Файлова структура диска

Інформатика, програмування

Архангельський державний університет

Котласький філія очне відділення

Факультет: технічний
Спеціальність: ПГС

Курсова робота

Дисципліна: інформатика < br> Тема: Фаіловая Структура Диска

Виконала студентка 1 курсу

Гр С-12

Жубрева Ольга

Олександрівна

Перевірив:

Котлас

2002

Зміст.

Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 3

§ 1 Поняття файлової системи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .4

§ 2 Файлова система MS-DOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .14

§ 3 Файлова система Windows 95. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 16

§ 4 Файлова система Windows NT. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .18

Висновок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Вступ.

У методичному посібнику розкрито сутність поняття "файлова система", яке є одним з найважливіших понять в курсі "Програмнезабезпечення ЕОМ ", а також представлена структура файлових систем такихопераційних систем, як MS-DOS, Windows 95, Windows NT.

Спробою досягти цієї мети і визначається структура цьогопосібники: теми матеріал розбитий на 4 основні частини (частини представлені ввигляді параграфоф), кожна з частин також у міру необхідності розбита надрібніші детальні частини.

3
§ 1 Поняття файлової системи.

1.1. Визначення файлової системи.

Файл (англійською File) - папка, швидкозшивач.

Файл - це пойменована область пам'яті на будь-якому фізичному

носії, призначена для зберігання інформації.

Сукупність засобів операційної системи, що забезпечують доступ доінформації, на зовнішніх носіях називається системою управління файлами, або файловою системою.

Файлова система (file system) - функціональна частина операційноїсистеми, яка відповідає за обмін даними з зовнішніми запам'ятовуючимипристроями.

ОРГАНІЗАЦІЯ Доступ до файлу

Структура каталогу

Сподіваємося, що ви добре уявляєте собі організацію зберігання книг вбібліотеці і відповідно процедуру пошуку потрібної книги з її шифру зкаталогу. Перенесіть своє уявлення про це на спосіб зберігання файлівна диску і організацію до нього доступу.

Доступ - процедура встановлення зв'язку з пам'яттю і розміщеним у ній файломдля запису та читання даних.

Назва логічного диска, що стоїть перед ім'ям файлу в специфікації,вказує логічний диск, на якому слід шукати файл. На цьому ж дискуорганізований каталог, в якому зберігаються повні імена файлів, а також їххарактеристики: дата і час створення;обсяг (у байтах); спеціальні атрибути. За аналогією з бібліотечною системоюорганізації каталогів повне ім'я файлу, зареєстроване в каталозі,буде служити шифром, за яким операційна система знаходитьмісце розташування файла на диску.

Каталог - довідник файлів із зазначенням місця розташування на диску.

Розрізняють два стани каталогу - поточний (активний) і пасивне. MS
DOS пам'ятає поточний каталог на кожному логічному диску.

Поточний (активний) каталог - каталог, в якому робота користувачавиробляється в поточне машинний час.
Пасивний каталог - каталог, з яким у цей момент часу не єзв'язку.

В операційній системі MS DOS прийнята і ер ар хіческая с т рук т ур а
(рис. 9.1) організації каталогів. На кожному диску завжди єєдиний головний (кореневий) каталог. Він знаходиться на 0-му рівніієрархічної структури і позначається символом "". Кореневий каталогстворюється під час форматування (ініціалізації, розмітці) диска, маєобмежений розмір і не може бути знищено засобами DOS. У головнукаталог можуть входити інші каталоги і файли, які створюються командамиопераційної системи і можуть бути видалені відповідними командами.

Рис. 9.1. Ієрархічна структура організації каталозі

Батьківський каталог - каталог, що має підкаталоги. Підкаталог

- каталог, який входить в інший каталог.

Таким чином, будь-який каталог, що містить каталоги нижнього рівня, можебути, з одного боку, по відношенню до них батьківським, а з іншого боку,підлеглим по відношенню до каталогу верхнього рівня. Як правило, якщо цене викликає плутанини, вживають термін "каталог", маючи на увазі абопідкаталог, або батьківський каталог залежно від контексту.
Каталоги на дисках організовані як системні файли. Єдиневиняток - кореневий каталог, для якого відведено фіксоване місце надиск. Доступ до каталогів можна отримати, як до звичайного файлу.

