4. Файловая система

Для хранения информации диск можно подготовить с помощью операции форматирования, которая размечает жесткий диск на один или несколько логических разделов, каждый из которых системой воспринимается как отдельный диск.

Дисководы обозначаются заглавными буквами латинского алфавита. Если пользователь сам не назначает имя устройству любой из букв заданного алфавита, то, по умолчанию, система присвоит имя по возрастанию алфавита. По имени дисковода получает имя и носитель информации: А, B – дискета, C – жесткий диск, D – второй жесткий диск или при его отсутствии CD-ROM.

Все пространство физического диска разделяют на дорожки. Каждая дорожка состоит из секторов. Операция разбиения диска на дорожки и сектора называется форматированием диска. Емкость одного сектора 512 Мбайт.

Каждый файл имеет свой адрес на диске. Адреса записанных файлов компьютер запоминает в специальные таблицы – таблицы размещения файлов (FAT-таблицы). Таким образом, когда компьютеру нужен какой-либо файл, он по имени файла находит в этой таблице номер дорожки и сектора, после чего магнитная головка переводится в нужное положение, а потом байт за байтом считывает данные, пока не дойдет до конца файла. Если повредить таблицу размещения файлов, то вся информация, имевшаяся на диске, будет утеряна, т.к. к ней нельзя будет обратиться. Поэтому таблицы дублируются и при повреждении компьютер сам ее восстанавливает. FAT-таблицу можно посмотреть с помощью специальных программ, например WinHex.

1. FAT 16. Для записи такой FAT-таблицы адреса файла может использоваться 16 бит. 2¹⁶ = 65536, т.е. файлов не может быть больше 65536. Так как современные жесткие диски имеют большие объемы, им не хватает такого количества адресов.

Кластер – это объем памяти, приходящейся на 1 адрес (четко нарезанные участки дискового пространства).

Например, для диска 2 Гбайта на один файл приходится кластер размером:

1 кластер = 2 · 10⁹/65536 = 32 Кбайта.

Один файл может размещаться в нескольких кластерах, причем они не обязательно должны находиться рядом друг с другом.

У современных дисков в кластере содержится десятки секторов, и каким бы не был маленьким файл, он все равно займет целый кластер и все неиспользуемые в нем сектора пропадут.

Для рассмотренного выше примера, если нужно записать файл 35 Кбайт, то потребуется 2 кластера и 29 Кбайт памяти диска просто пропадает.

2. FAT 32. В системе FAT 32 адрес записывается 4 байтами (32 бита). 2³² = 4 294 967 296 – такое количество файлов может быть записано на диске. В этом случае размер отдельных кластеров становится меньше и уменьшаются нерациональные потери дисковой памяти, таким образом, чем больше жесткий диск, тем больше места на нем тратится в пустую из-за несовершенной системы адресации файлов. Для борьбы с этими потерями жесткий диск разбивают на несколько логических жестких дисков. Каждый логический диск имеет свою FAT-таблицу. В различных операционных системах (ОС) применяют различные версии файловых систем. В Windows 98 используется FAT-32, в Windows NT/2000/XP используют более стабильную и надежную систему NTFS. Файловая система NTFS является закрытой.