ЗМІСТ
1.ФІЗІЧЕСКАЯ організації файлової системи
2.ДІСКІ, РОЗДІЛИ, секторів, кластерів
3.ФЛЕШ-ПАМ'ЯТЬ
4.Іспользованная Література
1. ФІЗИЧНА організації файлової системи
Подання користувача про файлову систему як про ієрархічно організованому безлічі інформаційних об'єктів має мало спільного з порядком зберігання файлів на диску. Файл, що має образ цільного, непреривавшуюся набору байт, насправді дуже часто розкиданий В«шматочкамиВ» по всьому диску, причому це розбиття ніяк не пов'язано з логічною структурою файлу, наприклад, його окрема логічна запис може бути розташована в несуміжних секторах диска. Логічно об'єднані файли з одного каталогу зовсім не зобов'язані бути сусідами на диску. Принципи розміщення файлів, каталогів і системної інформації на реальному пристрої описуються фізичної організацією файлової системи. Очевидно, що різні файлові системи мають різну фізичну організацію.
2. ДИСКИ, РОЗДІЛИ, секторів, кластерів
Основним типом пристрою, який використовується в сучасних обчислювальних системах для зберігання файлів, є дискові накопичувачі. Ці пристрої призначені для прочитування і запису даних на жорсткі і гнучкі магнітні диски. Жорсткий диск складається з однієї або декількох скляних або металевих пластин, кожна з яких покрита з одного або двох сторін магнітним матеріалом. Таким чином, диск у загальному випадку складається з пакету пластин (рис. 1).
На кожній стороні кожної пластини розмічені тонкі концентричні кільця - доріжки (traks), на яких зберігаються дані. Кількість доріжок залежить від типу диска. Нумерація доріжок починається з 0 від зовнішнього краю до центру диска. Коли диск обертається, елемент, званий голівкою, зчитує двійкові дані з магнітної доріжки або записує їх на магнітну доріжку.
Рис. 1. Схема пристрою жорсткого диска
Головка може позиціонуватися над заданою доріжкою. Голівки переміщаються над поверхнею диска дискретними кроками, кожен крок відповідає зрушенню на одну доріжку. Запис на диск здійснюється завдяки здатності голівки змінювати магнітні властивості доріжки. У деяких дисках уздовж кожної поверхні переміщатися одна головка, а в інших - є по голівці на кожну доріжку. У першому випадку для пошуку інформації головка повинна переміщатися по радіусу диска. Зазвичай всі головки закріплені на єдиному переміщується механізмами і рухаються синхронно. Тому, коли головка фіксується на заданій доріжці однієї поверхні, всі інші головки зупиняються над доріжками з такими ж номерами. У тих же випадках, коли на кожній доріжці є окрема головка, ніякого переміщення головок з однієї доріжки на іншу не потрібно, за рахунок цього заощаджується час, витрачається на пошук даних.
Сукупність доріжок одного радіуса на всіх поверхнях всіх пластин пакета називається циліндром (cylinder). Кожна доріжка розбивається на фрагменти, звані секторами (sectors), або блоками (blocks), так що всі доріжки мають рівне число секторів, в які можна максимально записати одне і те ж число байт. Сектор має фіксований для конкретної системи розмір, що виражається ступенем двійки. Найчастіше розмір сектора складає 512 байт. Враховуючи, що доріжки різного радіусу мають однакове число секторів, щільність запису стає тим вище, чим ближче доріжка до центру. Сектор - найменша адресується одиниця обміну даними дискового пристрою з оперативною пам'яттю. Для того щоб контролер міг знайти на диску потрібний сектор, необхідно задати йому всі складові адреси сектора: номер циліндра, номер поверхні і номер сектора. Так як прикладної програмі в загальному випадку потрібен не сектор, а деякий кількість байт, не обов'язково кратне розміром сектора, то типовий запит включає читання декількох секторів, що містять необхідну інформацію, і одного або двох секторів, що містять поряд з необхідними надлишкові дані (рис. 2).
Рис. 2. Зчитування надлишкових даних при обміні з диском
Операційна система при роботі з диском використовує, як правило, власну одиницю дискового простору, звану кластером (cluster). При створенні файлу місце на диску йому виділяється кластерами. Наприклад, якщо файл має розмір 2560 байт, а розмір кластера в файловій системі визначений в 1024 байта, то файлу буде виділено на диску 3 кластера.
Доріжки і сектори створюються в результаті виконання процедури фізичного, або низькорівневого, форматування диска, що передує використанню диска. Для визначення кордонів блоків на диск записується ідентифікаційна інформація. Низькорівневий формат диска не залежить від типу операційної системи, яка цей диск буде використовувати.
Розмітку диска під конкретний тип файлової системи виконують процедури високорівневого, або логічного, форматування. При високорівневе форматування визначається розмір кластера і на диск записується інформація, необхідна для роботи файлової системи, в тому числі інформація про доступне і невживаному просторі, про межі областей, відведених під файли і каталоги, інформація про пошкоджених областях. Крім того, на диск записується завантажувач операційної системи - невелика програма, яка починає процес ініціалізації операційної системи після включення живлення або рестарту комп'ютера.
Перш ніж форматувати диск під певну файлову систему, він може бути розбитий на розділи. Розділ - Це безперервна частина фізичного диска, яку операційна система представляє користувачеві як логічний пристрій (використовуються також назви логічний диск і логічний розділ). Логічний пристрій функціонує так, як якщо б це був окремий фізичний диск. Саме з логічними пристроями працює користувач, звертаючись до них по символьних іменам, використовуючи, наприклад, позначення А, В, С, SYS і т. п. Операційні системи різного типу використовують єдине для всіх них уявлення про розділи, але створюють на його основі логічні пристрої, специфічні для кожного типу ОС. Так само як файлова система, з якою працює одна ОС, в загальному випадку не може інтерпретуватися ОС іншого типу, логічні пристрої не можуть бути використані операційними системами різного типу. На кожному логічному пристрої може створюватися тільки одна файлова система.
В окремому випадку, коли всі дисковий простір охоплюється одним розділом, логічне пристрій представляє фізичний пристрій в цілому. Якщо диск розбитий на кілька розділів, то для кожного з цих розділів може бути створено окремий логічний пристрій. Логічний пристрій може бути створено і на базі декількох розділів, причому ці розділи не обов'язково повинні належати одному фізичному пристрою. Об'єднання декількох розділів в єдине логічний пристрій може виконуватися різними способами і переслідувати різні цілі, основні з яких: збільшення загального обсягу логічного розділу, підвищення продуктивності та відмовостійкості. Прикладами організації спільної роботи декількох дискових розділів є так звані RAID-масиви, докладніше про які буде сказано далі. На різних логічних пристроях одного і того ж фізичного диска можуть розташовуватися файлові системи різного типу. На рис. 3 показаний приклад диска, розбитого на три розділи, в яких встановлені дві файлових системи NTFS (розділи С і Е) і одна файлова система FAT (розділ D).
Всі розділи одного диска мають однаковий розмір блоку, визначений для даного диска в результаті низькорівневого форматування. Однак у результаті високорівневого форматування в різних розділах одного і того ж диска, представлених різними логічними пристроями, можуть бути встановлені файлові системи, в яких визначені кластери відрізняються розмірів.
Операційна система може підтримувати різні статуси розділів, особливим чином відзначаючи розділи, які можуть бути використані для завантаження модулів операційної системи, і розділи, в яких можна встановлювати тільки програми та зберігати файли даних. Один з розділів диска позначається як завант...
