Fayl sistemləri. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi hər bir faylın xususi adı olur və fayl yaddaşda həmin adla saxlanılır. Kompüter faylın adından istifadə edərək onun harada yerləşdiyini, faylda hansı informasiyanın saxlanıldığını, onun hansı formatla yazıldığını və onu hansı proqramla emal etməyin mümkün olduğunu müəyyən edir.
Kompüterlə iş prosesində diskin məzmunu hər an dəyişir. Yəni, yeni fayllar əlavə olunur, lazımsız fayllar silinir, faylların tutumu dəyişir və s.
Adətən fayllar saxlanılarkən diskdəki boş yerlərə ayrı-ayrı fraqmentlər şəklində yazılır. Bunun da nəticəsində fayllar diskin bütöv bir sahəsində deyil, bir-biri ilə əlaqəsi olmayan tamamilə müxtəlif yaddaş hissələrində yerləşə bilər. Bu o deməkdir ki, yaddaşda saxlanılan sənədlər və eləcə də sistemdə quraşdırılan proqramlar verilənlərin klaster strukturu ilə diskə yazılaraq saxlanılır. İş ondadır ki, istifadə olunan disk oblastı əvvəlcədən hər biri yalnız müəyyən olunmuş həcmdə informasiya saxlaya bilən nömrələnmiş kiçik (minimum 512 bayt) hissələrə bölünür. Bu əməliyyata diskin formatlaşdırılmasıdeyilir. Həmin kiçik hissələr isə xanalar - klasterlər adlanır.
Klaster – bir faylın və ya onun hissələrinin bütövlükdə yerləşə bilməsi üçün ayrılan sektorlar qrupuna deyilir. Sektorun ölçüsü 512 bayt təşkil edir. Klasterlərin həcmi istifadə edilən sərt diskin həcmindən və verilənlərin yaddaşda yerləşdirilmə üsulundan - fayl sistemindən asılı olur. Sərt disklərin həcminin get-gedə ciddi şəkildə artması ilə əlaqədar olaraq klasterin həcmi də böyük sürətlə artır. Bu isə istifadə olunan disk sahəsinin itirilməsinə səbəb olur. Bir klasterdə onlarla sektor yerləşə bilər və fayl nə qədər kiçik həcmli olmasına baxmayaraq bütöv bir klasteri tutur.
Klasterlər bir və ya bir neçə sektordan ibarət ola bilər. Sektor – verilənlərin oxunub/yazılmasında istifadə olunan ən kiçik vahiddir. Buna müvafiq olaraq hər bir fayl yaddaşa yazılma prosesində bütöv klasterlərdə yerləşməklə çoxlu sayda fraqmentlərə (hissələrə) bölünür.
Eyni zamanda hər bir klasterdə həm də faylın davamının harada yerləşdiyini bildirən xüsusi köməkçi məlumat saxlanılır. Bununla yanaşı hər hansı proqramın yüklənməsi və ya sənədin oxunması prosesində həmin hissələr toplanaraq bütövləşdirilir və operativ yaddaşa verilir.
Faylların disklərdə belə mürəkkəb strukturla yazılıb saxlanılmasına baxmayaraq, informasiyanın tez tapılıb oxunması, proqramların tez yüklənməsi, həmçinin yeni fayllar yaratmaq və ya proqramlar quraşdırmaq üçün lazım olan boş yaddaş sahələrinə asanlıqla düşmək mümkün olur.
Beləliklə, disklərdə faylların adları ilə yanaşı, həm də onların saxlanma ünvanları olur. Kompüter faylın diskdəki adı və ünvanından istifadə edərək onu tapır və orada saxlanılan verilənləri oxuyur.
Fayl üzərində müəyyən bir əməliyyatın (məsələn, açmaq, saxlamaq, köçürmək, yerini dəyişmək) icra olunması üçün Windows sistemi xüsusi bir vasitədən - fayl sistemindənistifadəedir. Yəni əməliyyat sistemi müvafiq sorğu ilə fayl sisteminə müraciət edir, o isə bütün zəruri əməliyyatları yerinə yetirir.
Fayl sistemi – əməliyyat sisteminin bir hissəsi olub diskdə fayllara və kataloqlara girişi və onların yerləşməsini idarə edir.
Fayl sistemi formatlaşdırma anlayışı ilə bağlıdır. Belə ki, fayl sistemi disklərin formatlaşdırılması prosesində yaradılır. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi sərt disk formatlaşdırılarkən klasterlər adlanan nömrələnmiş kiçik hissələrə bölünür. Hər bir klaster isə müəyyən disk oblastını tutur. Fayllar diskə “bir klasterdə bir fayl” prinsipi ilə yazılaraq saxlanılır. Ona görə də faylın ölçüsü klasterin ölçüsündən kiçik olduqda həmin fayl klasterin yalnız müəyyən hissəsini tutur və qalan yaddaş hissəsi istifadəsiz qalır. Lakin faylın həcmi klasterin həcmindən böyük olduqda həmin faylın qalan hissəsi boş olan qonşu klasterə yerləşdirilir və s. Bu qayda ilə diskə yazılan fayl hissələrə bölünərək bir neçə klasterdə yerləşdirilir.
Fayl sisteminin bu xüsusiyyəti və işi ilə bağlı istifadəçinin heç bir müdaxiləsi olmur. Belə ki, fayllar diskə yazılarkən onları fayl sisteminin özü müstəqil olaraq fraqmentlərə (hissələrə) bölür və eləcə də oxunma zamanı onları hissə-hissə toplayaraq bütövləşdirir və ekranda əks etdirir.
Fraqmentasiya diskdəki verilənlərə müraciət vaxtının artmasına səbəb olur. Fraqmentasiyanın aradan qaldırılması defraqmentasiya adlanır.
Yükləyici yazı (Boot Record) hər bir məntiqi diskin sıfır nömrəli sektorunda yerləşir. Burada diskin formatı haqqında verilənlər və əməliyyat sisteminin başlanğıc yüklənmə prosedurunu yerinə yetirən qısa proqram yerləşir.
Klasterin ölçüsü, yəni sektorların sayı məntiqi diskdən asılı olaraq ƏS tərəfindən təyin olunur. Böyük ölçülü klasterlərdən istifadə diskin fraqmentasiyasını azaldır. Bundan başqa bu FAT-ın ölçüsünün kiçilməsinə və sürətin artmasına səbəb olur. Digər tərəfdən isə olduqca böyük ölçülü klasterlər disk sahəsindən səmərəsiz istifadəyə gətirir. Məntiqi diskin ölçüsü böyük olduqda klasterin də ölçüsü böyük olur. Klasterin ölçüsünün kiçildilməsini sərt diski bir neçə məntiqi disklərə bölməklə həyata keçirmək olar.
Bu əməliyyatları yerinə yetirmək üçün fayllararası disk yaddaşının paylanmasına fasiləsiz nəzarət olunmalıdır. Bu məsələ File Allocation Table(Таблица Размещения Файлов/Faylların Yerləşmə Cədvəli) köməyi ilə həll olunur. Hər bir fayl üçün FAT(File Allocation Table)-da elementlərin zənciri yaradılır. Bunların hər biri sabit uzunluqlu sahəni göstərir ki, diskdə faylın bir hissəsi burada yerləşir.
Faylların yerləşmə cədvəlinin (FAT) elementlərinin uzunluğu 12, 16 və 32 bit olur. Fayla müraciətdə istifadəçi onun yalnız yolunu və adını göstərməlidir. Əməliyyat sistemi əvvəl fayl-kataloqa müraciət edərək faylın diskdə yerləşməsi haqqındakı məlumatı tapır, sonra isə tələb olunan əməliyyatı yerinə yetirir.
Faylların ünvanı diskin başlanğıc (sıfırıncı) cığırında yazılıb saxlanılan həmin FAT adlı xüsusi cədvəldə saxlanılır. Bu cədvəldə faylın ünvanı iki baytlıq ədəd şəklində göstərilir, yəni ünvanın yazılışı üçün cəmisi 16 bit yaddaş sahəsi ayrılır. Ona görə də faylların yerləşmə cədvəli çox vaxt FAT16 şəklində yazılır və buna 16 mərtəbəli fayl sistemi də deyirlər.