Windows XP операциялық жүйесі

Көп стратегиялық шешімдер апараттық деңгейде және опреациялық  жүйе деңгейінде қайталанады. Егер  мультипрограммалық режимді еске алсақ, онда бір қажет болып табылатын  ол жадыны және деректерді қорғау. Файлдық жүйені қарастыратын болсақ, олда операциялық жүйе сияқты бірқолданбалы болуы мүмкін. Бұл жағдайда деректерді қорғау проблемалары болмайды, өйткені операциялық жүйеде жұмыс жасап отырған  адам  барлық файлдардың иесі болып табылады. Бірқолданбалы операциялық жүйеге мысал келтірсек, ол MS-DOS, Windows 95. Машинаны іске қосып басқа қолданушылардың дискіде орналасқан барлық файлдарын жойып жіберуге болады, себебі бұл жүйелерде қорғау жоқ. Көпқолданбалы жүйе көппайдаланушылардың жұмысын дұрыс істеуіне қамтамасыз етеді. MS-DOS операциялық жүйесі мультипрограммалық режимде жұмыс жасауы мүмкін, бірақ егер бір үрдісте қате кетсе онда операциялық жүйе жұмысы бұзылады. Көпқолданбалы жүйе ақпараттарды қорғауды қамтамасыз етеді. Негізінде қорғау проблемасы тек қана файлдық жүйемен байланысты емес. Реалды операциялық жүйе деректердің қорғанысын барлық аймақтарда қамтиды: бұл файлдар, үрдістер және қорлар.

NTFS  файлдық жүйесінің  компоненттері. Бұл файлдық жүйенің  негізгі мақсаттарының бірі ол үзын аттарды қолдану. (FAT – форматында 8.3, ал  NTFS - жоқ). Бұл файлдық жүйе FAT жүйесінің барлық атрибуттарын қолдайды. Каталогтарды дискілік кеңістіктің орта жолдарына орналастырады және осы арқылы жүйенің шапшаңдылығы көтеріліді.

Үлестіру кестесінде картада әр секторға бір бит бөлінеді. Картадағы позициялық орны дискідегі позициялық орынды анықтайды. Бұнда 1- сектор бос емес екенін білдіретін жағдай, ал 0- бос. Бір лентада бір файл емес, каталогпен бірнеше файл орналасады.

Бұл құрылым үзілмейтін және файлдардың фрагментті құрылымдарына белгіленген. Үзілмейтін файлда көрсету үшін 4 байттан екі сан қолданылады. Бірінші сан бірінші блоктың нұсқағышын белгілейді, екінші – мөлшер (бір бірінен кейін жұретін блоктар саны).

Блок мөлшері – 1 сектор.

Фрагментті файлдар Extent- терден тұрады. Оның әр қайсысына екі сан бөлінеді (2-4 байт).

  Файлдық жүйелердің  негізгі қасиеттері. Файлдық жүйе  файлдар үшін аталған қасиеттердің  бәріне ие және бірнешеулерін  қосады. Бұл қасиеттер файлдық  жүйенің құрылымдық ұйымдастырылуымен байланысты.

Сыртқы есте сақтау құрылғылардың  кейбір кеңістіктерін осы кеңістік ауқымды файлдардың ұйымдастырылуын  қалай ұйымдастыруды қарастырамыз.

2.4.1 Үздіксіз  сегментті файлдарды бір деңгейде  ұйымдастыру

 

“Бірдеңгейде” термині  – жүйе ерекше аталған файлдармен жұмыс істеуді қамтамассыз етеді. Кеңістік шегінде сырқы есте сақтау құрылғысы каталог деп аталатын мәліметтерді сақтау үшін арналған кейбір аумақтарға бөлінеді.

Аты  Бастапқы блок Соңғы блок  “Бастапқы блок” берілген атпен басталған файлдағы сыртқы есте сақтау құрылғысы кеңістігіндегі салыстырмалы орынға жіберіледі. “Соңғы блок” осы файлдың соңғы болатынын анықтайды. Файлды ашу функциясы каталогтағы файл атын табуға, оның басын және соңын табады ( бұл мәліметтер аз орын алуы мүмкін, бұл туралы кейінірек айтылыды). Бұл әрекет өте қарапайым және де каталогты операциялық жүйе жадына сақтауға болады, сонымен қатар ауыстырулар санын азайтуға болады. Егер жаңа файл құрылса, онда ол бос орынға жазылады. Каталогтар атына ұқсас бос кеңістікті кесте болуы мүмкін.

Оқу\ жазу қосымша аустыруларсыз- ақ жүреді, сондықтан ашу барысында  біз мәліметтердің орналасу аумағын  аламыз. Оқу осы блокты құрылымға  сәйкес жүреді және қосымша ешқандай ақпарат қажет емес. Осыған сәйкес ауыстыру өте тез жүреді.

Осындай файлға қосымша ақпаратты жазу қажет болған да не болады? ( ал осы файлдан кейін бос кеңістік жоқ). Бұл жағдайда жүйе екі рет келіп түсуі мүмкін. Біріншісі, ешқандай орын болмайды дейді және сіз өзіңіз бір нәрсе істеуіңіз керек, мысалы осы файлды басқа орынға ауыстыратын және қосымша ақпаратты табатын қандайда бір үрдіс енгізуіңіз керек.

Бұл ауыстыру – едәуір қымбат тұратын функция. Екіншісі –  ауыстыруда қабылданбайды. Бұл файлды ашу барысында қосымша орын алып қою керектігін білдіреді, осыдан файлдық  жүйе бос буфер өлшемін анықтайды, егер  ол аз болса, онда осы файл сыйатын бос орынды табу керек.

Сонымен, біз бұл ұйымдастырудың  ауыстыру барысында тимдіек енін білдік, бірақ кеңістік болмаған жағдайда файл үшін тиімсіз болады. Сондай ақ үзақ уақыт жұмыс барысында мүндай файлдық жүйеде оперативтік жадыдағы сияқты болады, яғни бос фрагменттер болған жағдайда, бірақ олардың арасында файл орналастыра алмаймыз. Мүндай файлдық жүйені ұйымдастыру үшін фрагментациялаумен күрес бұл барлық файлдарды бір- біріне тығыз орналастыратын кезеңдік компессия.

Мұндай ұйымдастыру  бір рет қолданылатын файлдық  жүйе үшін жарамды болуы мүмкін, сондықтан қолданғыштар саны көп  жағдайда фрагментация өте тез жүреді, ал компрессияның тұрақты енгізілуі- жүйе үшін ауыр болады. Басқа жағынан жүйе қарапайым және ешқандай шығындарды қажет етпейді.

 

2.4.2 Блокты файлдарды ұйымдастырудың файлдық жүйесі 

 

Сыртқы есте сақтау кеңістіге  блоктарға  бөлінген (ауыстырулар  үшін тиімді блоктар). Файлдық жүйеде мұндай типті ақпараттарды орналастыру  беттік ұйымдастырылуы жедел жадыға үрдістер ақпараттарын орналастыруға ұқсас жүреді. Жалпы жағдайда әрбір файл атымен осы файл мәліметтері орналасқан блоктар санының жинағымен байланысты. Бұл блоктар саны реттелген, яғни блоктар барлық қондырғы бойынша таратылуы мүмкін. Мұндай ұйымдастыруда фрагментациялау болмайды, дегенмен блоктардың жойылуы мүмкін (егер файл блокта бір байттықорын алса, онда блок бос емес болып есептеледі). Демек, компрессиялау мәселесі жоқ және бұл жүйені көп қолдану ұйымдастыру барысында қолдануға болады. Бұл жағдайда әрбір файлмен атрибуттар жинағына байланысты: файл аты, пайдаланушы аты. Мұндай ұйымдастыру жоғарыдағы жағдайлардақажет етілетін ерекше аттардың болмауына мүмкіндік береді. Бұндай жүйеде аттар ерекшелігі тек бір қолданудағы файлдар арасында қажет.

Мұндай файлдарды каталог  арқылы ұйымдастыруға болады. Каталог  құрылымы келесі түрде болуы мүмкін. Каталог қатарлардан тұрады; әр бір I- ші қатар файлдық жүйенің I- блогына  сәйкес келеді. Бұл қатар блок бос  немесе бос емес екендігі туралы ақпараттан тұрады. Егер ол бос болмаса, онда бұл қатар файл аты мен қолдану аты көрсетіледі және қандайда бір қосымша ақпарат болуы мүмкін.

Ауыстыру барысында  жүйе әртүрлі әрекет етуі мүмкін. Файл ашу барысында жүйе барлық каталог  бойынша жүреді және файлдың логикалық блоктарына сәйкес кесте тұрғызылады не болмаса әрбір ауыстыру кезінде осы сәйкестікті іздеу жүзеге асырылады.

Файлдық жүйені мұндай ұйымдастыру  бір рет қолданудағы шектерде бірдеңгейлі болып табылады, яғни барлық файлдар тораптармен байланысты.

2.4.3 Иерархиялық  файлдық жүйе

 

Файлдық жүйенің барлық файлдары бағана деп аталатын құрылымда  тұрғызылған. Бағана түбінде файлдық  жүйенің түбі болады. Егер бағана түйіндері  беттік болса, онда бұл файл каталогты  файл болып табылады. Мұндай иерархиялық файлдық жүйеге ат қою әртүрлі тәсілдермен жүргізіледі.

Бірінші түрі – файлға ат қою, жақын  каталогқа сай болады, яғни біз F0 каталогына жақын болатын файлды қарастырсақ- бұл файл 1 немесе F2 файлы  болады. Мұндай жүйеде ат қойғанда аттар  бір деңгейде қайталана бермейді. Басқа жағынан барлық файлдар бағана көмегімен байланысты болғандықтан, біз файлдық жүйеден нақты нақты файлға жол ашатын, барлық файл аттарынан тұратын файлдың толық аты туралы айта аламыз. F3 файлының толық аты мына түрде белгіленеді: /F0/ F1/ F3/.

Мұндай ұйымдастыру толық және қысқа атты файлдармен  жұмыс  істеуге мүмкіндік береді. Толық  атты файлдың өз жолы бар, ал кез  келген бағана түбінен кез келген түйінге дейін бір- ақ жол болады, демек осымен аттарды ерекшелеу  мәселесі шешіледі. Алғаш рет бұл 60- жылдар соңында Беркли университетінде жасалған Multex операциялық жүйесінде қолданды. Бұл шешім көптеген операциялық жүйелер нәтижесінде пайда болады. Осы иерархияға сәйкес әрбір файлға қандай да бір атрибуттарды байланыстыруға болады. Бұл жүйенің құрылымы ат қою мәселесі болмаған жағдайда көп рет қолдану жұмыстарын ұйымдастыру үшін жақсы және мұндай жүйе өте жақсы жетістіктерге ие.

2.4.4 Персонификация  және операциялық жүйедегі мәліметтерді  қорғау 

 

Бұл нюанс қарапайым, сонымен қатар күрделі. Қарапайымдылығы - ол туралы бірнеше сөз ғана айтамыз, күрделігі – ұзақ айтылатын мәселелері бар.

Персонификация – бұл нақты  қолдану идентификациялаудағы операциялық  жүйе мүмкіндігі және осыған сәйкес мәліметтерді сақтау бойынша әрекеттер қабылдай аламыз.

Егер  біз  MS-DOS операциялық  жүйесін қарастыратын болсақ, онда ол – бір рет қолданылады. Операциялық  жүйенің екінші деңгейі – бұл  қолдануларды тіркеуге мүмкіндік беретін  операциялық жүйелер, бірақ барлық қолданулар кейбір субъектілерді жинақтау түрінде көрсетіледі және бір-бірімен байланыспайды. Мұндай операциялық жүйелерге мысал ретінде main-frame – компьютерлер үшін IBM фирмасының кейбір операциялық жүйелері бола алады. Мысалы, дәріс беруші тыңдаушыларының қайсы топтан екенін білмейді, бірақ барлық отырғандар оның курсын колданушылар.  Бұл бір жағынан жақсы, бір  жағынан жаман. Дәрісті тыңдау – бұл жақсы, бірақ осы дәріс беруші сұрақ беру жаман, себебі ол бір күнде барлығынан сұрап үлгірмейді. Оған барлық тыңдаушыларды қалайда бөлу керек, ал қалай бөлу кезек – белгісіз.

2.5 FАТ16 файлдық  жүйесі

 

ҒАТ16 - көлемі аз және қарапайым кұрылымды каталогтерге арналған файлдық жүйе. Оның аты файлдарды ұйымдастыруды қолданатын әдістің атынан, яғни - файлдарды орналастыру кестесі (File Allocation Table, FAT). Бұл кесте томның басында орналасады. Томды қорғау мақсатында онда FАТ-тың екі көшірмесі сақталады. FАТ-тың бірінші көшірмесі зақымданғанда диск утилиталары мысалы (ScanDisk) томды қалпына келтіру үшін екінші көшірмені қолдана алады. Файлдарды  орналастыру  кестесі  және түпкі каталог жүйені іске қосу үшін керекті файлдарды дұрыс орналастыру үшін қатаң бекітілген адрестер бойынша орналасу керек.

FАТ16 құрылысы жағынан  кітаптың мазмұнына ұқсайды, яғни  операциялық жүйе оны файлды  іздеу және осы файл қатты  дискіде орын алатын кластерлерді  анықтау үшін қолданады. Microsoft FАТ-ты  дискетадағы файлдарды басқару үшін жасады. Кейінен оны МS-DOS-та дискілерді басқарудың стандарты ретінде қолданды. Басында дискеттер және көлемі кішкентай қатты дискілер үшін FАТ-тың (FАТ12 деп аталды) 12-разрядты версиясы қолданылды. МS-DOS v. 3.0 үшін көлемі үлкенірек дискілерге арналған FАТ-тың 16-разрядты версиясы енгізілді. Windows ХР жүйесінде FАТ12 иілгіш дискілер және көлемі 16 Мбайттан аз томдар ғана қолданылады. Мысалы, барлық 3,5-дюймді көлемі 1,44 Мбайт дискілер FАТ16 үшін форматталады, ал барлық 5,25-дюймді - FАТ12.

