نظام الملفات

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

في الحوسبة، نظام الملفات (بالإنجليزية: File System) هو طريقة في نظام التشغيل تستخدم للتحكم في كيفية تخزين واسترجاع وتنظيم وإدارة ملفات الحاسوب والبيانات التي تحتوى عليها تلك الملفات لتسهيل إيجادها واستخدامها. أنظمة الملفات قد تستعمل أداة لتخزين البيانات مثل القرص الصلب أو قرص الذاكرة المدمج , بدون نظام الملفات فان المعلومات الموجودة في القرص الصلب ستكون كانها قطعة واحدة من البيانات التي لايمكن التفريق بينها ومعرفة اين بداية اي جزء منها ونهايته وما الجزء التالي له من البيانات , اما اذا اشتخدمنا نظام الملفات فنستطيع ان نفصل بين اجزاء المعلومات ونعطي كل جزء منها اسم وبالتالي فيسهل الفصل بين الملفات واعطاء كل منها معرف ومؤشر لها , اذا اسم نظام الملفات جاء من ان كل مجموعة من البيانات هي ملف file , ولها بناء وقواعد يتم ادارتها بواسطة نظام system فيكون الاسم النهائي filesystem . هناك العديد من الانواع المختلفة لنظم الملفات , كل واحد منها له بناء وخواص منطقية وسرعة مختلفة وايضا مرونة وامان وحجم مختلف الخ , بعض نظم الملفات تم تصميمها للاستخدام مع تطبيقات معينة , على سبيل المثال نظام ملفات أيزو 9660 تم تصميمه للاقرص البصري . نظم الملفات يمكن استخدامها في العديد من الانواع اجهزة التخزين التي تستخدم انواع مختلفة المواد , اشهر انواع اجهزة التخزين حاليا القرص الصلب , وهو عبارة عن اقراص مطلية بغشاء مغناطيسي , يتم الكتابة على هذا الغشاء بارقام بالنظام الثنائي Binary (نظام يستخدم رقمي صفر و واحد فقط للعد) ويتم ذلك عن طريق ارسال نبضات كهربية الى رؤس مغناطيسية اعلى واسفل القرص للقراءة والكتابة , وهناك انواع اخرى من المخزنات الثانوية مثل الذاكرة الفلاشية و الشريط المغناطيسي و القرص الضوئي .في بعض نظم الملفات مثل tmpfs يتم استخدام المخزنات الرئيسية مثل الذاكرة العشوائية RAM لانشاء نظام ملفات مؤقت لاستخدامات سريعة غير دائمة . بعض نظم الملفات تستخدم محليا او داخل اجهزة تخزين البيانات ,[1] والبعض الاخر يمدنا بطريقه للوصول للمخازن عن طريق برتوكولات الشبكه (كبرتوكولات NFS , و SMB , و 9P clients ).[2]

بعض المفاهيم المهمة لأنظمة الملفات[عدل]

مثال ب slack space ,[3] يظهر بوضوح باستخدام مع 4,096 بايت لحجم الكلستر بنظام ان تي اس اف لمئة الف ملف , كل ملف بخمسة بايت , والذي يساوي 500,000 بايت من حجم البيانات الحقيقي ولكن في الواقع سيحتاج ويحجز مساحة 409,600,000 بايت من مساحة القرص الصلب

ادارة المساحات[عدل]

مذكرة : يتم تطبيق التالي فقط على نظم الملفات المستخدمه في المخازن كالقرص الصلب

تحدد نظم الملفات مساحات ومواقع الملفات على المخازن مثل القرص الصلب بواسطة وحدات واقعية حقيقية مادية Physical units . نظام الملفات مسؤل عن تنظيم الملفات والمجلدات داخل القسم الواحد ويتتبع المساحات على القرص لمعرفة ايها فارغ وايها مستخدم ويحتوي على بيانات (ملفات) , مثال في دوس نظام أبل Apple DOS [بالإنجليزية] في اوائل الثمانينيات كان حجم القطاع Sector هو 256 بايت على القرص المرن بحجم 140 كيلوبايت .[بحاجة لمصدر]

اسماء الملفات Filenames[عدل]

المقال الرئيسي اسم ملف

اسم الملف filename يستخدم لتعريف مكان التخزين للملف على نظام الملفات filesystem , معظم نظم الملفات تضع قيود على اسماء الملفات , ففي بعض نظم الملفات يكون ليس له حساسية حالة الأحرف (كمثال كلمة FOO , وكلمة Foo وكلمة foo تدل على ثلاث اسماء ملفات مختلفة )

الدليل Directory[عدل]

المقال الرئيسي مجلد (الحوسبة)

نظم الملفات يمكن ان يوجد بها اكثر من دليل ويطلق عليه ايضا مجلد , والذي يسمح بفصل مجموعة من الملفات ووضعها في مكان واحد , ويتم ذلك عن طريق وضع مشير لهذا الدليل في جدول المحتويات الموجود في نظام الملفات والخاص به كما في جدول الملف الرئيسي Master File Table في نظام إن تي إف إس الخاص بويندوز , ويسمى بمؤشرات الفهرسة في النظم المشابهة لنظام التشغيل يونكس .

هيكل المجلدات او الادلة يمكن ان يكون طبقة واحده (Flat , Linear) او عدة طبقات (يسمح بالتسلسل) ليحتوي على مجلدات فرعية , اول نظام ملفات سمح بعملية التسلسل للمجلدات كان نظام التشغيل مولتكس (مولتكس هو النظام الذي اثر على العديد من الانظمة في الوقت الحالي ان لم يكن معظمها مثل يونكس ولينكس ) [4] , نظم الملفات الرئيسية المصاحبة لنظم التشغيل المشابهة ليونكس تدعم طريقة التسلسل للادلة او المجلدات , فعلى سبيل المثال تدعم نظم ملفات ابل مثل HFS+ النظام التسلسلي في نظم تشغيلها مثل ماك أو إس (مازال HFS+ مستخدم مع ماك اوه اس اكس ) , وايضا نظام ملفات FAT بداية من نظام إم إس دوس الاصدار 2.0 وما بعده من إم إس دوس الى نظم ميكوسوفت ويندوز , وايضا نظام NTFS الذي ظهر مع بدايات ويندوز إن تي , وفي نظم الملفات مثل ODS-2 (On-Disk Structure-2) , وفي النظم ذات المستوى الاعلى مثل File-11 [بالإنجليزية] في نظام التشغيل المسمى نظام ذاكرة افتراضية مفتوح OpenVMS .

البيانات الوصفية[عدل]

البيانات الوصفية (الميتاداتا) (بالإنجليزية: Metadata) وهي المعلومات المهمة الاخرى المطلوب الحفاظ عليها داخل نظم الملفات , مثل حجم الملف بمعنى طول البيانات التي يحتويها الملف والتي تحسب بعدد البلوكات Blocks المحددة للملف (ويمكن ان تحصى بالبايت) , ايضا اخر وقت تم فيه الاضافة للملف ويحسب او يخزن بنظام الختم الزمني يمعنى الوقت والتاريخ , يمكن ان يحتفظ نظام الملفات ايضا بميتاداتا بوقت انشاء اي ملف واخر وقت تم الوصول للملف وحتى اخر وقت تم تغير الميتاداتا نفسها واخر وقت تم عمل نسخة احتياطية للملف , وبعض المعلومات الاخرى مثل ملفات الاجهزة , ملف الجهاز Device File هو ملف للربط بين دائرة الكترونية (مثل كرت الشاشه) وبين واجهة الحاسب او برامج الحاسب او نظام التشغيل , ملف الجهاز (له اسم اخر وهو الملف المتميز Special file) يسمح للتفاعل بين البرمجيات مع مكونات الجهاز بنظام الاستدعاء من وحدات الإدخال والإخراج I/O System call وهذا يسهل الكثير من المهام , ملف الجهاز يمكن ان يكون (block, character, socket, subdirectory, الخ) ومعرف المستخدم user ID و معرف المجموعة Group ID وسماحيات الوصول لها access permission والسمات File attribute الاخرى مثل هل الملف للقراءة فقط read-only هل هو تنفيذي executable الخ .

نظام الملفات يحتفظ بكل البيانات الوصفية لكل ملف من ملفات الجهاز بما في ذلك اسم الملف وطول محتوياته وموقعه في البناء التسلسلي داخل المجلدات , كل السابق منفصل عن محتويات الملف . معظم نظم الملفات تحتفظ باسماء كل الملفات في دليل واحد وفي مكان واحد يسمى جدول الادلة , ويخزن غالبا كاي ملف اخر , العديد من نظم الملفات يضع فقط بعض البيانات الوصفية في جدول الادلة اما باقي البيانات الوصفية في مكان اخر منفصل تماما مثل ما يطلق عليه مؤشر الفهرسة Inode ,

أنواع نظم الملفات[عدل]

نظم ملفات القرص[عدل]

تستخدم نظم ملفات القرص (بالإنجليزية: Disk file systems) لتخزين البيانات على جهاز تخزين المعطيات، ومنها:

بعض انظمة ملفات يمكن ان تكون نظم الملفات ذات صحائف journaling file system او نظام ملفات متعدد النسخ (الإصدارات) versioning file system

نظم ملفات الفلاش[عدل]

تستخدم نظم ملفات الفلاش (بالإنجليزية: Flash file systems) لتنظيم الملفات على وحدات الذاكرة الوميضية.

نظم ملفات الشريط[عدل]

نظم ملفات قواعد البيانات[عدل]

تستخدم نظم ملفات قواعد البيانات (بالإنجليزية: Database file systems) في نظم إدارة قواعد البيانات لترتيب وتخزين بيانات قواعد البيانات.

نظم ملفات التفاعلي[عدل]

نظم ملفات الشبكات[عدل]

تستخدم نظم ملفات الشبكات (بالإنجليزية: Network file systems) في شبكات الحاسوب لتيسير الوصول للملفات واستخدامها عبر الشبكة.

نظم ملفات القرص المشترك[عدل]

في نظم ملفات القرص المشترك (بالإنجليزية: Shared disk file systems) تشترك عدة حواسب في استخدام قرص خارجي واحد. ويقوم نظام الملفات بمنع التداخل فيما بينهم عند كتابة البيانات على القرص.

نظم الملفات ونظم التشغيل[عدل]

انظر أيضا[عدل]

مصادر و مراجع[عدل]

  1. ^ Arpaci-Dusseau، Remzi H.؛ Arpaci-Dusseau، Andrea C. (2014)، File System Implementation، Arpaci-Dusseau Books 
  2. ^ Arpaci-Dusseau، Remzi H.؛ Arpaci-Dusseau، Andrea C. (2014)، Sun's Network File System، Arpaci-Dusseau Books 
  3. ^ computerhope. "Slack Space".. 
  4. ^ R. C. Daley(1965). "A General-Purpose File System For Secondary Storage"in Fall Joint Computer Conference.: 213–229, AFIPS. doi:10.1145/1463891.1463915. Retrieved on 2011-07-30.