Часть ОС, работающая с файлами и обеспечивающая хранение данных на дисках и доступ к ним, называется файловой системой.

Месторасположение файла характеризуется двумя адресами:

1) пользовательским: имя файла – это адрес, по которому пользователь может получить доступ к совокупности данных этого файла;

2) аппаратным: номера дорожки, сектора и т. п. определяет физическое месторасположение файла на ВЗУ.

Преобразование пользовательского адреса в аппаратный и обратно осуществляется с помощью файловой системы ОС.

Возможны следующие действия с файлами:

- создание: за файлом закрепляется название и выделяется место на диске;

- открытие: поиск файла на диске и выделение памяти в ОЗУ для обмена данными с файлом;

- закрытие: сохранение текущего состояния файла после действий с ним;

- изменение: модификация содержимого файла;

- копирование и перемещение файла;

- переименование: закрепление за файлом нового имени;

- удаление: освобождение места на диске, занимаемого файлом.

На любом диске обязательно присутствует корневой каталог. Корневой каталог представляет собой совокупность записей о файлах и других каталогах, которые он содержит.

Каждая запись содержит следующие параметры:

- имя файла;

- расширение файла;

- объем файла в байтах;

- дата и время создания файла;

- дата и время последнего открытия (доступа) файла;

- атрибуты файла: только для чтения; скрытый файл; системный файл; архивированный файл.

Корневой каталог имеет фиксированное место на диске и размер. Все остальные каталоги имеют такую же структуру, но могут храниться в любом месте области данных диска, как и файлы. Каталоги необходимы для упорядоченного хранения файлов.

В ОС Windows каталоги называются папками.

Расширения файлов используются ОС, чтобы определить какую программу необходимо запустить для обработки файла с данным расширением. Расширение определяет тип файла, но не тип – расширение. Основные расширения файлов приведены в таблице.

От файловой системы требуется выполнение следующих действий:

- определение по имени файла физического расположения его частей;

- определение наличия свободного места и выделение его для вновь создаваемых файлов.

Скорость выполнения этих операций напрямую зависит от самой файловой системы. Разные файловые системы используют различные механизмы для реализации указанных задач и имеют свои преимущества и недостатки.

Файловая система FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов), использующихся в ОС MS-DOS и Windows, представляют собой образ носителя в миниатюре, где детализация ведется до кластерного уровня. Поэтому операция поиска физических координат файла при его большой фрагментации будет затруднительна. Еще хуже обстоит дело с поиском свободного места для больших файлов. Приходится просматривать практически всю таблицу, поэтому быстродействие падает.

 Файловая система NTFS (New Technology File System – файловая система нового типа) в ОС Windows XP / Vista / 7 использует более компактную форму записи, что ускоряет поиск файла. Поэтому операции с выделением места под файл проходят быстрее. Ключевое преимущество файловой системы NTFS – возможность ограничения доступа к файлам и каталогам.

    Microsoft реализовала в Windows 8 и 10 новую файловую систему - ReFS (Resilient File System - отказоустойчивая файловая система). Считается, что ReFS обеспечивает лучшую защиту данных на ёмких и быстрых жестких дисках.

Согласно предложению МЭК, назвать 2⁶⁰ байт "эксабайт" общепринято, но формально неверно, как приставка экса-, означает умножение на 10¹⁸, а не 2⁶⁰. Правильной для 2⁶⁰ является двоичная приставка эксби-.  (Tбайт – 10¹²⁾

Таким образом, 1 ЭБ = 10¹⁸ Б, а 1 ЭиБ = 2⁶⁰ Б.

Папки в файловой системе структурированы в виде таблиц с файлами. Они, в свою очередь, получают определенные атрибуты, добавляемые в качестве подтаблиц, создавая иерархическую древовидную структуру. Даже свободное место на диске организовано в виде таблиц.

ОС Mac OS

       Большинство флэш-накопителей, которые есть сегодня в продаже, поставляются отформатированными в файловой системе (ФС) FAT32 или NTFS. Первый вариант целиком и полностью совместим с OS X, хотя и имеет свои недостатки. Что касается NTFS, то это стандартная ФС для платформы Windows, и такой USB-накопитель придется переформатировать, чтобы он был полностью совместим с Mac.

Стандартный формат для OS X по умолчанию — это Mac OS Extended ( HFS+) (Journaled). Естественно, он применим для флэш-драйва и способен обеспечить максимальную совместимость внешнего накопителя и операционной системы OS X Никаких ограничений на размер записываемого файла при использовании Mac OS Extended (Journaled) нет. Минус в данном случае один — это неполная совместимость с Windows. Данная ОС способна считывать файлы с отформатированной таким образом флэшки, но записать на нее данные стандартными средствами нельзя. Придется устанавливать сторонний софт.

MS-DOS (FAT) — Дисковая утилита называет таким образом формат FAT/FAT32 и он практически универсален: совместим с любой компьютерной системой и платформой, а также поддерживает игровые консоли PlayStation 3, Xbox 360, Wii и даже бытовую технику вроде видеокамер или стареньких бытовых проигрывателей, только-только научившихся работать с USB-накопителями (современные понимают практически любые форматы). Минусом FAT32 является то, что этот формат не поддерживает работу с файлами размером больше 4 ГБ.

ExFAT, более новый формат, который в среде OS X поддерживается, начиная с версии Mac OS X 10.6.5, а в Windows – с версии ОС не ниже XP SP2. Очевидно, что недостатком данного формата можно считать отсутствие совместимости с более ранними вариантами Mac OS X и Windows. Ну, а плюс в том, что он способен работать с файлами объемом более 4 ГБ.

Apple переходит от использования файловой системы HFS+ (В деревья), которой уже три десятилетия, к APFS.

Достоинства:

• 64-разрядные индексные дескрипторы, что значительно увеличивает пространство имен
• увеличена точность меток времени: если в HFS+ метки времени выставлялись с точностью до секунды, то в APFS точность доведена до наносекунды.
• новая схема «защитой от сбоев»

 High Sierra, работает с новой файловой системой Apple (APFS)  , но она экспериментальная.

Планируется, что APFS будет работать только со встроенными SSD-накопителями.

Основные достоинства операционной системы Windows:

1. Использование виртуальной памяти для увеличения объема ОП. Виртуальная память – это расширение адресного пространства задачи (ОП) за счет внешней памяти

2. Системная поддержка виртуального пространства памяти до 4 Гб. для каждого приложения;

3. Многозадачность;

4. Стандартный графический интерфейс;

технология Drag and Drop (перетащи и положи)

5. Использование длинных имен до 215 ( 256 ) символов; суммарная длина пути не должна превышать 260 символов

4. Независимость программ от аппаратуры; технология Plug and Play (подключи и используй)

5. Возможность обмена данными между приложениями;

6. Совместимость с ранее разработанным ПО.

7. Возможность работы в сети 

8. Поддержка современных мультимедийных технологий.

Мультимедиа – информационная технология, позволяющая одновременно отображать документы, содержащие текст, видеофильмы, звуковые файл