Размещение файла в виде связанного списка кластеров дисковой памяти.
При таком способе в начале каждого кластера содержится указатель на следующий кластер (см. рис. 13).
Достоинство:
Адресная информация минимальна (расположение файла задается номером первого кластера), уменьшается фрагментация диска.
Недостаток:
Сложность реализации доступа к произвольно заданному месту файла.
Использование связанного списка индексов.
Является модификацией предыдущего способа.
Файлу выделяется пространство в виде списка кластеров. Номер первого кластера запоминается в записи каталога. Остальная адресная информация отделена от кластеров файла, образуя область индексов. С каждым кластером связан свой индекс. Если некоторый индекс соответствует занятому кластеру, то индекс принимает значение номера следующего кластера или специальное значение, соответствующее концу файла.
Достоинство:
Адресная информация минимальна (расположение файла задается номером первого кластера), уменьшается фрагментация диска, существует возможность считывать кластеры в произвольной части файла.
Использование перечисления списка кластеров.
Этот перечень и служит адресом файла.
Достоинство:
Высокая скорость доступа к произвольному кластеру файла, поскольку используется прямая адресация, исключающая просмотр указателей при поиске адреса произвольного кластера.
Недостаток:
Длина адреса зависит от размера файла и может составлять значительную величину.
|
|
|
Рис. 13. Физическая организация файловой системы.
Файловая система FAT.
FAT — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-накопителей. Используется в дискетах и некоторых других носителях информации. Ранее использовалась и на жёстких дисках.
Файловая система разработана Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом в 1976-1977 годах. Использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах семейств DOS и Windows (кроме семейства Windows NT).
Для обеспечения доступа приложений к файлам операционная система с файловой системой FAT использует следующие структуры:
Ø Загрузочные секторы главного и дополнительных разделов (содержит программу начальной загрузки);
Ø Загрузочные секторы логических дисков (разделов);
Ø Корневой каталог (занимает фиксированную область в 32 сектора, что позволяет хранить информацию 512 записи о файлах и каталогах);
Ø Область данных (область, где размещаются кластеры файлов и всех каталогов, кроме корневого каталога);
Ø Цилиндр для выполнения диагностических операций чтения-записи.
На дискетах, в отличие от жесткого диска, нет загрузочных секторов главного и дополнительных разделов и диагностического цилиндра. Эти структуры создаются программой Fdisk, которая не применяется для дискет, так как они на разделы не разбиваются. Чтобы установить на один жесткий диск несколько операционных систем, его надо разбить на разделы. В загрузочном секторе главного раздела создается таблица списка разделов.
|
|
|
Загрузочный сектор главного раздела (называемый главной загрузочной записью – Master Boot Record – MBR) является первым сектором на жестком диске (цилиндр 0, головка 0, сектор 1) и состоит из двух элементов:
Ø таблица главного раздела, содержащая список разделов (максимум четыре) и расположение загрузочных секторов соответствующих логических дисков (первая и последняя головки, первый и последний цилиндры с соответствующими значениями секторов, а также количество секторов);
Ø главный загрузочный код – небольшая программа, которая выполняется системой BIOS. Основная функция этого кода – передача управления в раздел, который обозначен как активный (загрузочный).
Загрузочные секторы логических дисков создаются программой Format. Они похожи на загрузочные диски разделов. Однако при загрузке выполняется код только того сектора, который находится в активном разделе.
|
|
|
Логический диск, отформатированный программой Fdisk, состоит из следующих областей(см. рис. 14):
ü загрузочный сектор;
ü основная FAT-таблица, содержащая информацию о размещении файлов и каталогов на диске;
ü копия FAT-таблицы;
ü корневой каталог – фиксированная область (16 Кбайт для жесткого диска), позволяющая хранить 512 записей о файлах и каталогах (каждая запись состоит из 32 байтов);
ü область данных для размещения всех файлов и каталогов, кроме корневого каталога.
Файловая система FAT поддерживает всего 2 типа файлов: обычный файл и каталог.
Таблица FAT (File Allocation Table) состоит из индексных указателей, количество которых равно количеству кластеров области данных. Между кластерами и индексными указателями имеется взаимно однозначное соответствие.
Индексный указатель принимает следующие значения:
ü Кластер свободен;
ü Кластер используется файлом и не является последним кластером файла, в этом случае индекс содержит индексный указатель следующего кластера;
ü Последний кластер файла;
ü Дефектный кластер;
ü Резервный кластер.
При размещении файлаОС просматривает FAT и ищет первый свободный индексный указатель. При этом в поле записи каталога фиксируется номер этого указателя. В кластер с данным номером записываются данные файла, и он становится первым кластером файла. Если файл умещается в один кластер, то в указателе, соответствующем данному кластеру ставится отметка конец файла.
|
|
|
При удалении файла из файловой системы FAT в первый байт соответствующей записи каталога заносится специальный признак, что эта запись свободна, а в индексные указатели файла заносится признак - кластер свободен.
Размер таблицы FAT и разрядность используемых индексных указателей определяется количеством кластеров в области данных. Для уменьшения потерь на фрагментацию кластеры желательно сделать небольшими, для уменьшения объема адресной информации и ускорения скорости доступа - наоборот.
Существует несколько разновидностей FAT, различающихся разрядностью индексных указателей - FAT12, FAT16, FAT32. Файловые системы FAT12 и FAT16 оперируют с именами файлов типа «8.3».
В версии FAT16 операционной системы Windows NT введен новый тип - «длинное имя», что позволяет использовать имена длиной до 255 символов, причем каждый символ кодируется 2 байтами в формате Unicode.
Рис. 14. Части логического диска.
Файловая система EXT2
Файловая система EXT2 разработана для операционной системы Linux в 1993 году. Основные решения основаны на файловой системе ufs (UnixFileSystem) и bffs (BerkleyFastFileSystem). Является одной из самых быстрых файловых систем.
Основные термины: физический блок или сектор – единица чтения/записи данных.
Логический блок или просто блок – логическая единица размещения файлов.
Основными отличительными свойствами NTFS являются:
ü поддержка больших файлов (теоретически до 16 Терабайт) и больших дисков (264 байт);
ü восстанавливаемость после сбоев и отказов программ и аппаратуры управления дисками;
ü высокая скорость операций, в том числе и для больших дисков;
ü низкий уровень фрагментации, в том числе и для больших дисков;
ü гибкая структура, допускающая развитие за счет добавления новых типов записей и атрибутов файлов с сохранением совместимости с предыдущими версиями ФС;
ü устойчивость к отказам дисковых накопителей;
ü поддержка длинных символьных имен;
ü контроль доступа к каталогам и отдельным файлам.
Граф, описывающий иерархию каталогов файловой системы ext2, представляет собой сеть. Причиной такой организации является то, что один файл может входить сразу в несколько каталогов.
Все типы файлов имеют символьные имена. В иерархически организованных файловых системах обычно используются три типа имен: простые, составные и относительные. Не является исключением и ext2. Ограничения на простое имя состоят в том, что его длина не должна превышать 255 байт, а также в имени не должны присутствовать символ NUL и слеш.
Полное имя представляет собой цепочку простых символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного файла. В файловой системе ext2 файл может входить в несколько каталогов, а значит, иметь несколько полных имен; здесь справедливо соответствие «один файл — много полных имен». В любом случае полное имя однозначно определяет файл.
Атрибутами файловой системы ext2 являются: тип и права доступа к файлу, владелец, группа доступа, информация о разрешённых операциях (ACL), время создания, дата последнего доступа, дата последнего изменения и время последнего удаления, текущий размер файла, спецификация файла: обычный файл, каталог, файл байт-ориентированного устройства, файл блочно-ориентированного устройства, именованный канал, символическая ссылка.
Атрибуты файлов хранятся не в каталогах, как это сделано в ряде простых файловых систем, а в специальных таблицах. В результате каталог имеет очень простую структуру, состоящую всего из двух частей: номера индексного дескриптора и имени файла.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1717; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!