Хранение информации на магнитном диске

Запись информации на магнитный диск осуществляется по окружностям, называемым до-рожками. Каждая дорожка состоит из нескольких секторов. Разметка поверхности диска на до-рожки и секторы выполняется специальной командой операционной системы. При этом создается не только физическая, но и логическая структура диска.

Логическая структура — это деление общего пространства диска на несколько областей, предназначенных для хранения следующей информации:

— блок начальной загрузки;

— таблица распределения дискового пространства;

— основной каталог;

— файлы.

Четыре области диска размещаются последовательно, начиная с первого сектора. Рассмот-рим подробнее логическую структуру магнитного диска.

Блок начальной загрузки (Boot Record) размещается на одном, самом первом секторе диска. Это короткая программа, которая начинает процесс загрузки операционной системы с диска в оперативную память.

Таблица распределения дискового пространства содержит информацию о формате диска, и кроме того выполняет роль карты расположения файлов и свободного пространства на диске. При чтении и записи обмен информацией между магнитным диском и оперативной памятью осущест-вляется блоками. Для уменьшения количества обращений к диску и ускорения работы компьютера информация записывается/считывается сразу из группы последовательно расположенных секто-ров, называемой "кластер". Для файла, записываемого на диск, выделяются по возможности по-следовательно расположенные группы секторов — кластеры. Однако, если файл записывается на

место ранее удаленного более короткого файла, запись ведется фрагментами — часть на освобо-дившихся секторах, часть на новом месте. Таким образом, нередко файл записывается на диск фрагментами, находящимися в разных местах диска. Назначение файловой системы — хранить данные о местонахождении на диске фрагментов каждого файла.

Структура файловой системы существенно зависит от применяемой схемы размещения фай-лов на носителе и влияет на многие ее показатели — скорость, производительность, надежность, устойчивость к сбоям и т.д. Существует множество различных файловых систем, в большей или меньшей степени реализующих эти показатели, например: FAT, VFAT, NTFS, HPFS, ExtFS, VFS и т.д. Файловые системы зависят от типа носителя — например, для CD применяются форматы CDFS, UDF.

Каталог содержит сведения о хранящихся на диске файлах. Каталог состоит из записей, каж-дая из которых хранит следующие сведения:

— имя файла, соответствующего данной записи;

— коды дат создания, модификации файла, доступа к нему;

— размер файла;

— номер первого кластера, занимаемого файлом;

— атрибуты файла (его свойства) - архивный, системный, скрытый, только для чтения, сжа-тый, зашифрованный, исполняемый и т.д.

Файл — это порция произвольной информации (программа, текст, данные, закодированная картинка), записываемой на магнитный диск под индивидуальным именем.

Имя каждого файла хранится в каталоге диска (в оглавлении диска). Имя файла может быть образовано из символов латинского и национального алфавитов, а также общеупотребительных символов, за исключением знака вопроса и звездочки, поскольку они выполняют специальные функции. Обычно файлы различают по типу (расширению), согласно которому классифицируют информацию, содержащуюся в нем, например:

.ASM,.BAS,.PAS,.FOR,.C,.PL,.PHP — в файле хранится исходный текст программы на ал-горитмическом языке;

.TXT,.DOC — текстовые файлы произвольной тематики;

.DAT — файл данных (исходные данные для программы, либо результаты расчета);

.DB — бинарные файлы баз данных;

.BAK — резервная копия файла, старая версия модифицированного файла;

.BAT,.CMD — пакетный файл — программа, состоящая из последовательности команд опе-рационной системы;

.EXE,.COM — файлы, содержащие программы для ОС семейств DOS, Windows, OS/2, пред-ставленные в машинных кодах.

Файл может вовсе не иметь расширения. В таком случае находящаяся в нем информация оп-ределяется программой, которая его обрабатывает.

В каталог диска кроме имен файлов могут также входить другие каталоги (подкаталоги пер-вого уровня), которые в свою очередь могут включать в себя как файлы, так и каталоги (подката-логи 2-го уровня). Таким образом формируется "древовидная" структура каталогов, имеющая на самом верхнем уровне единственный главный каталог (корневой каталог), к которому сходятся многочисленные ветви подкаталогов. Каталогам, как и файлам, даются имена (корневой каталог обычно обозначается слешем — / или \ в зависимости от ОС). Требования к именам каталогов предъявляются те же, что и к именам файлов.

Обращение к каталогам и файлам осуществляется по полному имени. Полное имя каталога или файла составляется из перечисления кратких имен каталогов верхнего уровня данной иерар-хической ветви вплоть до корневого, при этом в качестве разделителя выступает слеш. Например:

/usr/local/home/data/kursovik.txt

c:\work\documents\2002\referat\informatika.doc

Вид полного имени файла зависит от используемой операционной системы.