Файловые системы
Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. В настоящее время используются две системы: файловая система FAT и ее разновидности, а также файловая система NTFS, нацеленная на эффективную работу с большими дисками и на обеспечение целостности данных (защиту целостности данных при сбоях в системе).
-
Файловая система fat
Файловая система FAT (File Allocation Table) названа в соответствии с названием метода организации данных — таблицы распределения данных. Эта таблица обеспечивает связи одного распределяемого блока (одного или нескольких кластеров) с другим Логический раздел, отформатированный под файловую систему FAT, состоит из следующих областей (рис.5):
-
Загрузочная запись
В первом секторе активного раздела (в логическом секторе 0) расположена загрузочная запись (Boot Record – BR), которую не следует путать с главной загрузочной записью (Master Boot Record). Загрузочная запись считывается в оперативную память главной загрузочной записью и ей передаётся управление. Загрузочная запись и выполняет загрузку ОС.
Рисунок 5 Структура файловой системы FAT
Каждый тип ОС имеет свою загрузочную запись. Даже для различных версий одной и той же операционной системы программа загрузки может выполнять различные действия.
Структура Boot Record показана на рисунке 6. Первыми байтами BR являются код перехода на программу начальной загрузки IPL2 (Initial Program Loading 2)
Сразу за инструкцией перехода в BR зарезервировано 8-байтное поле, предназначенное для идентификации имени. Программы форматирования традиционно записывают сюда ASCII-строку, содержащую марку и версию используемой операционной системы.
Далее в загрузочной записи находятся параметры, описывающие характеристики данного раздела, так называемый блок параметров BIOS (BIOS Parameter Block - BPB). Это важнейшая стрктура данных содержит:
тип носителя (media descriptor) т.е. признак позволяющий распознать какой собственно носитель используется – жесткий диск, гибкий диск, CD, и.т.д.
количество используемых байт на сектор
количество секторов на кластер
количество секторов на дорожке
количество головок
общее количество секторов на логическом диске
Последний элемент загрузочной записи – программа начальной загрузки IPL2, которая и осуществляет начальную загрузку ОС. Именно на точку входа этой программы осуществляет переход начальная инструкция BR. Заканчивается загрузочная запись определенной кодовой комбинацией – сигнатурой (AA55h).
Рисунок 6 Boot Record
-
Таблицы размещения файлов
Учитывая крайнюю важность данной структуры, таблица FAT хранится в двух экземплярах, что повышает надежност системы.
Основная копия FAT содержит информацию о размещении файлов и каталогов на диске. Между загрузочным сектором и первой копией FAT может находится некоторое количество зарезервированных секторов.
Резервная копия FAT. Таблица FAT(как основная копия, так и резервная) состоит из массива индексных указателей, количество которых равно количеству кластеров области данных. Между кластерами и индексными указателями имеется взаимно однозначное соответствие – нулевой указатель соответствует нулевому кластеру и т.д.