Файловая система NTFSдо педагогічної діяльності........................................................................ 84 Тема 1. Майбутній педагог: загальна характеристика, права та обов'язки.... 84 Тема 2. Самостійна робота студента................................................................92 Тема 3. Організація професійного самовиховання майбутніх педагогів.....103 Розділ VI. Система освіти в Україні............................................................ 113 Тема 1. Принципи побудови системи освіти України...................................113 Тема 2. Характеристика основних типів навчальних закладів системи освіти.. 115 Тема 3. Освітні та освітньо-кваліфікаційні рівні.............................................119 Додатки............................................................................................................121
Навчальне видання Михайло Миколайович Фіцула ВСТУП ДО ПЕДАГОГІЧНОЇ ПРОФЕСІЇ Навчальний посібник для студентів вищих педагогічних закладів освіти
Головний редактор Б.Є. Будний Редактор О.О. Мазур Художник В.А. Басалига Технічний редактор І. О. Козуб Комп'ютерна верстка О.В. Побережник
Підписано до друку 23.07.2003. Формат 60x84/16. Папір друкарський. Гарнітура Тайме. Умови, друк. арк. 11,62. Умови, фарбо-відб. 11,62. Видавництво «Навчальна книга — Богдан» Свідоцтво про внесення до Державного реєстру видавців ДК №370 від 21.03.2001р. 46008, М.Тернопіль, вул. Танцорова, 14. А/с 529. тел./факс (0352) 43-00-46; 25-18-09; 25-37-53 E-mail: [email protected]
www.bohdan-books.com Віддруковано з готових діапозитивів у ВВП «Місіонер». 80300, Львівська обл., м. Жовква, вул. Василіанська, 8. Зам. № 463 Файловая система NTFS
Возможность поддержки различных файловых систем в линейке современных операционных систем семейства Windows заложена в архитектуре системы ввода-вывода, которая отвечает за обработку запросов ввода-вывода и обеспечивает выполнение следующих задач: - работу сверхпроизводительных операций ввода-вывода; - возможность использования асинхронного ввода-вывода; - поддержку нескольких файловых систем; - модульную архитектуру, с возможностью добавления новых файловых систем и устройств; - предоставление расширенных возможностей, например кэширования; - защиту совместно используемых ресурсов. Список зарегистрированных файловых систем можно посмотреть с помощью утилиты WinObj. У каждой системы есть свои полезные свойства, но возможности защиты и аудита различны. На выбор файловой системы оказывают влияние следующие факторы: цель, для которой предполагается использовать компьютер, аппаратная платформа, количество жестких дисков и их объем, требования к безопасности, используемые в системе приложения. Операционная система Windows XP поддерживает работу со следующими файловыми системами: - FAT (File Allocation Table) – файловая система, разработанная для MS-DOS и являющаяся основной для Windows 3.x и 9x. Windows XP и Windows Server 2003 поддерживают три разновидности FAT: FAT12, FAT16 и FAT32 (первые две обеспечивают совместимость со старыми операционными системами Microsoft, дополнительно FAT12 используется как формат хранения данных на гибких дисках); - NTFS (Windows NT file system) – файловая система, разработанная специально для Windows NT и унаследованная Windows 2000, Windows XP, Windows 2003; - CDFS (Compact Disk File System) – файловая система компакт-дисков; - UDF (Universal Disk Format) – универсальный формат дисков, используемый современными магнитооптическими накопителями и технологией DVD; - DFS (Distributed File System) – распределенная файловая система. Файловая система NTFS. NTFS, New Technology File System – новая технология файловой системы специально разработанная для Windows NT и усовершенствованная в более поздних версиях Windows. Она обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие важную роль в обеспечении целостности конфиденциальных данных. Папки и файлы NTFS могут иметь назначенные им права доступа вне зависимости от того, являются они общими или нет. Если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT, все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утрачены. NTFS использует 64-разрядные индексы кластеров (табл. 4.3), но Windows XP ограничивает размеры томов NTFS до значений, при которых возможна адресация 32-разрядными кластерами, то есть до 128 Тб (с использованием кластеров по 64 Кб).
Таблица 4.3 Размеры кластеров на томах NTFS
Одно из важнейших свойств NTFS – самовосстановление. При неожиданном сбое системы информация о структуре папок и файлов на томе FAT может быть утеряна. NTFS протоколирует все вносимые изменения, что позволяет избежать разрушения данных о структуре тома (в некоторых случаях данные файлов могут быть утеряны). Способность самовосстановления и поддержка целостности реализуется за счет использования протокола выполняемых действий и ряда других механизмов. NTFS рассматривает каждую операцию, модифицирующую системные файлы на NTFS -томах, как транзакцию и сохраняет информацию о такой транзакции в протоколе. Начатая транзакция может быть либо полностью завершена (commit), либо откатывается (rollback). В последнем случае NTFS -том возвращается в состояние, предшествующее началу транзакции. Перед осуществлением записи на диск все операции, входящие в транзакцию, записываются в файл протокола, после окончания транзакции операции выполняются, в случае дисковых сбоев незавершенные операции отменяются. Под управлением NTFS с помощью механизма cluster remapping выполняются операции, позволяющие определять дефектные кластеры и отводить новые кластеры для файловых операций. NTFS, по сравнению с FAT, поддерживает ряд дополнительных возможностей: 1. Защита файлов и папок. Для каждого файла и каждой папки предусмотрено хранение специального блока безопасности, который содержит следующую информацию: идентификатор (имя) пользователя, создавшего файл; список контроля доступа, в котором перечислены разрешения доступа к файлу (папке) для пользователей и групп; системный список контроля доступа. Это позволяет операционной системе обеспечивать разграничение доступа к файлам и папкам и фиксировать действия над объектами, выполняемые пользователями. 2. Динамическое с жатие файлов и каталогов. Сжатие является атрибутом файла или каталога, который можно снять или установить. Сжатие возможно только на разделах, размер блока которых не превышает 4096 байтов. Если каталог имеет атрибут сжатый (compressed), все файлы, копируемые в него, тоже получат этот атрибут. Производительность компьютера при использовании сжатых файлов возрастает до 50% в зависимости от типа хранимых данных. Такой результат достигается за счет повышения загрузки процессора в 3-5 раз. Однако на больших (более 4Гб) разделах и на отказоустойчивых томах производительность заметно снижается. Поэтому рекомендуется использовать функцию сжатия на небольших томах в компьютерах с быстрыми процессорами или в многопроцессорных системах. 3. Поддержка многопоточных файлов. Можно создать несколько разных версий файлов (например, одну версию на русском языке, другую – на английском языке) и пересылать их вместе, но удобнее использовать специальную версию текстового процессора, в меню которого можно указать желаемый язык документа, и он будет извлечен из одного общего файла. Для реализации такой функциональности применяются именованные потоки NTFS. При создании нового файла (например, текстовым редактором), данные по умолчанию заносятся в неименованный поток файла. Однако у того же файла могут быть и именованные потоки, которые записываются следующим образом: файл.txt: первый поток; файл.txt: второй поток; файл.txt: третий поток. В каждый из этих потоков заносится своя информация. При копировании многопоточного файла на диск, отформатированный под FAT, операционная система предупредит о потере данных; при копировании посредством командной строки скопирован будет только неименованный поток и система не предупредит о потере данных. 4. Отслеживание связей. В Windows XP/Windows 2003 работает служба отслеживания изменившихся связей (Distributed Link Tracking), которая позволяет приложениям находить ресурс, соответствующий данному ярлыку, и связи OLE даже в случае, если этот ресурс был переименован или перенесен в другое место дерева папок. Каждая связь состоит из двух частей – клиента и источника (например, если документ Word содержит связь OLE с электронной таблицей Excel, документ является клиентом связи, а электронная таблица – источником связи). Служба отслеживания восстанавливает разрушенную связь в случаях, если: - источник связи был переименован; - источник связи был перемещен с одного тома NTFS 5.0 на другой в пределах одного компьютера; - источник связи был перемешен с тома NTFS 5.0 одного компьютера на том NTFS 5.0 другого компьютера; - том NTFS 5.0 с источником связи был физически перемещен с одного компьютера на другой компьютер в пределах одного домена; - компьютер, на котором находится том NTFS 5.0 с источником связи, был переименован, но остался в том же домене; - изменилось имя общего ресурса, где находится файл-источник связи, и образовалась любая комбинация описанных выше случаев. В версии NTFS 5.0 во время работы службы отслеживания связей, тома NTFS 5.0 не могут быть блокированы, поэтому для них нельзя выполнить форматирование и запуск утилиты chkdsk /f; выполнить операции можно только после остановки работы службы отслеживания связей. 5. Квоты дискового пространства. В случае одновременной работы нескольких пользователей возникают ситуации учета дискового пространства, занятого их файлами. Администратор может квотировать дисковое пространство (в разделе с NTFS 5.0) по каждому тому и для каждого пользователя [1] [9] с помощью локальных или доменных групповых политик. Windows учитывает пространство, занимаемое файлами контролируемого пользователя, если пользователь владеет файлом, то его размер добавляется к дисковому пространству пользователя. После установки квот дискового пространства пользователь может хранить на томе ограниченный объем данных. В случае превышения квоты в журнал событий вносится соответствующая запись и в зависимости от конфигурации системы, пользователь может записать информацию на том (более мягкий режим), либо ему будет отказано в записи. 6. Точки повторной обработки (reparse points). Точка повторной обработки – это контролируемый системой атрибут, который может быть ассоциирован с папкой или файлом и который позволяет выполнять при открытии папки или файла заранее созданный программный код. Значением атрибута являются задаваемые пользователем данные, максимальный размер которых может достигать 16 Кбайт. Данные представляют собой 32-разрядный ярлык, указывающий, какой фильтр файловой системы должен быть извещен о попытке получения доступа к данной папке или файлу. Фильтр выполняет заранее определенный код, предназначенный для управления процессом доступа. Так как фильтр файловой системы может полностью изменить способ отображения данных файла, то он устанавливается только администраторами системы. Если система не сможет найти фильтр, то доступ к папке или файлу не будет предоставлен, однако фильтр может быть удален. Точки повторной обработки используются при создании соединений папок NTFS, позволяющих перенаправлять запрос к папке или файлу в другое место файловой системы. 7. Точки соединения NTFS. Точки соединения (junction point) позволяют отображать целевую папку в пустую, находящуюся в пространстве имен NTFS 5.0, и служат для создания общего пространства имен хранения информации.Целевой папкой может служить любой допустимый путь Windows. Точки соединения прозрачны для приложений, исключением является случай, когда информация об определенной точке соединения необходима программе для работы. Прозрачность означает, что приложение или пользователь, осуществляющий доступ к локальной папке NTFS, автоматически перенаправляются к другой папке. Доступ к локальным томам файловой системы, подключенным с помощью точки соединения, может быть получен даже в случае, если томам не присвоены имена. 8. Шифрование данных. Шифрование обеспечивается компонентом «Encrypted File System, EFS», который представляет собой механизм защиты данных, поскольку зашифрованные данные могут быть доступны только пользователю, имеющему специальный ключ для расшифровки. EFS обеспечивает следующие функции: - прозрачное шифрование – шифрование/расшифровка происходят прозрачно при чтении или записи файла на диск и не требуют от владельца файла расшифровывать/зашифровывать файл при каждом к нему обращении; - защита ключей шифрования – в EFS ключи, используемые для шифрования файла, зашифрованы наиболее эффективным открытым ключом сертификата пользователя (стандарт Х.509 v3), который хранится вместе со списком зашифрованных уникальных ключей, использованных для шифрования файла; для расшифровки этих ключей владелец файла использует свой закрытый ключ; - восстановление данных – если закрытый ключ владельца не доступен, агент восстановления откроет файл своим закрытым ключом; в системе может быть несколько агентов восстановления, каждый со своим открытым ключом, но для восстановления файла, при его шифровании должен существовать и использоваться минимум один открытый ключ восстановления; - безопасные временные и страничные файлы – в связи с тем, что многие приложения в процессе редактирования документов создают временные файлы, система EFS шифрует временные копии зашифрованного файла; EFS располагается в ядре операционной системы Windows и хранит ключи шифрования в невыгружаемом пуле, что позволяет предотвратить их копирование в страничный файл. 9. Теневые копии. Служба теневого копирования позволяет создавать копии томов по расписанию, она создает мгновенные снимки состояния томов, обеспечивая архивацию файлов. Благодаря такой технологии пользователь быстро восстанавливать удаленные файлы или старые версии файлов. Windows XP содержит утилиту CONVERT.EXE, которая преобразует тома FAT или FAT32 в эквивалентные тома NTFS. Также преобразовать файловую систему в NTFS можно при установке Windows XP, положительно ответив на вопрос о преобразовании в процессе установки. Каждый том NTFS (дисковый раздел) содержит файлы, каталоги, битовые массивы и другие структуры данных и организован как линейная последовательность блоков (кластеров). Размер блока фиксирован для каждого тома и варьируется в пределах от 512 байт до 64 Кбайт, в зависимости от размера тома. Обращение к блокам осуществляется по их смещению от начала тома, для которого используются 64-разрядные числа. Основной структурой данных в каждом томе является главная файловая таблица MFT (Master File Table), представляющая собой линейную последовательность записей фиксированного размера (рис. 4.23).
Рис. 4.23. Главная файловая таблица MFT
Каждая запись MFT описывает один файл или один каталог. В ней содержатся атрибуты файла, временные штампы и список дисковых адресов, указывающих на расположение блоков файла. Если файл большой, то используются две и более записи главной файловой таблицы, чтобы вместить список всех блоков файла. В этом случае первая запись MFT, называемая базовой записью, указывает на другие записи MFT. Свободные элементы главной файловой таблицы учитывается в битовом массиве. MFT представляет собой файл с максимальным размером в 248 записей и может располагаться в любом месте тома. Каждая запись MFT состоит из заголовка атрибута и его значения. Каждый атрибут начинается с заголовка, идентифицирующего этот атрибут и сообщающего длину значения, так как некоторые атрибуты, например имя файла или данные, могут иметь переменную длину. Если значение атрибута короткое оно помещается в таблицу, если длинное – располагается в другом месте диска, а в запись MFT помещается указатель на него. Первые 16 записей MFT зарезервированы для файлов метаданных NTFS. Каждая запись описывает файл метаданных, у которого есть атрибуты, блоки данных и имя, начинающееся с символа доллара. Первая запись описывает сам файл MFT, в частности содержит информацию о расположении блоков файла MFT, что позволяет системе найти его. Номер первого блока файла MFT содержится в загрузочном блоке, куда он помещается при установке системы. Запись 1 представляет собой дубликат первой части файла MFT на случай, если один из первых блоков главной файловой таблицы станет дефектным. Запись 2 представляет собой журнал. Когда в файловой системе производятся структурные изменения (добавление нового каталога, удаление существующего каталога и др.) и изменения атрибутов файлов, информация о предстоящей операции регистрируется в журнале на случай восстановления файловой системы. Запись 3 содержит информацию о томе: его размер, метку, версию и пр. Каждая запись MFT содержит последовательность пар (заголовок атрибута, значение), которые хранятся в файле $AttrDef. Запись 4 содержит информацию о файле $AttrDef. Запись 5 содержит информацию о корневом каталоге, который представляет собой файл и может произвольно увеличиваться в размерах. Запись 6 содержит атрибуты и дисковые адреса битового массива, который является файлом и учитывает свободное место на диске. Запись 7 указывает на файл начальной загрузки. Запись 8 используется для связи всех дефектных блоков и гарантии, что они никогда не встретятся в файлах. Запись 9 содержит информацию о защите. Запись 10 используется для преобразования регистра (для символов латинского алфавита от А до Z преобразование регистра не представляет проблем, для других языков файл содержит необходимые инструкции). Запись 11 представляет собой каталог, содержащий различные файлы для дисковых квот, идентификаторов объектов, точек повторного анализа и т.д. Последние четыре записи таблицы MFT зарезервированы на будущее. Каждая запись MFT состоит из заголовка записи, за которым следует последовательность пар (заголовок, атрибут, значение). Заголовок записи содержит: специальное число, используемое для проверки действительности записи; порядковый номер, обновляемый каждый раз, когда запись используется для нового файла; счетчик обращений к файлу; действительное количество байт, используемых в записи; идентификатор (индекс, порядковый номер) базовой записи (используемый только для записей расширения); и другие поля. Далее располагается заголовок первого атрибута, за которым идет значение первого атрибута, потом заголовок второго атрибута, значение второго атрибута и т.д. В файловой системе NTFS определено 13 атрибутов (табл. 4.4). Таблица 4.4 Атрибуты, используемые в записях MFT
Все записи таблицы MFT состоят из последовательности заголовков атрибутов, каждый из которых идентифицирует следующий за ним атрибут и содержит длину, расположение поля значения, флагами и др. Как правило, значения атрибутов располагаются за заголовками. Если длина значения велика, то оно помещается в отдельный блок диска и атрибут называется нерезидентным атрибутом (например, атрибут данных). Некоторые атрибуты, такие как атрибуты имени, могут повторяться, но все атрибуты располагаются в записи MFT в фиксированном порядке. Длина заголовков резидентных атрибутов 24 байт, заголовки для нерезидентных атрибутов длиннее, так как они содержат информацию о месте расположения атрибута. Стандартное информационное поле имеет фиксированную длину и содержит: сведения о владельце файла, информацию о защите, временные штампы, необходимые для стандарта POSIX, счетчик жестких связей, бит «только чтение», архивный бит и др. Имя файла хранится в кодировке Unicode в поле переменной длины. Чтобы старые 16-разрядные программы могли работать с файлами, файлы также могут содержать имена формата MS-DOS 8+3. Если имя файла удовлетворяет правилам именования файлов в MS-DOS, то второе имя не используется. В операционной системе Windows NT 4.0 информация о защите файла содержалась в атрибуте файла, но в Windows 2000 эти данные хранятся в отдельном файле, что позволяет нескольким файлам совместно пользоваться общими описателями защиты. Список атрибутов нужен на случай, если атрибуты не помещаются в запись MFT. Каждая запись в списке содержит 48-разрядный индекс в таблице MFT, указывающий на запись расширения, а также 16-разрядный порядковый номер, позволяющий проверить соответствие записи расширения и базовой записи. Атрибут идентификатор объекта задает файлу уникальный номер. Точка повторного анализа предписывает процедуре, анализирующей имя файла, выполнить специальные действия. Данный механизм применяется для монтирования устройств и символьных ссылок. Два следующих атрибута используются только для идентификации тома. Следующие три атрибута используются для реализации каталогов. Небольшие каталоги представляют собой простые списки файлов, но большие каталоги реализуются в виде деревьев. Поток данных утилиты регистрации используется шифрующей файловой системой. Имя потока данных, если оно присутствует, располагается в заголовке атрибута данных. Далее располагается список дисковых адресов, определяющий положение файла на диске, либо сам файл, если его длина составляет несколько сотен байтов. Метод помещения содержимого файла в запись MFT называется непосредственным файлом. В большинстве случаев все данные файла не помещаются в запись MFT, поэтому этот атрибут, как правило, является нерезидентным. Файловая система CDFS. В Windows XP, Windows 2000, Windows 2003 поддерживается файловая система компакт-дисков CDFS, выполненная по стандарту ISO 9660, которая определена в 1988 году как стандарт форматирования только для чтения для носителей информации на CD-ROM. Поддержка CDFS была введена в Windows NT 4.0. Реализация в Windows включает в себя поддержку длинного имени файла, определяемую Уровнем 2 стандарта Международной организации по стандартизации ISO 9660. CDFS обслуживается драйвером \ Windows \ System32 \ Drivers \ Cdfs.sys, поддерживающим форматы ISO-9660 и расширение формата Joliet, который поддерживает Unicode -имена произвольной длины. Если на диске присутствуют структуры для обоих форматов (чтобы обеспечить максимальную совместимость), CDFS использует формат Joliet. CDFS имеет ряд ограничений: - длина имени каталога и файла должны быть меньше чем 32 символа; - глубина дерева каталогов может быть не больше, чем восемь уровней; - максимальная длина файлов не должна превышать 4 Гб; - число каталогов не может превышать 65535. CDFS считается унаследованным форматом, поскольку индустрия уже приняла в качестве стандарта для носителей, предназначенных только для чтения, универсальный дисковый формат UDF (Universal Disk Format).
|
