Вопрос 12. Общая модель файловой системы. Файловая система – часть ос, предназначение которой – обеспечение пользовательского интерфейса для работы с файлами, находящимися на диске. Включает:

Совокупность всех данных на диске; Набор структур данных, использующихся для управления файлами; Совокупность систем, управления средствами, реализация управления файлами.

Самый нижний уровень – физический. Далее логический, ещё выше уровень проверки прав доступа, затем базовый. Самый высокий уровень – символьный.

На символьном уровне по символьному уровню файла определяется его уникальное имя. На базовом уровне определяется характеристика (права доступа, размер, местонахождение).Уровень проверки прав доступа определяет, что хочет сделать пользователь. Имена файлов. Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так в популярной фай­ловой системе FAT длина имен ограничивается известной: 8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени, а в ОС UNIX имя не может содержать более 14 символов. Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа. При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена.

Логическая организация файла. Программист имеет дело с логической организацией файла, представляя файл в виде определенным образом организованных логических записей. Логическая запись - это наименьший элемент данных, которым может оперировать программист при обмене с внешним устройством. Даже если физический обмен с устройством осуществляется большими единицами, операционная система обес­печивает программисту доступ к отдельной логической записи. Физическая организация и адрес файла. Физическая организация файла описывает правила расположения файла на устройстве внешней памяти, в частности на диске. Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с оперативной памятью. Непрерывное размещение - простейший вариант физической организации, при котором файлу предоставляется последовательность блоков диска, образующих единый сплошной участок дисковой памяти. Для задания адреса файла в этом случае достаточно указать только номер начального блока. Другое достоинство этого метода - простота. Но имеются и два су­щественных недостатка. Во-первых, во время создания файла заранее не известна его длина, а значит не известно, сколько памяти надо зарезервировать для этого файла, во-вторых, при таком порядке размещения неизбежно возникает фрагментация, и пространство на диске используется не эффективно, так как отдельные участки маленького размера (минимально 1 блок) могут остаться не используе­мыми.

Вопрос 13. Файловая система FAT. Организация диска: загрузочный сектор; 2 копии таблицы размещения файлов; корневой каталог; сектора данных. В FAT ровно столько записей, сколько кластеров на диске. Размер кластера – 16 бит. Если в FAT записан 0, то соответствующий кластер пуст. Любое другое значение FAT соответствует номеру следующего кластера FAT, за исключением FFF8, FFFF, которые определяют последний кластер в файле. FFF7 означает сбойный кластер. В секторах, отведенных под..., хранится информация об именах файлов, размерах, датах создания, модификация, ссылка на FAT для первого кластера. Номер начального кластера записи каталога является отправной точкой для отслеживания данных файлов. Длина записи файла – 16 бит. Если всего 500 кластеров, то размер FAT 516 бит. Пусть длина файла 100 бит. Если меньше 512 бит, то значение FFFF. 16 битами можно закодировать 65535 блоков, но не больше. Т.о., диск 32 Мбт. Структура 1 физический сектор содержит: Таблицу описания разделов и программу начальной загрузки, предназначенная для проверки таблиц разделов и передачу управления одному из них. Таблица описания разделов содержит 4 элемента, каждый равен 16 байтам. Разделы расположены в обратном порядке со следующим смещением: 1ВЕ; 1СЕ; 1DЕ; 1ЕЕ. Со смещения 1FF расположен код АА55, который является подписью таблицы разделов. Каждый 16-байтовый код содержит следующую информацию: Смещение 01 бт – индикатор начальной загрузки; Смещение 1 бт – признак; Смещение 21 бт – начальный сектор; Смещение 31 бт – начальный цилиндр; Смещение 41 бт – системный индикатор; Смещение 51 бт – признак конца; Смещение 61 бт – конечный сектор; Смещение 71 бт – конечный цилиндр; Смещение 84 бт – начальный сектор; Смещение 04С бт –количество секторов на диске. Т.о. можно разбить на логические диски. Индикатор начальной загрузки равен 0 для незагрузочного раздела и ……. – для активного раздела. Системный индикатор: 0 – не определено; 1 – 12 бит MS-DOS; Сектор начальной загрузки: идентификатор разработчика; программа-загрузчик; блок параметров

Смещение 3 8 байт – имя и версия системы; Смещение 0В 2 байта – число байт (512) в секторе; Смещение 0D 1 байт – число секторов на устройстве; Смещение 0Е 2 байта – число резервных секторов; Смещение 13 2 байта – общее число секторов на логическом томе; Смещение 15 1 байт – дескриптор носителя данных; Смещение 16 2 байта – число секторов FAT; Смещение 1А 2 байта – число головок; Смещение 1С 2 байта – число невидимых секторов; Смещение 1Е ….байт – программа загрузчика