- •Модуль 3 Примеры физической организации фс
- •Физическая организация фс iso 9660
- •Расширения
- •Физическая организация fat
- •Физическая организация ntfs
- •Структура тома ntfs
- •2. Данные.
- •Физическая организация s5 и ufs
- •Дефекты и восстановление фс Причины нарушения целостности фс
- •Восстановление фс после сбоя
- •Протоколирование транзакций
- •Горячая замена блоков
- •Потеря кластеров
- •Внутренняя фрагментация
- •Отказоустойчивые дисковые конфигурации
- •Наборы с чередованием и контролем четности
- •Поиск данных файла
- •Поиск свободного места
- •Работа с каталогами и файлами
- •Время случайного доступа (random seek time)
- •Наличие Bus Mastering
- •Размер кластера
- •Ntfs - плюсы:
- •Ntfs - минусы:
- •Вопросы для подготовки.
Модуль 3 Примеры физической организации фс
Любая ФС имеет собственную структуру хранения файлов, влияющую на быстродействие и надежность хранения. Скорости чтения и записи у любой ФС одинаковы (если файлы хранятся в незашифрованном и несжатом виде).
Физическая организация фс iso 9660
Принята она была в 1988 году для того, чтобы любой CD-ROM можно было прочесть на любом компьютере.
В данной системе отсутствуют структуры учета свободного места, так как CD в то время был не перезаписываемым.
Вместо цилиндров на CD непрерывная спираль, на которой последовательно размещают все файлы и служебная информация. Поиск поперек спирали возможен.
Спираль разбита на логические блоки по 2352 байт. Полезная нагрузка в блоке составляет 2048 байт. В музыкальных дисках 1 секунда содержит 75 блоков.
Структура диска:
16 блоков общего назначения (для загрузчика и др. информации).
Основной дескриптор тома (содержит общую информацию о CD. Это идентификаторы системы, тома, дескриптор корневого каталога, по которому можно найти всю остальную информацию).
Данные.
Максимальная глубина вложенности каталогов – 8.
Длина имен: 8.3.
Расширения
Ввиду того, что ISO 9660 содержит слишком много ограничений, разные компании вводили свои расширения. Например компания Microsoft ввела расширение “Joliet”.
Основные расширения, содержащиеся в Joliet:
Длинные имена файлов (до 64 символов в первом расширении, и 128 во втором расширении для Unicode, так как символы Unicode занимают 2 байта).
Набор символов Unicode.
Глубина вложенности каталогов более 8.
Имена каталогов с расширениями (в стандартной ISO 9660 имя каталога ограничено 8 символами).
Наряду с Joliet существуют и другие расширения. Например «Рок-Ридж» (Rock-Ridge). Ее ввели пользователи сообщества Unix, для того, чтобы и Unix была представлена на CD-ROM.
Несмотря на то, что ФС на CD-ROM содержат расширения, они видны для ОС, предназначенных только для них. Во всех остальных случаях CD-ROM воспринимается как обычный.
Физическая организация fat
Существует несколько разновидностей FAT, отличающихся разрядностью индексных указателей. Это FAT12, FAT16 и FAT32. Все они относятся к классу «простых» ФС.
В файловой системе FAT12 используются 12-разрядные ( - битные) указатели и логический диск ограничен 4 мегабайтами, что позволяет поддерживать до 4096 кластеров в области данных диска..
Размер FAT – всегда фиксированная часть объема логического диска, так как каждые ее 2 байта в 16 или 32 разрядах представляют собой маленькую копию диска.
В FAT16 — 16-разрядные указатели для 65 536 кластеров Максимальный логический диск - 4 Гб. Максимальный размер файла - 2 Гб.
В FAT32 — 28-разрядные для поддержки более чем 4 миллиардов кластеров (где еще 4???). Максимальный размер файла – 4 Гб. Максимальный размер раздела FAT32 — 232 кластеров по 32 Кбайт - до 2 Тбайт.
Логический раздел с форматом FAT, состоит из следующих областей:
Загрузочный сектор содержит программу начальной загрузки операционной системы. Вид этой программы зависит от типа OC, которая будет загружаться из этого раздела.
Основная копия FAT содержит информацию о размещении файлов и каталогов на диске.
Резервная копия FAТ
Корневой каталог занимает фиксированную область размером в 32 сектора (16 Кбайт), что позволяет хранить 512 записей о файлах и каталогах, так как каждая запись каталога состоит из 32 байт. Это ограничение на число файлов и каталогов в корневом каталоге.
Область данных предназначена для размещения всех файлов и всех каталогов, кроме корневого каталога
Файловая система FAT поддерживает два типа файлов:
Обычный файл
Каталог.
В качестве минимальной адресуемой единицы дискового пространства использует кластер.
Таблица FAT (как основная копия, так и резервная) состоит из массива индексных указателей, которые могут принимать следующие значения:
Кластер свободен (не используется) (код в 16-ричной системе?) Индексные указатели отображают каждый кластер логического диска, то есть FAT – это маленькая копия всего диска.
Кластер используется файлом (код?) и не является последним кластером файла; в этом случае индексный указатель содержит номер следующего кластера файла.
Последний кластер файла (код в 16-ричной системе?).
Дефектный кластер (код в 16-ричной системе?).
Резервный кластер (код в 16-ричной системе? Зачем он?).
Резервная копия FAT может быть полезна только в том случае, когда секторы основной памяти оказываются физически поврежденными и не читаются.
Используемый в FAT метод хранения адресной информации о файлах не отличается большой надежностью — при разрыве списка индексных указателей в одном месте, например из-за сбоя в работе программного кода ОС по причине внешних электромагнитных помех, теряется информация обо всех последующих кластерах файла.
Так как Fat 32 не кэширует все таблицы (они слишком большие), то при последовательном R/W она проигрывает в скорости Fat 16 в полтора раза!!!! Зато возможны большие кластеры, которые увеличивают скорость копирования, но приводят к потере дискового пространства за счет внутренней фрагментации.