ISO 9660: CD және CD-ROM дискілері үшін файлдық жүйе

Кіріспе

CD R және CD ROM оптикалық дискілер үшін файлдық жүйе

ISO 9660 (сондай-ақ ECMA 119 деп те аталады) – оптикалық дискілерге арналған файлдық жүйе. Файлдық жүйе – Халықаралық стандарттау ұйымынан (ISO) қолжетімді халықаралық стандарт. Егер анықтаманы кез келген адам сатып ала алатын болса, көптеген операциялық жүйелер үшін орындалулар жасалды. ISO 9660 өзінің бастауын High Sierra форматынан алады, ол файл туралы ақпаратты тығыз, реттік түрде орналастырады, реттік емес қол жеткізуді азайту үшін иерархиялық (каталогтардың тереңдігі сегіз деңгейге дейін) файлдық жүйенің ағаш тәрізді құрылымын қолданады, бұл UNIX және FAT жүйелеріне ұқсас. Платформалар арасындағы үйлесімділікті жеңілдету үшін ол файл атрибуттарының (директория немесе қарапайым файл және жазу уақыты) және атау атрибуттарының (атау, кеңейтім және нұсқа) минималды жиынтығын анықтады, сондай-ақ әр файл үшін болашақ қосымша кеңейтулерді орналастыруға арналған жекелеген жүйелік пайдалану аймағын пайдаланды. High Sierra 1986 жылдың желтоқсанында (өзгерістермен) Ecma International ұйымымен ECMA 119 ретінде халықаралық стандарт ретінде қабылданды және ISO ұйымына жылдам қарау үшін ұсынылды, содан кейін ISO 9660:1988 ретінде қабылданды. Стандартқа кейінгі түзетулер 2013 және 2020 жылдары жарияланды. Файл жүйесінің алғашқы 16 секторы бос және басқа мақсаттар үшін резервтелген. Қалғаны томдық сипаттамалар жиынтығынан (кейінгі макетты сипаттайтын бас блоктан) басталады, содан кейін дискідегі жол кестелері, каталогтар мен файлдар орналасқан. ISO 9660 стандатына сәйкес дискіде файлдық жүйені сипаттайтын кемінде бір бастапқы томдық сипаттама және томдық сипаттамалар жиынтығының соңы болуы керек, бұл томдық сипаттама жиынтығының аяқталуын көрсетеді. Бастапқы томдық сипаттама том туралы, оның сипаттамалары мен метадеректері туралы ақпаратты ұсынады, соның ішінде түбірлік каталогтың қай секторда орналасқанын көрсететін түбірлік каталог жазбасын қамтиды. Басқа далаларда файлдық жүйе пайдаланатын логикалық блоктардың көлемі мен санымен қатар томның аты мен жасаушысы сияқты метадеректер бар. Жол кестелері тиісті каталог иерархиясының каталог құрылымын қорытындылайды. Кескіндегі әрбір каталог үшін жол кестесі каталогтың идентификаторын, каталогтың жазылған көлемінің орналасқан жерін, каталогқа байланысты кез келген кеңейтілген атрибуттардың ұзындығын және оның бас каталогтың жол кестесі жазуының индексін ұсынады. ISO 9660-қа оның кейбір шектеулерін жеңілдететін бірнеше кеңейтулер бар. Ең танымал мысалдарға Rock Ridge (Unix стильіндегі рұқсаттар мен ұзын атаулар), Joliet (Unicode, латын әліпбисінен басқа жазу жүйелерін пайдалануға мүмкіндік береді), El Torito (CD-ді жүктеуге мүмкіндік береді) және Apple ISO 9660 Extensions (классикалық Mac OS және macOS жүйелеріне тән файл сипаттамалары, мысалы, ресурс форктары, файлдың сақтық көшірмесінің күні және т.б.) жатады.

ISO 9660 (also known as ECMA 119) is a file system for optical disc media. The file system is an international standard available from the International Organization for Standardization (ISO). Since the specification is available for anybody to purchase, implementations have been written for many operating systems. ISO 9660 traces its roots to the High Sierra Format, which arranged file information in a dense, sequential layout to minimize nonsequential access by using a hierarchical (eight levels of directories deep) tree file system arrangement, similar to UNIX and FAT. To facilitate cross platform compatibility, it defined a minimal set of common file attributes (directory or ordinary file and time of recording) and name attributes (name, extension, and version), and used a separate system use area where future optional extensions for each file may be specified. High Sierra was adopted in December 1986 (with changes) as an international standard by Ecma International as ECMA 119 and submitted for fast tracking to the ISO, where it was eventually accepted as ISO 9660:1988. Subsequent amendments to the standard were published in 2013 and 2020. The first 16 sectors of the file system are empty and reserved for other uses. The rest begins with a volume descriptor set (a header block which describes the subsequent layout) and then the path tables, directories and files on the disc. An ISO 9660 compliant disc must contain at least one primary volume descriptor describing the file system and a volume descriptor set terminator which is a volume descriptor that marks the end of the descriptor set. The primary volume descriptor provides information about the volume, characteristics and metadata, including a root directory record that indicates in which sector the root directory is located. Other fields contain metadata such as the volume's name and creator, along with the size and number of logical blocks used by the file system. Path tables summarize the directory structure of the relevant directory hierarchy. For each directory in the image, the path table provides the directory identifier, the location of the extent in which the directory is recorded, the length of any extended attributes associated with the directory, and the index of its parent directory path table entry. There are several extensions to ISO 9660 that relax some of its limitations. Notable examples include Rock Ridge (Unix style permissions and longer names), Joliet (Unicode, allowing non Latin scripts to be used), El Torito (enables CDs to be bootable) and the Apple ISO 9660 Extensions (file characteristics specific to the classic Mac OS and macOS, such as resource forks, file backup date and more).

Тарих

Компакт-дискілер бастапқыда музыкалық деректерді жазу үшін жасалды, бірақ көп ұзамай олар архивтік жаппай деректерді сақтау үшін де тиімді болғандықтан, қосымша сандық деректерді сақтауға қолданыла бастады. CD-ROM деп аталатын осы типтегі компакт-дискілердің ең төменгі деңгейі 1983 жылы «Сары кітап» спецификациясында анықталды. Алайда, бұл кітап CD-ROM-дағы деректерді файлдар сияқты логикалық бірліктерде ұйымдастыру форматын анықтамады, нәтижесінде әр CD-ROM өндірушісі өз форматын жасауға мәжбүр болды. CD-ROM файлдық жүйесі стандартын (Z39.60 – Ақпарат алмасу үшін CD-ROM көлемі мен файл құрылымы) әзірлеу үшін Ұлттық ақпараттық стандарттар ұйымы (NISO) 1985 жылдың шілдесінде SC EE (Compact Disc Data Format) стандарттар комитетін құрды. 1985 жылдың қазан айында бірнеше компания сарапшыларды осындай стандартқа жұмыс қағазын әзірлеуге қатысуға шақырды. 1985 жылдың қарашасында компьютерлік жабдық өндірушілерінің өкілдері Невада штатының Стейтлайн қаласындағы High Sierra Hotel and Casino (қазіргі Golden Nugget Lake Tahoe) қонақ үйінде бас қосты. Бұл топ «Жоғарғы Сиерра тобы» (HSG) деп аталды. Кездесуге Apple Computer, AT&T, Digital Equipment Corporation (DEC), Hitachi, LaserData, Microware, Microsoft, 3M, Philips, Reference Technology Inc., Sony Corporation, TMS Inc., VideoTools (кейін Meridian), Xebec және Yelick компанияларының өкілдері қатысты. Жиналыс есебі «Сары кітап» CD-ROM стандартынан дамыды, ол тым ашық болғандықтан, әртараптандыруға және көптеген үйлесімсіз деректерді сақтау әдістерін жасауға әкелді. High Sierra Group Proposal (HSGP) 1986 жылдың мамырында жарияланды, ол CD-ROM үшін файлдық жүйені анықтады, бұл формат High Sierra форматы деп белгілі. Осы ұсыныстың жобалық нұсқасы стандарттау үшін Еуропалық компьютер өндірушілер қауымдастығына (ECMA) жіберілді. Кейбір өзгерістерден кейін, 1986 жылдың желтоқсанында ECMA 119 стандартының алғашқы басылымы жарияланды. ECMA өз стандартын жылдам қарау үшін Халықаралық стандарттау ұйымына (ISO) ұсынды, онда ол ISO 9660 стандартына дейін жетілдірілді. 1987 жылдың желтоқсанында үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін ECMA 119 стандартының екінші басылымы ISO 9660 стандартына сәйкес келтірілді. ISO 9660:1988 1988 жылы жарияланды. ECMA 119 және ISO 9660 стандарттарында High Sierra форматынан жасалған негізгі өзгерістер – АҚШ нарығынан тыс жерлерде форматтың жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін халықаралық кеңейтімдер болды. Үйлесімсіздіктерді болдырмау үшін NISO 1987 жылдың 28 мамырында NISO мүшелері қабылдаған Z39.60 бойынша жұмысты тоқтатты. Ол ISO 9660 стандартының пайдасына түпкілікті мақұлданудан бұрын кері қайтарылды. 1998 жылы Жапонияда JIS X 0606:1998 қабылданды, ол жаңа «көлемді сипаттаушы» дерек құрылымын қолдана отырып, файл атау ережесін жеңілдетті. Стандарт ISO 9660:1999 үшін ұсынылды және жылдам ілгерілетілді, бірақ одан ештеңе шықпады. Дегенмен, бірнеше операциялық жүйелер мен диск авторлық құралдары (мысалы, Nero Burning ROM, mkisofs және ImgBurn) енді «ISO 9660:1999», «ISO 9660 v2» немесе «ISO 9660 4-деңгей» деген атаулармен қосымшаны қолдайды. 2013 жылы бұл ұсыныс ISO 9660/Толықтыру 1 түрінде формалдастырылды, ол «ISO 9660 және кеңінен қолданылатын «Жолиет спецификациясы» арасында үйлестіруді қамтамасыз етуге» бағытталған. 2017 жылдың желтоқсанында техникалық тұрғыдан ISO 9660 1-толықтырумен бірдей ECMA 119 стандартының 3-ші басылымы жарияланды. 2019 жылы ECMA 119 стандартының 4-ші нұсқасын жариялады, онда «C қосымшасы» ретінде Жолиет мәтіні енгізілді. 2020 жылы ISO 2-толықтыруын жариялады, ол стандарттың техникалық ақпаратын қоспай немесе түзетпей, кейбір кішігірім нақтылау мәселелерін қосты.

