Раздел диска, где размещается ФС s5 делится на такие области:

• 
  Загрузочный блок
  
• 
  Суперблок (superblock) – общая инфа о ФС:
  
  • 
    Размер ФС
    
  • 
    Размер области индексных дескрипторов
    
  • 
    Число индексных дескрипторов
    
  • 
    Список свободных блоков
    
  • 
    Список свободных индексных дескрипторов и тд
    
• 
  Область индексных дескрипторов (inode list):
  
  • 
    Порядок расположения дескрипторов соответствует их номерам
    
• 
  Область данных:
  
  • 
    Корневой каталог
    
  • 
    Файлы-каталоги
    
  • 
    Обычные файлы
    
  • 
    Специальных файлов как таковых НЕТ, есть только индексные дескрипторы спец формата, а места они не занимают.
    

Особенность этой ФС – отделение имени файла от его характеристик, которые хранятся в ИНДЕКСНОМ ДЕСКРИПТОРЕ (за счет этого один файл может входить в несколько каталогов)


Индексный дескриптор:

• 
  Размер – 64 байта
  
• 
  Хранит инфу о:
  
  • 
    Владельце файла
    
  • 
    Типе файла (обычный, каталог, специальный, конвейер, символьная связь)
    
  • 
    Права доступа
    
  • 
    Временные характеристики (создание, модификаци и тд)
    
  • 
    Число ссылок на данный дескриптор (количество псевдонимов файла)
    
  • 
    Адресная информация (как организована адресная информация, см. Варианты физической организации файла, вариант 4)
    
  • 
    Размер файла в байтах
    
• 
  Имеет номер – уникальное имя файла
  
• 
  Дескрипторы расположены в строгом соответствии со своими номерами
  
• 
  Соответствие между номером дескриптора и символьным именем – через иерархию каталогов.
  

Запись о файле в каталоге:

Очень проста – только имя и номер дескриптора:



Нет никаких ограничений размера корневого файла.
Доступ к файлу – путем последовательного просмотра всей цепочки каталогов, начиная с корневого, адрес которого известен системе:
Эта процедура требует нескольких общащений к диску (чем длиннее путь, тем больше обращений). Чтобы уменьшить число обращений к диску, дескриптор файла при его открытии копируется в специальную системную область оперативной памяти.


FAT
Логический раздел, оптимизированный под ФАТ, состоит из:

• 
  Загрузочного сектора – программа начальной загрузки ОС (вид сектора зависит от оси)
  
• 
  Основная копия ФАТ – информация о размещении файлов и каталогов на диске
  
• 
  Резервная копия ФАТ
  
• 
  Корневой каталог – фиксированная область размером в 32 сектора (16 кбайт) – здесь можно хранить 512 записей о каталогах и файлах (каждая запись каталога состоит из 32 байт)
  
• 
  Область данных
  

Система поддерживает 2 типа файлов:

• 
  Каталог
  
• 
  Обычный файл
  

ФС распределяет память только из области данных.

Таблица ФАТ:

Состоит из массива индексных указателей, количество которых равно количеству кластеров данных – однозначное соответствие.

Значения индексного указателя в таблице ФАТ:

• 
  Свободен
  
• 
  Занят и не последний (содержит номер следующего кластера)
  
• 
  Последний кластер
  
• 
  Дефектный кластер
  
• 
  Резервный кластер
  

Таблица ФАТ – общая для всех файлов раздела.
Размер кластеров:

• 
  Чем больше кластер – тем меньше адресной информации и выше скорость обмена
  
• 
  Но тем больше фрагментация
  
• 
  Выбирается компромисс: 512 байт – 64 кБайт (1-128 секторов);
  

Разрядность индексного указателя должна позволить задать максимальный номер кластера для диска определенного объема:

