Семинар №4 «структура файловой системы»

ПЛАН:

1. Физическая и логическая структура диска

2. Понятие файла и его характеристики

3. Понятие каталога и дерева каталогов

4. Адреса файлов и каталогов

5. Таблица FAT

6. Материалы тестового контроля

₁ Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска.

Физическая структура диска:

Поверхность каждого диска разделена на следующие структурные элементы:

1. Дорожки – концентрические окружности, отстающие друг от друга на один шаг.

2. Сектора – отрезки дорожек, в которые заносится информация. По стандарту в каждый сектор можно записать 512 байт информации.

3. Цилиндры – это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям.

Логическая структура диска:

Представляет собой программное деление диска на кластеры (англ. cluster - скопление). Кластер – объединение нескольких физических секторов данных. Величина кластера зависит от размера диска и способа размещения данных на диске (файловой системы).

Кластер является минимальной единицей логического пространства диска, которую операционная система может отвести конкретному файлу для хранения данных.

Размер кластера в различных версиях ОС Windows:

W95 – 32 Кбайт

WMe – 8 Кбайт

WXP – 4 Кбайта

Сектор – минимальная физическая единица хранения данных.

Кластер – минимальная единица адресации к данным.

₂ Вся информация на дисках хранится в файлах.

Файл (англ. file – досье, картотека) – поименованная совокупность байтов или информация конечного размера, записанная на электронный носитель.

Каждый файл имеет своё название, которое состоит из двух частей:

1. Имя – даётся пользователем. В ОС Windows имя файла может содержать от 1 до 255 символов. Допускается использование латинского и русского алфавитов, цифр, знаков препинания и пробелов. Не рекомендуется использовать следующие символы: «» ! : ; * ( ) ? < > | \ / & % ‘ {} []

2. Расширение – задаётся программой, в которой файл был создан. Расширение имени файла служит для того, чтобы пользователь и компьютер знали, с помощью какой программы он был создан и какого типа информация в нём содержится. Расширение отделено от имени точкой и может иметь от 1 до 4 символов.

Имя

Пример: command.com, config.sys

Расширение

Виды расширений:

txt, doc – текстовые файлы;

bmp, jpg, tif, gif – графические файлы;

wav, mp3 – звук в цифровом формате;

avi, wmv, mpeg – видеозапись;

xls – электронная таблица;

ppt – электронная презентация;

mbd – база данных;

arj, zip, rar – архивные файлы.

exe, com – готовые к исполнению программы;

bat – командные файлы;

sys – системные файлы;

dll – файл библиотек;

htm, html – документы Интернет.

Важнейшие характеристики файла:

1. Имя (должно быть уникальным).

2. Тип (на тип указывает расширение).

3. Длина (измеряется в байтах).

4. Дата создания или изменения.

Атрибуты файла:

1. «Скрытый» – не отображается в дереве каталогов.

2. «Только для чтения» – нельзя изменить содержание.

3. «Архивный» – обычный рабочий файл.

4. «Системный» – самые важные файлы, поэтому имеют свойства атрибутов «Скрытый» и «Только для чтения».

₃ Все файлы, по какому либо признаку объединены в отдельные группы и обозначены в виде папок (folder) или каталогов или директорий (directory – справочник, указатель).

Каталог – это поименованная группа файлов. Каждый каталог имеет имя и дату создания, но не имеет расширения и конечного размера. Папка вместе с файлами может содержать дополнительные папки (подкаталоги).

Древообразная структура файловой системы.

Организация файлов в виде каталогов чаще всего устроена иерархически, т.е. в виде уровней.

На каждом диске имеется один главный или корневой каталог – т.е. каталог самого высокого уровня, который не вложен ни в какие другие. В нем регистрируются файлы и каталоги I уровня. В каталогах I уровня регистрируются файлы и каталоги II уровня и т.д. Получается древообразная (иерархическая) структура каталогов.

Текущим каталогом называется каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь или последняя открытая папка.

₄ Для определения чёткого местоположения файла записывают его адрес, представляющий собой цепочку последовательно открываемых каталогов, разделенных символом “\”.

Стандартные названия дисковых устройств:

A:

B : Дисковод (гибкие диски)

C:

D: Жёсткий диск

E: – Привод для оптических дисков.

F: и т.д. – Съёмные накопители («флэшки», карты памяти и т.д.)

Пример: С:\LEXICON\UROK\info.txt.

Задания:

1. К какому элементу файловой системы написан адрес?

2. Назовите имя и тип файла.

3. Назовите корневой каталог.

4. Назовите текущий каталог.

5. Назовите подкаталоги.

6. Назовите каталоги I и II уровня.

7. Написать адрес доступа к графическому файлу «Букет», расположенного в подкаталоге «Цветы» каталога «Лето» на гибком диске.

₅ Совокупность всех файлов на компьютере и способ их организации (порядок хранения) называется файловой системой.

Существует множество различных файловых систем:

1) В ОС Windows используется FAT (File Allocation Table - таблица размещения файлов), которая хранит информацию о файлах на жёстком диске в виде последовательности чисел. FAT преобразовывает адрес файла в номер кластера, где находится этот файл. С её помощью ОС выясняет, какие кластеры занимает нужный файл.

Первая версия FAT была разработана Биллом Гейтсом и Марком Макдональдом в период 1976 – 1977 г.г.

В ноябре 1987 г. была создана FAT16, которая позволяла адресовываться к 2¹⁶ = 65536 кластерам. FAT32, выпущенная в августе 1996 года, логически делила поверхность жёсткого диска на 2³² = 4,3*10⁹ кластеров.

FAT использовалась в качестве основы файловой системы в ОС семейств DOS и Windows (до WMe).

В июле 1993 г. Microsoft представила NTFS (New Technology File System – файловая система новой технологии), содержащей 2⁶⁴ кластеров. NTFS хранит информацию о файлах в главной файловой таблице Master File Table (MFT).

2) ОС MacOS использует в качестве файловой системе HFS.

3) ОС UNIX - X2FS.

Файлы на диски могут записываться частями в произвольно расположенные кластеры. Это приводит к фрагментации – разбросанность файлов на диске.

Неправильная информация о размере диска, замедление работы ПК – являются следствием фрагментации.

Эти и другие «болезни» файловой системы ликвидируется с помощью специальной программы – дефрагментации, которая записывает файлы в последовательно расположенные друг за другом кластеры.