Жесткий диск является носителем для хранения информации. Емкость жестких дисков повышается каждый год, а это усложняет их эффективное использование. Для управления доступом к жестким дискам применяются логические структуры и программные процедуры, которые объединяются в общее понятие файловой системы (file system). Разные операционные системы используют различные способы организации данных и управления доступом к жестким дискам.
Природа логических структур на жестком диске сильно влияет на производительность, надежность, расширяемость и совместимость подсистемы памяти.
В подавляющем большинстве РС применяется файловая система FAT (File Allocation Table - таблица размещения файлов). Таблица FAT является одной из важнейших логических структур файловой системы, поэтому и вся файловая система называется FAT. Иногда эту систему для компьютеров с DOS и Windows называют FAT16, подчеркивая ее 16-битовую природу, чтобы избежать путаницы с ее преемником - системой FAT32.
FAT32 является усовершенствованием стандартной файловой системы FAT. Название FAT32 объясняется тем, что в ней номера кластеров представлены 32-битовыми числами, а не 16-битовые числа стандартной FAT. Система FAT32 появилась в Windows OSR2 и поддерживается данной версией Windows и поставляемой с ней версией DOS. Предыдущие операционные системы не могут считывать дисковые тома, форматированные для FAT32. FAT32 создана потому, что был освоен массовый выпуск жестких дисков емкостью более 2 ГБ, а FAT16 поддерживает только логические дисковые тома с максимальной емкостью 2 ГБ.
Файловая система фактически служит интерфейсом между операционной системой и накопителями. Когда пользовательское приложение, например Word, запрашивает считывание файла с жесткого диска, операционная система, например Windows 95/98/2000, обращается к файловой системе, заставляя ее открыть файл. Файловая система знает, где и как хранятся файлы, поэтому она находит и считывает нужные секторы с диска и предоставляет данные операционной системе.
Имеется несколько основных дисковых структур, которые применяются для организации и управления хранением информации в РС с файловой системой FAT / FAT32 .
При включении РС процессор должен начать обработку данных. Однако системная память пуста и процессор ничего не имеет для выполнения. Чтобы РС можно было всегда загрузить независимо от имеющегося в нем BIOS, производители микросхем и BIOS сделали так, что при включении процессор всегда начинает выполнение с одного и того же места (адреса) FFFF0h.
Аналогичным образом каждый жесткий диск должен иметь согласованную "начальную точку", где хранится ключевая информация о диске, числе разделов, типах разделов и т.д. Должно также быть нечто такое, чтобы BIOS мог загрузить начальную программу загрузки, которая запускает процесс загрузки операционной системы. Место, где хранится вся эта информация, называется главной загрузочной записью (Master Boot Record - MBR), а также главным загрузочным сектором (master boot sector).
Главная загрузочная запись всегда находится по трехмерным координатам - цилиндр 0, голова 0 и сектор 1, т.е. в первом секторе диска. Это и есть согласованная "начальная точка", которую всегда использует диск. Когда BIOS загружает компьютер, он берет отсюда команды и информацию о том, как загрузить операционную систему. Главная загрузочная запись содержит следующие структуры:
· Главная таблица разделов: Эта небольшая таблица содержит описания разделов, имеющихся на жестком диске. В главной таблице разделов отведено место для информации, описывающей четыре раздела. Следовательно, диск может иметь только четыре "истинных" раздела (первичных раздела). Все дополнительные разделы являются логическими разделами, которые "привязаны" к одному из первичных разделов.
· Главный код загрузки: Главная загрузочная запись содержит небольшую программу начальной загрузки, которую BIOS загружает и выполняет для инициирования процесса загрузки. Эта программа по окончании передает управление программе загрузки, которая хранится в том разделе, который используется для загрузки РС.
В главной загрузочной записи хранится очень важная информация, поэтому при ее повреждении или искажении результатом будет серьезная потеря данных. Поскольку главный код загрузки является первой программой, выполняемой при включении РС, он является основной целью авторов вирусов.
Чтобы использовать пространство на жестком диске, его необходимо организовать в разделы (partitions). Организация разделов представляет собой процесс разбиения пространства жесткого диска на участки, которые можно подготовить для использования или даже специализировать на различные применения. Даже если весь диск требуется оставить одной частью, все равно нужно организовать раздел, чтобы к нему могла обращаться операционная система. При организации разделов приходится учитывать много различных факторов.
Каждый жесткий диск может содержать до четырех первичных разделов. Ограничение в четыре раздела накладывается структурой главной загрузочной записи. При работе только с DOS или Windows обычно организуется только один первичный раздел, а несколько разделов можно организовать для работы на РС с несколькими операционными системами. Разделы часто называются томами (volumes), особенно в контексте DOS.
Сама DOS может иметь на диске только один первичный раздел. Однако часто встречаются РС с четырьмя или более разделами DOS. Жесткий диск, который имеет четыре раздела DOS, все же имеет только один первичный раздел. Остальные разделы являются логическими разделами, которые находятся в расширенном разделе DOS.
Очевидно, разработчики DOS не предвидели появления жестких дисков емкостью в десятки гигабайтов, содержащих большое число разделов. Современные версии DOS допускают использовать до 24 дисковых разделов. Чтобы сохранить совместимость с первыми структурами DOS, рассчитанными только на четыре раздела, дополнительные разделы находятся в расширенном разделе.
Таким образом, на жестком диске имеется место для четырех первичных разделов. Если используется расширенный раздел, он занимает место, отведенное для одного из четырех первичных разделов, поэтому в результате получаются три первичных раздела и один расширенный раздел. При определении расширенного раздела он первоначально пустой; его пространство используется путем добавления логических разделов (иногда называемых логическими накопителями DOS или логическими томами). Можно образовать до 24 логических тома в расширенном разделе, если на диске не используется первичный раздел, или 23 при использовании первичного раздела. Ограничивающим фактором здесь оказываются буквы накопителей: жесткие диски начинаются с С: и заканчиваются Z:. Разумеется, практически никто и никогда не организует в системе так много разделов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
