Структура данных на магнитном диске

Практическая работа 4,5

Тема: «Физическая и логическая структура файловой системы»

Цель работы: получить практические навыки в самостоятельном изучении материала лекций.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить теоретический материал, изложенный ниже.

2. После изучения лекции, ответить на следующие вопросы, которые занести в отчёт:

· Дать определения файла и файловой системы

· Что включает в себя файловая система?

· Что означает формирование физической структуры диска?

· Что представляет собой сектор, дорожка диска, сектор дорожки?

· Какие разделы имеет логическая структура носителя информации в файловой системе FAT?

· Что такое кластер?

· Что организует файловая система на диске?

· Что содержится в таблице размещения файлов FAT?

· Какие файловые системы существуют по способу физической организации?

· Чем отличается NTFS от FAT &

· Что собой представляет логическая файловая система?

· Что представляет собой иерархическая файловая система? Приведите пример.

· Приведите пример полного имени файла – пути по файловой системе.

Физическая файловая система

Любые данные хранятся на любом носителе в виде файлов.

Файл – это именованная (имеющая имя) область памяти носителя, в которую записана определенная совокупность данных, так что для переноса этих данных в оперативную память или на другой носитель достаточно знать только имя файла. Область памяти, в которой расположен файл не обязательно непрерывная – она может состоять из многих частей, находящихся в разных частях носителя. В этом случае говорят, что файл фрагментирован. Однако независимо от того, фрагментирован файл или нет, обращение к файлу по имени дает доступ ко всем его данным.

Возможность работать с файлами – записывать, хранить, копировать в память или на другой носитель, удалять – обеспечивает файловая система.

Файловая система – это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы поддерживать определенный порядок создания, хранения, копирования, изменения и удаления файлов. Файловая система призвана обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие "файловая система" включает следующие компоненты.

• Совокупность всех файлов на диске.
• Специальные структуры данных, обеспечивающие определенный порядок размещения файлов на диске и возможности доступа к файлам.
• Комплекс системных программ, обеспечивающих создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
• Способы доступа к файлам в рамках межпрограммных и пользовательских интерфейсов.

Первые 2 компонента являются базовыми, они составляют так называемую физическую основу файловой системы. Последний компонент наиболее важен для пользователя, он составляет логическую организацию файловой системы.

Та или иная физическая организация файловой системы устанавливается процедурой форматирования носителя данных. Процедура форматирования уничтожает все данные на носителе (если они там были) и превращает носитель в «чистый лист», на который можно записывать файлы.

Структура данных на магнитном диске.

Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. То есть, у всех данных должен быть адрес.

НО: если запоминать отдельно каждый адрес, в который были записаны байты данных, то хранить эти адреса станет труднее, чем сами данные.

К СЧАСТЬЮ: информация хранится не байтами, а файлами. Файл – наименьшая единица хранения данных. Каждый файл имеет свой адрес.

Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки разбивают на секторы (объем сектора – 512 байт).

Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием диска.

Форматирование – создание физической и логической структуры диска.

Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые в свою очередь, делятся на секторы.

В процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска магнитные метки дорожек и секторов.