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Wie werden Dateien auf die Festplatte gespeichert? |
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Formatierung |
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| Wenn Sie eine neue Festplatte kaufen
wurde diese meist schon vom Hersteller einer "Low-Level-Formatierung"'
unterzogen. Das können Sie sich folgendermassen vorstellen: Z.B. Festplatten und Disketten sind Speichermedien, die ein Dateisystem enthalten können. Wenn ein Speichermedium formatiert wird, wird es organisiert und auf die Speicherung vorbereitet. Wenn wir ein Speichermedium formatieren, bekommt es sein Dateisystem. Formatieren kann man mit der Einrichtung einer Bibliothek verglichen. Man muss Regale aufstellen und ein System zur Katalogisierung einführen, bevor man auch nur ein Buch ins Regal stellen kann. Wenn die Bibliothek (Regale) erst eingerichtet sind können die Bücher eingeräumt werden. Ähnlich ist es mit einem Speichermedium. Wenn wir formatieren, prägt man dem Datenträger ein Dateisystem auf, um ihn für das Aufnehmen von Dateien vorzubereiten. |
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Sektoren |
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| Durch diese Art der Formatierung wird der magnetische Platz auf der Festplatte in kleinere Speichereinheiten aufgeteilt. Alle Speichermedien sind in Sektoren zu je 512 Byte aufgeteilt. Das ist die Standardgröße für den kleinsten Typ. | |||
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Cluster |
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| Um die Festplatte jedoch effizienter
zu gestalten gruppiert das Betriebssystem diese Sektoren noch einmal in
Cluster. Sie ist notwendig, damit das Betriebssystem mit großen
Speichermedien umgehen kann. Die Zahl der zu einem Cluster angeordneten
Sektoren hängt von der Größe des Mediums (z.B. Festplatte)
ab. Wenn Sie eine kleine Datei auf Ihre Festplatte speichern, sollte diese in einen Cluster passen. Wenn Sie jedoch eine sehr grosse Datei speichern, so kann dieser mehrere Cluster beanspruchen. |
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Fragmentierung |
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| Man muss verstehen, dass eine einzelne
Datei nicht unbedingt in aufeinander folgende Cluster gespeichert werden
muss. Es ist durchaus möglich, dass eine Datei auf verschiedene Cluster
in unterschiedlichen Teilen der gesamten Festplatte verteilt gespeichert
wird. Dies nennt man Fragmentierung. Fragmentierte Dateien können die Effizienz der Festplatte erheblich beeinträchtigen, da der Lesekopf viel Zeit damit verbringt, die verschiedenen Informationen der Datei aus den unterschiedlichen Lokationen auf der Festplatte zu lesen. Deswegen ist es ratsam, in regelmässigen Abständen ein Defragmentierungsprogram auszuführen um eine geordnete Clusterfolge sicherzustellen. |
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Dateisysteme (Microsoft) |
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FAT 16 (12) |
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| Das Dateisystem FAT wurde ursprünglich unter MS-DOS zum Verwalten von Datenträgern eingeführt. Bei Disketten wird FAT-12 benutzt, während Festplatten FAT16 verwenden. Dieses Dateisystem wird auch von Windows 95 verwendet und von nachfolgenden Windowsversionen unterstützt. Ein großer Nachteil ist die schlechte Ausnutzung der Kapazität bei großen Festplatten sowie die Begrenzung auf zwei Gigabyte. | |||
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VFAT |
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| Bei VFAT handelt es sich nicht um ein eigenständiges Dateisystem, sondern um eine Ergänzung der FAT-16 und FAT-32 Dateisystems um Funktionen zur Abblidung langer Dateinamen. Für jeden Eintrag im Direktory werde dabei ein 8.3-Dateiname sowie ein langer Dateiname in Windows 9x-Format gespeichert. | |||
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FAT 32 |
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| Dieses Dateisystem wurde von Microsoft bei Windows 95 erstmals in OEM-Versionen eingeführt und unterstützt durch 32-Bit-Zeiger auch Festplatten über zwei Gigabyte. Ab Windows 98 ist die FAT-32 Unterstützung eingebaut. Ältere Versionen von MS-DOS sowie Windows 95a erlauben keinen Zugriff auf FAT-32. Erst ab der Version Windows 95b ist dies möglich. | |||
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FATX |
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| Spezielle Variante von FAT16/FAT32 für die Xbox. | |||
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NTFS |
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| Mit Windows NT wurde NTFS eingeführt, das lange Dateineamen unterstützt und eine Reihe von Zusatzoptionen bietet, mit denen sich Benutzerrechte zum Zugriff auf Dateien oder Ordner sowie verschlüsselte Ordner verwalten lassen. Durch Windows 9x wird NTFS nicht unterstützt. Bei Linux ist zwar in einigen Distributionen eine Unterstützng für NTFS-Partitionen enthalten, Microsoft hat aber bei Windows 2000 eine neuere NTFS-Version eingeführt. Erst Suse Linux 7.1 erlaubt den Zugriff auf solche Partitionen. | |||
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Dateisysteme (Linux) |
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btrfs (Btree File System) |
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| Copy-On-Write-Dateisystem | |||
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EncFS (Encrypted File System) |
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| Auf FUSE basierendes, verschlüsselndes Userland-Dateisystem. | |||
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ext (Extended File System) |
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| (Extended File System): weiterentwickelte Variante des minix-Dateisytems, speziell für Linux | |||
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ext2 (Second Extended File System) |
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| Weiterentwickelte Variante von ext
mit erweiterten Limits, lange Zeit das Standard-Dateisystem unter Linux. Das Dateisystem mir Namen EXT2 wird standardmäßig von Linux für die Root-Partition verwendet. Das Dateisystem weicht von FAT und NTFS ab und verwendet spezielle Linux-Eigenheiten, um Benutzer - und Zugriffsrechte auf Dateien und Verzeichnisse zu verwalten. Ext2FS Partitionen könne aber unter Windows nicht gelesen werden. Neben einer Wxt2FS Partition benötigt das Open-Source-Betriebssystem aber noch eine spezielle Swap-Partition. |
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ext3 (Third Extended File System) |
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| Weiterentwickelte Variante von ext2 mit Journaling. | |||
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ext3cow (Third Extended File System with Copy-On-Write) |
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| Weiterentwickelte Variante von ext3 mit Copy-On-Write-Funktionalität. | |||
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ext4 (Fourth Extended File System) |
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| Weiterentwickelte Variante von ext3, unter Anderem mit erweiterten Limits. | |||
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NILFS (New Implementation of a Log-structured File System) |
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| Logging-Dateisystem von NTT | |||
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ReiserFS |
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| Das ReiserFS ist ein Mehrzweckdateisystem.
Unter Linux (Version 2.4.1) war ReiserFS das erste Journaling-Dateisystem
welches standardmäßig im Linux Kernel implementiert war. Vorteile gegenüber anderen Dateisystemen bietet ReiserFS vor allem bei der Handhabung von vielen kleinen Dateien da diese in den Verwaltungsknoten gespeichert werden können. |
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Reiser4 |
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| Journaling-Dateisystem mit effizienter Speicherung und Plugin-Unterstützung, von Namesys. | |||
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Tux3 |
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| Versionierendes Dateisystem | |||
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Ceph |
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| Verteiltes Dateisystem auf Software-Basis. | |||
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Infos |
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| Ein Journaling-Dateisystem unterscheidet
sich durch zwei Faktoren von einem herkömmlichen Dateisystem . So
wird ein Journal über die gerade geänderten Dateien geführt
und die geänderten Dateien behalten ihre Gültigkeit bis der
Schreibvorgang beendet ist. Diese Funktion fällt beim störungsfreien
Betrieb eines Computers von einer Verminderung der Leistung abgesehen
nicht auf zeigt sich aber bei Systemabstürzen. So ist nach einem
Absturz nicht das gesamte Dateisystem zu überprüfen. Nur die
zum Zeitpunkt des Absturzes bearbeiteten Dateien müssen überprüft
und eventuell repariert werden. Dies bedeutet bei den heutigen großen
Platten eine große Zeitersparnis beim Hochfahren. Man unterscheidet zwischen Metadaten -Journaling und Full-Journaling. Während Metadaten-Journaling lediglich die Konsistenz des Dateisystems garantiert wird beim Full-Journaling auch die Konsistenz der Dateiinhalte gewährleistet. Umgangssprachlich wird oft der allgemeine Begriff des Journaling verwendet wenn eigentlich Metadaten-Journaling gemeint ist. |
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