Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика 2015

5.2. Файловая система

ЭВМ, как правило, имеет несколько дисков (внешних запоминающих устройств). Каждому диску присваивается имя, которое задается латинской буквой с двоеточием.

Физически существующие магнитные диски могут быть разбиты на

несколько логических дисков, которые для пользователя будут выглядеть на экране монитора так же, как и физически существующие диски. При этом логические диски получают имена по тем же правилам, что и физически существующие диски. Проще говоря, логический диск — это часть обычного жесткого диска.

Диск, на котором записана операционная система, называется системным (или загрузочным) диском. В качестве загрузочного диска чаще всего используется жесткий диск С. При лечении вирусов, системных сбоях загрузка оггерационной системы может осуществляться с флеш-носи гсля или внешнег о жесткого диска.

Операционные системы позволяют каждому диску давать имена, которые отражают их содержание, например, Системный, Фото, Фильмы, Музыка, Книги, Документы, Дистрибутивы и т. д.

Для того чтобы на новый магнитный диск можно было записать информацию, он должен быть предварительно отформатирован. Форматирование — это ггодготовка (разметка) диска для заггиси информации.

В ггроцессе форматирования на диск записывается служебная информация (делается разметка), которая затем используется для записи и чтения информации, коррекции скорости вращения диска. Разметка производится с помощью электромагнитного ноля, создаваемого записывающей головкой дисковода.

Заггись информации осуществляется по дорожкам, ггричем каждая дорожка разбивается на секторы, например, по 1024 байта.

Для жесткого диска характерно еще одно понятие: цилиндр.

Цилиндром винчестера называется совокупность дорожек с одинаковыми порядковыми номерами, расположенных на разных дисках винчестера.

На рисунке видны два цилиндра, образованные равноудаленными дорожками на трех дисках винчестера. При работе винчестера несколько головок одновременно считывают информацию с дорожек одного цилиндра.

В процессе форматирования на диске выделяется системная область, которая состоит из трех частей: загрузочног о сектора, таблицы размещения файлов и корневого каталога.

Загрузочный сектор (Boot Record) размещается на каждом диске в логическом секторе с номером 0. Он содержит данные о формате диска, а также короткую программу, используемую в процедуре начальной загрузки операционной системы.

Загрузочный сектор создается во время форматирования диска. Если диск подготовлен как системный (загрузочный), то загрузочный сектор содержи!' программу загрузки операционной системы. В противном случае он содержит программу, которая при попытке загрузки с этого диска операционной системы выводит сообщение о том, что данный диск не является системным.

Каждый жесткий диск может быть разбит на несколько логических дисков. На жестком диске имеется область, которая называется главной загрузочной записью MBR (Master' Boot Record) или главным за1рузочным сектором. В MBR указывается, с какою логического диска должна производиться за1рузка операционной системы.

Таблица размещении файлов (File Allocation Table— сокращенно FAT) располагается после загрузочного сектора и содержит описание порядка расположения всех файлов в секторах данного диска, а также информацию о дефектных участках диска. За FAT-таблицей следует ее точная копия, что повышает надежность сохранения этой очень важной таблицы (это как бы запасной парашют).

Корневой каталог (Root Directory) находится за копией FAT. В корневом каталог е содержится перечень файлов и директорий, находящихся на диске. Непосредственно за корневым каталогом располагаются данные.

Запись информации на диск ведется частями. Наименьшее место, которое могут занимать на диске записываемые данные, составляет один кластер. Кластер может состоять из одного или нескольких секторов.

Данные и программы хранятся на носителях информации в виде файлов (от англ, file— досье, подшивка).

Файл — это набор взаимосвязанных данных, воспринимаемых компьютером как единое целое, имеющих общее имя, находящихся на магнитном или оптическом дисках, в оперативной памяти, Hash-памяти или на другом носителе информации.

Файл обычно отождествляют с участком памяти (ВЗУ, ОЗУ, ПЗУ, Flash-памяти), где размещены логически связанные данные, имеющие общее имя. Файл хранится на носителе информации в двоичной системе счисления, и для ОС он представляется как совокупность байтов.

В файлах могут храниться тексты программ, документы, данные

и т. д.

На рисунке показаны два файла, расположенные последовательно друг за другом. Первый файл занимает два сектора, а второй файл — десять секторов. Если кластер состоит из двух секторов, то можно сказать, что первый файл состоит из одного кластера, а второй файл — из пяти кластеров. Легко заметить, что второй файл располагается на двух дорожках. Если файл большой, то он может занимать несколько дорожек.

При записи информации на новый (чистый) диск файлы располагаются последовательно друг за другом: от первой дорожки до последней.

Заметим, что файлы всегда занимают целое число кластеров, поэтому в одном кластере не могут одновременно размещаться два даже небольших файла. Обратите внимание на то, что если документ состоит всего из одной буквы, то файл все равно занимает на диске один отдельный кластер. При этом складывается достаточно парадоксальная ситуация: файл, содержащий одну букву текста, и файл, содержащий 1000 букв, занимают одинаковое место на диске.

Папка — группа файлов, объединённых по какому-либо признаку. На каждом диске может быть несколько папок. В панках могут размещаться не только файлы, но и другие папки. Таким образом, нанки образуют дерево (иерархию, файловую систему).

На рисунке слава показано дерево нанок одного из дисков. Из рисунка видно, что в корневом каталоге имеется четыре панки: А, В, С и D. При этом внутри папки А находятся папки А1 и А2. В папке С располагаются папки С1 и С2. В папке А1 находится панка All, а в последней — папка А111. Крестик на дереве говорит о том, что внутри соответствующих нанок находятся другие папки (внутри папок D и А12 находятся папки, которые не видны). На этом рисунке не видны файлы, которые могут находиться как в корневом каталоге, так и в любой папке. Если бы файлы всегда хранились в последовательно расположенных

кластерах, то для указания места расположения файла на диске (с помощью FAT- таблицы) достаточно было указать номер первою сектора (где располагается начало файла) и число занятых кластеров.

При многократной перезаписи и удалении файлов происходит фрагментация (дробление, разделение) дискового пространства. В результате при записи файл может оказаться разорванным и располагаться в кластерах, находящихся на относительно большом расстоянии друг от друга. Считывание таких файлов существенно замедляется, так как дисководу необходимо дополнительное время для перемещения головок. Причина возникновения фрагментации состоит в том, что все файлы имеют, как правило, разную длину (точнее, разный объем). Поэтому после удаления какого-то файла новый файл не может точно вписаться в освободившееся на диске место. Практически обязательно либо останется свободный участок диска, либо заполнятся секторы, расположенные в другом месте диска (например, расположенные через несколько секторов или на других дорожках).

В составе операционной системы есть специальная системная программа (утилиза), которая осуществляет дефрагментацию диска. Эта утилита располагает тело файла в соседних секторах, тем самым ускоряет считывание информации (не нужно переходить на другие дорожки, пропускать чужие секторы) и уменьшает износ дисковода.

На рисунке показано диалоговое окно утилиты, предназначенной для упорядочивания разрозненных файлов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы