Лекция 8.
Файловые системы в ОС Windows
Понятие сектора
•Основной единицей измерения пространства на диске является сектор.
•Эта та единица, которая участвует в обмене между дисковым устройством и основной памятью.
•При работе файловых систем эта единица измерения оказалась неудобной – маленькой.
•Если файловая система будет следить за каждым сектором дискового пространства, то системные данные будут занимать значительное место на диске, т.е. дисковое пространство будет расходоваться непроизводительно.
2
Понятие кластера
•Кластер – это минимальная единица измерения файловой системы, равная степени двойки числа секторов, т.е. кластер может быть равен 1, 2, 4, 8. 16 и т.д. секторам.
•Т.к. ФС измеряет все дисковое пространство в кластерах, то минимально файл на диске может занимать пространство, равное кластеру (даже если в файле 1 символ).
3
Размер кластера
•При маленьком размере кластера (например, равном сектору) вырастают системные данные, хранящие информацию о физическом расположении данных на диске.
•При большом размере кластера пространство расходуется под файлы неэффективно, т.к. большая часть пространства последнего кластера не содержит данных (внутренняя фрагментация).
4
Обобщенная структура диска с FAT
|
Системная область |
Область данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Корневой |
|
Загрузо |
|
Таблицы |
|
каталог |
|||
чная |
|
размеще |
|
|
|
||
запись |
|
ния |
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
файлов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Системные данные
•Основная информация о файлах расположена в каталогах, где зарегистрированы эти файлы
•В каждой записи о файле содержатся все основные атрибуты файла (размер, дата, время создания и модификации, стандартные атрибуты…), а также номер первого кластера, который выделен для размещения данных этого файла
•Номер первого кластера известен из записи в каталоге, остальные номера списка извлекаются из таблицы FAT
6
FAT - таблица размещения файлов
Возможные значения элемента таблицы:
•кластер свободен (не выделен ни одному файлу);
•кластер используется файлом и не является последним кластером файла, в этом случае элемент таблицы содержит номер следующего кластера файла;
•последний кластер файла;
•дефектный кластер;
•резервный кластер.
7
Пример таблицы размещения файлов
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
0 |
0 |
5 |
6 |
E 9 |
0 |
E E |
0 0 |
|||
|
|
|
|
O |
|
|
O |
O |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
F |
F |
|
|
8
Расчет емкости диска с ФС FAT
Максимальную емкость диска, поддерживаемую той или иной версией этой ФС по формуле:
2разрядность *размер_кластера
9
Преимущества FAT32
•Намного эффективнее расходует дисковое пространство: FAT32 использует дисковые кластеры меньшего размера по сравнению с предыдущими версиями.
•Расширенная загрузочная запись FAT32 позволяет создавать копии критических структур данных; это повышает устойчивость дисков FAT32 к нарушениям структуры FAT по сравнению с предыдущими версиями.
•Корневой каталог в FAT32 представлен в виде обычной цепочки кластеров. Следовательно, корневой каталог может находиться в произвольном месте диска.
10