creat la începutul anilor 1990. Microsoft a vrut să creeze, de înaltă performanţă, sistem de operare fiabile şi sigure.

–Toate condiţiile de funcţionare a sistemelor Microsoft a avut înainte de Windows XP sau Windows 2000 puterea sau caracteristici necesare pentru Microsoft de a lua pe UNIX sau alte sisteme de operare grave. Unul dintre cea mai mare a slabiciune ale MS-DOS şi Windows 3.x a fost că s-au bazat pe fişiere FAT sistem.

•Fiabilitate - caracteristicile specifice NTFS pune în aplicare tranzacţii importantesă fie completate ca un întreg, pentru a evita pierderea datelor, şi pentru a îmbunătăţi greselile tolerate.

•Stocarea eficienta - Din nou, în momentul în care a fost dezvoltat NTFS, majoritatea PC-urilor utilizate FAT16, care rezultă spaţiul de pe disc semnificativ a slăbit. NTFS evită această problemă prin utilizarea unei metode foarte diferite de alocare a spaţiului pentru fişiere decât FAT .

Structura Disc• Formatarea unui volum cu sistemul de fişiere

NTFS rezultate în crearea mai multor fişierele de sistem şi Master File Table (MFT), care conţine informaţii despre toate fişierele şi dosarele de pe volum NTFS. Primele informaţii pe un volum NTFS este partiţia de boot sectoriala, care porneşte de la sectorul 0 şi poate fi de până la 16 sectoare . Primul fişier pe un volum NTFS este Master File Table (MFT).

Caracteristici de NTFS• NTFS Fluxuri de date

NTFS suporta mai multe fluxuri de date, în cazul în care numele flux identifică un nou atribut de informaţii cu privire la dosar.

• Fişiere comprimate Una dintre cele mai atractive caracteristici ale NTFS este compresia bazatã pe fişiere. Cudecompresie exista posibilitatea pentru a stoca majoritatea fişierelor într-un mod in care le ia mai puţin spaţiu pe disc decât în mod normal. Cele mai multe sisteme de operare permit decompresie pentru volumul de disc întreg, dar NTFS permite aproape la toate fişierele şi folderele individuale în cadrul partiţie NTFS comprimarea. Decompresie este tratată de către sistemul de operare în timpul scrieri, şi decompresie este automată ori de câte ori o aplicaţie are nevoie pentru a citi dosarul.

FAT32 vs NTFS

• Tabelul de mai jos prezinta plusuri şi minusuri a sistemului de fişiere folosit pe scară largă (de exemplu, FAT32 şi NTFS) utilizate azi.

FAT32 NTFS SYSTEMS WIND98,NT5 NT4,NT5 MAXIMAL VOLUME SIZE NEAR BY UNLIMITED NEAR BY UNLIMITED MIXIMAL FILES COUNT NEAR BY UNLIMITED NEAR BY UNLIMITED FILE NAME LONG NAMES(255

CHARS) SYSTEM CHARACTER SET

LONG NAME (UP TO 255CHARS) UNICODE CHARACTER SET

FILE ATTRIBUTE BASIC SET ALL THAT PROGRAMS WANT

SECUTRITY NO YES (CAPABILITY OF PHYSICAL ENCRYPTION STARTING FROM NT5.0)

COMPRESSION NO YES FAULT TOLERANCE LOW FULLY(AUTOMATIC) ECONOMY IMPROVED MAXMAL PERFORMANCE AS FAR FAT,BUT ALSO

ADDITIONAL PENALTY FOR BIG VOLUMES

VERY EFFECTIVE FOR ALL VOLUMES

Concluzie•Costul stocarii digitale este in scadere in timp ce

capacitatea de stocare este in crestere. Intrebarea este, ce formate de disk care pot fi utilizate mai pot aparea. Cele doua si cele mai comune formate de disc pentru sistemele Windows sunt NTFS si FAT32.

•Introdus odata cu Windows 98, sistemul de fisiere FAT32 a fost o evolutie a formatului discurilor gasite pe calculatoarele personale, cunoscut sub numele de FAT16. FAT16 nu poate gestiona mai mult de 2 Gigabytes (GB) pe un singur volum sau partitie. Odata ce dispozitivele hard diskau trecut de 2GB, FAT32 si-a intins limita teoretica de o singura unitate la 2 Terabytes (sau TB, care este egal cu 1000 GB).

•NTFS sau New Technology File System a fost introdus in 1993. Printre caracteristicile sale sunt suportul de calcul pentru intreprinderi; schimbari de urmarire, permisiuni ale utilizatorilor si abilitati speciale pentru linkurile fisierelor si folderelor. Dimensiunea maxima teoretica a unei singure unitati NTFS este de 16 exabyte, egal cu 16 miliarde GB. NTFS domneste, fiind formatul preferat pentru sistemele windows, inclusiv Windows 7.

•Fiecare versiune de Windows, inca de la Windows 98 afiseaza formatul fiecarei unitati in meniul proprietati. Deschideti fereastra “My Computer”, clic-dreapta pe o unitate si selectati “Properties”. În partea de sus veti vedea formatul unitatii prezentat lânga eticheta “File system:”.

