39798

Логическая структура дисков

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

должна быть создана физическая и логическая структура диска. Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек которые делятся на секторы. Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов. После форматирования гибкого диска 35 его параметры будут следующими: Информационная емкость сектора – 512 байтов; Количество секторов на дорожке – 18; Дорожек на одной стороне – 80; Сторон – 2.

Русский

2013-10-08

71 KB

36 чел.

Логическая структура дисков

Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска.

Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые делятся на секторы. Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

После форматирования гибкого диска 3,5 его параметры будут следующими:

  •  Информационная емкость сектора – 512 байтов;
  •  Количество секторов на дорожке – 18;
  •  Дорожек на одной стороне – 80;
  •  Сторон – 2.

 

                                                                         Физическая структура дискеты

Логическая структура гибких дисков. Логическая структура магнитного диска представляет собой совокупность секторов (емкость 512 байтов), каждый из которых имеет свой порядковый номер. Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки.

Сектор – минимальный адресуемый элемент на гибком диске.

При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов, значит минимальный размер файла – это размер одного сектора, а максимальный соответствует общему количеству секторов на диске.

Файл записывается в произвольные свободные сектора, которые могут находиться на различных дорожках.

Логическая структура гибкого диска формата 3,5 (2-я сторона)

№ дорожки

№ сектора

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

2

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

. . . . . .

79

2880

Запись о файле содержит имя файла, адрес первого сектора, с которого начинается файл, объем файла, дату и время его создания.

Полная информация о секторах, которые занимают файлы, содержится в таблице размещения файлов (FATFile Allocation Table). Количество ячеек FAT соответствует количеству секторов на диске, а значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е.последовательности адресов секторов, в которых хранятся файлы.

Имя файла

Адрес первого сектора

Объем файла, Кбайт

Дата создания

Время создания

Файл_1

34

2

01.11.06

20.21

Файл_2

36

1

02.11.06

20.45

Для данной структуры записей в каталоге фрагмент таблицы FAT следующий:

35

47

49

48

К

К

Для размещения каталога – базы данных и таблицы FAT на гибком диске отводятся секторы со 2 по 33. первый сектор отводится для размещения загрузочной записи операционной системы. Сами файлы могут быть записаны, начиная с сектора с сектора 34.

Виды форматирования.

  •  Полное – включает физическое форматирование (проверка качества магнитного покрытия дискеты и ее разметку на дорожки и секторы) и логическое форматирование (создание каталога и таблицы размещения файлов). Информация на диске уничтожается.
  •  Быстрое – производит очистку корневого каталога и таблицы размещения файлов. Информация, т.е.сами файлы, сохраняются и в принципе возможно восстановление файловой системы.

В режиме ДОС возможно нестандартное форматирование – нестандартные параметры (количество дорожек, секторов и др.)

Информационная емкость гибких дисков.

3,5 – 1,44 Мбайт.

Количество секторов: N = 18*80*2 = 2880.

Информационная емкость:

512 байт*N = 1 474 560 байт = 1 440 Кбайт = 1,40625 Мбайт.

Для записи доступно только 2847 секторов, т.е. 1,39 Мбайт.

Логическая структура жестких дисков.

Кластер – минимальный адресуемый элемент жесткого диска, содержит насколько секторов

Таблица FAT16 может адресовать 216 = 65 536 кластеров.

Для дисков большой емкости размер кластера оказывается слишком большим.

40 Гбайт/65536 = 655 360 байт = 640 Кбайт.

Файлу выделяется только целое число кластеров. Если файл 11 байтов  то на диске займет целиком кластер -640 Кбайт. При размещении на жестком диске большого количества небольших файлов они будут занимать кластеры лишь частично, что приведет к большим потерям дискового пространства.

Эта проблема частично решается с помощью таблицы FAT32, в которой объем кластера принят равным 8 секторам или 4 Кбайтам  для диска любого объема.

На диске хранится две копии таблицы FAT.

Преобразование FAT16 в FAT32 можно осуществить с помощью служебной программы Преобразование диска в FAT32, которая входит в состав Windows.

Дефрагментация дисков. Замедление скорости обмена данными может происходить в результате фрагментации файлов. Фрагментация файлов (фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластеров) возрастает с течением времени, в процессе удаления одних файлов и записи других.

Т.К.на диске могут хранится много файлов в сотнях тысяч кластеров, то фрагментированность файлов будет существенно замедлять доступ к ним ( магнитным головкам придется постоянно перемещаться с дорожки на дорожку) и приведет к преждевременному износу жесткого диска. Рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска, в процессе которой файлы записываются в кластеры, последовательно идущие друг за другом.

Синий  - не фрагментированные файлы.

Красный – фрагментированные файлы.

Зеленый – неперемещаемые.

Белый – свободное пространство.

Выдается информация – оценка использования диска до дефрагментации и после дефрагментации.

Форматирование и тестирование жестких дисков

Жесткий диск состоит из следующих основных частей: магнитных пластин, оси, головок чтения/записи и встроенной электроники:

Магнитные пластины собственно и являются теми жесткими дисками, сделанными из металла или пластика, от которых
произошло и название всего устройства. Обе стороны каждой пластины покрыты тонким слоем намагничиваемого материала.

• Магнитные пластины закреплены на одной оси и вращаются на ней, как единое целое.

•  У каждой магнитной стороны каждой пластины есть своя магнитная головка чтения/записи, головки также соединены вместе и движутся радиально по отношению к магнитным пластинам, обеспечивая, таким образом, доступ к любой точке любой пластины.

       •  Встроенная электроника предназначена для управления движением магнитных головок чтения/записи

Физическое форматирование. Физическое форматирование жесткого диска выполняется   производителями и делит поверхности магнитных пластин на дорожки и сектора;

Дорожки - это концентрические окружности, описываемые головками чтения/записи на магнитных поверхностях. Дорожки нумеруются, начиная с нуля, по направлению к центру.

• Дорожки в свою очередь делятся на небольшие области, называемые   секторами,   содержащие   фиксированное количество информации. Обычный размер сектора составляет 512 байт.

Логическое форматирование. Физически отформатированный жесткий диск допжен быть  отформатирован логически. Логическое форматирование заключается в размещении на диске файловой системы, при этом различные операционные системы могут использовать разные файловые системы:

·       файловая система FАТ16 широко используется операционными системами Windows 95/98/МЕ, а также может использоваться операционными системами Windows NT/2000/ХР. Файловая система FАТ16 может адресовать 65536 кластеров объемом не более 128 секторов и поэтому используется для дисков объемом не более 4 Гбайт.

·       файловая система FAT32 используется для дисков большого объема, т.к. может адресовать более четырех миллиардов кластеров объемом по 4 Кбайта.

·       файловая система NTFS является основной файловой системой Windows NT/2000/XP. В NTFS размер кластера не зависит от размера диска.

·       файловая система LinuxExt2 используется в операционной системе Linux.

Разбиение жесткого диска на разделы и их форматирование. На жесткий диск может быть установлено одновременно несколько операционных систем. Для этого жесткий диск должен быть разбит на
разделы, т.е. независимые области на диске, в каждом из которых может быть создана своя файловая система. Таким образом, последовательность действий перед установкой операционных систем на жесткий диск должна быть следующей:

·       разбиение диска на разделы;

·       логическое форматирование каждого раздела под свою операционную систему.

Для разбиения диска на разделы можно использовать утилиту FDISK, а для логического форматирования утилиту FORMAT, которые входят в состав всех версий операционной системы Windows.  Однако гораздо удобнее использовать специализированные дисковые утилиты (например, менеджер загрузки Acronis OS Selector). В состав Acronis OS Selector входит Администратор дисков, который позволяет разбивать жесткие диски на разделы и форматировать их.  


Сектор 512 байтов

0-я дорожка

79-я дорожка


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51435. Исследование системы управления виртуальной памятью Windows с использованием системного монитора 126.5 KB
  Для этого используются стандартные средства администрирования Системный монитор и программа tsk sort выполняющая различные алгоритмы сортировки с различными структурами данных массив список дерево. Объяснить характер замедления особенностями алгоритма сортировки и структуры данных. Для того чтобы время сортировки на больших объемах данных было приемлемым в сортируемом массиве ячейка массива элемент списка выбираются размерностью 32 64 или 4096 байтов 1 физическая страница – варианты программ tsk sort 32 tsk sort_64...
51438. Структурные меры информации 79 KB
  Определение количества информации в комбинаторной мере - определение количества возможных или существующих комбинаций, т.е. оценка структурного разнообразия информационного устройства.