Dateisysteme

organisieren Ablage von Informationen auf den Datenträgern

• Lineare Dateisysteme

• Hierarchische Dateisysteme (Verzeichnisstruktur)

• Netzwerkdateisysteme

in Blöcken organisiert

Gruppe Blöcke zusammengefasst als Cluster

Erste Clusternummer und Anzahl der darauf folgenden Cluster

Vorteile

• Zugriff auf alle Blöcke mit minimaler Positionierzeit des Schwenkarms

• Einsatz z. B. bei nicht (wieder-) beschreibbaren Datenträgern wie z.B. CDs.

• Schneller, direkter Zugriff auf bestimmter Dateiposition.

Nachteile

• Dynamisches Erweitern ist problematisch

• Größe bei neuen Dateien oft nicht im Voraus bekannt

• Fragmentierungsproblem

Erste Clusternummer. In jedem Cluster der Datei wird die Clusternummer des Folgeclusters gespeichert

Vorteile:

• Dateien können fast beliebig vergrößert oder verkleinert werden

• nur interne Fragmentierung

Nachteile

• Platz für die Zeiger geht von den Nutzdaten im Block ab

• Fehleranfälligkeit: die Datei ist nicht restaurierbar, falls die Zeigerkette fehlerhaft wird

• Schlechter direkter Zugriff auf bestimmte Dateiposition

Erster Eintrag in einer Tabelle auf dem Massenspeicher, die wiederum die Cluster enthält, die zu der Datei gehören

Vorteile

• kompletter Inhalt des Datenblocks ist nutzbar

• mehrfache Speicherung der FAT möglich: Einschränkung der Fehleranfälligkeit

Nachteile:

• Zusätzliches Laden mindestens eines Blocks (Caching der FAT zur Effizienzsteigerung nötig)

• Laden nicht benötigter Informationen: FAT enthält Verkettungen für alle Dateien

• Aufwändige Suche nach dem zugehörigen Datenblock bei bekannter Position in der Datei

Clusternummer eines Informationsclusters, der wiederum auf die Cluster mit den Daten zeigt

Vorteile:

• Nur benötigte Informationsblöcke werden geladen.

• große Dateien adressierbar (indirekte Indizierung, mehrere Stufen)

• Verschiedene Organisationsformen möglich

Nachteile

• Feste Anzahl von Blöcken im Indexblock

• Speicherverschwendung bei kleinen Dateien

• mehrere Blöcke bei langen Dateien

Zusammenfassung aufeinanderfolgende Cluster

Verwaltung in eigenen Strukturen z.B. NTFS oder ext4

Aufzeichnung aller Änderungen vor dem eigentlichen Schreiben in Journal (reservierter Speicherbereich)

—> Rekonstruktion eines konsistenten Datenzustands (Vorteil bei Booten und Systemabstürzen)

Vorteil: Die Konsistenz des Dateisystems und der Daten wird sichergestellt.

Nachteil: Es sind immer zwei vollständige Schreibzugriffe nötig.

• NTFS

• FAT1

• ext3/4 (Linux)

Redundant Array of Inexpensive / Independent Disks

—> Verbund aus mehreren Platten als eine einzige logische Platte

Ziel:

Geschwindigkeit durch Parallelität

Sicherheit durch Redundanz

Vollspiegelung Mirror (üblich 2 HDs)

100% Redundanz

Kein Performance-Vorteil

Striping mit verteilter Parität (üblich 3 HDs)

Parität wird über alle Platten verteilt

Ausfall einer einzelnen Platte wird toleriert