Список вопросов к дисциплине «Компьютерные информационные технологии»

доцент кафедры Интеллектуальные информационные технологии, к.т.н. Безобразов Сергей Валерьевич (bescase@gmail.com)

1. Методы обнаружения вредоносных программ: реактивная защита.

2. Физическая структура жесткого диска.

3. Логическая структура жесткого диска.

2,3 6.5. Физическая и логическая структура жёстких дисков

Физическая структура жёстких дисков предполагает разбиение диска на рабочие поверхности, дорожки и секторы, номера которых образуют адрес, по которому на диске хранится информация.

Логическая структура жёсткого диска предполагает деление общего дискового пространства на области, каждая из которых хранит специфическую информацию: MBR (Master Boot Record), BR (BootRecord), FAT1 и FAT2, Root Directory и область для данных.

MBR-это главный загрузочный сектор, это первый сектор на диске, с чтения его содержимого начинается работа компьютера при включении или перезагрузке. MBR состоит из двух частей: в первой части записана программа IPL1- Initial Program Loading 1, при выполнении которой компьютер исследует содержимое второй части MBR- таблицу разделов диска Partition Table, в которой указаны номера первого и последнего секторов каждого из разделов диска. Количество разделов может быть от 1 до 4-х, когда диск условно разделён на 4 логических диска. В Partition Table также хранится информация о типе файловой системы раздела и признак того- является раздел загрузочным или нет. Каждый из разделов жёсткого диска содержит сектор BR (Boot Record), две копии File Allocation Table (FAT )- FAT1 и FAT2, корневой каталог Root Directory и область данных.

Сектор BR (Boot Record)- это первый сектор раздела, в котором записана одноимённая программа Boot Record, являющаяся частью операционной системы и предназначенная для запуска на выполнение остальных программ операционной системы, хранящихся на диске. BR имеется во всех разделах жёсткого диска, хотя не все разделы содержат файлы операционной системы, т.е. не все разделы являются "системными".

Таблица FAT (File Allocation Table) – таблица размещения файлов, хранит записи длиной 16 или 32 бита, хранящие информацию о месторасположении кластеров, на которых записан каждый файл. Если FAT повреждается, то компьютер теряет доступ к файлу и на диске появляются "потерянные кластеры"- т.е. секторы с бесполезной информацией, которую невозможно прочесть.

Root Directory- корневой каталог диска, содержит записи с информацией о каждом файле – имя, тип, объём, дата и время создания, атрибут файла (системный, скрытый, только для чтения, архивный) и хранит указатель на первый кластер файла. Корневой каталог является самым «главным» каталогом в разделе диска, все остальные каталоги и файлы располагаются по иерархии ниже его.

Data Area- область для данных- основная область раздела диска, хранит сами файлы.

Физическая и логическая структуры жёсткого диска создаются в процессе форматирования. В отличие от дискет, процесс форматирования жёсткого диска разбит на 2 этапа- низкоуровневое форматирование и форматирование высокого уровня. Низкоуровневое форматирование выполняется один раз на заводе-изготовителе. Форматирование высокого уровня выполняется утилитой Format.exe, хранящейся на загрузочной дискете, либо соответствующими средствами Windows.

6.6. Файловые системы

Файловая система предполагает определённую организацию хранения файлов на диске и порядок обращения к кластерам. На персональных компьютерах используются следующие файловые системы:

 Разновидности файловых систем

Таблица 6.4. 

Название файловой системы	Операционные системы, поддерживающие данные файловые системы
FAT 16	MS-DOS, Windows 3.1-3.11, Windows 95
FAT 32	Windows 95 OSR2, Windows 98, 98SE, ME, NT, 2000, XP
NTFS	Windows NT, 2000, XP, Vista

 Как известно, FAT содержит записи с номерами кластеров, в которых записаны файлы. У файловой системы FAT 16 длина каждой упомянутой записи составляет 16 бит, максимальный объём жёсткого диска- 2 Гб, максимальный размер файла- 2Гб, длина каждого кластера равна 32 Кбайта (64 сектора по 512 байт каждый). Число кластеров на диске- 65536. Уменьшать размер кластеров нельзя- при этом уменьшится максимальный поддерживаемый объём жёсткого диска.

Ограничения FAT 16:

• максимальный объём диска- 2 Гб, если жёсткий диск имеет больший объём, его придётся разбивать на несколько логических устройств;

• объём кластера в 32 Кбайта велик, поэтому FAT 16 нерационально использует дисковое пространство при хранении большого количества коротких файлов. Например, если на жёсткий диск с FAT 16 записать 65536 файлов объёмом 1 байт каждый, то на диске не останется свободного места, он окажется полностью заполненным, хотя полезной информации на нём будет всего 65536 байт. Это происходит потому, что под файлы выделяется целое количество кластеров, и даже если текущий кластер заполнен не полностью, очередной файл будет писаться в следующий кластер.

В настоящее время файловая система FAT 16 полностью устарела и не используется.

Начиная с операционной системы Windows 95 OSR2, стала доступна другая файловая система- FAT 32. Основным отличием данной файловой системы от FAT 16 является 32-битовая таблица размещения файлов, что позволило уменьшить размер кластера и добиться поддержки больших по объему разделов, а также дало возможность содержать в одном разделе свыше 65 тыс. файлов.

Характеристики FAT 32: максимальный объём диска при минимальном размере кластера (4 Кбайта) составляет 8.4 Гб, а при новом расширении интерфейса BIOS- до 137 Гб. Максимальный размер файла – 4 Гб.

С появлением операционных систем Windows 2000 и Windows XP всё популярнее становится файловая система NTFS. Основные её отличия от FAT 16 и FAT 32- неограниченный размер файла и возможность управлять доступом к файлам и каталогам. FAT 32 эффективно работает при небольшом количестве файлов в каталоге (десятки, сотни). Когда число файлов превышает тысячу, преимущество переходит файловой системе NTFS, у которой более продумана система поиска файлов, хотя требуется больше ресурсов от компьютера- в частности, объём оперативной памяти желателен не менее 128 Мб.

4. Классы вредоносных программ: файловые вирусы.

Файловые вирусы (File infector) — это вирусы паразиты, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое исполняемых файлов, при этом файлы атакованные вирусом, в большенстве случаев полностью или частично теряют работоспособность. Эти вирусы активизируются при каждом запуске заражённого исполняемого файла.