Физическая организация файловой системы fat

Классификация ОС

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

  • однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и
  • многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

Поддержка многопользовательского режима.По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

  • однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
  • многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

  • невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
  • вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

1.3Состав ОС

В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

Вопрос2.

Система файлов: каталоги

Файловая система с точки зрения пользователя — это «пространство», в котором размещаются файлы, наличие файловой системы позволяет определить не только «как называется файл», но и «где он находится». Различать файлы только по имени было бы слишком неэффективным: про каждый файл приходилось бы помнить, как он называется и при этом заботиться о том, чтобы имена никогда не повторялись. Более того, необходим механизм, позволяющий работать с группами тематически связанных между собой файлов (например, компонентов одной и той же программы или разных главы одной диссертации). Иначе говоря, файлы нужно систематизировать.

Файловая система

Способ хранения и организации доступа к данным на информационном носителе или его разделе. Классическая файловая система имеет иерархическую структуру, в которой файл однозначно определяется полным путём к нему.

2.1Простыми словами атрибуты файла – это параметры, по которым файл отличается от множества других файлов. К атрибутам можно отнести дату и время создания файла, имя файла, имя владельца файла, размер, права и метод доступа к файлу. Атрибуты указывают системе, что можно сделать с данным файлом.

Как же посмотреть и изменить некоторые атрибуты файла и для чего это может пригодится. Для примера создадим на жестком диске файл пример.txt. После чего можно нажать правой кнопкой мыши по файлу и выбрать пункт «Свойства».

Вопрос3.

Обзор команд MS DOS

Когда MS DOS готова к диалогу с пользователем, она выдает на экран приглашение, например А или С:\ Это означает, что MS DOS готова к приему команд.
Диалог пользователя с MS DOS осуществляется в форме команд. Каждая команда пользователя означает, что MS DOS должна выполнить то или иное действие, например напечатать файл или выдать на экран оглавление каталога.
Команда MS DOS состоит из имени команды и, возможно, параметров, разделенных пробелами. Имя команды MS DOS и параметры могут набираться как прописными, так и строчными латинскими буквами. Ввод каждой команды заканчивается нажатием клавиши [Enter].
Ниже приводятся краткие сведения о командах MS DOS: названия и описания назначения команд. Эти сведения дают только самое общее представление о том, какие действия выполняют команды MS DOS. Сведения о наиболее часто используемых командах MS DOS даются в части 2 настоящей книги, справочная информация о некоторых наиболее полезных командах содержится в части 5.
Команды MS DOS бывают двух типов: внутренние и внешние.
Внутренние команды выполняются с BREAK — установить режим проверки ввода комбинации [Ctrl-C].
CD — сменить текущий каталог или показать имя текущего каталога.
CLS — очистить экран монитора.
COPY — копирование файлов.
CTTY — сменить устройство ввода-пывода для команд MS DOS.
DATE — получить или изменить текущую дату.
DEL — удаление файлов.
DIR — выдать список файлов в каталоге.
ECHO — выдать сообщение из пакетного командного файла.
EXIT — окончить работу командного процессора COMMAND.COM.
FOR — организация циклов.
GOTO — переход на метку в пакетном командном файле.
IF — проверка условия в пакетном командном файле.
MD — создать новый каталог.
PATH — установить список каталогов для поиска команд.
PAUSE — приостановить выполнение пакетного командного файла.
PROMPT — установить вид приглашения MS DOS.
REM — комментарий в пакетном командном файле.
REN — изменить имя файла.
RD — удалить каталог.
SET — установить переменную окружения.
SHIFT — сдвиг номеров параметров пакетного командного файла. TIME — получить или установить текущее время.
TYPE — просмотр файла (вывод файла на экран).
VER — выдать номер версии MS DOS.
VERIFY — установить или отменить режим проверки правиль ности записи на диск.
VOL. — вывод метки диска.
Внешние команды MS DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти команды таковы:
APPEND — задать дополнительные каталоги для поиска данных.
ASSIGN — назначить дисководу другое логическое имя (букву).
ATTRIB — установить или показать атрибуты файла.
BACKUP — создать архивные копии файлов.
CHKDSK — проверка диска на правильность файловой системы.
COMMAND — запустить командный процессор MS DOS.
DEBUG — просмотр, изменение, дезассемблирование файлов.
DISKCOMP — сравнение дискет.
DISKCOPY — копирование дискет.
EDLIN — примитивный редактор текстов.
EXE2BIN — преобразование .ЕХЕ — файла в двоичный код.
FASTOPEN — ускорение открытия файлов.
FC — сравнение файлов.
FDISK — разметка жесткого диска.
FIND — поиск подстроки в файлах.
FORMAT — форматирование (инициализация) диска.
GRAFTABL — загрузка таблицы шрифтов символов с кодами 128-255.
GRAPHICS — подготовка к печати графической копии экрана.
JOIN — логически присоединить дисковод к указанному каталогу.
LABEL — узнать или установить метку диска.
LINK — редактор связей.
MD — создать новый каталог.
MODE — установить режимы работы устройств.
MORE — постраничная выдача на экран монитора.
PRINT — распечатка на принтере текстовых файлов в фоновом режиме.
RECOVER — восстановить файл, содержащий сбойные участки.
REPLACE — заменить файлы их новыми версиями.
RESTORE — прочитать файлы из архива, созданного с помощью команды BACKUP.
SHARE — установить многопользовательский режим использования файлов.
SORT — сортировка данных.
SUBST — заменить имя каталога обозначением дисковода.
SYS — скопировать системные файлы на диск.
TREE — вывести структуру каталогов на диске.
XCOPY — копирование файлов (имеет больше возможностей, чем COPY).