Примітка. У структурі каталогів можуть перебувати каталоги, немістять жодного файлу або підкаталогу. Такі підкаталоги Правиланайменування підкаталогів такі ж, як і правила найменування файлів (див.підрозділ. 9.1). Для формального відмінності від файлів звичайно підкаталогуприсвоюють тільки імена, хоча можна додати і тип за тими ж правилами, щоі для файлів.

Доступ до вмісту файлу організований з головного каталогу, через ланцюжок супідрядних каталогів (підкаталогів) я-го рівня. У каталозі будь-якого рівня можуть зберігатися записи як про файли, так і про каталоги нижнього рівня. називаються порожніми.

На рис. 9.2 приведена найпростіша структура каталогу, де в головному каталозі 0-го рівня зберігаються тільки записи про файли, каталогів нижнього рівня не існує

На рис . 9.3 наведена ієрархічна структура каталогу, де в каталогахбудь-якого рівня зберігаються записи про файли та каталоги нижнього рівня. Причомуперехід до каталогу нижнього рівня може бути організований тількипослідовно через супідрядні каталоги.

Рис. 9.2. Найпростіша структура каталогу, в якому відсутні каталоги нижнього рівня

Рис. 93, .. Типова структура каталогу, що складається з каталогів нижнього рівня: при позначенні каталогу нижнього рівня використовуються три цифри: перша цифра позначає номер рівня; друга - порядковий номер цього каталогу на даному рівні, третій вказує, на якому рівні зареєстровано його ім'я. Кожен каталог має ім'я КАТ з індексами.
Наприклад, КАТ342 - ім'я каталогу третього рівня, який зареєстрований в каталозі другого рівня під номером 4

Не можна перейти з головного каталогу відразу в каталог, наприклад 5-го рівня .
Потрібно обов'язково пройти через усі попередні каталоги вищого рівня.

Описаний вище принцип організації доступу до файлу через каталогє основою файлової системи.

Файлова система - частина операційної системи, яка керує розміщенням ідоступом до файлів і каталогів на диску.
З поняттям файлової системи тісно пов'язане поняття файлової структури диска,під якою розуміють, як розміщуються на диску: головний каталог,підкаталоги, файли, операційна система, а також які для них виділеніобсяги секторів, кластерів, доріжок.
Правила формування файлової структури диска. При формуванні файловоїструктури диска операційна система MS DOS дотримується ряд правил:
• файл або каталог можуть бути зареєстровані за одним і тим же ім'ям в різних каталогах, але в одному і тому ж каталозі тільки один раз;
• порядок проходження імен файлів і підкаталогів в батьківському каталозі довільний;
• файл може бути розбитий на кілька частин, для яких виділяються ділянки дискового простору однакового обсягу на різних доріжках і секторах.

Шлях і запрошення
З рис. 9.1 - 9.3 видно, що доступ до файлу здійснюється через каталогзавдяки зареєстрованому в ньому імені даного файлу. Якщо каталог маєієрархічну структуру, то доступ до файлу операційна система організовуєзалежно від положення підкаталогу, в якому зареєстроване ім'яшуканого файлу.

Доступ до файлу можна організувати таким чином:
• якщо назва файлу зареєстровано в поточному каталозі, то достатньо для доступу до файлу вказати тільки його ім'я;
• якщо назва файлу зареєстровано в пасивному каталозі, то, перебуваючи в поточному каталозі, ви повинні вказати шлях, тобто ланцюжок супідрядних каталогів, через які слід організувати доступ до файлу.

7
Шлях - ланцюжок супідрядних каталогів, яку необхідно пройти поієрархічною структурою до каталогу, де зареєстрований шуканий файл. Призавданні шляху імена каталогів записуються в порядку проходження і відокремлюютьсяодин від одного символом.

Взаємодія користувача з операційною системою здійснюється здопомогою командного рядка, індіціруемой на екрані дисплея. На початкукомандного рядка завжди є запрошення, яке закінчується символом
>. У запрошенні може бути відображено: ім'я поточного диска, ім'я поточногокаталогу, поточний час і дата, шлях, символи-роздільники.

Запрошення операційної системи - індикація на екрані дисплея інформації,що означає готовність операційної системи до введення команд користувача.

Приклад 9.8.

А:

Поточним дисководом є дисковод з гнучким диском А , поточним каталогом - головний, на що вказує символ.

