Découvrez les systèmes de fichiers dans un seul article

Le système de fichiers joue un rôle clé dans le système d'exploitation. Il est responsable de l'organisation et de la gestion des données sur les supports de stockage, et en même temps de réaliser les fonctions d'accès et de stockage des données. Les utilisateurs interagissent avec le système, gèrent et accèdent aux données via le système de fichiers, ce qui rend le stockage et la récupération des données plus efficaces et plus pratiques.

Divers systèmes d'exploitation sont équipés de leurs propres systèmes de fichiers, tels que NTFS pour Windows, ext4 pour Linux et APFS pour MacOS. En outre, il existe également des systèmes de fichiers courants, tels que FAT32 et exFAT, pour faciliter l'échange de données entre différents systèmes. Le système de fichiers est chargé de diviser et de fusionner les périphériques de stockage physiques afin de fournir un périphérique logique unifié pour le système d'exploitation. Il peut diviser un disque physique en plusieurs partitions logiques ou fusionner plusieurs partitions logiques en un seul volume. Lorsque des volumes sont fusionnés sur plusieurs disques physiques, le système de fichiers implémente une extension logique de la capacité d'un seul périphérique physique.

Schéma de partition et de volume

La fonction principale d'un système de fichiers est de gérer et d'organiser les fichiers. Chaque fichier possède un chemin et un nom uniques, qui constituent l'identité et l'emplacement du fichier dans le système. Le niveau supérieur du système de fichiers est une partition logique ou un volume logique, et les fichiers sont stockés hiérarchiquement dans différents répertoires, formant une arborescence.

Diagramme de la structure des fichiers en arborescence

Dans le système de fichiers, l'autorisation d'accès et l'autorisation d'exécution du fichier sont les principales différences entre les fichiers, et la différence de contenu du fichier dépend de la définition du fichier lui-même. Différents types de fichiers accèdent à leurs données selon le protocole de fichier, en déclarant généralement le type de fichier dans l'en-tête du fichier. Le format du nom de fichier aide le système et les utilisateurs à identifier le type de fichier, mais il ne modifie pas le type et le contenu du fichier. Dans les premiers systèmes Windows, la norme de dénomination de nom de fichier 8.3 a été adoptée, dans laquelle les trois caractères après "." aident le système à distinguer les types de fichiers. Par exemple, "exe" représente un fichier exécutable.

En plus de la limite de capacité matérielle du système de fichiers, il existe également une limite supérieure sur le nombre de fichiers. Lorsqu'il y a un grand nombre de petits fichiers dans le système, le nombre d'index de fichiers dans le système de fichiers sera épuisé et de nouveaux fichiers ne pourront pas être créés même s'il y a de l'espace de stockage sur le disque physique. Lorsque cela se produit, nous devons nous appuyer sur certains programmes de gestion de fichiers au niveau des applications pour gérer uniformément ces petits fichiers. Dans ces programmes de gestion de fichiers au niveau de l'application, certains fichiers « volumineux » de tailles fixes sont créés, tels que 64 Mo, 128 Mo, etc. Les programmes de gestion de fichiers stockeront les petits fichiers dans des emplacements désignés au sein de ces gros fichiers. Un fichier « volumineux » dans le système de fichiers contiendra plusieurs petits fichiers. Cela réduit efficacement le nombre de fichiers dans le système de fichiers. Bien que les programmes de gestion de fichiers accédant aux fichiers puissent entraîner une réduction des performances d'accès et une réduction de l'utilisation de l'espace, tous les fichiers stockés dans le système de fichiers sont volumineux. Le stockage de fichiers volumineux peut efficacement éviter la fragmentation du système de fichiers et la dégradation des performances causées par un trop grand nombre de fichiers.

Le système de fichiers est la base des données, notamment des documents, des fichiers multimédias et des bases de données. Comprendre ses caractéristiques est essentiel à la conception et au développement du stockage de données d’applications.

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