Súborový systém

Diskový súborový systém je určený na ukladanie súborov na záznamových zariadeniach, najčastejšie pevných diskoch, ktoré môžu byť priamo alebo nepriamo pripojené k počítaču. Príkladmi sú FAT, NTFS, ext2, ISO 9660, ODS-5 a UDF.

Niektoré súborové systémy sú tiež žurnálovacie (ext3, reiserFS, XFS, JFS) alebo používajú verzie.

Sieťový súborový systém (tiež známy ako distribuovaný súborový systém) je súborový systém, kde sa k súborom pristupuje prostredníctvom siete, prípadne simultánne z viacerých počítačov. V ideálnom prípade by mal byť prístup prostredníctvom siete transparentný. Príkladmi sú NFS, CIFS, Lustre a Global File System.

Novým konceptom správy súborov sú súborové systémy založené na databázach. Namiesto hierarchicky štruktúrovanej správy sú súbory identifikované charakteristikami ako typ súboru, názov, téma, autor a podobné metadáta. Tak je možné hľadanie súborov formulovať ako SQL dotaz alebo v prirodzenej reči. Príklad na obrázku napravo ukazuje výsledky vyhľadávania dotazu „Filmy režírované Stevenom Spielbergom“. Príkladmi sú BFS, GNOME Storage, WinFS, dbfs.

Sem patria ostatné, teda nie diskové ani sieťové súborové systémy. To zahŕňa systémy, kde sú súbory vytvárané dynamicky softvérom za účelmi ako komunikácia medzi procesmi alebo dočasné odkladacie miesto.

Súborové systémy na špeciálne účely spravidla používajú súborovo zamerané operačné systémy ako UNIX. Príkladmi sú súborový systém "/proc" používaný v niektorých variantoch UNIXu, ktorý umožňuje prístup k systémovým informáciám, napríklad o procesoch a zariadeniach.

Vesmírne výskumné sondy ako Voyager I a II používali špeciálne súborové systémy založené na páskach. Väčšina dnešných sond ako Cassini-Huygens používajú systémy založené na alebo ovplyvnené RTOS. Automatické prieskumné vozidlá na Marse sú príkladom, v tomto prípade boli použité flash pamäte.

UNIX a UNIXové operačné systémy priraďujú každému zariadeniu názov zariadenia, ale takýmto spôsobom sa nepristupuje k súborom na zariadení. UNIX vytvorí virtuálny súborový systém, ktorý zaraďuje všetky súbory na všetkých zariadeniach do jedinej hierarchie. To znamená, že v UNIXe je jeden koreňový (root) adresár a každý súbor existujúci v systéme sa nachádza na niektorej jeho podúrovni. Ďalej, koreňový adresár nemusí mať fyzické umiestnenie – nemusí byť na prvom pevnom disku, dokonca ani len na lokálnom počítači. Ako koreňový adresár je možné použiť zdieľaný sieťový zdroj.

Aby bol umožnený prístup k súborom na inom zariadení je potrebné informovať operačný systém, kde v hierarchii by sa mali objaviť. Tento proces sa nazýva montovanie (mounting) súborového systému. Napríklad, aby bol umožnený prístup k CD-ROM, treba povedať operačnému systému „Vezmi tento súborový systém z CD-ROM a nech sa objaví v adresári /mnt“. Uvedený adresár (v tomto prípade „/mnt“) sa nazýva mount point. Adresár „/mnt“ existuje na všetkých UNIXových systémoch a jeho zmysel je špecifický ako mount point pre dočasné médiá ako diskety alebo CD. Môže byť prázdny alebo môže obsahovať podadresáre ako mount pointy pre jednotlivé zariadenia. Vo všeobecnosti, iba administrátor (root) je oprávnený montovať súborové systémy.

UNIXové operačné systémy často obsahujú softvér a nástroje uľahčujúce proces montovania a poskytujúce novú funkcionalitu. Pre niektoré z týchto stratégií sa zaviedol termín „auto-mounting“ (automatické montovanie) ako odraz ich účelu.

1. V mnohých situáciách je potrebné zabezpečiť dostupnosť iných súborových systémov ako koreňového hneď ako operačný systém nabootuje. Preto všetky UNIXové systémy poskytujú prostriedok na montovanie súborových systémov počas bootovania. Administrátori definujú tieto súborové systémy v konfiguračnom súbore fstab, kde sa tiež definujú možnosti a mount pointy.
2. V niektorých prípadoch nie je potrebné montovať súborový systém v čase bootovania, ale ich dostupnosť môže byť požadovaná neskôr počas behu systému. Existujú nástroje umožňujúce montovanie preddefinovaných súborových systémov na požiadanie.
3. Vymeniteľné médiá sa stali na mikropočítačových platformách bežnými. Umožňujú prenos programov a údajov medzi počítačmi bez fyzického spojenia. Dvomi bežnými príkladmi sú CD-ROM a DVD. Preto boli vyvinuté nástroje na detekciu ich prítomnsti v mechanike a dostupnosti súborového systému a ich následné namontovanie bez zásahu používateľa.
4. Progresívne UNIXové systémy zaviedli tiež koncept známy ako supermounting. Napríklad supermontovaná disketa môže byť fyzicky odstránená zo systému. Za normálnych okolností by disk mal byť pred odstránením synchronizovaný (sync) a potom odmontovaný. Za podmienky, že prebehla synchronizácia, je možné uskutočniť výmenu média. Systém automaticky zaregistruje, že bol vymenený disk a aktualizuje obsah mount pointu obsahom nového média.

Mac OS X používa súborový systém zdedený od Mac OS nazývaný HFS plus. HFS plus je súborový systém bohatý na metadáta, zachovávajúci ale nerozlišujúci veľkosť písmen v názvoch súborov. Vďaka UNIXovému pôvodu Mac OS X boli do HFS Plus pridané prístupové práva (permissions). Neskoršie verzie HFS Plus pridali žurnálovanie a zaviedli niekoľko optimalizácií alokačných algoritmov v snahe automaticky defragmentovať súbory bez nutnosti použiť externý defragmentačný program.

Dĺžka názvu súboru je obmedzená na 255 znakov, používa kódovanie sa Unicode. Na Mac OS X sa určuje typ súboru z poľa „Type code“ uloženého v metadátovom zázname súboru.

HFS Plus má tri druhy liniek: Hard linky, symbolické linky a aliasy. Aliasy sa používajú na udržiavanie linku na pôvodný súbor aj ak sa premiestni alebo premenuje.

Plan 9 bol pôvodne navrhnutý, aby rozvíjal niektoré prednosti UNIXu a aby priniesol vlastné myšlienky. Čo sa týka súborových systémov, používa systém reprezentácie objektov pomocou súborov, avšak v Plan 9 je každý objekt operačného systému súborom a je k nemu možné pristupovať ako k súboru. V druhom rade bol implementovaný protokol 9P, aby sa zaistil prakticky bezrozdielny prístup k súboru existujúcom na vzdialenom a lokálnom súborovom systéme (okrem možného rozdielu v latencii). To prináša výhodu, že je možné používať zariadenia na vzdialenom reprezentované ako súbory ako keby to boli zariadenia lokálneho systému. V terminológii Plan 9; viaceré súborové servery poskytujú prístup k zariadeniam, pričom ich klasifikujú ako špeciálne súborové systémy.

Každý objekt Plan 9 je abstrahovaný ako súbor. Napríklad FTP spojenia neobsluhuje na to určený program, ale server ftpfs namontuje vzdialenú hierarchiu ako súčasť hierarchie lokálneho súborového systému a prístup je rovnaký ako k lokálnym súborom. Iným príkladom je poštový systém používajúci súborové servery na syntetizáciu virtuálnych súborov a adresárov, ktorými reprezentuje poštovú schránku ako /mail/fs/mailbox.

Microsoft Windows sa vyvinul zo skoršieho operačného systému MS-DOS (ktorý je zasa založený na CP/M-80, ktorý preberá významné myšlienky z ešte skorších systémov, menovite DEC) a pridáva myšlienky v oblasti súborového systému a používateľského rozhrania z iných systémov od svojho prvého uvoľnenia (UNIX, OS/2 atď.). Windows ako taký používa súborové systémy FAT alebo NTFS. Staršie verzie súborového systému FAT mali zásadné obmedzenia dĺžky názvu súboru a maximálnej veľkosti diskov a partícií.

NTFS zavedený so systémom Windows NT umožňoval riadenie prístupu založené na ACL. Hard linky, viaceré súborové toky, indexovanie atribútov, kvóty, kompresiu a mout pointy pre iné súborové systémy (nazývané „junctions“) sú tiež podporované, ale sú nedostatočne zdokumentované.

Na rozdiel od mnohých iných operačných systémov používa Windows abstrakciu vo forme písmen diskovej jednotky na používateľskej úrovni na odlíšenie jednotlivých diskových partícií. Napríklad cesta „C:\WINDOWS\“ reprezentuje adresár „WINDOWS“ na partícii označenej písmenom C. Partícia C sa bežne používa pre prvú primárnu partíciu disku, z ktorého bootuje Windows. Táto tradícia sa stala tak pevne zakorenená, že v starších verziách systému existovali predpoklady, že partícia, kde je nainštalovaný Windows musí byť C. Tradíciu používania písmen na označovanie partícií môžeme vystopovať späť do MS-DOSu, kde boli písmená A a B rezervované pre disketové mechaniky. Tiež je možné na písmená mapovať sieťové disky.

Keďže Windows používa na interakciu s používateľom grafické rozhranie, jeho dokumentácia používa pojmy ako priečinok, ktorý obsahuje súbory a je reprezentovaný grafickou ikonou priečinka.

Pozri Files-11.