дії, попередній використанню диска) кожна доріжка розмічається на одну і ту ж кількість блоків таким чином, що в кожний блок можна записати по максимуму одне і те ж число байтів. Таким чином, для створення обміну з магнітним диском на рівні апаратури треба указати номер циліндра, номер поверхні, номер блоку на відповідній доріжці і число байтів, яке треба записати або прочитати від початку цього блоку.
Однак ця можливість обмінюватися з магнітними дисками порціями менше об'єму блоку в цей час не використовується в файлових системах. Це пов'язано з двома обставинами. По-перше, при виконанні обміну з диском апаратура виконує три основних дії: підведення головок до потрібного циліндра, пошук на доріжці потрібного блоку і власне обмін з цим блоком. З всіх цих дій в середньому найбільший час займає перше. Тому істотний виграш в сумарному часі обміну за рахунок прочитання або запис тільки частини блоку отримати практично неможливо. По-друге, для того, щоб працювати з частинами блоків, файлова система повинна забезпечити відповідного розміру буфера оперативної пам'яті, що істотно ускладнює розподіл оперативної пам'яті.
Тому у всіх файлових системах явно або неявно виділяється деякий базовий рівень, що забезпечує роботу з файлами, що представляють набір прямо що адресуються в адресному просторі файла блоків. Розмір цих логічних блоків файла співпадає або кратний розміру фізичного блоку диска і звичайно вибирається рівним розміру сторінки віртуальної пам'яті, що підтримується апаратурою комп'ютера спільно з операційною системою.
У деяких файлових системах базовий рівень доступний користувачеві, але більш часто прикривається деяким більш високим рівнем, стандартним для користувачів. Поширені два основних підходи. При першому підході, властивому, наприклад, файловим системам операційних систем фірми DEC RSX і VMS, користувачі представляють файл як послідовність записів. Кожний запис - це послідовність байтів постійного або змінного розміру. Записи можна читати або записувати послідовно або розташовувати файл на запис з вказаним номером. Деякі файлові системи дозволяють структурувати записи на поля і оголошувати деякі поля ключами запису. У таких файлових системах можна зажадати вибірку запису з файла по її заданому ключу. Природно, що в цьому випадку файлова система підтримує в тому ж (або іншому, службовому) базовому файлі додаткові, невидимі користувачеві, службові структури даних. Поширені способи організації ключових файлів засновуються на техніці хешування і В-дерев (ми будемо говорити про ці прийоми більш детально в наступних лекціях). Існують і багатоключові способи організації файлів.
Другий підхід, що став поширеним разом з операційною системою UNIX, полягає в тому, що будь-який файл представляється як послідовність байтів. З файла можна прочитати вказане число байтів або починаючи з його початку, або заздалегідь зробивши його позиціонування на байт з вказаним номером. Аналогічно, можна записати вказане число байтів в кінець файла, або заздалегідь зробивши позиціонування файла. Помітимо, що проте прихованим від користувача, але існуючим у всіх різновидах файлових систем ОС UNIX, є базове блокове представлення файла.
Звичайно, для обох підходів можна забезпечити набір перетворюючих функцій, що приводять представлення файла до деякого іншого вигляду. Прикладом тому служить підтримка стандартної файлової середи системи програмування на мові Сі в середовищі операційних систем фірми DEC.
1.1.2. Найменування файлів
Зупинимося коротко на способах іменування файлів. Всі сучасні файлові системи підтримують багаторівневе іменування файлів за рахунок підтримки у зовнішній пам'яті додаткових файлів зі спеціальною структурою - каталогів. Кожний каталог містить імена каталогів і/або файлів, що містяться в даному каталозі. Таким чином, повне ім'я файла складається з списку імен каталогів плюс ім'я файла в каталозі, що безпосередньо містить даний файл. Різниця між способами іменування файлів в різних файлових системах полягає в тому, з чого починається цей ланцюжок імен.
У цьому відношенні є два крайніх варіанти. У багатьох системах управління файлами потрібно, щоб кожний архів файлів (повне дерево довідників) цілком розташовувався на одному дисковому пакеті (або логічному диску, розділі фізичного дискового пакету, що представляється за допомогою коштів операційної системи як окремий диск). У цьому випадку повне ім'я файла починається з імені дискового пристрою, на якому встановлений відповідний диск. Такий спосіб іменування використовується в файлових системах фірми DEC, дуже близько до цього знаходяться і файлові системи персональних комп'ютерів. Можна назвати цю організацію підтримкою ізольованих файлових систем.
Інший крайній варіант був реалізований в файлових системах операційної системи Multics. Ця система заслуговує окремої великої розмови, в ній був реалізований цілий ряд оригінальних ідей, але ми зупинимося тільки на особливостях організації архіву файлів. У файловій системі Multics користувачі представляли всю сукупність каталогів і файлів як єдине дерево. Повне ім'я файла починалося з імені кореневого каталогу, і користувач не зобов'язаний був піклуватися про установку на дисковий пристрій яких-небудь конкретних дисків. Сама система, виконуючи пошук файла на його ім'я, запитувала установку необхідних дисків. Таку файлову систему можна назвати повністю централізованою.
Звичайно, багато в чому централізовані файлові системи зручніше ізольованих: система управління файлами приймає на себе більше рутинної роботи. Але в таких системах виникають істотні проблеми, якщо комусь потрібно перенести піддерево файлової системи на іншу обчислювальну установку. Компромісне рішення застосоване в файлових системах ОС UNIX. На базовому рівні в цих файлових системах підтримуються ізольовані архіви файлів. Один з цих архівів оголошується кореневою файловою системою. Після запуску системи можна "змонтувати" кореневу файлову систему і ряд ізольованих файлових систем в одну загальну файлову систему. Технічно це проводиться за допомогою закладу