Вопрос4.

  • Создание каталога

mdпуть

  • Просмотр каталога

dir (путь)(имя_файла) (/p) (/w)

Если не введены путь и имя файла, то на экран выведется информация о содержимом каталога (имена файлов, их размер и дата последнего изменения).

Параметр/p задает вывод информации в поэкранном режиме, с задержкой до тех пор, пока пользователь не щелкнет по какой-либо клавише. Это удобно для больших каталогов.

Параметр/wзадает вывод информации только об именах файлов в каталоге по пять имен в строке.

  • Удаление каталога

rdпуть

Вопрос5.

XCOPY — копирование файлов (имеет больше возможностей, чем COPY).

  • Переименование файлов

ren (путь)имя_файла1 имя_файла2

Имя_файла1 — имя файла, который вы хотите переименовать.
Имя_файла2 — новое имя файла, которое будет ему присвоено после выполнения команды.
Путь прописывается только тогда, когда удаляемый файл находится в другом каталоге.

Формат команды:
move [/y] имя-файла имя-каталога
move [/y] имя-файла [дисковод:][путь]новое-имя-файла

Вопрос 6.

  • Создание текстовых файлов

copy con имя_файла

После ввода этой команды нужно будет поочередно вводить строки файла. В конце каждой строки надо щелкать клавишей Enter. А после ввода последней — одновременно нажать Ctrl и Z, а затем Enter.

TYPE — просмотр файла (вывод файла на экран).

PRINT — распечатка на принтере текстовых файлов в фоновом режиме

Вопрос7.

8 вопрос:

AUTOEXEC.BAT — системный пакетный файл (файл, содержащий последовательность команд на языке интерпретатора командной строки — поставляемого в составе MS-DOS command.com или его клонов вроде 4DOS (англ.)), расположенный в корневом каталоге загрузочного устройства.

В MS-DOS AUTOEXEC.BAT исполняется после старта командного интерпретатора, который загружается после обработки команд из файла конфигурации CONFIG.SYS.

9 вопрос:

CONFIG.SYS — файл конфигурирования операционных систем семейств DOS, Это текстовый файл, содержащий директивы настройки системы и команды загрузки драйверов, и он должен располагаться в корневом каталоге загрузочного устройства. Файл CONFIG.SYS представляет собой текстовый файл, содержащий специальные команды. Эти команды настраивают конфигурацию вашего компьютера таким образом, что его аппаратные компоненты могут использовать прикладные программы и сама операционная система MS-DOS. При запуске MS-DOS операционная система выполняет команды в файле CONFIG.SYS. С помощью файла конфигурации CONFIG.SYS можно расширять операционную систему и изменять некоторые параметры, влияющие на работу внешних устройств. Одно из важнейших свойств DOS состоит в возможности добавления новых внешних устройств и подключения специальных программ, обеспечивающих управление их работой.

10 вопрос:

Антивирусы – это утилита предназначенная для защиты компьютера от внешних виртуальных угроз. Независимые программы созданные не только для защиты но и для ручной зачистки. Антивирус имеет три степени защиты:

1) Сканирование – проверка файлов находящихся на жестком диске и виртуальной памяти

2) Резидентная защита – сканирование без вашего участия

3) Файрвол – отслеживание виртуальных атак

11 вопрос:

Архиватор – Программа для создания архивов, томов и .ехе файлов. Архиватор — программа, осуществляющая упаковку одного и более файлов в архив или серию архивов, для удобства переноса или хранения, а также распаковку архивов. Простейшие архиваторы просто последовательно объединяют содержимое файлов в архив. Архив должен также содержать информацию об именах и длине оригинальных файлов для их восстановления. Большинство архиваторов также сохраняют метаданные файлов, предоставляемые операционной системой, такие, как время создания и права доступа.

