imported>YarTim: (просматриваю вручную, не ботом) неуместная "универсальная карточка": только изображение, переместил его в статью

2025-11-14T14:56:20Z

(просматриваю вручную, не ботом) неуместная "универсальная карточка": только изображение, переместил его в статью

Новая страница

{{Обобщённая архитектура ОС}}
[[File:FileFolders.svg|мини|справа|Вложенные друг в друга каталоги]]
'''Фа́йловая систе́ма''' ({{lang-en|file system}}) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на [[носитель информации|носителях информации]] в компьютерах, а также в другом [[электроника|электронном]] оборудовании: [[цифровой фотоаппарат|цифровых фотоаппаратах]], [[мобильный телефон|мобильных телефонах]] и т. п. Файловая система определяет [[формат файла|формат]] содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде [[файл]]ов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов (и [[Каталог (файловая система)|каталогов]]), максимальный возможный размер файла и раздела, набор [[Файл#Свойства файла|атрибутов]] файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, [[Права доступа|разграничение доступа]] или [[шифрование]] файлов.

Файловая система связывает [[носитель информации]] с одной стороны и [[интерфейс программирования приложений|API]] для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и о том, на каком физическом типе носителя ([[Компакт-диск|CD]], [[жёсткий диск|жёстком диске]], [[магнитная лента|магнитной ленте]], блоке [[флэш-память|флеш-памяти]] или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от [[драйвер]]а файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения [[операционная система|операционной системы]] (ОС), весь диск представляет собой набор [[Кластер (единица хранения данных)|кластеров]] (как правило, размером, кратным 512 [[байт]])<ref>В современных (2010 год) жёстких дисках размер [[Кластер (единица хранения данных)|кластера]] [[Жёсткий диск#Адресация данных|стал 4096 байт]]</ref>. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим [[носитель информации|носителем информации]]. Существуют [[Виртуальная файловая система|виртуальные файловые системы]], а также [[компьютерная сеть|сетевые]] файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

== Иерархия каталогов ==
Практически всегда файлы на дисках объединяются в ''[[Папка (файловая система)|каталоги]]''.

В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Такая ''одноуровневая'' схема использовалась в [[CP/M]] и в первой версии [[MS-DOS]] 1.0. ''Иерархическая файловая система'' со вложенными друг в друга каталогами впервые появилась в [[Multics]], затем — в [[UNIX]].

В настоящее время одноуровневые файловые системы используются очень редко, за исключением устройств с малой вычислительной мощностью и объёмом памяти, например, [[микроконтроллер]]а [[ESP8266]], использующего в собственной [[Флеш-память|флэш-памяти]] (до 16 Мб) собственную файловую систему [[SPIFFS]].

Wiki.txt
Tornado.jpg
Notepad.exe
(Одноуровневая файловая система)

Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как в [[DOS]]/[[Windows]], или же объединяться в одно дерево, общее для всех дисков, как в UNIX-подобных системах.

C:
\Program files
\CDEx
\CDEx.exe
\CDEx.hlp
\mppenc.exe
\Мои документы
\Wiki.txt
\Tornado.jpg
D:
\Music
\ABBA
\1974 Waterloo
\1976 Arrival
\Money, Money, Money.ogg
\1977 The Album
(Иерархическая файловая система Windows/DOS)

В UNIX существует только один [[корневой каталог]], а все остальные файлы и каталоги вложены в него. Чтобы получить доступ к файлам и каталогам на каком-нибудь диске, необходимо ''[[Монтирование файловой системы|смонтировать]]'' этот диск командой <code>[[mount]]</code>. Например, чтобы открыть файлы на [[Компакт-диск|CD]], нужно, говоря простым языком, сказать операционной системе: «возьми файловую систему на этом компакт-диске и покажи её в каталоге <code>/mnt/cdrom</code>». Все файлы и каталоги, находящиеся на CD, появятся в этом каталоге <code>/mnt/cdrom</code>, который называется ''точкой монтирования'' ({{lang-en|mount point}}).<ref>Здесь создаётся [[виртуальная файловая система]], служащая стыковочным элементом между разными форматами файловых систем</ref> В большинстве UNIX-подобных систем съёмные диски ([[дискета|дискеты]] и CD), флеш-накопители и другие внешние устройства хранения данных монтируют в каталог <code>/mnt</code>, <code>/mount</code> или <code>/media</code>. Unix и UNIX-подобные операционные системы также позволяют автоматически монтировать диски при загрузке операционной системы.

/
/usr
/bin
/arch
/ls
/raw
/lib
/libhistory.so.5.2
/libgpm.so.1
/home
/lost+found
/host.sh
/guest
/Pictures
/example.png
/Video
/matrix.avi
/news
/lost_ship.mpeg
(Иерархическая файловая система в Unix и UNIX-подобных операционных системах)

''Обратите внимание на использование [[Косая черта|слешей]] в файловых системах Windows, UNIX и UNIX-подобных операционных системах (в Windows используется обратный слеш «\», а в UNIX и UNIX-подобных операционных системах — простой слеш «/»)''

Кроме того, вышеописанная система позволяет монтировать не только файловые системы физических устройств, но и отдельные каталоги (параметр ''--bind'') или, например, [[ISO-образ|образ ISO]] (опция ''loop''). Такие надстройки, как [[Filesystem in Userspace|FUSE]], позволяют также монтировать, например, целый каталог на [[FTP]] и ещё очень большое количество различных ресурсов.

