Файловые системы. Понятие раздела. Структура тома.

Том - отформатированный основной раздел или отформатированный логический диск, созданный на дополнительном разделе, которому присвоено имя.

Разбиение диска на разделы

B Ai0AFAAGAAgAAAAhAHwHf/jbAAAABQEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAuAwAAGRycy9kb3ducmV2Lnht bFBLBQYAAAAABAAEAPMAAADADQAAAAA= ">

Логическая структура жесткого диска, состоящая из двух разделов: один основной (первичный) и один дополнительный (расширенный).

 

Загрузка ОС

1. Для загрузки любой ОС на жестком диске необходимо наличие основнойзагрузочной записи
   MBR (Master Boot Record).

Запись располагается в первом секторе жесткого диска. Этот сектор создается при разбиении диска на разделы.

Основная загрузочная запись MBR содержит:

¢ программу Master Boot Code (основной загрузочный код);

¢ сигнатуру диска - уникальное число, позволяющее ОС однозначно определить данный диск;

¢ таблицу разделов.

Master Boot Code – программа, которая выполняет следующие действия:

¢ ищет активный раздел в таблице разделов (активным разделом может быть только основной раздел);

¢ ищет начальный сектор активного раздела –
Boot Sector (загрузочный сектор);

¢ загружает копию загрузочного сектора из активного раздела в память;

¢ передает управление исполняемому коду из загрузочного сектора, который запускает ОС

.

Загрузочный сектор

Boot Sector (BS)

¢ создается при форматировании тома;

¢ располагается в первом секторе каждого тома;

¢ является структурой, обеспечивающей загрузку ОС.

BS содержит исполняемый код (программу), а также данные, которые используются в этой программе (информация о файловой системе данного тома).

 

Таблица разделов

Таблица разделов – это 64-байтовая структура, используемая для определения типа и местоположения разделов на жестком диске.

Содержимое данной структуры унифицировано и не зависит от ОС.

Информация о каждом разделе занимает 16 байт.

Таблица разделов содержит информацию о головках, дорожках и секторах раздела, общее количество секторов в разделе и т. п.

В современных компьютерах используется таблица разделов GUID.

Данная таблица позволяет:

— создавать до 128 разделов на одном диске;

— обеспечивает поддержку томов размером
до 18 Эб;

— допускает наличие основной и резервной таблиц разделов;

— поддерживает уникальные коды дисков и разделов.

Такие диски получили название GPT- диски (формат GUID Partition Table).

Возможно преобразование диска с основной загрузочной записью в диск с таблицей разделов с кодами GUID.

 

Файловая система

Общая структура, определяющая в операционной системе наименование, сохранение и размещение файлов. Различными типами файловых систем являются системы NTFS, FAT и FAT32.

 

Структура тома в файловой системе FAT

Первоначально операционные системы Windows использовали файловую систему FAT16. Начиная с ОС Windows 98 стала использоваться система FAT32.

Для указания номера кластера в файловой системе FAT32 используется
32-разрядное слово, в котором учитываются фактически только 28 разрядов, следовательно, можно иметь до 2²⁸ = 268 435 456 кластеров (с номерами от 0 до 268 435 455).

Номера кластеров соответствуют элементам таблицы размещения файлов.

В файловой системе FAT дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных.

 

BR	RSec	…	FAT1	FAT2	RDir		Каталоги и файлы
Системная область	Область данных

 

Системная область логического диска создается и инициализируется при форматировании, а в последующем обновляется при работе с файловой структурой.

В системную область входят следующие компоненты:

¢ загрузочная запись BR (Boot Record);

¢ зарезервированные секторы ResSec
(Reserved Sectors);

¢ таблицы размещения файлов FAT
(File Allocation Table);

¢ корневой каталог RDir (Root Directory).

Загрузочная запись для диска с FAT32 занимает три сектора. Резервная загрузочная запись располагается, как правило, в секторах 7–9.

Первый сектор загрузочной записи – это Boot Sector.

Загрузочная запись содержит поля со следующей информацией:

¢ размер сектора;

¢ число секторов в кластере;

¢ число секторов на дорожке;

¢ номер кластера для первого кластера корневого каталога;

¢ номер сектора с резервной копией загрузочного сектора и др.

Число зарезервированных секторов, для FAT32 равно 32.

 

Таблица размещения файлов FAT

FAT – это простая таблица, в которой указываются:

¢ непосредственно адресуемые участки логического диска, отведенные для размещения в них файлов или их фрагментов;

¢ свободные области дискового пространства;

¢ дефектные области диска.

Таблица FAT хранится в двух идентичных экземплярах (FAT 1 и FAT 2), второй из которых непосредственно следует за первым.

Обновляются таблицы FAT одновременно.

Если первый экземпляр таблицы FAT по каким-либо причинам окажется испорченным, то произойдет обращение ко второму экземпляру.

 

Каталоги и файлы

Корневой каталог RDir включает описание файлов, их имена, типы, даты создания и изменения, атрибуты, указатель на первый кластер файла.

Область данных логического диска содержит обычные файлы и файлы-каталоги.

Область данных, в отличие от системной области, доступна через пользовательский интерфейс операционной системы.

В файловой системе FAT файлы и папки имеют следующие свойства: имя, дата создания, время создания, размер в байтах.

Полное имя файла состоит из имени и расширения имени или типа файла.

Имя файла может содержать от 0 до 255 символов.

Тип файла отделяется от имени точкой и состоит из трех символов.

Тип файла позволяет идентифицировать файл по назначению или по принадлежности приложению, в котором данный файл был создан.

Примеры типов файлов:

com – исполняемый файл;

exe – исполняемый файл (запускает приложение);

bat – командный файл;

sys – системный файл (часть ОС);

tmp – временный файл, подлежит удалению;

txt – текстовый файл (создан в программе “Блокнот”);

xls – файл создан в MS Excel;

doc – файл создан в MS Word;

bmp – файл создан в Paint;

mdb – файл создан в MS Access.

К свойствам файла относятся также специальные атрибуты, которые обозначаются буквами латинского алфавита. В системе FAT используются следующие атрибуты:

¢ A – архивный (Archive). Установка атрибута означает, что файл резервировался после своего последнего изменения;

¢ H – скрытый (Hidden), т. е. ОС не включает файл в листинг каталога;

¢ S – системный (System), т. е. файл является частью ОС;

¢ R – только для чтения (Read Only). Установка атрибута означает, что файл нельзя изменить или удалить.