Bibliografie

• -Digit- life.com, 1997, “NTFS file system” . Retrieved January 30,2003.

• -http://www.digit-life.com/articles/ntfs/• -Microsoft Product Support Services, Feb 19,2002.

Retrieved January 21,2003.• -http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-

US;q100108• -http://www.pcguide.com/ref/hdd/file/ntfs/index.htm• -Curs Facultatea de Cibernetica ,Statistica si Informatica

Econimica• -“SO pt retele de calculatoare”, Ed. Economica, R. Zota,

subcap 2.1, 2.2

MAC OS - MFS (Constantin Sorina 431A)

• Mac OS -Mac Operating System reprezinta un sistem de operare bazat pe interfata grafica cu utilizatorul• Mac OS poate fi divizat in doua mari categorii :• Mac OS Classic- un sistem bazat in intregime pe interfata grafica, un sistem plat cu un singur nivel de mape,fiind apoi inlocuit cu un sistem de fisiere ierarhic,care avea un adevarat arbore de mape• Mac OS X (X=10) – sistem de operare multi user,multitasking,de tip Unix.

• MFS - Macintosh File System - este un sistem de gestiune al fisierelor de disc• MFS:

introduce furcile de resurse ce permit stocarea de date structurate,precum si metadate necesare pentru suportul interfetei grafice de MAC OS nu suporta o ierarhie de directoare sistem de gestiune plat nu suporta volume de peste 20 MB,echivalentul a 1400 de fisiere

• HFS a inlocuit ierarhia plana cu Fisierul Catalog • Fisierul Catalog aceasta foloseste o strucutura B-tree pentru o cautare mai rapida,indiferent de dimensiune• Hierarchical File System separa un volum în blocuri logice de 512 B. Aceste blocuri logice sunt apoi organizate în blocuri de alocare, care pot să conţină unul sau mai multe blocuri logice în funcţie de mărimea totală a volumului. • HFS foloseşte o valoare de 16 de biţi pentru a adresa blocuri de alocare, limitând numărul de blocuri de alocare la 65536.

Formatul HFS Plus se deosebește in schimb de celelalte formate prin faptul că este mai puțin limitat în ceea ce privește capacitatea de stocare

Observam datele comparative între diversele formate de stocare pentru Mac OS.

• OS/2 reprezinta un sistem de operare dezvoltat de IBM,dezvoltat ca o parte din linia de calculatoare personale din generatia „Personal System/2” sau PS/2.• HPFS sau High Performance File System:

este un sistem de gestiune al fişierelor creat special pentru sistemul de operare OS / 2 îmbunătăţit limitările sistemului de gestiune al fişierelor FAT reprezinta modul de organizare a datelor pe dispozitive de memorare de blocuri cu acces aleator modul software ce traduce cererile orientate pe fisiere de la aplicatii catre diverse dispozitive sistem de gestiune al fisierelor instabil ce permite accesul simultan la mai multe structuri de volum incompatibile de pe acelasi sistem OS/2.

• AmigaOS este sistemul de operare nativ al computerului personal Amiga• Primul sistem de gestiune al fişierelor Amiga a fost Old File System• Old File System utilizeaza in total 512 octeti rezervand prima portiune a fiecarui bloc pentru metadate• OFS foloseste codificarea si decodificarea MFM în mod implicit atunci când opereaza pe dischete

• FFS-ul stocheaza un bitmap al sistemului de fisiere intr-un sector special, ce este predispus la coruptie sau stergere daca o operatie de scriere este intrerupta de scoaterea discului sau de un crash• Smart File System este un sistem de gestiune al fisierelor ce tine evidenta modificarilor pe care doreste sa le faca intr-un jurnal este mai rapid pentru recuperarea datelor, si mai putin coruptibile in cazul de exemplu al unei erori de sistem• Integritatea SFS fiind mentinuta prin tinerea unui jurnal de back-up cu toate modificarile asupra metadatelor intr-o anumita perioada.

Bibliografie:http://en.wikipedia.org/wiki/Macintoshhttp://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Mac_OShttps://www.google.ro/search?hl=en&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1366&bih=667&q=hfs+plus&oq=hfs+plus&gs_l=img.3..0i24l3j0i10i24j0i24j0i10i24j0i24l4.2683.4676.0.4901.8.8.0.0.0.0.93.592.8.8.0...0.0.0..1ac.1.12.img.CmpjBNYNCl0http://en.wikipedia.org/wiki/HFS_Plushttp://en.wikipedia.org/wiki/AmigaOShttp://en.wikipedia.org/wiki/Mac_OS http://ro.wikipedia.org/wiki/HFS_Plushttp://en.wikipedia.org/wiki/Smart_File_Systemhttp://ro.wikipedia.org/wiki/HFS_Plushttp://en.wikipedia.org/wiki/AmigaOS_4http://en.wikipedia.org/wiki/HFS_Plus#Design