Ещё более сложная структура применяется в [[NTFS]] и [[HFS (файловая система)|HFS]]. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор ''атрибутов''. Атрибутами считаются не только традиционные <code>только для чтения</code>, <code>системный</code>, но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для [[NTFS]] и [[HFS (файловая система)|HFS]] то, что хранится в файле, — это всего лишь один из его атрибутов.

Если следовать этой логике, ''один файл может иметь несколько вариантов содержимого''{{Нет АИ|7|7|2018}}. Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом [[компьютерная программа|программа]]). Такая организация типична для [[HFS (файловая система)|HFS]] на [[Macintosh]].

== Основные функции файловых систем ==
Основными функциями файловой системы являются:

* размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
* определение максимально поддерживаемого объёма данных на носителе информации;
* создание, чтение и удаление файлов;
* назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т. п.);
* определение

== Классификация файловых систем ==
По предназначению файловые системы можно классифицировать на нижеследующие категории.

* Для носителей с [[произвольный доступ|произвольным доступом]] (например, [[жёсткий диск]]): [[FAT32]], [[HPFS]], [[ext2]]/[[ext3]]/[[ext4]] и др. Поскольку доступ к дискам в несколько раз медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск. Для этого применяется либо [[журналируемая файловая система|журналирование]], например, в [[ext3]], [[ReiserFS]], [[JFS]], [[NTFS]], [[XFS]], либо механизм [[soft updates]] и др. Журналирование широко распространено в Linux, применяется в NTFS. [[Soft updates]] — в BSD-системах.
* Для носителей с [[последовательный доступ|последовательным доступом]] (например, [[магнитная лента|магнитные ленты]]): [[QIC]] и др.
* Для оптических носителей — [[Компакт-диск|CD]] и [[DVD]]: [[ISO 9660]], [[HFS (файловая система)|HFS]], [[Universal Disk Format|UDF]] и др.
* [[Виртуальная файловая система|Виртуальные файловые системы]]: [[AEFS]] и др.
* Сетевые файловые системы: [[Network File System|NFS]], [[CIFS]], [[SSHFS]], [http://arquivo.pt/wayback/20090707151753/http%3A//richard.jones.name/google%2Dhacks/gmail%2Dfilesystem/gmail%2Dfilesystem.html GmailFS] и др.
* Для флэш-памяти: [[YAFFS]], [[ExtremeFFS]], [[exFAT]], [[F2FS]].
* Немного выпадают из общей классификации специализированные файловые системы: [[ZFS]] (собственно файловой системой является только часть ZFS), {{нп5|VMware VMFS||en|VMware VMFS}} (т. н. кластерная файловая система, которая предназначена для хранения других файловых систем) и др.

== Задачи файловой системы ==
Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

* именование файлов;
* программный интерфейс работы с файлами для приложений;
* отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
* организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
* содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

ФС позволяет оперировать не нулями и единицами, а более удобными и понятными объектами — файлами. Ради удобства в работе с файлами используются их символьные идентификаторы — имена. Само содержимое файлов записано в ''кластеры'' (''clusters'') — мельчайшие единицы данных, которыми оперирует файловая система, размер их кратен 512 байтам. 512 байт — размер сектора у старых жёстких дисков, минимальной единицы данных, которая считывалась или записывалась на них ([[Жёсткий диск|К 2000-м годам типичным размером кластера стал 4096 байт]]). Для организации информации, кроме имени файла, используются также каталоги (или папки), как некая абстракция, позволяющая группировать файлы по определённому критерию. По своей сути каталог — это файл, содержащий информацию о как бы вложенных в него каталогах и файлах.

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (тома) — файловых справочниках. Структура этих справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы файлов и дополнительную информацию о них (дата изменения, права доступа, имя и т. д.) с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела (тома).

На жёстких дисках компьютеров под управлением систем семейства Windows используются три типа файловых систем: '''FAT''' (FAT16 и FAT32), '''NTFS''' и '''[[ReFS]]'''<ref>{{Cite web|url=https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/refs/refs-overview|title=Resilient File System (ReFS) overview|lang=en|author=Billy Smolen, Microsoft|website=Microsoft Learn|date=2023-02-15|publisher=Microsoft|url-status=live|access-date=2024-01-17|archive-date=2024-01-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20240105230740/https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/refs/refs-overview}}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{статья |автор=Александр Толстой. |заглавие=Сравнение: Файловые системы |ссылка= |язык= |издание=[[Linux Format]] |тип= |год=2015 |месяц=декабрь |число= |том= |номер=12 (203) |страницы=22—27 |doi= |issn=}}
* Дэн Гукин. Компьютер для чайников

{{вс}}
{{Файловые системы}}
[[Категория:Файловые системы|*]]

Файловая система - История изменений

imported>YarTim: (просматриваю вручную, не ботом) неуместная "универсальная карточка": только изображение, переместил его в статью