Архітектура ЕОМ, комп’ютерні та інформаційні мережі

5. Структура таблиці розміщення файлів на магнітних дисках.
Фізичний та логічний формати магнітних дисків. Коренева директорія.

Таблиця розміщення файлів (FAT – File Allocation Table) містить інформацію про розміщення файлів на диску. Оскільки область даних диску розбито на кластери, то FAT містить інформацію про послідовність кластерів, які необхідно прочитати, щоб зібрати цілий файл з частин-кластерів.

Розглянемо FAT-16. Число 16 вказує на розмір елементів FAT – 16 біт. Для дискет FAT є 12-бітним. Також є FAT-32. Спеціальні помітки кластерів в FAT: 0000 – вільний кластер, nnnn – номер наступного кластера для файлу, FFF7 – невикористовуваний кластер (збійна доріжка), FFFF – останній кластер файлу.

Нехай деякий файл розміщено на кластерах з номерами 2, 3 та 5. Тоді елемент каталогу для цього файлу буде містити (серед інших параметрів) 0002 – номер першого кластеру файлу, а FAT буде виглядати наступним чином:

На фізичному рівні магнітні диски складаються з секторів, що складають доріжки на диску (для дискет, як правило, 9, або 15, або 18 на доріжку), певна кількість яких складає поверхню (для дискет, як правило, їх кількість дорівнює 40 або 80). Поверхонь може бути 1 чи 2 (для дискет) або більше (для вінчестерів). Тобто на фізичному рівні найменшою одиницею адресації диску є сектор, а сама адресація – тривимірна за рахунок тривимірної геометрії дисків (голівка/поверхня - доріжка - сектор на доріжці). Іноді всі сектори диску вишиковують у лінійний порядок.

Фізично жорсткий диск може містити до 4 розділів (Partition). Інформація про структуру диску зберігається в Master Boot Record (MBR) – сектор 1, циліндр 0, голівка 0, – який завантажується за адресою 0:7С00h та виконується при спробі початкового завантаження з вінчестеру. Первинний розділ DOS (Primary DOS Partition) містить 1 логічний диск. Розширений розділ DOS (Extended DOS Partition) може бути розбито на довільну кількість логічних дисків, їх завантажники ніколи не виконуються. Конфігурування диску – розбиття на розділи, вибір активного (тільки на першому фізичному диску) розділу та створення логічних дисків в розширеному DOS-розділі виконується програмою FDISK після Low-Level Format. Далі йде форматування верхнього рівня (логічне).

На логічному рівні структура диску DOS є наступною: перший сектор диску – Boot Record – містить опис структури диску та програму завантаження системи. Структура наступних секторів залежить від типу ОС. DOS-диски містять: декілька копій FAT (File Allocation Table) – таблиць розміщення файлів, кореневий каталог (Root) та безпосередньо область даних. Ця остання частина диску ділиться на кластери (певна кількість секторів), і адресація даних здійснюється не до секторів, а до кластерів, які вишикувані у лінійний порядок і нумеруються, починаючи з 0. Отже, форматування логічного рівня для DOS – це створення Boot, FAT, Root та помітка в FAT дефектних кластерів (тих, що не пройшли верифікацію) – виконується командою FORMAT.

Коренева директорія диску містить інформацію про файли та каталоги, що знаходяться на верхньому рівні деревовидної ієрархії каталогів диску. Кожен запис Root складається з: імені та розширення файлу і його параметрів (довжина в байтах, дата та час створення, номер першого кластеру розміщення вмісту цього файлу на диску, атрибути – архівний, тільки для читання, системний, схований, ознака каталогу, ознака мітки тому). При видаленні файлу перший символ його імені замінюється на символ E5h. Завдяки цьому можливою стає процедура типу UNDELETE. Якщо деякий запис є каталогом (а не файлом), то його вміст повторює структуру кореневого каталогу, додаються тільки два записи - з іменами “.” та “..” – поточний каталог та вихід на попередній рівень структури каталогів.