4 Лабораторная работа № 5 «Работа дисковых накопителей

информации»

Цель: изучение основ работы дисковых накопителей информации.

Содержание работы. Наиболее распространенными внешними накопителями информации являются дисковые устройства. Исходя из названия, основным устройством хранения информации является магнитный диск, который вращается со значительной скоростью. Запись и считывание данных производится головкой, которая может намагничивать участки. Вся поверхность диска разбивается на дорожки, которые, в свою очередь, разбиваются на секторы (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема дискового накопителя

Кроме этого записывать информацию на диски можно с двух сторон, поэтому параметры, которые полностью описывают адрес блока информации, следующие: сторона, или головка (Head); дорожка, или цилиндр (Cylinder); сектор (Sector). Отсюда название адресации CHS. Кроме такой адресации зачастую используется линейная адресация LBA, т.е. все секторы нумеруются от 0 до максимального. Минимально возможным объемом для записи на диск является объем одного сектора, как правило, 512 байтов. Обычно для обозначения минимального объема используется понятие кластер, при записи одновременно могут записываться несколько секторов, однако кластер не может быть меньше сектора. Адрес сектора задается тремя цифрами номером дорожки, головки и сектора. Дорожки нумеруются (см. рисунок 2) от 0 до N – общее число цилиндров. Нумерация секторов начинается с 1-го, которому соответствует первый от индексного маркера сектор. Нумерация головок начинается с 0 [3].

Таким образом, первому сектору соответствует CHS – 001. Обычно сектор с таким адресом содержит загрузочную запись. Первой в загрузочной записи стоит команда безусловного перехода jmp и оканчивается загрузочная запись «магической» двухбайтовой последовательностью 55 AA. Начальная структура приведена в таблице 5.

Таблица 5 – Загрузочная запись

Смещ.	Размер	Содержимое
0	2 байта	команда jmp
3	8 байтов	Идентификатор системы
11	1 слово	Размер сектора
13	1 байт	Размер кластера
14	1 слово	Количество зарезервированных секторов
16	1 байт	Количество копий FAT
17	1 слово	Количество файлов в каталоге
19	1 слово	Общее количество секторов
21	1 байт	Код формата
22	1 слово	Размер FAT
24	1 слово	Количество секторов на дорожке
26	1 слово	Количество сторон
28	1 слово	Количество спец. Секторов

Вся информация о состоянии и принадлежности всех секторов на диске содержится в таблице расположения файлов FAT (file allocation table). Эта таблица сама занимает часть секторов, причем на диске имеется две копии таблицы FAT. Рассмотрим в качестве примера формат записей таблицу FAT12, которая используется на дискетах. В таблице содержится последовательность цифр, характеризующих состояние определенного кластера пространства данных. Под определение одного кластера резервируется 12 бит, отсюда название – FAT12. Записи FAT организованы парами, каждая пара занимает три последовательных байта в памяти. Если пара записей FAT имеет значения 123 и 456, то в памяти три байта выглядят следующим образом 23 61 45. Номера записей FAT соответствуют номерам секторов, информацию о которых они содержат. Записи FAT обычно указывают номер следующего кластера, занимаемого файлом, т.е. если файл занимает три сектора с номерами 5, 6, 7 то записи FAT будут 006, 007 и FFF соответственно. Запись FFF обозначает конец файла.

Для размещения на дискете полезной для пользователя информации применяется каталог, который используется операционной системой для размещения файлов на диске. Для DOS запись каталога имеет формат, указанный в таблице 6.

Таблица 6 – Структура записей каталога

Смещ.	Размер	Содержимое
0	8 байтов	Имя файла
8	3 байта	Расширение файла
11	1 байт	Атрибуты
12	10 байтов	Служебное поле
22	1 слово	Время создания
24	1 слово	Дата создания
26	1 слово	Начальный кластер
28	2 слова	Размер файла

В каталоге содержится информация только о начальном кластере, занимаемом файлом, за полной информацией о его размещении операционная система должна обращаться к таблице FAT.

Порядок выполнения работы: форматировать дискету; составить исходный текст программы на Ассемблере; создать исполняемый файл программы; защитить программу; защитить отчет.

Задание. Написать программу, считывающую несколько первых секторов с дискеты и записывающую эту информацию в файл на жесткий диск. Рекомендуется использовать расширенные функции MS-DOS (см. Приложение Б), которые для создания файла используют ASCIIZ-строку. ASCIIZ-строка представляет собой строку переменной длины, состоящую из ASCII-символов, за которыми следует нулевой байт, указывающий на конец строки. Эта строка соответствует пути к файлу, например: ‘A:\PRIMER\FILENAME.TXT’,0.

Необходимо составить отчет о структуре дискеты, расположении областей. Записать на дискету файл и создать директорию, ознакомиться с каталогом и размещением файлов. Стереть записи на дискете и разобраться, что в действительности стирается с дискеты, а что остается нетронутым.