ФАТ 12 – 12 разрядов – 4096 кластеров – для дисков не более 16 Мбайт

ФАТ 16 – 16 разрядов – 65 536 кластеров – для дисков не более 512 Мбайт

ФАТ 32 – 32 разряда – больше 4 млрд кластеров – для больших дисков


При удалении файла в ФАТ информация о первом кластере файла не стирается, только в каталоге помечается, что файл свободен и обнуляются все индексные дескрипторы. Поэтому недавно удаленную информацию можно хотя бы частично (то, что хранится в последовательных кластерах) удалить.
Резервная копия ФАТ всегда синхронизируется с основной, поэтому с ее помощью неправильные пользовательские действия, которые выглядели как правильные с точки зрения ОС не восстановить.
Метод хранения адресной инфы в ФАТ не надежен – один сбой – разрыв списка индексных укзателей – все пропало, инфа о последующих записях потеряна.
Имена файлов в ФАТ:

12 и 16 – схема 8.3 – 8 символов на имя файла и 3 – на расширение.

Потом в ФАТ 16 для НТ ввели длинное имя – до 255 символом.
ФАТ в ПК сегодня поддерживается ради обратной совместимости, но не используется. Зато используется на флешках.
NTFS

Отличия НТФС:

• 
  Поддержка больших файлов и больших дисков (до 2 в 64 байт)
  
• 
  Восстанавливаемость после сбоев и отказов
  
• 
  Высокая скорость операций (втч и для больших дисков)
  
• 
  Низкий уровень фрагментации
  
• 
  Гибкая структура (добавление новых типов файлов и тд)
  
• 
  Устойчивость к отказам дисковых накопителей
  
• 
  Поддержка длинных имен
  
• 
  Контроль доступа к файлам и каталогам
  

Логический раздел здесь называется ТОМОМ.
Все пространство НТФС – это либо файл, либо часть файла.

Основа НТФС – MFT – Master File Table – главная таблица файлов.

Все файлы тома идентифицируются уникальным номером файла.
Том состоит из последовательности кластеров (не только его область данных, а весь-весь том)

Порядковый номер каждого кластера в томе – это его ЛОГИЧЕСКИЙ номер LCN.

Внутри каждого файла кластеры тоже пронумерованы – это ВИРТУАЛЬНЫЙ номер кластера – VCN
Единица распределения дисковоко пространства – ОТРЕЗОК – непрерывная область кластеров.

Для адресации файла ФС юзает пару:

• 
  LCN первого кластера файла и
  
• 
  k – количество кластеров в отрезке.
  

Чтобы найти какой-то кластер внутри файла, нужен еще VCN этого кластера.
Номер кластера хранится в 64 разрядных указателях – максимальный размер файла – 2 ⁶⁴ кластеров.
Структура тома НТФС:

• 
  Загрузочный блок
  
  • 
    Блок параметров БИОС
    
  • 
    Количество блоков в томе
    
  • 
    Начальный LCN основной копии МФТ
    
  • 
    Зеркальную копию МФТ
    
• 
  Первый отрезок МФТ
  
  • 
    16 стандартных записей о системных файлах NTFS, которые создаются при форматировании:
    
    • 
      Главная таблица файлов – полный список файлов тома НТФС
      
    • 
      Копия главной таблицы файлов – зеркальная копия первых трех записей МФТ
      
    • 
      Журнал (для восстановления системы)
      
    • 
      Том (имя тома, версия НТФС и другая инфа о томе)
      
    • 
      Таблица имен, номеров и описаний атрибутов
      
    • 
      Индекс корневого каталога
      
    • 
      Битовая карта использованных кластеров тома
      
    • 
      Загрузочный сектор раздела
      
    • 
      Список плохих кластеров
      
    • 
      Таблица квот использования пространства для разных пользователей
      
    • 
      Таблица преобразования регистра символов (для Юникод)
      
• 
  Ровно посередине тома – копия загрузочного блока
  
• 
  Системные файлы
  
• 
  Другие отрезки МФТ
  

Если файл маленький, он целиком помещается в записи МФТ.

Если большой – то в МФТ – его резидентная часть, а нерезидентная часть – в отдельном отрезке тома. Адресная инфа, где искать нерезидентную часть – в атрибутах резидентной части.
Структура файла НТФС:

В НТСФ у файла нет ничего, кроме атрибутов. Файл по сути состоит их атрибутов.

Атрибуты:

• 
  Список атрибутов (если атрибуты не помещаются в основной записи)
  
• 
  Имя файла
  
• 
  Имя в формате 8.3
  
• 
  Версия файла
  
• 
  Дескриптор безопасности
  
• 
  Версия тома (для системных файлов тома)
  
• 
  Имя тома
  
• 
  Данные
  
• 
  Битовая карта использованеия блоков тома
  
• 
  Корень
  
• 
  Нерезидентные части файла
  
• 
  Прочая инфа
  

Файлы бывают:

• 
  Небольшие файлы – целиком помещаются в МФТ

2 Кбайта

---

• 
  Большой файл – в атрибуте Данные есть признак того, что файл не резидентен (адреса: LCN, VCN, k)
  

• 
  Сверхбольшой файл – в списке атрибутов можно указать несколько атрибутов либо использовать двойную адресацию (нерезидентный атрубут ссылается на другие нерезидентные атрибуты)
  

• 
  Очень большие файлы – если атрибут с адресами не помещается в одной записи, то он помещается в другую, а в основной записи – ссылка на него.
  

Каталог в НТФС – это вход в таблицу МФТ, который содержит атрибут Index Root (корень). Здесь хранится список всех файлов в каталоге – это ускоряет поиск файлов. Искать и сортировать файлы можно по любому из атрибутов.
Каталоги по размеру делятся на:

• 
  Небольшие каталоги – весь список файлов резидентный.
  

• 
  Большие каталоги – список файлов не помещается в запись, и требует нерезидентной формы хранения. Начало списка хранится в МФТ, и имена файлов являются узлами БИНАРНОГО ДЕРЕВА. Это здорово ускоряет поиск, тк. Поиск не линейный, а бинарный.
  

Контроль доступа к файлам в системах Unix и в Windows NT/2000/XP
Контроль доступа

Файлы – это самый популярный разделяемый ресурс на компьютере. Есть и другие виды разделяемых ресурсов (внешние устройства, память), схемы контроля доступа похожи.
Пользователь – это субъект доступа.

Разделяемый ресурс – объект доступа.

Пользователь пытается что-то с ресурсом сделать, а ОС должна разобраться, можно ему это или нет.
Для каждого типа объектов есть набор операций, который с ними можно выполнить (создать, открыть, закрыть, редактировать и тд)

Права доступа должны предоставляться дифференцированно по операциям.
Часто в ОС применяются унифицированные механизмы управления доступам к объектам разных типов:

• 
  ЮНИКС – при доступе к устройствам используются те же механизмы безопасности и алгоритмы, что и при доступе к обычным файлам и каталогам.
  
• 
  Виндовс НТ пошла еще дальше – есть специальная структура – ОБЪЕКТ БЕЗОПАСНОСТИ, которая создается для всех ресурсов разделяемых. Отвечает за все один модуль – МЕНЕДЖЕР БЕЗОПАСНОСТИ.
  

---

В качестве субъектов могут выступать:

• 
  Пользователи – индивидуально можно задать все права, это дает гибкость, но загружает администраторов.
  
• 
  Группы пользователей – удобнее.
  

У каждого объекта есть владелец – он может делать все, что хочет. Администратор тоже.

2 подхода к определению прав пользователя:

• 
  Избирательный доступ (владелец сам выбирает, кому чего разрешить, только админу по умолчанию можно все)
  
• 
  Мандатный доступ (права доступа жестко зависят от группы, владелец ни на что не влияет) – такие системы более надежные, но менее гибкие.
  

Механизм контроля доступа

Каждый пользователь и группа пользователей имеет символьное имя и уникальный числовой аайди. При входе в систему юзер сообщает имя, а система определяет его айди.

Все данные о юзерах хранятся:

• 
  В спец файле (в Юникс)
  
• 
  В спец базе данных (в виндовс НТ)
  

Вход пользователя в систему порождает ПРОЦЕСС-ОБОЛОЧКУ, которая:

• 
  Ведет с юзером диалог
  
• 
  Порождает от его имени другие процессы (они наследуют права доступа родителя)
  

ОС должна определять права доступа к ресурсам – набор операций, которые данный пользователь может над данным ресурсом выполнять.
Операции могут быть:

• 
  Элементарные (много мелких) – тонкое управление, но накладно для администратора все это проверять и реализовать
  
• 
  Укрупненные (как в Юникс – читать, писать, исполнять);
  

В Видновс НТ – по умолчанию юзер работает на укрупненном уровне, но может перейти на элементарный, если надо.
Права юзера могут быть описаны МАТРИЦЕЙ ПРАВ:



Почти во всех ОС матрица прав хранится по частям:

• 
  Для каждого файла создается список управления доступом (Access Control List - ACC) – где описываются права пользователей по отношению к файлу. Он является частью характеристик файла и хранится на диске в соответствующей области.
  

26. 
    Обзор семейства операционных систем Microsoft Windows.
    

Microsoft Windows – операционные системы корпорации Microsoft, различные версии которых предназначены для широкого класса устройств – от суперкомпьютеров до встроенных систем. Microsoft Windows установлена на большинстве персональных компьютеров: по разным данным от 88 до 92%.

---

Существует несколько семейств (family) операционных систем Windows, предназначенных для использования на разных типах компьютеров:

• 
  семейство клиентских операционных систем Windows NT (Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 и др.);
  
• 
  семейство серверных операционных систем Windows NT Server (Windows Server 2003, Windows Server 2008 и др.);
  
• 
  семейство мобильных операционных систем Windows Mobile и Windows Phone (Windows Mobile 6, Windows Phone 7 и др.);
  
• 
  семейство встроенных операционных систем реального времени Windows CE (Windows CE 7.0 и др.).
  

Кроме того, в прошлом выпускались

• 
  16 разрядные операционные системы (Windows 1.0, Windows 2.х, Windows 3.х) и
  
• 
  семейство операционных систем Windows 9x (Windows 95, Windows 98, Windows Me).
  

История развития семейств операционных систем Windows
1. Первой Windows была Windows 1.0, выпущенная в ноябре 1985 года. Это была не полноценная операционная система, а надстройка над операционной системой MS-DOS. Windows 1.0:

• 
  предоставляла пользователю графический оконный интерфейс и
  
• 
  возможность запускать несколько приложений одновременно (и то и другое отсутствовало в MS DOS).
  

Сначала эту программу хотели назвать Interface Manager, но затем склонились к названию Windows ("окна"), как более точно отражающему суть работы с новой программой . Минимальные системные требования к памяти ограничивались 256 КБ.
2. В Windows 2.0 (декабрь 1987 года) были введены некоторые улучшения графического интерфейса (в частности поддержка перекрывающихся окон) и работы с памятью. Также для большего удобства стали использоваться комбинации клавиш.
В мае 1988 года и в марте 1989 года появляются соответственно Windows 2.10 и Windows 2.11, поддерживающие новые на то время процессоры Intel 80286 и Intel 80386 [16].
3. В мае 1990 года выходит Windows 3.0 с улучшенной графикой и поддержкой виртуальной памяти.
В 1992 1993 гг. появляются версии Windows for Workgroups 3.1 и 3.11, в которых имеется поддержка работы в одноранговых сетях и сетях под управлением сервера. Это были последние версии 16 разрядных Windows.
Windows 9x

4. В августе 1995 года выпускается Windows 95 – 32 разрядная клиентская операционная система, в которой была встроенная поддержка работы с Интернетом (браузер Internet Explorer) и модемными сетями, а также технология Plug-and-Play ("подключи и работай"), позволяющая быстро подключать к компьютеру различные устройства. Впервые появилась кнопка Пуск (Start) и Панель задач (Taskbar). Windows 95 требовала минимум 4 МБ оперативной памяти [7].
4. На смену Windows 95 в июне 1998 года приходит Windows 98

---

с множеством программ для работы с Интернетом (Internet Explorer 4, Outlook Express и др.), поддержкой DVD и USB, первым появлением Панели быстрого запуска программ (Quick Launch bar). Windows 98 была последней операционной системой, основанной на MS DOS.
5. Последней версией в семействе 9x стала Windows Me (Millennium Edition, сентябрь 2000 года). Эта система была нацелена на домашних пользователей, и, следовательно, имела широкую поддержку работы с мультимедиа (Windows Media Player 7, Windows Movie Maker), Интернетом и домашними сетями.
Другим направлением развития операционных систем Windows в 90 е годы стало семейство NT.
Windows NT

В июле 1993 года была выпущена первая операционная система семейства NT – Windows NT 3.1. Есть разные варианты объяснения названия NT, самый распространенный вариант – это аббревиатура от New Technology ("новая технология").
Разработка системы, основанной на новом ядре (не MS DOS), началась в 1989 году. К новой операционной системе предъявлялись следующие основные требования [5]:

• 
  32 разрядность;
  
• 
  поддержка многопроцессорных систем;
  
• 
  поддержка вытесняющей многозадачности и виртуальной памяти;
  
• 
  высокая производительность;
  
• 
  возможность работы в качестве сервера и клиента;
  
• 
  переносимость;
  
• 
  совместимость с другими версиями Windows и MS DOS, а также частичная совместимость с UNIX;
  
• 
  безопасность;
  
• 
  надежность;
  
• 
  поддержка Unicode.
  

Windows NT 3.1 соответствовала всем этим требованиям, а на ядре этой системы (конечно, с изменениями) основаны все современные версии Windows, включая Windows 8.
Windows NT 3.1 поддерживала процессоры Intel 80386, Intel 80486, MIPS R4000 и DEC Alpha [5]. Существовали клиентская и серверная версии системы – Windows NT и Windows NT Advanced Server. Windows NT, помимо других файловых систем, поддерживала специально разработанную в Microsoft файловую систему NTFS (New Technology File System).
В 1994 1996 годах последовательно выходят операционные системы Windows NT 3.5, Windows NT 3.51 и Windows NT 4.0. Целями разработки Windows NT 3.5 были повышение производительности и надежности, а также уменьшение размера системы. В Windows NT 3.51 была включена поддержка процессора IBM PowerPC. Windows NT 4.0 обладала таким же графическим интерфейсом как и система Windows 95 [5].
6. Windows 2000, вышедшая в декабре 1999 года, разрабатывалась в качестве системы для профессиональных пользователей, объединяющей два направления – Windows 9x и Windows NT [7]. Система Windows 2000 включала Active Directory (служба и базу данных ресурсов для управления большими сетями) и поддержку значительного числа Plug-and Play устройств, в том числе беспроводных сетей

---

Смотрите также файлы

• Это было много лет назад. Два школьных товарища, Вова и Саша, в конце апреля пошли в лес за берёзовым соком.docx

• Трбие саатыны таырыбы Алдымен сй, ардата атаанады! Трбие саатыны масаты.docx

• И. А. Лубинцов задание к теме 10.docx

• Как вы думаете, в чем заключается актуальность гуманистических качеств в профессиональной деятельности семейного психолога Необходимо ли проводить целенаправленную работу по их формированию.docx

• Нефёдова Мирона Александровича Руководитель проекта учитель физики Большакова Елена Васильевна Вязники 2021. I. Введение II. Теоретическое исследование.doc