Операционные системы Лаб.работа №2(Файловые системы ОС Windows) (Лабораторные работы)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э. БАУМАНАМетодические указания по выполнению лабораторных работпо курсу«Операционные системы»Лабораторная работа № 2«Файловые системы ОС Windows»Операционные системы Лаб.работа №2(Файловые системы ОС Windows)2ОГЛАВЛЕНИЕ1ЦЕЛЬ РАБОТЫ .......................................................................................................

32ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ..................................................................................... 32.1Файловые системы FAT ............................................................................................................................... 32.1.1Концепция файловых систем FAT. ........................................................................................................ 32.1.2Структура раздела с файловой системой FAT ......................................................................................

42.1.3Общая схема использования FAT .......................................................................................................... 42.2Файловая система FAT32 ............................................................................................................................. 52.3Файловая система NTFS ..............................................................................................................................

62.3.1Основные характеристики NTFS. .......................................................................................................... 62.3.2Структура базового формата файловой системы ................................................................................. 72.3.3Структура таблицы MFT ......................................................................................................................... 72.3.4Структура записи MFT............................................................................................................................

92.3.5Именование файлов ............................................................................................................................... 102.3.6Потоки данных файлов ......................................................................................................................... 112.3.7Сжатие файлов ....................................................................................................................................... 132.3.8Шифрование файлов .............................................................................................................................

132.3.9Квотирование дисков. ........................................................................................................................... 162.3.10Журнал изменений: слежение за изменениями .................................................................................. 192.3.11Поддержка разряженных файлов (sparse files). ...................................................................................

202.3.12Клиент слежения за распределенными ссылками. ............................................................................. 202.3.13Естественные наборы свойств (native property sets). .......................................................................... 212.3.14Поиск файлов с известным владельцем............................................................................................... 212.4Разрешения NTFS. ....................................................................................................................................... 212.4.1Просмотр и изменение разрешений .....................................................................................................

222.4.2Наследование разрешений .................................................................................................................... 232.4.3Специальные разрешения ..................................................................................................................... 242.4.4Просмотр действующих разрешений .................................................................................................. 243ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ ............................................................

244КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 255ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................................ 26Операционные системы Лаб.работа №2(Файловые системы ОС Windows)31 Цель работыЦелью работы является изучение физической реализации файловых системОС Windows и организации контроля доступа к файлам и папкам в файловойсистеме NTFS.Продолжительность работы – 4 часа.2 Теоретическая часть2.1 Файловые системы FAT2.1.1 Концепция файловых систем FAT.Файловые системы FAT являются наиболее простыми по архитектуре ипредназначены для использования в случае невысоких требований к защите инадёжности хранения данныхФизическая реализация файлов в файловых системах FAT - связанныйсписок c таблицей размещения.

В качестве блоков хранения каталогов иданныхиспользуютсякластеры.Размеркластеровзадаётсяприформатировании логического диска и выбирается из диапазона от 512 байтовдо 64 кБ. Кластер занимает один или несколько смежных секторов жёсткогодиска. Размер сектора – 512 байт.Информация о кластерах, в том числе их адреса, содержится вспециальной структуре данных, называемойFAT-таблицей.

Размер этойтаблицы равен общему количеству кластеров на логическом диске.Каждый файл занимает один или несколько кластеров, необязательносмежных. Если файл занимает несколько кластеров на диске, то элементыFAT – таблицы, содержащие адреса этих кластеров, связаны в список. Конецсписка отмечен в таблице специальным значением.

Номер первого кластера,распределенного файлу, хранится в элементе каталога, описывающегоданный файл. Все остальные атрибуты файла также хранятся в данномэлементе каталога.Существует три варианта реализации файловых систем FAT( цифры вназваниях конкретных версий означают разрядность адреса кластера вэлементе таблицы FAT):Операционные системы Лаб.работа №2(Файловые системы ОС Windows)4FAT12 используется для форматирования небольших разделов(до 32мБ, 212(4096 кластеров по 8 кБ). Поддерживает только короткие именафайлов по схеме «8.3».FAT16 используется для разделов размером до 4 гБ (65526 кластеровпо 64 кБ).FAT32 – файловая система для разделов большой ёмкости.

Используеткластеры разного объема: 4 кБ для разделов от 32 Мб до 8 гБ; 8, 16, 32 кБ –для разделов большего объема. Максимальный размер раздела практическине ограничен – 232 кластеров по 32 кБ(Windows ограничивает размер томовдо 32 Гб). Поддерживает короткие и длинные имена файлов.Максимальный размер файла в FAT16 и FAT32 равен 4 Гб(длина файлав каталоге описывается 32-битным числом)2.1.2 Структура раздела с файловой системой FATВ файловой системе FAT пространство любого логического дискаделится на две области:Системная область – создается при форматировании и обновляется приработе с файловой системой. Системная область состоит из:загрузочной записи(boot record, BR),зарезервированных секторов(reserved sector, ResSecs),таблицы размещения файлов(file allocation table, FAT)(две копии),корневого каталога(root directory, Rdir).Для файловых систем FAT12 иFAT16.

(т.к. размер системной области фиксирован, то корневойкаталог в этих системах ограничен и позволяет хранить максимально256 записей).Область данных – содержит файлы и каталоги. Она, в отличие отсистемнойобласти,доступначерезпользовательскийинтерфейсоперационной системы.2.1.3 Общая схема использования FATЛюбой каталог одержит 32-байтовые дескрипторы, описывающиефайлы и каталоги, подчинённые данному каталогу. Каждый дескрипторОперационные системы Лаб.работа №2(Файловые системы ОС Windows)5содержит атрибуты файла, в том числе имя, временные метки и адреспервого кластера из отведённых данному файлу.В любом каталоге, кроме корневого, два первых дескриптора имеютспециальное назначение.Первый дескриптор содержит в поле имени строку «.».

Этотдескриптор указывает на содержащий его каталог, т.е. каталог имеет ссылкуна самого себя.Второй специальный дескриптор содержит в поле имени строку «..».Это дескриптор указывает на каталог более высокого уровняЕсли в поле номера первого занимаемого кластера длядескриптора с именем «..» находится нулевое значение, это означает, чтоданный каталог содержится в корневом каталоге.Доступ катрибутам и данным файла производится следующимобразом:считывается дескриптор файла из каталога, в котором содержитсяданный файл. Для этого последовательно считывают корневой каталог, азатем все вложенные подкаталоги вплоть до искомого.По считанному дескриптору определяют атрибуты и адрес элементаFAT-таблицы, описывающего первый кластер, распределенный файлу,По связному списку элементов FAT-таблицы, описывающих данныйфайл, определяют адреса всех кластеров файла.2.2 Файловая система FAT32Основное отличие файловой системы FAT32 заключается в том, что всамой таблице размещения файлов на номер кластера отводится не 2 байтакак в FAT16(или 1.5 байта в FAT12), а четыре.