С: КАТ1КАТ2

Поточним диском є жорсткий диск С. Поточним каталогом - каталог другого рівня КАТ2, входить до каталогу першого рівня

КАТ1, який, у свою чергу, зареєстрований в головному каталозі.
Можливі три варіанти організації шляху доступу до файлу в залежності відмісця його реєстрації:

. файл знаходиться в поточному каталозі (шлях відсутній). При організації доступу до файлу достатньо вказати його повне ім'я;

. файл знаходиться в пасивному каталозі одного з нижніх рівнів, підлеглого поточному каталогу. При організації доступу до файлу необхідно вказати шлях, в якому перераховані всі імена каталогів нижнього рівня, що лежать на цьому шляху (включаючи каталог, в якому зареєстрований даний файл); файл знаходиться в пасивному каталозі на іншій гілці по відношенню до місцезнаходженням поточного каталогу ієрархічної структури. При організації доступу до файлу необхідно вказати шлях, починаючи з головного каталогу, тобто з символу. Це пояснюється тим, що в ієрархічній структурі рух можливий тільки по вертикалі зверху-вниз

. . Горизонтальні переходи з каталогу в каталог недопустіми.В нижченаведених прикладах ілюструються можливі варіанти шляху.

Приклад 9.9.

Умова: файл F1.TXT зареєстрований в поточному каталозі 1-го рівня К1жорсткого диска С. Тому на екрані індикується запрошення З: К1

Пояснення: в цьому випадку шлях відсутній, і для доступу до файлу достатньовказати тільки його повне ім'я F1.TXT

Приклад 9.10.

Умова: файл F1.TXT зареєстрований в каталозі 2-го рівня К2 жорсткогодиска С. Поточний каталог - К1. Тому на екрані індикується запрошення
С: К1

Пояснення: в цьому випадку шлях буде починатися від каталозі

К1 вниз через підпорядкований йому каталог К2. Тому перед повним ім'ям файлу вказується шлях від поточного каталогу К2

F1.TXT

Познайомившись з поняттям шляху, повернемося до введеного в підрозділ. 9.1поняттю специфікації файлу. Існує скорочена специфікація файла іповна специфікація файлу, в освіті якій бере участь шлях. На рис.
9.4 показані варіанти правила утворення специфікації файлу.

Рис. 9.4. Формати специфікацій (у [] зазначено необов'язковий параметр)

Приклад 9.12. Скорочена форма специфікації файлу C: KIT.BAS

Файл з програмою на Бейсіку KIT.BAS знаходиться в головному каталозі жорсткого диска.

Повна форма специфікації файлу

З : КАТ1КАТ2ВООК1.ТХТ

Текстовий файл ВООК1.ТХТ зареєстрований в каталозі другого рівня КАТ2 жорсткого диска С.

Структура записів у каталозі

Тепер вас чекає знайомство зі структурою що зберігаються в каталозі записівз відомостями про файли і підкаталогах нижнього рівня.

Запис про фото в каталозі містить ім'я і тип файлу, об'єм файлу вбайтах, дату створення, час створення і ще ряд параметрів, необхіднихопераційну систему для організації доступу.
Запис про підкаталозі нижнього рівня в батьківському каталозі містить йогоім'я, ознака, дату і час створення.
Розглянемо можливі варіанти вмісту каталогу. 1-й варіант. У каталозізберігаються тільки записи про файли (рис. 9.5). Перед записами про файлививодиться повідомлення про назву каталогу. У даному випадку - це головнийкаталог гнучкого диска А. Наприкінці вмісту каталогу виводиться повідомлення прокількості файлів, що зберігаються на диску, і про вільному просторі диска вбайтах. Наприклад, у що наводиться вище каталозі виводиться повідомлення:

4 file (s) 359560 bytes free

Кількість файлів на диску. Об'єм вільного простору диска, байт2-й варіант.

У каталозі зберігаються тільки записи про каталоги нижнього рівня (рис. 9.6).

Рис. 9.7. У головному каталозі зберігаються файли та підкаталоги
Наприкінці каталогу, як і в попередньому випадку, ви побачите аналогічнурозглянутої вище запис про обсяг вільного простору на диску.
3-й варіант.В каталозі зберігаються записи як про файли, так і про каталогинижнього рівня (рис. 9.7). З цієї структури видно, що в даному каталозіє 3 файла і 2 каталогу нижнього рівня BASIC і LEXICON. На дискувільного простору 2,6575 Мбайт.

