Российский государственный университет инновационных технологий и предприимательства

ПЕНЗЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра управление информационными ресурсами

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки»

на тему: «Файловые системы FAT и NTFS»

Выполнили: ст. гр. 08У2 Решетникова Е., Колодкина А.

Проверил: преподаватель Попов Д.В.

2010

Оглавление

Структура жесткого диска. Формула CHS. 4

Структура файловых систем FAT и NTFS. 5

FAT общая структура 5

Структура записи в каталоге 6

Файловая система NTFS 6

Свободное место диска, однако, включает в себя всё физически свободное место - незаполненные куски MFT-зоны туда тоже включаются. Механизм использования MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона просто сокращается, освобождая, таким образом, место для записи файлов. При освобождении места в обычной области MFT зона может снова расширится. При этом не исключена ситуация, когда в этой зоне остались и обычные файлы: никакой аномалии тут нет. Метафайл MFT все-таки может фрагментироваться, хоть это и было бы нежелательно. 6

MFT и его структура 7

Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации: каждый элемент системы представляет собой файл - даже служебная информация. Самый главный файл на NTFS называется MFT, или Master File Table - общая таблица файлов. Именно он размещается в MFT зоне и представляет собой централизованный каталог всех остальных файлов диска, и, как не парадоксально, себя самого. MFT поделен на записи фиксированного размера (обычно 1 Кбайт), и каждая запись соответствует, какому либо файлу (в общем смысле этого слова). Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе - они называются метафайлами, причем самый первый метафайл - сам MFT. Эти первые 16 элементов MFT - единственная часть диска, имеющая фиксированное положение. Интересно, что вторая копия первых трех записей, для надежности - они очень важны - хранится ровно посередине диска. Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска - восстановить его положение можно с помощью его самого, "зацепившись" за самую основу - за первый элемент MFT. 7

Метафайлы 7

Фрагментация и дефрагментация 8

Алгоритмы поиска свободного места 11

Понятие экстента в NTFS 12

Список использованной литературы 13

Структура жесткого диска. Формула chs.

Винчестер (анг. HDD - Hard Disk Drive ), он же жесткий диск является основным хранителем информации, и выход его из строя влечет за собой огромные потери, как финансовые, так и моральные и временные затраты на их восстановление. Жесткий диск представляет собой небольшую плоскую коробочку с блестящей металлической крышкой сверху и электронной платой с микросхемами, памятью и различными связующими устройствами снизу. Внутри коробочки находятся несколько магнитных дисков с зеркальной поверхностью насаженные на одну ось с приводом, а также набор считывающих-записывающих головок со своим приводом управления.

Информация на жестком диске храниться в секторах физически расположенных на магнитной поверхности обеих сторон магнитных дисков. Сектора в свою очередь располагаются на дорожках ( цилиндрах ), которых на одной дорожке может быть от 17 до 150 и выше. В начале каждого сектора записывается его заголовок (префикс), по которому определяется начало и номер сектора. В конце каждого сектора записывается заключение (суффикс) содержащее контрольную сумму для проверки целостности данных. Префикс и суффикс являются необходимой служебной информацией, которая записывается при форматировании, данные располагаются между ними. Для экономного использования места на жестком диске под хранение файлов, особенно мелких по размеру, длины дорожки будет многовато и часть ее останется пустой, что при большом количестве мелких файлов не очень разумно. Но это касается только файловой системы FAT. Получается, что жесткий диск как и любое другое блочное устройство хранит информацию фиксированными порциями, называемыми блоками ( кластерами ). Различие между сектором и кластером в том, что сектор - это минимальная физическая единица диска, а кластер - минимальная логическая единица диска. Кластер являясь наименьшей порцией данных имеет свой уникальный адрес состоящий из трех цифр - 1. цилиндр, 2. головка, 3. сектор. Нумерация секторов начинается с единицы, а нумерация цилиндров ( дорожек ) и головок с нуля. Обмен информацией жестким диском с другими устройствами происходит указанием адреса кластера информации в качестве параметра команды, выдаваемой контроллеру. Данный способ адресации обозначается аббревиатурой CHS, но в связи с ограничениями в BIOS появился новый способ адресации LBA (logical block addressing ). Спецификация ATA-1 предлагает довольно простую формулу, с помощью которой можно преобразовать параметры CHS в LBA:

LBA = (((С х НРС) + Н) х SPT) + S – 1.

Реверсирование этой формулы позволяет выполнить обратное преобразование, т.е. преобразовать параметры LBA в адрес CHS:

С = int (LBA/SPT/HPC) ,

Н = int ((LBA/SPT) mod НРС),

S = (LBA mod SPT) + 1.

В этих формулах использованы следующие выражения;

М LBA — logical block address;

М С — цилиндр (cylinder);

М Н — головка (head);

Ш S — сектор (sector);

М НРС — количество головок в каждом цилиндре (общее количество головок);

М SPT — количество секторов на каждой дорожке;

int X — целочисленная часть X;

X mod Y — модуль (остаток) от X/Y.

С помощью этих формул можно вычислить параметры LBA практически для любого адреса CHS и наоборот. Данный накопитель содержит 16 383 цилиндра, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке.