Файловая система и механизмы хранения данных
Файловая система
Файловая система (ФС) — механизм управления данными на устройствах хранения.
Основные функции:
- Организация хранения данных
- Управление метаданными
- Обеспечение доступа к данным
- Контроль прав доступа
Типы файловых систем:
- FAT — для устройств с малым объёмом памяти
- NTFS — для Windows, поддержка больших объёмов
- ext3/ext4 — для Linux
- HFS+ — для macOS
Структура ФС:
- Файлы
- Каталоги
- Сектора и блоки
- Индексы и дескрипторы
Механизм ввода-вывода
Ввод-вывод — взаимодействие ОС с внешними устройствами.
Типы устройств:
- Блоковые — работа с блоками данных (диски, SSD)
- Потоковые — обработка по элементам (клавиатура, принтер)
Принципы работы:
- Буферизация
- Асинхронность
- Системы очередей
Технологии:
- DMA — прямой доступ к памяти
- I/O Scheduling — планирование операций
Организация хранения данных
Виды хранения:
- Логическое — представление на уровне ОС
- Физическое — расположение на устройствах
Управление пространством включает:
- Размещение файлов
- Борьба с фрагментацией
- Алгоритмы размещения
Архивация данных
Архивация — сжатие и хранение данных для экономии места.
Методы:
- Без потерь (ZIP, GZIP, RAR)
- С потерями (JPEG, MP3)
Инструменты:
- tar/gzip — для Linux
- WinRAR, 7-Zip — для Windows
Задачи архивации:
- Экономия пространства
- Упрощение передачи данных