Розглянуті вище три варіанти представлення каталогів відображають вмістголовного каталогу. Структура каталогів, починаючи з 1-го рівня і нижче,ідентична і відрізняється від головного тільки тим, що перед записами про файлиі каталогах нижнього рівня поміщаються два записи з трьома крапками (рис. 9.8).
Точки, які ви бачите спочатку, означають, що на екран викликано вмістпідкаталогу (каталогу 1-го рівня) KNIGA, який містить два текстовихфайлу SVET і TON.

| Directory of C: KNIGA | | |
| | 11-12-90 | 09:40 |
| | 10-10-91 | 08:30 |
| svet txt 55700 | 04-04-90 | 10:05 |
| ton txt 60300 | 03-05-91 | 11:20 |
| 2 files 912348 bytes free | | |
| Рис. 9.8. Структура записів у підкаталозі |

1.2. Файлова система FAT.

операційними системами Windows використовується, розроблена ще для
DOS файлова система FAT, в якій для кожного розділу та томи DOS єзавантажувальний сектор, а кожний розділ DOS містить дві копії таблицірозміщення файлів (file allocation table - FAT).

FAT є матрицею, яка встановлює співвідношенняміж файлами і теками розділу і їх фізичним місцем розташування на жорсткомудиск.

Перед кожним розділом жорсткого диска послідовно розташовані двакопії FAT. Подібно завантажувальним секторах, FAT розташовується за межамиобласті диска, видимої для файлової системи.

При записі на диск файли не обов'язково займають простір,еквівалентну їхнім розміром. Зазвичай файли розбиваються на кластерипевного розміру, які можуть бути розкидані по всьому розділу.

В результаті таблиця FAT являє собою не список файлів і їхмісця розташування, а список кластерів розділу і їх вмісту, а в кінцікожного опису міститься посилання на наступний займаний файлом кластер.

Елементи таблиці FAT представляють собою 12 -, 16 - і 32-бітовішестнадцатьрічние числа, розмір яких визначається програмою FDISK, азначення безпосередньо створюється програмою FORMAT.

Всі гнучкі диски, а також жорсткі диски розміром до 16 Мбайтвикористовують в FAT 12-бітові елементи. Жорсткі і знімні диски, що маютьрозмір від 16 Мбайт і більше, звичайно використовують 16-бітові елементи.

Файлова система FAT використовувалася у всіх версіях MS-DOS і в першудвох випусках OS/2 (версії 1.0 і 1.1). Кожний логічний тому маввласний FAT, який виконував дві функції: містив інформаціюрозподілу для кожного файлу в томі у формі списку зв'язків модуліврозподілу (кластерів) і вказував, які модулі розподілу вільні.

Коли таблиця FAT була винайдена, це було чудове рішення дляуправління дисковим простором, головним чином тому що гнучкі диски,на яких вона використовувалася, рідко були розміром більше, ніж кілька Mb.

FAT була досить мала, щоб перебувати в пам'яті постійно,дозволяла забезпечувати дуже швидкий довільний доступ до будь-якої частинибудь-якого файлу.

Коли FAT була застосована на жорстких дисках, вона стала дуже великоюдля резидентного знаходження в пам'яті і погіршувала продуктивність системи.

Крім того, так як інформація щодо вільного дисковогопростору рассредотачівалась "впоперек" великої кількості секторів FAT,вона була непрактична при розподілі файлового простору, іфрагментація файлів виявилася перешкодою високої ефективності.

Крім того, використання щодо великих кластерів на жорсткихдисках призвело до великої кількості невикористаних ділянок, так як всередньому для кожного файлу половина кластеру була витрачена даремно.

Протягом декількох років Microsoft і IBM робили спробу продовжитижиття файлової системи FAT завдяки зняття обмежень на розміри томи,поліпшенню Стратегія розподілу, кешування імен шляху, і переміщень?? іютаблиць і буферів у розширену пам'ять. Але вони можуть розцінюватися тількияк тимчасові заходи, тому що файлова система просто не підходила довеликим пристроїв довільного доступу.

§ 2 Файлова система операційної системи MS-DOS.

Одне з понять файлової системи MS DOS - логічний диск.

Логічні диски:

У деякому наближенні можна вважати, що, "з точки зору" MS-
DOS, кожен логічний диск це окремий магнітний диск. Кожний логічнийдиск має своє унікальне ім'я. Як ім'я логічного дискавикористовуються букви англійського алфавіту від A до Z (включно).
Кількість логічних дисків, таким чином, не більше 26.

Літери A і B - відведені строго під наявні в IBM PC флоппі-диски (
FDD).

Починаючи з букви C, іменуються логічні диски (розділи) HDD (вінчестер).

На малюнках дано зображення логічного диска.