FАТ16 МS-DOS, Windows З.1х және Windows 9х/МЕ оперциялық жүйелерінде  қалай қолданылса, Windows NT/2000 операциялық  жүйелерінде де солай қолданылады.  Басқа фирмалардың операциялық  жүйелерінде қолданылатындықтан, осы  файлдық жүйені қолдану Windows ХР ОЖ-де де енгізілді. Мұнымен қатар FАТ16 қолдану Windows тектес операциялық жүйелердің ескірек версияларын жаңартуға мүмкіндік береді.

2.6 FАТ32 файлдық  жүйесі

 

FАТ32 32-разрядты файлдық  жүйесі Windows 95 ОSR2 ОЖ-де пайда болды  және Windows 98/МЕ және Windows 2000/ХР ОЖ қолданылады. Ол енгізу/шығару операцияларының өнімділігі мен жылдамдылығын ұлғайтады. FАТ32 көлемі 2 Гбайттан асатын томдарда қолдануға болатын FАТ16-ның жетілдірілген версиясы болып келеді.

Қазіргі кездегі қолданбалы программалармен, тораптар мен кұрылғылардың драйверлерімен максимал сәйкес келуі үшін FАТ32-де архитектура мен мәліметтердің ішкі құрылымына минимум өзгерістер енгізілген. Дискімен жұмыс істеуге арналған Microsoft-тың барлық утилиттері (Format, Fdisk, Defrag және ScanDisk) FАТ32-мен жұмыс істеу үшін қайта өңделген.

FАТ32 FАТ-тың алдынғы  өнімдеріне қарағанда, келесі  артықшылықтарға ие:

●   Мөлшері 8 Гбайт болатын дискілерді қолдау. Windows ХР-де енгізілген Format командасы FАТ32-ні қолдану арқылы мөлшері 32 Гбайттан асатын томдарды форматтамайтынын атап өткен дұрыс. Осыған байланысты көлемі 32 Гбайттан асатын томадарды форматтағанда ИТFS файлдық жүйесін колданған жөн. Бірақ Windows ХР операциялық жүйесінің құрамында кездесетін Fastaft драйвері көлемі 32 Гбайттан асатын FАТ32-нің кез-келген томдарын қолдануға мүмкіндік береді. Жоғарда атап өтілген шекті есептемегенде, FАТ32 файлдық жүйесі Windows 95 ОSR2 және Windows 98 операциялық жүйелерінде қалай жұмыс істесе, Windows ХР ОЖ-де де солай жұмыс істейді.

  ● Диск кеңістігін тиімдірек шығындау. FАТ32 кішірек кластерлерді    қолданады. Ол FАТ-пен салыстырғанда диск кеңістігін тиімдірек қолдануын  10-15% арттыруға өз септігін тигізеді.

 

 

 

 

FАТ16 және ҒАТ32 мінездемелерін салыстыру

FАТ16

FАТ32 перациялық жүйелердің көбісінде      қолданылады олардың ішінде Ms-DOS, Windows 9x/ME, Windows NT, OS/2 және UNIX.

Мөлшері 256 Мбайттан аспайтын логикалық дискіліер үшін тиімді.

Drvspace сияқты утилиталардың  көмегімен дискілерді сығуға  мүмкіндік береді.

Мөлшер бойынша 65 524 кластерге  дейін шек қойылған.  Логикалық дискінің мөлшеріне байланысты әрбір кластербекітілген мөлшер болады. Кластердің саны бойынша шек қойылу және олардың мөлшері (32 Кбайт) дискінің мөлшері (2 Гбайттан аз) бойынша ортақ шек қойылуға алып келеді. Мұнымен қатар FAT12/16-де түпкі каталогте орналасқан файлдар мен папкалардың санына шек қойылады.

Дискілердің мөлшері  ұлғайған сайын FAT 16-да кластерлердің  мөлшері де ұлғаюына байланысты, мұндай дискілерде файлдарды сақтау тиімсіз. Мысал егер де мөлшері 10 Кбайт болатын  файл мөлшері 32 Кбайт болатын кластерде сақталса, онда қалған 22 Кбайт қолданылмайды.   

Қазіргі кезде тек Windows 98 (және Windows 98 Second Edition), Windows 95 OSR2, Windows ME және Windows 2000/XP операциялық жүйелерде  қолданылады.

Мөлшері 32 Мбайттан кем дискіліерде қолданылмайды.

Дискіні сығуды қолданбайды.

Кластердің максимал мөлшері  - 32 Кбайт. Томдағы кластердің минимал саны – 65 527. форматталатын  дискінің максимал мөлшері –  32 Гбайт.