4 Управление файлами

4.1 Теоретическая часть

Все современные ОС имеют в своем составе системы управления файлами.

Для того чтобы можно было загрузить с магнитного диска ОС и с ее помощью и организовать работу системы управления файлами, приняты специальные системные соглашения о структуре диска.

Информация на магнитных дисках размещается и передается бло­ками, которые называют секторами, расположенными на концентрических дорожках поверхности диска. Каждая дорожка обра­зуется при вращении магнитного диска под зафиксированной в некотором положении головкой чтения/записи.

Каждой головке соответствует своя поверхность диска.

Группы дорожек (треков) одного радиуса, расположенных на поверхностях маг­нитных дисков называются цилиндрами.

Размер сектора устанавливается контроллером или драйвером. Обычно его размер равен 512 байт.

Обмен информацией между ОЗУ и дисками физически осуществ­ляется только секторами

Минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу – это кластер. Кластер представляет собой один или несколько смежных секторов. Файл или каталог занимает целое число кластеров. Последний кластер при этом может быть задействован не полностью, что приводит к потерям на кластеризацию.

Разбиение на кластеры взамен одиночных секторов уменьшает фрагмента­цию файлов и ускоряет доступ к ним. Однако слишком большой размер кластера ведет к неэффективному использова­нию области данных, особенно в случае большого количества маленьких файлов. Поэтому в современных файловых системах размеры кластеров ограничи­ваются (обычно — от 512 байт до 4 Кбайт). Их максимальное количество определяется количеством бит, выделяемых для задания номера кластера. Так, например, для файловой системы FAT количество кластеров равно 2¹⁶, а для FAT32 – 2³².

4.2 Исходные условия для задач

Задан объем жесткого диска V, размер сектора равен 512 байт, для номера кластера выделяется R разрядов (16 или 32), размер может быть ограничен и равен K , это оказывает ограничение на размер логического диска и максимальный размер файла.

Необходимо:

• определить возможный размер кластера при отсутствии ограничений;

• оценить потери на кластеризацию P при количестве файлов, равном F ;

- оценить максимальный размер L логического диска при ограниченном размере кластера.

4.3 Пример решения

Заданы:

- объем жесткого диска V=200 Мбайт;

- количество разрядов для указания номера кластера R=16;

- размер кластера ограничен K=1024 байт;

- количество записанных файлов F=100.

Решение

1) Оценим предварительно возможный размер кластера без ограничений

k=200*1024*1024/2¹⁶=3200 байт,

учитывая размер сектора 512 байт, оценим количество секторов

s=3200/512= 6.25,

так как кластер содержит целое количество смежных секторов, т.е. округляя в большую сторону, кластер будет содержать 7 секторов и окончательно размер кластера будет равен

K= 512*7=3584 байта.

2) Средние потери P на кластеризацию равны половине кластера на один файл и при количестве файлов равном 100 равны

P=3584*100=358 400 байт.

3) При ограничении размера кластера, то есть равном K=1024 и количестве, равном 2¹⁶=65535 получим максимально возможный размер логического диска

L= 65535*1024=67107840, то есть примерно 67 Мбайт.