Лекція 4. Sistemul de fișiere. Obogalny arata. Sistem de fișiere Windows
2.5.1 Organizarea spațiului pe disc. Structura fizică a discului
Purtătorii de informații în computerele moderne sunt o componentă importantă care permite stocarea datelor și transferarea acestora către multe alte computere. Purtători de date în dezvoltarea sa a parcurs un drum lung de la unitățile floppy disk la dispozitive moderne de memorie flash 360K, hard disk-uri și unități CD / CDRW / DVD. Dezvoltarea suporturilor de informații are scopul de a spori fiabilitatea acestora, cantitatea de date stocate, viteza de acces la date, reducerea dimensiunilor globale și a costurilor. În primele calculatoare personale au fost instalate hard disk-uri de 10 sau 20 MB, iar în calculatoare moderne hard disk de până la 40, 60, 80 sau chiar 120 GB este deja destul de comună. Aceste dispozitive de stocare au o varietate de dispozitive, dar toate au propriul lor sistem de fișiere, care să permită să organizeze stocarea și accesul la informațiile înregistrate. Acest capitol va discuta despre sistemele de fișiere acceptate de sistemele de operare ale familiei Windows NT.
Structura discului poate fi văzută la următoarele nivele ale organizației sale:
- structura fizică a dispozitivului;
- structura logică a dispozitivului;
Structura fizică a dispozitivului prezintă cerințele sale pentru proprietățile sistemului de operare. De exemplu, odată cu apariția de unități de hard disk de 4 GB sistem de operare MS-DOS, Windows 95 nu este în măsură să le sprijine și a trebuit să dezvolte un nou sistem de fișiere pentru noile versiuni de sistem de operare. În același timp, organizarea dispozitivelor de stocare la nivel fizic, în general, nu depinde de sistemul de operare care funcționează cu dispozitivul. Luați în considerare structura fizică a dispozitivelor de disc, cum ar fi hard disk-urile, dischetele și CD-ROM-urile, deoarece acestea sunt în prezent cele mai comune dispozitive. De asemenea, rețineți că alte dispozitive, cum ar fi discuri DVD, dispozitive de memorie flash, discuri magneto-optice au, de asemenea, o structură similară și să permită plasarea sistemelor de fișiere suportate de diferite sisteme de operare.
Structura fizică a discului. Floppy-urile includ un singur disc sau o placă și folosesc una sau două fețe ale acestei plăci, iar discurile fixe utilizează mai multe plăci. Sistemele de disc care utilizează două laturi ale discului au câte un cap de citire / scriere pentru fiecare parte. Aceste capete sunt situate deasupra pistei pentru citirea sau înregistrarea informațiilor utilizând mecanismul de poziționare.
Capurile de citire / scriere citesc și scriu date pe o bandă îngustă a unui disc, numită o pistă, care este situată pe disc sub forma unui cerc. Piesele cu numere egale pe fiecare parte a discului față-verso diferă în funcție de numărul capului de citire / scriere utilizat pentru a accesa piesa. De exemplu, piesa 1 de pe partea superioară a discului este desemnată ca capul 0, piesa 1; culoarul 1 pe disc partea de jos este denumit cap 1, culoarul 1. Piesele pot fi cercuri concentrice sau în spirală. In primul tip de piese se menține același număr de sectoare pe fiecare pistă, iar rotația este la o viteză unghiulară constantă. În al doilea tip de piese este asigurată de aceeași densitate de înregistrare pe întreaga suprafață a discului și, astfel, situat în centrul pistei de disc conține mai puține sectoare decât piesele situate în apropierea limita exterioară a discului. Acest tip de disc este rotit la o viteză diferită pentru a furniza viteza necesară pentru capul magnetic se deplasează cu o viteză lineară constantă. Primul tip de pistă este utilizat pe discuri magnetice, iar al doilea pe CD ROM.
Un cilindru este un set de piste numerotate identic pe două laturi ale unei plăci sau pe toate laturile tuturor plăcilor dintr-un sistem care utilizează mai multe plăci.
Fiecare piesă este împărțită în părți egale, numite sectoare. Dimensiunea sectorului este egală cu gradul 2 și depășește de obicei 128 octeți - cel mai adesea 512 octeți. În plus față de numărul fix de octeți de date, sectorul presupune includerea unei anumite cantități de informații suplimentare pentru fiecare sector, de exemplu, corecția erorilor și informații privind identificarea sectorului. Structura fiecărui sector este determinată în timpul procesului de formatare. Numerotarea sectoarelor începe de la o singură dată. Fiecare sector este identificat în mod unic printr-o specificare completă a capului de citire / scriere, numere de cilindri și numere de sector. Pentru a accesa un anumit sector, controlerul dispozitivului de disc mută toate capetele în cilindrul dorit și apoi activează capul corespunzător pentru a efectua o operație de citire sau scriere.
Formatarea discurilor dure se realizează în trei etape:
2.5.2. Structura logică a discului
Următoarele aspecte ale structurii logice a discului sunt în mare parte legate de sistemul de fișiere FAT32, cu excepția cazului în care există alte mențiuni. Discurile fizice mari ale dispozitivului sunt adesea împărțite în mod logic în dispozitive logice mai mici. Această separare, de exemplu, vă permite să împărțiți dispozitivul între diferite sisteme de operare. Dispozitivul blocat are o tabelă de descriere a partițiilor situată într-unul din sectoarele de la începutul discului. Acest tabel indică locația fizică a dispozitivelor bloc logice. Un disc cu o singură partiție are și un astfel de tabel. Tabelul de descriere a partițiilor este localizat în primul sector fizic al discului fix. Fiecare intrare din tabela de partiții conține poziția de pornire și mărimea partiției de pe hard disk, precum și informații despre sectorul sectorului care conține primul sector de boot. De asemenea, în acest sector este programul de bootstrap, care este folosit pentru a verifica tabela de descriere a partițiilor atunci când partițiile sunt inițial încărcate și transferate la ea. Tabela de descriere a partițiilor situată la sfârșitul primului sector fizic de pe disc poate conține maximum patru intrări. Formatul tabelului de descriere a partițiilor este prezentat în tabelul 2.1:
Tabelul 2.1. - Tabela de descriere a partițiilor de hard disk
Dimensiune (în octeți)
Secțiunile sunt aranjate în ordine inversă.
Sectorul de boot pentru fiecare partiție este situat la începutul secțiunii, care este determinată de semnul de început, de numerele sectorului inițial și de cilindrul inițial.
Înregistrarea de boot master (MBR) este prima parte a datelor de pe hard disk. Componentele înregistrării Master Boot sunt următoarele:
Tabela de partiții nevalidă (tabelă de partiție greșită);
Eroare la încărcarea sistemului de operare (eroare la pornirea sistemului de operare);
Sistem de operare lipsit (fără sistem de operare).
Tabelul 2.2 Descrierea formatului intrării de 16 octeți a tabelului de descriere a partițiilor
Compensarea de la începutul sectorului
Numărul de sectoare din această secțiune
Pentru o partiție neîncărcabilă, indicatorul bootstrap este zero și 80H pentru partiția bootabilă (activă). Active este o partiție care are atributul corespunzător. În mod normal, această secțiune instalează sistemul de operare, unde este descărcat. Cu toate acestea, partiția activă poate să nu conțină sistemul de operare. Dacă trebuie să vă asigurați că sistemul de operare este pornit dintr-o partiție, acesta trebuie să fie instalat ca o partiție activă. Când se creează partiții, FDISK și PartitionMagic (și altele asemănătoare) setează indicatorii de bootstrap pentru toate celelalte partiții la 0. Fiecare înregistrare definește o partiție. FAT32 a introdus 2 tipuri noi de partiții DOS32 (0B) și DOS32X (OS).
accesul la discurile fixe - funcții 4lh - 44h, 47h și 48h;
blocarea și schimbarea mediilor - funcții 41h, 45h, 46h, 48h și 49h;
suport pentru discuri extinse - funcții 41h și 48h;
Pentru a emula discuri pe CD-uri descarcate, există funcții avansate de 4Ah-4Dh.
La pornirea de pe un hard disk, programul de boot citește și încarcă primul sector fizic pe partiția activă a discului, denumită sector boot (Boot Sector). Sectorul de boot (BOOT) este creat în timpul formatării logice a fiecărei partiții (disc logic), sunt create patru zone logice:
sectorul de boot;
tabelul de alocare a fișierelor (FAT1 și FAT2);
Segmentul de pornire pe orice disc logic (partiție) este primul. blocul său de date (512 bytes) începe cu instrucțiunea JMP care transferă controlul la programul IPL2 conține numele sistemului de operare și versiunea, conține discul bloc parametru BIOS (BPB), 2 programul IPL care încarcă sistemul de operare și se termină cu 55AA semnătură. Tabelul 2.3 explică unele dintre cele mai importante înregistrări.
Tabelul 2.3. Cele mai importante intrări în sectorul de încărcare
Tipul sistemului de fișiere (12 sau 16 biți)
Caseta de parametri BIOS Această parte a sectorului de boot este cunoscută ca blocul de parametri BIOS (BPB). Acesta conține caracteristicile fizice ale discului pe care le utilizează MS-DOS și Windows atunci când caută o anumită zonă. Prin adăugarea sau multiplicarea valorilor acestor parametri, sistemul de operare va ști unde se află tabela FAT, directorul rădăcină în care zona de date începe și se termină. Blocul de parametri BIOS (BPB) din FAT32 ocupă mai mult spațiu decât blocul standard de parametri BIOS. Din acest motiv, sectorul de boot ocupă acum nu unul (ca în FAT16), ci trei sectoare fizice, iar unul este unul suplimentar și este situat în trei sectoare fizice în sectorul fizic al șaptelea, al optulea și al nouălea. BF_BPB este o versiune extinsă a VRB prezentă în FAT pe 12 și 16 biți. Acesta conține aceleași structuri ca BPB standard, dar include câteva câmpuri suplimentare care sunt necesare pentru FAT32.
Câmpul directorului rădăcină. Acest element raportează numărul de sectoare din directorul rădăcină. Pentru hard disk-uri, această valoare a fost întotdeauna 512 (0200h) și înseamnă numărul de linii de directoare plasate în treizeci și doi de sectoare. Acum este schimbat la 0 (0000h) și este ignorat pe discurile FAT32.
Descrierea discului. Un câmp de două octeți utilizat ca steag care indică numărul de tabele FAT de pe disc este unul sau două. Dacă este setat steagul, pe disc există doar un singur FAT, dacă două sunt eliminate. FAT32, creat de comanda Format, întotdeauna formează 2 tabele FAT.
Primul grup de director rădăcină. Numărul maxim de elemente din directorul rădăcină este acum extins la 65535, iar directorul rădăcină poate fi localizat oriunde. Această valoare indică numărul primului cluster ocupat de directorul rădăcină de pe discul FAT32.
Sectorul informațiilor despre fișiere, indicând sectorul secundar de boot. Acesta oferă informații despre spațiu pe disc cât de mult în toate grupurile, cât de multe dintre ele sunt gratuite și care grup a fost alocată cea mai recentă. Astfel, pentru a obține aceste informații utilizate frecvent, acum nu este necesar să citiți întregul tabel FAT.
Unele dintre aceste concepte vor fi discutate mai detaliat în secțiunea următoare.
Trimiteți-le prietenilor: