29. Методы записи и считывания в fat

Файловая система FAT используется ОС MS DOS и ОС Windows для упорядочения файлов и управления ими. В основу данной файловой системы положена таблица размещения FAT(File Allocation Table), которая представляет собой структуру данных, создаваемую ОС при форматировании данных на ЗУ. ОС хранит в таблице размещения файлов сведения о каждом файле, чтобы при необходимости можно было извлечь нужный файл.

Файловая система FAT использовалась во всех версиях ОС MS-DOS, а также в первых версиях ОС Windows 95. Указанная файловая система вполне удовлетворяла требованиям своего времени в основном потому, что сама по себе очень компактна и проста. Благодаря этому она успешно использовалась и используется в НГМД. Для хранения файла в FAT может использоваться один или несколько кластеров, стандартный размер кластера 512 байт. Минимальной единицей информации в файловой системе является кластер, который может включать в себя несколько секторов. Каждому кластеру диска в таблице FAT соответствует отдельная запись, которая либо указывает на следующий кластер файла, либо содержит метку конца файла. Кроме того, файловая система создает на диске каталог, представляющий собой базу данных имен файлов. В каталоге хранятся имена входящих в него файлов. Вместе с именем файла хранится и указатель на первый кластер этого файла. Помимо этого в каталоге хранятся дата создания файла, его размер и атрибуты. Атрибуты могут указывать на то, что файл является скрытым, зарезервированным для использования операционной системой, требует архивирования (резервного копирования) или предназначен только для чтения.

Файловая система FAT универсальна, распознается практически любой операционной системой, установленной на персональных компьютерах и рабочих станциях.

Однако наряду с указанными преимуществами файловая система FAT имеет значительные ограничения и недостатки: под имя файла отводится всего 12 байт, а работа с НЖМД большого объема приводит к значительной фрагментации файлов, т. е. фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластерах. Это обстоятельство приводит к замедлению работы компьютера при поиске или сохранении файла.

Существует несколько версий файловой системы FAT, среди которых наибольшее применение нашли файловые системы FAT 16 и FAT 32. Отличие этих файловых систем состоит в разрядности чисел, используемых в таблицах размещения файлов.

31.Основные причины фрагментации в fat.

В результате работы с диском и/или изменения файловой структуры файлы и подкаталоги рано или поздно становятся фрагментированными. Фрагментация файлов увеличивает время доступа к ним, а следовательно снижается производительность ПК. Фрагментация файла – это неизбежный процесс, обусловленный самим способом хранения файлов на диске, с использованием таблицы FAT. При удалении файла освобождается (обнуляется) соответствующая ему связная цепочка в таблице FAT. При записи файла в таблице FAT ищется первый свободный элемент и в него записывается указатель на следующий свободный элемент. Не всегда свободные элементы располагаются последовательно! В этом и заключается причина фрагментации файлов. Дефрагментация – это устранение фрагментации файлов и каталогов на дисках. Дефрагментация применима как к гибким, так и к жёстким дискам, в т.ч. к сжатым дискам. Неприменима к сетевым и оптическим дискам. Дефрагментация осуществляет переразмещение каталогов с целью размещения их в начале дискового пространства, что уменьшает время подвода блока головок к требуемому цилиндру. Каталоги используются интенсивнее файлов, поэтому размещение каталогов в начале дискового пространства вполне обоснованно. Дефрагментация файлов приводит к тому, что они будут занимать последовательные непрерывные области дисковой памяти. Это позволит снизить число перемещения блока магнитных головок и уменьшит расстояние перемещения головок, что также обеспечит сокращение времени доступа к файлу. Вся вышеперечисленная совокупность действий называется оптимизацией диска. Два способа оптимизации: 1) полная оптимизация; 2) только дефрагментация файлов. При полной оптимизации происходит пересылка каталогов в начало дискового пространства, дефрагментация всех файлов, каталогов и свободного пространства. Дефрагментация только файлов предусматривает переразмещение файлов т.о., чтобы каждый из них занимал последовательную связную цепочку кластеров. Дефрагментация не применима к файлам с атрибутами «системный» и «скрытый». Оптимизация диска – процесс достаточно долгий. Перед дефрагментацией необходимо выполнить удаление с диска(-ов) ненужных файлов и осуществить тестирование целостности файловой структуры на диске. Дефрагментация не применима к дискам, для которых нарушена целостность файловой структуры.