Compact discs were originally developed for recording musical data, but soon were used for storing additional digital data types because they were equally effective for archival mass data storage. Called CD ROMs, the lowest level format for these type of compact discs was defined in the Yellow Book specification in 1983. However, this book did not define any format for organizing data on CD ROMs into logical units such as files, which led to every CD ROM maker creating its own format. In order to develop a CD ROM file system standard (Z39.60 Volume and File Structure of CDROM for Information Interchange), the National Information Standards Organization (NISO) set up Standards Committee SC EE (Compact Disc Data Format) in July 1985. October 1985 several companies invited experts to participate in the development of a working paper for such a standard. In November 1985, representatives of computer hardware manufacturers gathered at the High Sierra Hotel and Casino (currently called the Golden Nugget Lake Tahoe) in Stateline, Nevada. This group became known as the High Sierra Group (HSG). Present at the meeting were representatives from Apple Computer, AT&T, Digital Equipment Corporation (DEC), Hitachi, LaserData, Microware, Microsoft, 3M, Philips, Reference Technology Inc., Sony Corporation, TMS Inc., VideoTools (later Meridian), Xebec, and Yelick. The meeting report evolved from the Yellow Book CD ROM standard, which was so open ended it was leading to diversification and creation of many incompatible data storage methods. The High Sierra Group Proposal (HSGP) was released in May 1986, defining a file system for CD ROMs commonly known as the High Sierra Format. A draft version of this proposal was submitted to the European Computer Manufacturers Association (ECMA) for standardization. With some changes, this led to the issue of the initial edition of the ECMA 119 standard in December 1986. The ECMA submitted their standard to the International Standards Organization (ISO) for fast tracking, where it was further refined into the ISO 9660 standard. For compatibility the second edition of ECMA 119 was revised to be equivalent to ISO 9660 in December 1987. ISO 9660:1988 was published in 1988. The main changes from the High Sierra Format in the ECMA 119 and ISO 9660 standards were international extensions to allow the format to work better on non US markets. In order not to create incompatibilities, NISO suspended further work on Z39.60, which had been adopted by NISO members on 28 May 1987. It was withdrawn before final approval, in favour of ISO 9660. JIS X 0606:1998 was passed in Japan in 1998 with much relaxed file name rules using a new "enhanced volume descriptor" data structure. The standard was submitted for ISO 9660:1999 and supposedly fast tracked, but nothing came out of it. Nevertheless, several operating systems and disc authoring tools (such as Nero Burning ROM, mkisofs and ImgBurn) now support the addition, under such names as "ISO 9660:1999", "ISO 9660 v2", or "ISO 9660 Level 4". In 2013, the proposal was finally formalized in the form of ISO 9660/Amendment 1, intended to "bring harmonization between ISO 9660 and widely used 'Joliet Specification'." In December 2017, a 3rd Edition of ECMA 119 was published that is technically identical with ISO 9660, Amendment 1. In 2019, ECMA published a 4th version of ECMA 119, integrating the Joliet text as "Annex C". In 2020, ISO published Amendment 2, which adds some minor clarifying matter, but does not add or correct any technical information of the standard.

