24531

Физическая организация файловой системы. Структура жесткого диска

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Структура жесткого диска. Файл очень часто разбросан кусочками по всему диску причем это разбиение никак не связано с логической структурой файла например его отдельная логическая запись может быть расположена в несмежных секторах диска. Рассмотрим физическую структуру жесткого диска и физическую организацию файла т. Структура жесткого диска.

Русский

2013-08-09

33.35 KB

21 чел.

Вопрос 36. Физическая организация файловой системы. Структура жесткого диска.

§7.2 Физическая организация файловой системы.

Представление пользователя о файловой системе как об иерархически организованном множестве информационных объектов имеет мало общего с порядком хранения файлов на диске. Файл очень часто разбросан «кусочками» по всему диску, причем это разбиение никак не связано с логической структурой файла, например, его отдельная логическая запись может быть расположена в несмежных секторах диска.

Принципы размещения файлов, каталогов и системной информации на реальном устройстве описываются физической организацией файловой системы. Разные файловые системы имеют разную физическую организацию.

Рассмотрим физическую структуру жесткого диска и физическую организацию файла, т. е. правила расположения файла на жестком диске (или ином внешнем запоминающем устройстве).

Структура жесткого диска.

Основным типом устройства, которое используется для хранения файлов, являются дисковые накопители. Жесткий диск состоит из одной или нескольких стеклянных или металлических пластин, каждая из которых покрыта с одной или двух сторон магнитным материалом. Таким образом, диск в общем случае состоит из пакета пластин (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Схема устройства жесткого диска

На обеих сторонах пластин размечены тонкие концентрические кольца – дорожки (треки), на которых хранятся данные. Количество дорожек зависят от типа диска. Нумерация дорожек начинается с 0 от внешнего края к центру диска. Запись и считывание данных с дорожки выполняется магнитной головкой.

Совокупность дорожек одного радиуса на всех поверхностях всех пластин пакета называется цилиндром. Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами (блоками). Все дорожки имеют равное число секторов, в которые можно максимально записать одно и то же число байт. Сектор имеет фиксированный для конкретной системы размер, чаще всего 512 байт. Поскольку дорожки разного радиуса имеют одинаковое число секторов, плотность записи повышается к центру диска.

Сектор – наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Для того чтобы контроллер мог найти на диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса сектора: номер цилиндра, номер поверхности и номер сектора. Типичный запрос включает чтение нескольких секторов.

Операционная система при работе с диском использует, как правило, собственную единицу дискового пространства, называемую кластером. Размер кластера кратен размеру физического сектора и в зависимости от размера раздела может составлять от 1 до 128 секторов (от 512 байт до 128 Кбайт). Размер кластера задается автоматически или вручную при форматировании диска.

При создании файла место на диске ему выделяется кластерами. Например, если размер файла 2560 байт, а размер кластера в файловой системе 1024 байта, то файлу будет выделено на диске 3 кластера.

*Иногда кластер называют блоком (например, в ОС Unix), что создает путаницу.

Дорожки и секторы создаются в результате низкокоуровневого (физического) форматирования диска. Низкоуровневое форматирование не зависит от типа ОС, которая этот диск будет использовать.

Разметка диска под конкретный тип файловой системы происходит в результате высокоуровневого (логического) форматирования. При высокоуровневом форматировании определяется размер кластера и на диск записывается информация, необходимая для работы файловой системы. На диск записывается также загрузчик операционной системы – небольшая программа, которая начинает процесс инициализации операционной системы после включения питания или рестарта компьютера.

Прежде чем форматировать диск под определенную файловую систему, он может быть разбит на разделы. Раздел – это непрерывная часть физического диска, которую операционная система представляет пользователю как логическое устройство (логический диск, логический раздел). Во многих операционных системах используется термин «том» (volume). В разных ОС толкование этого термина имеет свои нюансы, но чаше всего он обозначает логическое устройство, отформатированное под конкретную файловую систему. Логическое устройство функционирует так, как если бы это был отдельный физический диск. Именно с логическими устройствами работает пользователь, обращаясь к ним по символьным именам, например, А, В, С, SYS и т. п.

Разные ОС используют единое представление о разделах, но создают логические устройства, специфические для каждого типа ОС. Поэтому логические устройства и файловые системы, созданные в различных ОС, в общем случае не совместимы.

Как следствие, на одном логическом устройстве может создаваться только одна файловая система. На разных логических устройствах одного физического диска могут располагаться файловые системы разного типа, например: разделы С и Е имеют файловую систему NTFS, раздел D – файловую систему FAT.

После низкоуровневого форматирования все разделы диска имеют одинаковый размер кластера. Однако в результате высокоуровневого форматирования на разных разделах этого диска могут быть установлены файловые системы, с кластерами отличающихся размеров.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15281. Застосування асемблерних команд передачі управління. Алгоритми їх виконання 110.5 KB
  Лабораторна робота № 6 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд передачі управління. Засвоїти алгоритми їх виконання. Короткі теорет
15282. Алгоритми функціонування ланцюгових команд та способи формування адреси операнда-джерела і адреси операнда-призначення 145.5 KB
  Лабораторна робота № 7 8 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Засвоїти алгоритми функціонування ланцюгових команд та способи формування адреси операндаджерела і адреси операндапризначення за якими розташовуються ланцюго
15283. Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер 142 KB
  Лабораторна робота № 9 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з масивами при програмуванні мовою Асемблера. Навчитися описувати одновимірні масиви в програмі; ініціювати масив; орган...
15284. Налагодження програми мовою Асемблер з оброблення двовимірних масивів 149 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з оброблення двовимірних масивів Лабораторна робота № 10 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з масивами при програмуванні мовою Асемблера.
15285. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням циклів та розгалужень 102.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням циклів та розгалужень Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: набути навичок з реалізації задач мовою Асемблер що містять цикли та розгалуження. Ко...
15286. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням арифметичних операцій 76.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням арифметичних операцій Лабораторна робота № 13 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою асемблера. Мета роботи: Набути навичок з реалізації математичних задач мовою асемблера....
15287. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням логічних операцій 76 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням логічних операцій Лабораторна робота № 14 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблера. Мета роботи: Набути навичок застосування логічних команд при програмуванні мов...
15288. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням підпрограм 104 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням підпрограм Лабораторні роботи № 15 16 Тема: Технологія та прийоми програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Набути навичок роботи з підпрограмами. Навчитися передавати параметри з осно...
15289. Налагодження програми мовою Асемблер з використанням екранних операцій 132.5 KB
  Налагодження програми мовою Асемблер з використанням екранних операцій Лабораторна робота Тема: Переривання та введення/виведення інформації. Мета роботи: Набути навичок роботи з функціями введення/виведення інформації. ...