Les systèmes de fichiers

Publié le par KABO MBIADA Alain

Plusieurs personnes s'intérrogent souvent sur la question de savoir comment sont organisées, gérées et stockées les informations sur un ordinateur. Toutes ses questions font ainsi référence à ce qu'on appelle les sytsèmes de fichiers. La définition de ce qu'on  enttend par système de fichier,  ses différentes fonctions, l'étude des systèmes de fichiers FAT16 et FAT32 en particulier seront les principales articulations qui meubleront cet articles.

DEFINITION

    Un système de fichiers (file system ou filesystem en anglais) ou système de gestion de fichiers (SGF) est une structure de données permettant de stocker les informations et de les organiser dans des fichiers sur ce que l'on appelle des mémoires secondaires (disque dur, disquette, CD-ROM, clé USB, disques SSD, etc.). Une telle gestion des fichiers permet de traiter, de conserver des quantités importantes de données ainsi que de les partager entre plusieurs programmes informatiques. Il offre à l'utilisateur une vue abstraite sur ses données et permet de les localiser à partir d'un chemin d'accès.


LES FONCTIONS D'UN SYSTEME DE FICHIER

   

    Le système de gestion des fichiers assure plusieurs fonctions :

  • Manipulation des fichiers : des opérations sont définies pour permettre la manipulation des fichiers par les programmes d’application, à savoir : créer/détruire des fichiers, insérer, supprimer et modifier un article dans un fichier.
  • Allocation de la place sur mémoires secondaires : les fichiers étant de taille différente et cette taille pouvant être dynamique, le SGF alloue à chaque fichier un nombre variable de granules de mémoire secondaire de taille fixe (blocs).
  • Localisation des fichiers : il est nécessaire de pouvoir identifier et retrouver les données ; pour cela, chaque fichier possède un ensemble d’informations descriptives (nom, adresse…) regroupées dans un inode.
  • Sécurité et contrôle des fichiers : le SGF permet le partage des fichiers par différents programmes d’applications tout en assurant la sécurité et la confidentialité des données. En effet, un nom et une clé de protection sont associés à chaque fichier afin de le protéger contre tout accès non autorisé ou mal intentionné lors du partage des fichiers. Le SGF se doit aussi de garantir la conservation des fichiers en cas de panne du matériel ou du logiciel.
LA FAT ( File Allocation Table)
    La FAT est basée sur une table d'allocation de fichier (une par partition). Cette table est finalement une simple table de matière reprenant pour chaque clusters une valeur numérique définissant s'il est libre ou occupé. Ce tableau reprend également le numéro de cluster suivant utilisé par le fichier si nécessaire. Chaque entrée de la FAT a une longueur de 12 (obsolète), 16 ou 32 bits suivant le type. Les deux première reprennent des informations sur la table elle-même. Deux copies de la FAT sont insérées sur le disque, dans le cas où un est défectueux.
Différentes versions de la FAT (File Allocation Table) existent suivant l'évolution: FAT12, FAT1 6, VFAT,  FAT32. Dans me cadre de cet article nous ne nous limiterons à étudier que la FAT 16 et la FAT 32.
ETUDE DU SYSTEME DE FICHIER "FAT16"

    En réalité le choix du système de fichiers se fait en premier lieu suivant le système d’exploitation que vous utilisez. D’une manière générale, plus le système d’exploitation est récent plus le nombre de systèmes de fichiers supportés sera important. Ainsi, sous DOS et sur les premières versions de Windows 95 la FAT16 est de rigueur. Ce système de fichiers succéda à FAT12 et précéda FAT32.

Caractéristiques techniques de la FAT16

    Comme son nom l'indique, il utilise des adresses d'unités d'allocation sur le disque codées sur 16 bits, ce qui fait 216 possibilités, cependant la limite avec FAT16 se situe à 65 524 unités d'allocation voire encore moins car selon un ouvrage Microsoft assez ancien les numéros d'unité d'allocation 0xfff0 à 0xfff6 (soit 65 520 à 65 526) ne doivent pas être utilisés, menant le nombre maximal à 65 518 (certains encore citent 65 517 mais il pourrait s'agir d'une confusion entre numéro de cluster et nombre de clusters). En tout état de cause, un programme qui formate un disque a tout intérêt à rester loin de cette limite car beaucoup de code erroné a été écrit.

En plus d'une taille maximale, les systèmes de fichier FAT16 ont une taille minimale, car il n'y a pas de différence entre une entête FAT12 et FAT16. Le seul moyen de différencier ces deux systèmes de fichiers est de calculer le nombre de clusters. Donc un système ou un programme utilisant l'un de ces deux types de FAT doit savoir utiliser l'autre type de manière transparente.


Contrairement à FAT12 qui ne permettait pas d'avoir des partitions d'une taille supérieure à 16 mégaoctets, FAT16 permet d'avoir des partitions, selon la taille des clusters (
Un cluster est la taille minimale allouable), occupant jusqu'à 2 Gio, et exceptionnellement 4 Gio.                  
 
                      

ETUDE DU SYSTEME DE FICHIER "FAT32"

    FAT32 (FAT pour file allocation table, table d'allocation de fichiers) est un système de fichiers. Utilisant des adresses sur 28 bits il permet de constituer des unités d'allocation de taille réduite sur des disques de taille importante : il en résulte une plus grande complexité de gestion que ses prédécesseurs FAT12 et FAT16 (code plus important en mémoire et exécution un peu plus lourde), mais de substantielles économies d'espace disque, le demi bloc par fichier perdu en moyenne n'étant jamais plus grand que 256 Kio.

Contrairement à ce que son nom semble indiquer, le système de fichiers FAT32 n'utilise pas des adresses disque de 32, mais de 28 bits (alors que FAT12 utilise bien des adresses disque de 12 bits, et FAT16 de 16 bits).

Caractéristiques techniques de la FAT32

    La FAT d'un disque de 40 Gio formaté en FAT32 avec des unités d'allocation de 4 Kio occupe typiquement dans les 40 Mo en mémoire vive, soit à elle seule 4 fois plus que la taille du disque dur des premiers PC/XT.

La capacité des partitions peut s'élever jusqu'à 2 téraoctets :

    * clusters de 4 Kio : partitions de 1 Tio ;
    * clusters de 8 Kio : partitions de 2 Tio ;
    * clusters de 16 Kio : partitions de 2 Tio (au lieu de 4 Tio théorique) ;
    * clusters de 32 Kio : partitions de 2 Tio (au lieu de 8 Tio théorique).

La taille maximale a été limitée à 2 Tio, ce qui permet à ce système de fichiers de ne pas être dépassé à l'heure de Windows Vista et donne encore le choix entre celui-ci et NTFS. Toutefois, un problème récurrent sur les tables FAT est la fragmentation quasi-permanente du disque, qui pourrait être en partie évitée par l'utilisation du format de fichier NTFS.


SYSTEME D'EXPLOITATION  ET TYPES DE SYSTEME DE FICHIERS SUPPORTES


Système d'exploitation Types de système de fichiers supportés
Dos FAT16
Windows 95 FAT16
Windows 95 OSR2 FAT16, FAT32
Windows 98 FAT16, FAT32
Windows NT4 FAT, NTFS (version 4)
Windows 2000/XP FAT, FAT16, FAT32, NTFS (versions 4 et 5)
Linux Ext2, Ext3, ReiserFS, Linux Swap(, FAT16, FAT32, NTFS)
MacOS HFS (Hierarchical File System), MFS (Macintosh File System)
OS/2 HPFS (High Performance File System)
SGI IRIX XFS
FreeBSD, OpenBSD UFS (Unix File System)
Sun Solaris UFS (Unix File System)
IBM AIX JFS (Journaled File System)


Publié dans Les nouvelles

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