Einige grundlegende Informationen zum Dateisystem

Last Updated: 2020-10-29
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Zusammenfassung: Dieser Artikel gibt eine kurze Einführung in das Dateisystem in Computern, das steuert, wie Daten identifiziert, gespeichert und abgerufen werden.

Das Dateisystem ist das primäre Mittel der Datenverwaltung. Ohne sie wären die auf einem Speichermedium gespeicherten Daten eine große Datenmenge, so dass es schwer wäre zu sagen, wo ein Datenteil aufhört und das nächste beginnt. Aber mit dem Dateisystem lassen sich die Daten leicht isolieren und erkennen, indem man die Daten in Teile aufteilt und jedem Teil einen Namen gibt.

Was ist ein Dateisystem?

Auf einem Computer ist ein Dateisystem oder Dateisystem die Möglichkeit, Dateien zu benennen, zu erkennen und abzurufen. Im Allgemeinen handelt es sich um eine strukturierte Darstellung der Daten und eine Reihe von Metadaten, die diese Daten beschreiben.

Dateien im Dateisystem sind in Teile unterteilt, die als Verzeichnisse bezeichnet werden und andere Verzeichnisse und Dateien enthalten. Heute ist NTFS das am häufigsten verwendete Dateisystem.

Struktur des Dateisystems

Es gibt zwei oder drei Schichten in einem Dateisystem, die manchmal explizit getrennt, aber funktional kombiniert werden.

Das logische Dateisystem

Es ist die erste Schicht eines Dateisystems, die für die Interaktion mit der Benutzeranwendung verantwortlich ist. Es bietet die API (Application Program Interface) für Dateioperationen und übergibt die angeforderten Operationen an die darunter liegende Schicht zur Verarbeitung.

Das virtuelle Dateisystem

Das virtuelle Dateisystem ist die zweite Schicht, die mehrere gleichzeitige Instanzen von physischen Dateisystemen unterstützt; jede wird als Dateisystemimplementierung bezeichnet.

Das physische Dateisystem

Als dritte Optionsschicht bezieht sich das physische Dateisystem auf den physischen Betrieb des Speichermediums und ist für die physische Platzierung der Blöcke verantwortlich. Es verarbeitet physische Blöcke, die gelesen oder geschrieben werden, sowie Pufferung und Speicherverwaltung.

Arten von Dateisystemen

Dateisystem in Windows

Es gibt zwei Hauptdateisysteme in Microsoft Windows: NTFS und FAT. Und Microsoft hat ReFS als Dateisystem der neuen Generation entwickelt.

NTFS – Dateisystem mit neuer Technologie

NTFS wurde 1993 mit Windows NT eingeführt und ist das primäre und am häufigsten verwendete Dateisystem für Windows-Computerbenutzer. Es ist zuverlässig und unterstützt mehrere Funktionen, einschließlich Verschlüsselung, Zugriffskontrolle usw.

Jede der Dateien wird in NTFS als Dateideskriptor in der Master-Dateitabelle gespeichert. Die Master-Dateitabelle enthält Einträge für alle Informationen zu den Dateien: Name, Größe, Zuordnung usw. Sie unterstützt die Datenspeicherung mit extrem hoher Kapazität für ihre 48-Bit- und 64-Bit-Werte, um Dateien zu referenzieren.

FAT – Dateizuordnungstabelle

FAT existiert seit den 1980er Jahren und ist einer der einfachsten Typen des Dateisystems, das aus den Blockzuordnungstabellen, den Dateisystemdeskriptorsektoren und dem gemeinsamen Speicherplatz zum Speichern von Dateien und Ordnern besteht.

FAT speichert Dateien in Verzeichnissen, bei denen es sich um einen Satz von 32-Byte-Datensätzen handelt, von denen jeder eine Datei oder die erweiterten Attribute einer Datei definiert. Die Nummern von FAT12, FAT16, FAT32 stellen die Anzahl der Bits dar, um den Dateisystemblock aufzuzählen. Das bedeutet, dass FAT12 maximal 4096 und FAT16 und FAT32 maximal 65536 und 4294967296 verschiedene Blockreferenzen entsprechend verwenden können.

Microsoft hat exFAT eingeführt, um die Größenbeschränkungen von Dateien oder Partitionen zu durchbrechen.

ReFS – Robustes Dateisystem

Als neueste Generation hat Microsoft es mit Windows 8 eingeführt und ist derzeit für Windows 10 verfügbar. Es hat eine hohe Toleranz gegenüber Fehlern, die durch neue Funktionen im System verursacht werden.

Sofern dieser Speicherplatz und die Daten nicht überschrieben werden, speichern verschiedene Speicherorte des Dateisystems eine große Anzahl älterer Backups, sodass Dateien leicht wiederhergestellt werden können.

Dateisysteme in macOS

Es gibt zwei Arten des Dateisystems in Apples macOS: HFS+ und APFS.

HFS+

HFS+ war früher das primäre Dateisystem von Apple-Produkten. Dann ersetzte APFS es in macOS High Sierra, und fortschrittliche Serverprodukte wenden auch Apple Xsan an.

HFS+ verwendet B-Bäume, um Dateien zu platzieren und zu lokalisieren. Volumes werden in Sektoren mit einer Größe von 512 Byte unterteilt, die dann in Zuordnungsblöcke gruppiert werden. Die Anzahl dieser Sektoren hängt von der Größe des gesamten Volumes ab.

Das Journaling verbessert die Datenzuverlässigkeit, sodass alle Änderungen am System nachverfolgt und im Falle eines unerwarteten Ereignisses schnell wieder an die Arbeit zurückgekehrt werden kann.

Zu den weiteren unterstützten Funktionen gehören Zugriffskontrolle, Verschlüsselung logischer Volumes, Datenkomprimierung und feste Links zu Verzeichnissen usw.

APFS – Apple-Dateisystem

APFS wurde entwickelt, um die zugrunde liegenden Probleme seines Vorgängers zu beheben und effizient mit SSD (Solid-State-Laufwerk) und modernem Flash-Speicher zu arbeiten.

Der APFS-Container enthält alle Metadaten und Dateiinhalte, die sich auf Dateien, Ordner und andere APFS-Strukturen beziehen.

Dateisysteme unter Linux

Ext

Dieses Dateisystem gehört zu proaktiven Entwicklungen und Verbesserungen. Es wird oft für die meisten Linux-Installationen als „Root“-Dateisystem verwendet. Ext2, Ext3 und Ext4 sind die primären Dateisysteme von Linux.

ReiserFS

Es ist ein verfügbares Dateisystem, um eine große Anzahl kleiner Dateien zu speichern, das gute Fähigkeiten hat, aber keine aktive Unterstützung mehr erhält.

XFS

Ursprünglich auf den IRIX-Servern des Unternehmens verwendet, ist XFS jetzt in Linux implementiert. Dieses Dateisystem bietet eine hervorragende Leistung und wird häufig zum Speichern von Dateien verwendet.

JFS

IBM hat JFS für das Computersystem des Unternehmens entwickelt. JFS1 ist das JFS, und das Unternehmen hat das zweite, JFS2, veröffentlicht. Es ist derzeit Open Source und wird in den meisten modernen Linux verwendet.

Btrfs

Oracle hat Btrfs seit 2009 mit dem Ziel entwickelt, eine größere Fehlertoleranz, ein einfacheres Management mit besserer Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit zu bieten.

Fass es zusammen!

Das Dateisystem ist ein notwendiger und wichtiger Bestandteil von Computern, der viele Arten hat. Oben sind einige Haupttypen von Dateisystemen entsprechend den von Ihnen verwendeten Betriebssystemen aufgeführt. Mit einem Wort, Sie werden ein allgemeines Verständnis davon haben, nachdem Sie diese Seite durchgegangen sind.

 

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