Сипаттамалар

ISO 9660 файлдық жүйенің шамамен жалпы құрылымы төменде сипатталған. Көп байттық мәндер үш түрлі форматта сақталуы мүмкін: кішкентай эндиан, үлкен эндиан және спецификацияда "екі байттық" деп аталатын екі түрдің біріктірілуі. Том сипаттамалары мен каталог жазбаларындағы бірнеше өрістерде екі байттық рет қажет, ал жол кестелері кішкентай эндиан немесе үлкен эндиан форматтарында болуы мүмкін. Олар көбінесе жүктемелі медиа үшін резервтелгенімен, CD ROM осы аймақта файлдық жүйенің баламалы сипаттамасын қамтуы мүмкін, ал гибридтік CD-лер классикалық Mac OS және macOS-ке тән мазмұнды ұсыну үшін оны жиі пайдаланады.

Жол кестелері

Жол кестелері тиісті каталог иерархиясының каталог құрылымын қамтиды. Кескіндегі әрбір каталог үшін жол кестесі каталогтың идентификаторын, каталог жазылған бөлімнің орналасқан жерін, каталогқа байланысты кеңейтілген атрибуттардың ұзындығын және оның ата-каталогтың жол кестесі жазуының индексін ұсынады. Ата-каталогтың нөмірі 16 биттік сан болып табылады, оның диапазоны 1-ден 65535-ке дейін шектеледі.

Эль Торито

El Torito – компьютерді CD-ROM-нан жүктөөге мүмкіндік беретін кеңейту. Ол 1994 жылдың қараша айында жарияланды және 1995 жылдың қаңтарында IBM және BIOS өндірушісі Phoenix Technologies компанияларының бірлескен ұсынысы ретінде шығарылды. Аңыз бойынша, El Torito CD/DVD кеңейтуі ISO 9660 стандартына өз атын сол атаумен алды, себебі оның дизайны Калифорния штатының Ирвин қаласындағы El Torito мейрамханасында жасалған. Алғашқы екі авторы – Phoenix Technologies компаниясынан Кертис Стивенс және IBM компаниясынан Стэн Меркин. El Torito спецификациясы "Mac" платформасы идентификаторына сілтеме жасағанымен, PowerPC негізіндегі Apple Macintosh компьютерлері оны қолданбайды.

Ромео

Romeo Adaptec компаниясымен әзірленген және 128 символға дейінгі ұзын файл атауларын қолдануға мүмкіндік береді, олар ағымдағы кодтық бетті пайдаланып, тікелей негізгі том сипаттамасына жазылады. Бұл формат Windows 9x және Windows NT "CDFS" драйверлерінің жұмыс істеу принципіне негізделген. Егер басқа тілдегі Windows орнатылымы Romeo дискісін ашса, кодтық беттің көрсетілмеуі файл атауларындағы ASCII емес символдардың «Можибейк» болып көрінуіне себеп болады. Мысалы, "ü" символы "³" символына айналуы мүмкін. Басқа операциялық жүйелер де ұқсас мәселеге тап болуы немесе осы талапқа сай келмейтін атауларды тікелей танудан бас тартуы мүмкін. Техникалық тұрғыдан алғанда, осындай кодтық бет мәселесі ISO 9660 стандартында да бар, ол қосымша және кеңейтілген том сипаттамаларын кез келген символдық кодтауға келісім бойынша еркін түсіндіруге мүмкіндік береді. Дегенмен, негізгі том сипаттамасы ASCII-дің шағын жиынтығынан ғана тұратыны кепілдік беріледі.

Диск кескіндері

Оптикалық диск бейнелері CD-ROM-дардың мазмұнын электронды түрде таратудың жиі қолданылатын тәсілі болып табылады. Олар көбінесе .iso (ал .iso9660 сирек кездеседі, бірақ пайдаланылады) файлдық кеңейтімдерімен сақталады және әдетте "ISO" деп аталады.