Программа, создавая архив, обрабатывает как текстовые файлы, так и бинарные файлы. Первые всегда сжимаются в несколько раз (в зависимости от архиватора), тогда как сжатие бинарных файлов зависит от их характера. Одни бинарные файлы могут быть сжаты в десятки раз, сжатие же других может и вовсе не уменьшить занимаемый ими объем. Сжатие данных обычно происходит значительно медленнее, чем обратная операция. Характеристики архиваторов:

-По степени сжатия.

-По скорости сжатия.

12 вопрос:

Файловая система FAT (File Allocation Table) представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Название этой файловой системы происходит от метода, применяемого для организации файлов, — таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT), которая размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT, на тот случай, если одна из них окажется поврежденной. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны размещаться по строго фиксированным адресам, чтобы файлы, необходимые для запуска системы, были размещены корректно.

Физическая организация файловой системы FAT

Логический раздел, отформатированный под файловую систему FAT, состоит из следующих областей (рисунок 5).

— Загрузочный сектор содержит программу начальной загрузки операционной системы. Вид этой программы зависит от типа операционной системы, которая будет загружаться из этого раздела.

— Основная копия FAT содержит информацию о размещении файлов и каталогов на диске.

— Резервная копия FAT.

— Корневой каталог занимает фиксированную область размером в 32 сектора (16 Кбайт), что позволяет хранить 512 записей о файлах и каталогах, так как каждая запись каталога состоит из 32 байт.

— Область данных предназначена для размещения всех файлов и всех каталогов, кроме корневого каталога.

Рисунок 5 — Физическая структура файловой системы FAT

Файловая система FAT поддерживает всего два типа файлов: обычный файл и каталог. Файловая система распределяет память только из области данных, причем использует в качестве минимальной единицы дискового пространства кластер.

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.

Индексный указатель может принимать следующие значения, характеризующие состояние связанного с ним кластера:

— кластер свободен (не используется);

— кластер используется файлом и не является последним кластером файла; в этом случае индексный указатель содержит номер следующего кластера файла;

— последний кластер файла;

— дефектный кластер;

— резервный кластер.

Таблица FAT является общей для всех файлов раздела. В исходном состоянии (после форматирования) все кластеры раздела свободны и все индексные указатели (кроме тех, которые соответствуют резервным и дефектным блокам) принимают значение кластер свободен. При размещении файла ОС просматривает FAT, начиная с начала, и ищет первый свободный индексный указатель. После его обнаружения в поле записи каталога номер первого кластера фиксируется номер этого указателя. В кластер с этим номером записываются данные файла, он становится первым кластером файла. Если файл умещается в одном кластере, то в указатель, соответствующий данному кластеру, заносится специальное значение последний кластер файла. Если же размер файла больше одного кластера, то ОС продолжает просмотр FAT и ищет следующий указатель на свободный кластер. После его обнаружения в предыдущий указатель заносится номер этого кластера, который теперь становится следующим кластером файла. Процесс повторяется до тех пор, пока не будут размещены все данные файла. Таким образом, создается связный список всех кластеров файла.

В начальный период после форматирования файлы будут размещаться в последовательных кластерах области данных, однако после определенного количества удалений файлов кластеры одного файла окажутся в произвольных местах области данных, чередуясь с кластерами других файлов (рисунок 6).

Размер таблицы FAT и разрядность используемых в ней индексных указателей определяется количеством кластеров в области данных. Для уменьшения потерь из-за фрагментации желательно кластеры делать небольшими, а для сокращения объема адресной информации и повышения скорости обмена наоборот — чем больше, тем лучше. При форматировании диска под файловую систему FAT обычно выбирается компромиссное решение, и размеры кластеров выбираются из диапазона от 1 до 128 секторов, или от 512 байт до 64 Кбайт.

Очевидно, что разрядность индексного указателя должна быть такой, чтобы в нем можно было задать максимальный номер кластера для диска определенного объема. Существует несколько разновидностей FAT, отличающихся разрядностью индексных указателей, которая и используется в качестве условного обозначения: FAT12, FAT16 и FAT32. В файловой системе FAT12 используются 12-разрядные указатели, что позволяет поддерживать до 4096 кластеров в области данных диска, в FAT16 — 16-разрядные указатели для 65 536 кластеров и в FAT32 — 32-разрядные для более чем 4 миллиардов кластеров.

Рисунок 6 — Списки указателей файлов в FAT

Таблица FAT при фиксированной разрядности индексных указателей имеет переменный размер, зависящий от объема области данных диска.

При удалении файла из файловой системы FAT в первый байт соответствующей записи каталога заносится специальный признак, свидетельствующий о том, что эта запись свободна, а во все индексные указатели файла заносится признак кластер свободен. Остальные данные в записи каталога, в том числе номер первого кластера файла, остаются нетронутыми, что оставляет шансы для восстановления ошибочно удаленного файла.

Резервная копия FAT всегда синхронизируется с основной копией при любых операциях с файлами, поэтому резервную копию нельзя использовать для отмены ошибочных действий пользователя, выглядевших с точки зрения системы вполне корректными. Резервная копия может быть полезна только в том случае, когда секторы основной памяти оказываются физически поврежденными и не читаются.

Используемый в FAT метод хранения адресной информации о файлах не отличается большой надежностью — при разрыве списка индексных указателей в одном месте, например из-за сбоя в работе программного кода ОС по причине внешних электромагнитных помех, теряется информация обо всех последующих кластерах файла.

15 вопрос:

DOS предоставляет программе набор системных вызовов, реализованных с использованием механизма программных прерываний. Эти вызовы открывают прикладной программе доступ к системной информации, к системе консольного ввода/вывода, файловой системе, к подсистеме управления программами и памятью, позволяют организовать обращение к драйверам устройств ввода/вывода и т.д.

Все основные функции DOS вызываются с помощью прерывания INT 21h, однако DOS использует и другие прерывания:

INT 20h завершение работы программы;

INT 25h/26h чтение/запись на диск с абсолютной адресацией секторов;

INT 27h завершение работы программы с оставлением ее резидентной в памяти;

INT 28h прерывание зарезервировано для DOS, может быть использовано для составления резидентных программ;

INT 2Eh выполнение команды DOS;

INT 2Fh прерывание мультиплексора, используется для спулера печати PRINT.COM.

Функции прерывания INT 21h можно разделить на следующие группы:

получение системной информации;

символьный ввод/вывод;

работа с файловой системой;

управление программами;

управление памятью;

связь с драйверами устройств;

прочий системный сервис.

В данном обзоре мы кратко рассмотрим эти группы, делая акцент в основном на составе функций. Полностью информация об использовании функций прерывания DOS INT 21h (и других прерываний DOS) будет приводиться в соответствующих разделах книги.

Номер функции задается при вызове прерывания INT 21h в регистре AH.

Вопрос 16

Приложением (или прикладной программой) называется программа, предназначение которой заключается в выполнении пользовательских задач. Как правило, приложения для доступа к ресурсам компьютера используют операционную систему.

Электро?нный докуме?нт —
Информация, зафиксированная на материальном носителе в виде набора символов, звукозаписи или изображения и предназначенная для передачи во времени и пространстве с использованием средств вычислительной техники и электросвязи с целью хранения и общественного использования.
Форма представления информации в целях ее подготовки, отправления, получения или хранения с помощью электронных технических средств, зафиксированная на магнитном диске, магнитной ленте, лазерном диске и ином электронном материальном носителе.[1]
Документ, в котором информация представлена в электронно-цифровой форме.[2]
Электронное сообщение, подписанное электронной цифровой подписью или иным аналогом собственноручной подписи.[3]

Ярлык представляет собой файл небольшого размера (около 1 Кбайта) с расширением lnk, который содержит адрес объекта — ссылку на представляемый им объект.

Ярлыки можно располагать как на Рабочем столе, так и в любом окне, папке или документе. Для каждого объекта можно создавать сколько угодно ярлыков.

Создавать ярлыкиможно различными способами.

Если значок объекта, для которого создается ярлык, виден на экране (в окне папки или программы Проводник), то можно использовать один из следующих способов:

  • выделить нужный объект и из меню ФАЙЛвыбрать пунктСоздать ярлык(рис. 4.7.а.);
  • щелкнуть по значку объекта правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать команду Создать ярлык(рис. 4.7.б.);
  • перетащить объект в нужное место при нажатой правой кнопке мыши, затем отпустить кнопку и в контекстном меню выбрать командуСоздать ярлыки(рис. 4.7.в.).

вопрос 19

015. Файловые системы — Виктор Ашик


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: