Файловая система hpfs

Файловая система HPFS (High Performance File System – высокопроизводительная файловая система) впервые появилась в операционных системах OS/2 1.2 и LAN Manager. Архитектура HPFS начала

создаваться как файловая система для многозадачного режима и была призвана обеспечить высокую производительность при работе с файлами на дисках большого размера.

HPFS стала первой файловой системой для персональных компьютеров, в которой была реализована поддержка длинных имен. HPFS, как и FAT, как и многие другие файловые системы, обладает структурой каталогов, но в ней также предусмотрены автоматическая сортировка каталогов и специальные расширенные атрибуты (Extended Attributes, EAs)2, упрощающие обеспечение безопасности на файловом уровне и создание множественных имен. Помимо расширенных атрибутов, каждый из которых концептуально подобен переменной окружения, HPFS по историческим причинам поддерживает те же самые атрибуты, что и файловая система FAT. Но самым главным отличием этой системы все же являются базовые принципы хранения информации о местоположении файлов. Принципы размещения файлов на диске, положенные в основу HPFS, увеличивают как производительность файловой системы, так и ее надежность и отказоустойчивость.

HPFS пытается расположить файл в смежных кластерах или, если такой возможности нет, поместить его на диск таким образом, чтобы экстенты (extents)1 файла физически были как можно ближе друг к другу. Такой подход существенно сокращает время позиционирования (seek time) головок записи/чтения жесткого диска и время ожидания (rotational latency)2. Можно сказать, что файловая система HPFS имеет, по сравнению с FAT, следующие основные преимущества:

• высокая производительность;

• надежность;

• поддержка расширенных атрибутов, позволяющих более гибко управлять доступом к файлам и каталогам;

• эффективное использование дискового пространства.

Дисковое пространство в HPFS выделяется не кластерами, как в FAT, а блоками.

В имеющейся на сегодня реализации размер блока равен одному сектору, но, в принципе, он мог бы быть и иного размера. По сути дела, блок — это и есть кластер.

Это так называемый загрузочный блок (boot block), дополнительный блок (super block) и резервный

блок (spare block). Загрузочный блок OS/2 располагается в секторах с 0 по 15; он содержит имя тома, его серийный номер, блок параметров BIOS2 и программу начальной загрузки.

Дополнительном блоке содержится указатель на список битовых карт (bitmap 'lock list).

Резервный блок содержит указатель на карту (HotFix map), или области (HotFix areas), аварийного замещения, указатель на список свободных запасных блоков каталогов(directory emergency free block list), используемых для операций на почти переполненном диске, и ряд системных флагов и дескрипторов.

Файлы и каталоги в HPFS базируются на фундаментальном объекте, уже упоминавшемся файловом узле. Эта структура характерна для HPFS, и аналога в файловой системе FAT у нее нет. Каждый файл и каталог диска имеет свой файловый узел. Каждый файловый узел занимает один сектор и всегда располагается поблизости от своего файла или каталога (обычно — непосредственно перед файлом или

каталогом). Файловый узел — это структура, в которой содержится информация о расположении файла

расширенных атрибутах.