У випадку, якщо даний IBM PC має тільки один FDD, буква B пропускається
(рис.2)

Тільки логічні диски A і C можуть бути системними. Файловаструктура логічного диска:

Щоб звернутися до інформації на диску (що знаходиться у файлі), требазнати фізичну адресу першого сектора, (Nповерхності + Nдорожкі + Nсектора),загальна кількість кластерів, займане даним файлом, адреса наступногокластеру, якщо розмір файлу більше, ніж розмір одного кластеру і т.д. Всіце дуже туманно, важко і не потрібно.

MS DOS позбавляє користувача від такої роботи і веде її сама. Длязабезпечення доступу до файлів - файлова система MS DOS організовує іпідтримує на логічному диску певну файлову структуру.

Елементи файлової структури:
- стартовий сектор (сектор початкового завантаження, Boot-сектор),
- область даних ( , що залишився вільним дисковий простір)
Ці елементи створюються спеціальними програмами (в середовищі MS DOS) в процесіініціалізації диска.

Стартовий сектор (сектор початкового завантаження, Boot-сектор):

Тут записана інформація, необхідна MS DOS для роботи з диском:
- ідентифікатор OS (якщо диск системний),
- розмір сектора диска,
- кількість секторів в кластері,
- кількість резервних секторів на початку диску,
- кількість копій FAT на диску (стандарт - два),
-- кількість елементів у каталозі,
- кількість секторів на диску,
- тип формату диска,
- кількість секторів в FAT,
- кількість секторів на доріжку,
- кількість поверхонь,
- блок початкового завантаження OS,

За стартовим сектором розташовується FAT.

FAT (таблиця розміщення файлів):

Область даних диска (див. вище) представлена в MS DOS як послідовно -вательность пронумерованих кластерів.

FAT - це масив елементів, що адресують кластери області даних диска.

Кожному кластеру області даних відповідає один елемент FAT.
Елементи FAT служать в якості ланцюжка посилань на кластери файлу в областіданих.

FAT - вкрай важливий елемент файлової структури.Нарушенія в FAT можутьпризвести до повної або часткової втрати інформації на всьому логічному диску.
Саме тому, на диску зберігається дві копії FAT. Існують спец.программи,які контролюють стан FAT і виправляють порушення.

Кореневий каталог:

Це певна область диска, що створюється в процесі ініціалізації

(форматування) диска, де міститься інформація про файлах і каталогах,що зберігаються на диску.

Кореневий Каталог завжди існує на відформатованому диск. Наодному диску завжди буває тільки один кореневий каталог. Розмір кореневогокаталогу для даного диска - величина фіксована, тому максимальнекількість "прив'язаних" до нього файлів і інших (дочірніх) каталогів
(Підкаталогів) - чітко визначений.

Отже, підсумовуючи все вище сказане, можна зробити висновок MS-DOS - 16 --розрядна операційна система, що працює в реальному режимі процесора.

§ 4 Файлова система операційної системи Windows 95.

4.1 . Передісторія створення FAT 32.

У сфері персональних комп'ютерів в 1987 р. виникла криза.
Можливості файлової системи FAT, розробленої фірмою Microsoft за десятьроків до цього для інтерпретатора Standalone Disk Basic і пізнішепристосованої для операційної системи DOS, були вичерпані. FATпризначалася для жорстких дисків місткістю не більше 32 Мбайт, а нові НЖМДбільшої ємності виявлялися зовсім марними для користувачів PC.
Деякі незалежні постачальники пропонували власні способи вирішенняцієї проблеми, проте лише з появою DOS 4.0 ця криза була подолана --на деякий час.

Значні зміни структури файлової системи в DOS 4.0дозволили операційній системі працювати з дисками ємністю до 128 Мбайт; звнесенням у подальшому незначних доповнень цю межу було піднято до
2 Гбайт. У той час здавалося, що такий обсяг пам'яті перевищує будь-якімислимі потреби. Однак якщо історія персональних комп'ютерів чогосьі навчила, то саме тому, що ємність, "превишающа будь-які мислиміпотреби ", дуже швидко становітсяя" майже недостатньою для серйознихробіт ". Дійсно, в даний час у продажі імеютс жорсткі дискиємністю, як правило, 2,5 Гбайт і вище, а колись дуже високий іщо визволив нас від обмежень стеля в 2 Гбайт перетворився на ще однеперешкода, яка належить подолати.

4.2. Опис FAT 32.

Для систем Windows 95 фірма Microsoft розробила нове розширеннясистеми FAT - FAT32, без будь-яких гучних заяв передбачене впакеті OEM Service Pack 2.

Система FAT32 встановлюється тільки в нових PC, і не розраховуйтеотримати її при переході до нової версії Windows 95, хоча, за твердженням
Microsoft, це розширення стане складовою частиною основного пакета длямодернізації Windows

4.2.1. Області диска

Ця файлова система передбачає низку спеціальних областей надиску, виділених для організації простору диска в процесі йогоформатування - головний запис завантаження, таблицю розбиття диска, записзавантаження, таблицю розміщення файлів (від якої система FAT і отримала своюназва) і кореневий каталог.

На фізичному рівні простір диска розбивається на 512-байтобласті, які називаються секторами. У системі FAT місце для файлів виділяєтьсяблоками, які складаються з цілого числа секторів і іменуються кластерами.
Число секторів в кластері має бути кратно ступеня двійки. У Microsoftназивають ці кластери одиницями виділення пам'яті (allocation unit), а взвіті SCANDISK вказується їх розмір, наприклад "16 384 байт в кожнійодиниці виділення пам'яті ".

4.2.2. Ланцюжок FAT

FAT являє собою базу даних, що зв'язує кластери дисковогопростору з файлами. У цій базі для кожного кластеру передбачаєтьсятільки один елемент. Перші два елементи містять інформацію про самусистемі FAT. Третій і наступні елементи ставляться у відповідністькластерів дискового простору, починаючи з першого кластеру, відведеногодля файлів. Елементи FAT можуть містити кілька спеціальних значень,вказують, що

. кластер вільний, тобто не використаний ні одним файлом;

. кластер містить один або кілька секторів з фізичними вадами і не повинен використовуватися;

. даний кластер - останній кластер файлу.

Для будь-якого використовуваного файлом, але не останнього кластера елемент
FAT містить номер наступного кластера, зайнятого файлом.

Кожен каталог - незалежно кореневої або підкаталог - такожявляє собою базу даних. У каталозі DOS для кожного файлупередбачена одна головна запис (У середовищі Windows 95 для довгих іменфайлів введені додаткові записи). На відміну від FAT, де кожен елементскладається з єдиного поля, записи для файлу в каталозі складаються здекількох полів. Деякі поля - ім'я, розширення, розмір, дата і час --можуть бути виведені на екран за командою DIR. Але в системі FAT передбаченополе, яке не отображаетс командою DIR, - поле з номером першимкластеру, відведеного під файл.

Коли програма надсилає запит до операційної системи, звимогою надати їй вміст якогось файлу ОС переглядаєзапис каталозі дл нього, щоб знайти перший кластер цього файлу. Потім воназвертається до елемента FAT для даного кластера, щоб знайти наступнийкластер в ланцюжку. Повторюючи цей процес, поки не виявить останнійкластер файлу, ОС точно визначає, які кластери належать даномуфайлу і в якій Последования. Таким шляхом система може надатипрограмі будь-яку частину запитуваної нею файлу. Такий спосіб організаціїфайлу носить назва ланцюжка FAT.

У системі FAT файлів завжди виділяється ціле число кластерів. На 1,2 -
Гбайт свій диск з 32-Кбайт кластерами в каталозі може бути зазначено,що розмір текстового файлу, який містить слова "hello, world", становитьусього 12 байт, але насправді цей файл займає 32 Кбайт дисковогопростору. Невикористана частина кластеру називається втраченими місцем
(slack). У невеликих файлах майже весь кластер може бути втрачениммісцем, а в середньому втрати складають половину розміру кластера.

На 850-Мбайт свій диск з 16-Кбайт кластерами при середньому розміріфайлів порядку 50 Кбайт близько 16% відведеного під файли дисковогопростору буде втрачено на невживані, але виділені файлівобласті.

Один із способів вивільнення простору на диску - за допомогоюпрограм стиснення диска, наприклад DriveSpace, яка виділяє "втраченімісця "для використання іншими файлами.

4.2.3. Інші зміни в FAT32

Щоб забезпечити можливість роботи із зростанням числа кластерів, взапису каталогу для кожного файлу повинна виділятися 4 байт для початковогокластеру файлу (замість 2 байт в системі FAT16). Традиційно кожний запис укаталозі складається з 32 байт (рис. 1). У середині цього запису 10 байт НЕвикористовуються (байти з 12-го по 21-й), які Microsoft зарезервувала длсвоїх власних потреб у майбутньому. Два з них тепер відводяться якдодаткові байти, необхідні дл вказівки початкового кластера в системі
FAT32.

Операційна система завжди передбачала наявність на диску двохпримірників FAT, але використовувався тільки один з них. З переходом до FAT32операційна система може працювати з будь-якою з цих копій. Ще однезміна полягає в тому, що кореневий каталог, раніше мав фіксованийрозмір і строго певне місце на диску, тепер можна вільнонарощувати в міру необхідності подібно підкаталогу. Тепер не існуєобмежень на кількість записів у кореневому каталозі. Це особливо важливо,оскільки під кожне довге ім'я файлу використовується декілька записівкаталогу.

Поєднання переміщуваного кореневого каталогу і можливостівикористання обох копій FAT - непогані передумови для безперешкодногодинамічної зміни розмірів розділів диска, наприклад "Оптимізації розділуз метою вивільнення місця для іншої операційної системи. Цей новийпідхід менш небезпечний, ніж застосовувалися у програмах незалежних постачальниківдля переформатування диску при роботі з FAT16.

З усього вище сказаного можна зробити висновок:

MS-DOS була чисто 16-розрядної операційною системою і працювала вреальному режимі процесора. У версіях Windows 3.1 частина коду була 16 --розрядної, а частина - 32-розрядної. Windows 3.0 підтримувала реальний режимроботи процесора, при розробці версії 3.1 було вирішено відмовитися від йогопідтримки.

Windows 95 є 32-розрядної операційною системою, якапрацює тільки в захищеному режимі процесора. Ядро, що включає управлінняпам'яттю і диспетчеризацію процесів, містить лише 32-розрядний код. Цезменшує витрати і прискорює роботу. Тільки деякі модулі мають 16 --розрядний код для сумісності з режимом MS-DOS. Windows 95 32-розряднийкод використовується скрізь, де тільки можливо, що дозволяє забезпечитипідвищену надійність і відмовостійкість системи. Крім цього, длясумісності з застарілими додатками і драйверами використовується і 16 --розрядний код.

§ 5 Файлова система операційної системи Windows NT.

5.1. Короткий опис операційної системи Windows NT.

На даний момент світова комп'ютерна індустрія розвивається дужестрімко. Продуктивність систем зростає, а отжезростають можливості обробки великих обсягів даних.

Операційні системи класу MS-DOS вже не справляються з такимпотоком даних і не можуть цілком використовувати ресурси сучаснихкомп'ютерів. Тому останнім часом відбувається перехід на більш потужні інайбільш досконалі операційні системи класу UNIX, прикладом яких іє Windows NT, випущена корпорацією Microsoft

Коли користувач вперше бачить операційну систему Microsoft
Windows NT, йому в очі впадає виразне зовнішню схожість зулюбленим інтерфейсом системи Windows 3. +. Однак це видиму подібністьє лише незначною частиною Windows NT.

Windows NT є 32-ух розрядної операційною системою зпріоритетною багатозадачністю. В якості фундаментальних компонентівдо складу операційної системи входять засоби забезпечення безпеки і

розвинений мережевий сервіс.

Windows NT також забезпечує сумісність з багатьма іншимиопераційними та файловими системами, а також з мережами.

Як показано на наступному малюнку, Windows NT представляє з себе

модульну (більш досконалу, ніж монолітна) операційну систему, якаскладається з окремих взаємопов'язаних відносно простих модулів.

Основними модулями Windows NT є (перелічені в порядкупрямування від нижнього рівня архітектури до верхнього): рівеньапаратних абстракцій HAL (Hardware Abstraction Layer), ядро (Kernel),виконуюча система (Executive), захищені підсистеми (protectedsubsystems) і підсистеми середовища (environment subsystems).

Модульна структура Windows NT

5.2. Файлова система Windows NT.

Коли Windows NT вперше вийшла в світ, в ній була передбаченапідтримка трьох файлових систем. Це таблиця розміщення файлів (FAT),забезпечувала сумісність з MS-DOS, файлова система підвищеноїпродуктивності (HPFS), що забезпечувала сумісність з LAN Manager, інова файлова система, що носила назву файлової системи нових технологій
(NTFS).

NTFS володіла рядом переваг в порівнянні з використалися натой момент для більшості файлових серверів файловими системами.

Для забезпечення цілісності даних в NTFS є журнал транзакцій.
Подібний підхід не виключає ймовірності втрати інформації, однак,значно збільшує ймовірність того, що доступ до файлової системибуде можливий навіть в тому випадку, якщо буде порушена цілісність системисервера. Це стає можливим при використанні журналу транзакцій длявідстеження незавершених спроб запису на диск при подальшому завантаженні
Windows NT. Журнал транзакцій також використовується для перевірки диска нанаявність помилок замість перевірки кожного файлу, у випадку використаннятаблиці розміщення файлів.

Одним з основних переваг NTFS є безпека. NTFSнадає можливість вносити записи контролю доступу (Access Control
Entries, ACE) до списку контролю доступу (Access Control List, ACL). ACEмістить ідентифікаційне ім'я групи або користувача і маркер доступу,який може бути використаний для обмеження доступу до певногокаталогу або файлу. Цей доступ може припускати можливість читання,запису, видалення, виконання і навіть володіння файлами.

З іншого боку, ACL являє собою контейнер, що містить однуабо більше записів ACE. Це дозволяє обмежити доступ окремихкористувачів або груп користувачів до певних каталогів або файлів умережі.

Крім того NTFS підтримує роботу з довгими іменами, які маютьдовжину до 255 символів і містять великі і малі літери в будь-якійпослідовності. Однією з головних характеристик NTFS єавтоматичне створення еквівалентних імен, сумісних з MS-DOS.

Також NTFS має функцію стиснення, вперше з'явилася в NT версії
3.51. Вона забезпечує можливість стиснення будь-якого файлу, каталогу або диска
NTFS. На відміну від програм стиснення MS-DOS, що створюють віртуальний диск,що має вигляд прихованого файлу і стискаються всі дані на цьому диску,
Windows NT використовує додатковий рівень файлової підсистеми для стисненняі розущільнення необхідних файлів без створення віртуального диска. Цевиявляється корисним при стисканні або певної частини диска (наприклад,користувальницького каталогу), або файлів, що мають певний тип
(наприклад, графічних файлів). Єдиним недоліком стиснення NTFSє невисокий, у порівнянні зі схемами стиснення MS-DOS, рівенькомпресії. Зате NTFS відрізняється більш високою надійністю іпродуктивністю.

Отже, із усього вищесказаного можна зробити висновок:

Щоб бути спільної з різними операційними системами, Windows
NT містить файлову систему FAT 32. Крім цього, Windows NT містить своювласну?? айловую систему NTFS, яка не сумісна з FAT 16. Данафайлова система має ряд переваг в порівнянні з FAT, а такожвідрізняється більш високою надійністю і продуктивністю.

Висновок.

MS-DOS - 16-розрядна операційна система, що працює в реальномурежимі процесора. У версіях Windows 3.1 частина коду - 16-розрядна, а частина
- 32-розрядна. Windows 3.0 підтримувала реальний режим роботи процесора,при розробці версії 3.1 було вирішено відмовитися від його підтримки.

Windows 95 є 32-розрядної операційною системою, якапрацює тільки в захищеному режимі процесора. Ядро, що включає управлінняпам'яттю і диспетчеризацію процесів, містить лише 32-розрядний код. Цезменшує витрати і прискорює роботу. Тільки деякі модулі мають 16 --розрядний код для сумісності з режимом MS-DOS. У Windows 95 32-розряднийкод використовується скрізь, де тільки можливо, що дозволяє забезпечитипідвищену надійність і відмовостійкість системи. Крім цього, длясумісності з застарілими додатками і драйверами використовується і 16 --розрядний код.

Система Windows NT не є подальшим розвитком ранішеіснуючих продуктів. Її архітектура створювалася з нуля з урахуваннямщо пред'являються до сучасної операційній системі вимог. Прагнучизабезпечити сумісність (compatible) нової операційної системи,розробники Windows NT зберегли звичний інтерфеіс Windows і реалізувалипідтримку існуючих файлових систем (таких, як FAT) і різнихдодатків (написаних для MS - Dos, Windows 3.x). Розробники такожвключили до складу Windows NT засоби роботи з різними мережевимизасобами.

Надійність і відмовостійкість (reliability and robustness)забезпечують архітектурними особливостями, які захищають прикладніпрограми від ушкодження один одним і операційною системою. Windows NTвикористовує відмовостійку структуровану обробку особливих ситуацій навсіх архітектурних рівнях, яка включає відновлювану файловусистему NTFS і забезпечує захист за допомогою вбудованої системибезпеки і вдосконалених методів управління пам'яттю.

-----------------------< br>