Основы файловой организации данных, страница 8

Современные операционные системы стремятся обеспечить пользователя возможностью работать одновременно с несколькими файловыми системами. В этом случае ФС рассматривается как часть подсистемы ввода-вывода. В большинстве операционных систем (Windows 95, NT, OS/2) реализуется механизм переключения файловых систем (File System Switch, FSS), позволяющий поддерживать различные типы ФС. В соответствии с этим подходом информация о файловых системах и файлах разбивается на две части – зависимую от ФС и не зависимую. FSS обеспечивает интерфейс между ядром и файловой системой, транслируя запросы ядра в операции, зависящие от типа файловой системы. При этом ядро имеет представление только о независимой части ФС.

Принцип организации логических дисков в FAT- системе.

Первый сектор каждого жесткого диска содержит главную загрузочную запись (master boot record), в которой расположена первичная таблица разбиения жесткого диска (Partition table). В первом секторе находится так же небольшая программка для  загрузки в память и выполнения программы начальной загрузки из активного раздела жесткого диска.

Первичная таблица разбиения жесткого диска содержит описание двух разделов – первичного и вспомогательного. Описание разделов включает сведения о номерах секторов начала и конца каждого раздела и количестве секторов в разделах.

Структура раздела FAT изображена на рисунке 2. В блоке параметров BIOS содержится необходимая BIOS информация о физических характеристиках жесткого диска. Файловая система FAT не может контролировать отдельно каждый сектор, поэтому она объединяет смежные сектора в кластеры (clusters). Таким образом, уменьшается общее количество единиц хранения, за которыми должна следить файловая система. Размер кластера в FAT является степенью двойки и определяется размером тома при форматировании диска (табл. 2). Кластер представляет собой минимальное пространство, которое может занимать файл. Это приводит к тому, что часть пространства диска расходуется впустую. В состав операционной системы входят различные утилиты (DoubleSpace, DriveSpace), предназначенные для уплотнения данных на диске.

Первичный раздел имеет признак активного раздела, он отводится целиком под первый логический диск, с него  загружается ОС. В начальном секторе первого логического диска располагается программа-загрузчик для считывания в оперативную память файлов ОС. После загрузочной записи на диске располагается таблица размещения файлов (FAT – File Allocation Table). FAT-таблица содержит сведения о том, какие участки диска относятся к тому или иному файлу. Обычно в целях повышения надежности хранения данных таблица размещения файлов дублируется. Таблица FAT состоит из элементов. Два первых элемента  (с номерами 0 и 1) зарезервированы, а остальные элементы таблицы  закреплены за каждым кластером диска и описывают состояние кластера (свободный, занятый, дефектный, если кластер не является последним в файле, то в элементе таблицы указывается номер следующего кластера, принадлежащего данному файлу).

 За таблицей FAT на диске располагается корневой каталог (Root directory). Корневой каталог отличается от обычных каталогов тем, что он занимает на диске фиксированное место расположения и содержит только то количество элементов, которое может в нем разместиться. Таким образом, корневой каталог – это не файл, а место на диске, которое создается при форматировании диска под файловую систему. Размер корневого каталога ограничен.