Связный список индексов
Указатели на следующие кластеры хранятся в
отдельной таблице, загружаемой в ОП. Номер Этот перечень и есть адрес файла. первого кластера хранится в записи каталога.
3 |
5 |
6 |
Область |
|
|
|
|
|
|
|
индексов |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
В) |
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
Файл |
6 |
1, 3, 5, 6 |
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
Все достоинства варианта А), быстрый доступ к произвольному кластеру файла, полное заполнение кластера, кратное степени двойки
Недостаток: рост адресной информации с увеличением емкости диска
1 |
|
2 |
|
3 |
Файл |
4 |
2, 4, 5 |
5 |
|
6 |
Г) |
7 |
|
8 |
|
9 |
|
Достоинства: высокая скорость доступа
к произвольному кластеру благодаря прямой адресации, отсутствие внешней фрагментации.
Недостаток: длина адреса зависит от размера файла и может быть значительной.
Операционные системы |
213 |
Связный список индексов - FAT
Примером такой таблицы индексов является FAT- таблица (File Allocation Table), используемая в файловых системах MS DOS и Windows (FAT 16 и FAT 32).
Файлу выделяется память на диске в виде связного списка кластеров. Номер первого кластера запоминается в записи каталога, где хранятся характеристики этого файла. С каждым кластером диска связывается индекс.
Индексы располагаются в FAT-таблице в отдельной области диска. Когда память свободна, все индексы равны нулю. Если некоторый кластер N назначен файлу, то индекс этого кластера либо становится равным номеру М следующего кластера файла, либо принимает специальное значение, являющееся признаком того, что кластер является последним для файла.
Операционные системы |
214 |
Связный список индексов - FAT
Вообще индексы могут содержать следующую информацию о кластере диска (для FAT 32):
•не используется (Unused) - 0000.0000;
•используется файлом (Cluster in us by a file) - значение, отличное от 000.000, FFFF.FFFF и FFFF.FFF7;
•плохой кластер (Bad cluster) - FFFF.FFF7;
•последний кластер файла (Last cluster in a file) - FFFF.FFFF.
Операционные системы |
215 |
I- узел (index node)
Содержит атрибуты файла и адреса кластеров файла
Атрибуты файла
Адрес кластера 1
Адрес кластера 2
Адрес кластера 3
Адрес кластера указателей
Достоинства: каждый конкретный I-узел находится в памяти только при открытии файла, что сокращает объем адресной информации; объем адресной информации не зависит от емкости диска, а лишь от числа открытых файлов; высокая скорость доступа к произвольному кластеру файла благодаря прямой адресации.
Недостатки: фиксированного количества адресов может оказаться недостаточным для адресации файла, отсюда необходимость сочетания прямой и косвенной адресации (пример – ufs).
Кластер,
содержащий
дополнительные дисковые адреса
Операционные системы |
216 |
Файловая система ОС UNIX ufs
|
|
|
|
А д р е с н а я и н ф о р м а ц и я ф а й л а |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Непосредственная адресация |
|
|
|
|
|
|
|
|
2048 |
|
|
2048 |
|
|
|
записей |
|
|
записей |
|
2048 |
|
|
|
|
|
|
записей |
|
|
|
|
|
|
|
2048 |
2048 |
2048 |
2048 |
2048 |
|
|
записей |
записей |
записей |
|||
|
записей |
записей |
||||
|
|
|
|
|
||
Простая косвенная адресация |
|
|
|
|
|
|
Максимальный размер |
|
|
|
2048 |
2048 |
2048 |
файла 7,0403*10 13 байт |
|
|
|
записей |
записей |
записей |
Объем адресной |
Двойная косвенная |
|
|
|
|
|
адресация |
|
|
|
|
|
|
информации – 0,05 % от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
адресуемых данных |
Размер кластера 8 Кбайт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тройная косвенная адресация |
||
|
Операционные системы |
|
217 |
|||
Файловая система ОС UNIX ufs
Для хранения адреса файла выделено 15 полей, каждое из которых состоит из 4 байт.
Если размер файлов меньше или равен 12 кластерам, то номера этих кластеров непосредственно перечисляются в первых двенадцати полях адреса.
Если кластер имеет размер 8 Кбайт, то можно адресовать файл размером до 8 Кбайт * 12 = 98304 байт.
Если размер кластера превышает 12 кластеров, то следующее, 13-е поле содержит адрес кластера, в котором могут быть расположены номера следующих кластеров и размер файла может возрасти до
8192 * (12 + 2048) = 16.875.520 байт. Следующий уровень адресации, обеспечиваемый 14-
м полем, позволяет адресовать до 8192 * (12 + 2048 + 20482) - 3,43766*1020 байт.
Тройная косвенная адресация
Операционные системы |
218 |
Файловая система ОС UNIX ufs
Если и этого недостаточно, используется следующее 15-е поле. В этом случае максимальный размер файла может составить
8192 * (12 + 2048 + 20482 +20483) = 7,0403*1013 байт. Метод перечисления адресов кластеров файла
задействован и в файловой системе NTFS, используемой в Windows NT/2000/2003.
Для сокращения объема адресной информации в NTFS адресуются не кластеры файла, а непрерывные области, состоящие из смежных кластеров диска.
Каждая такая область называется экстентом (extent) и описывается двумя числами: номером начального кластера и количеством кластеров.
Тройная косвенная адресация
Операционные системы |
219 |
Физическая организация FAT
Для обеспечения доступа приложений к файлам операционная система с файловой системой FAT использует следующие структуры:
•загрузочные сектора главного и дополнительных разделов;
•загрузочные сектора логических дисков (разделов);
•корневой каталог;
•область данных;
•цилиндр для выполнения диагностических операций чтения-записи.
На дискетах, в отличие от жесткого диска, нет загрузочных секторов главного и дополнительных разделов и диагностического цилиндра.
Эти структуры создаются программой Fdisk, которая не применяется для дискет, так как они на разделы не разбиваются.
Операционные системы |
220 |
Физическая организация FAT
Чтобы установить на один жесткий диск несколько операционных систем, его надо разбить на разделы. В загрузочном секторе главного раздела создается таблица списка разделов.
Операционные системы |
221 |
Физическая организация FAT
Загрузочный сектор главного раздела (называемый главной загрузочной записью - Master Boot Record - MBR) является первым сектором на жестком диске (цилиндр 0, головка 0, сектор 1) и состоит из двух элементов:
•таблица главного раздела, содержащая список разделов (максимум четыре) и расположение загрузочных секторов соответствующих логических дисков (первая и последняя головки, первый и последний цилиндры с соответствующими значениями секторов, а также количество секторов);
•главный загрузочный код - небольшая программа, которая выполняется системой BIOS. Основная функция этого кода - передача управления в раздел, который обозначен как активный (загрузочный).
Операционные системы |
222 |