Структура FAT на гибком диске

Структура размещения раздела FAT изображена на рисунке

0 1 18 19 32 33 2847(номера секторов)

Рисунок 1 - Структура гибкого (3,5'') диска

В файловой системе FAT дисковое пространство логического раздела делится на две области – системную и область данных (см. рис. 1). Системная область создается и инициализируется при форматировании, а впоследствии обновляется при манипулировании файловой структурой. Системная область файловых систем FAT состоит из следующих компонентов:

· 0-й сектор занимает загрузчик.

· 18 секторов (с 1 по 18) отведены для основной и дублирующих таблиц размещения файлов FAT (File Allocations Table), в которых хранятся номера кластеров, выделенных под каждый файл.

· 14 секторов (с19 по 32) занимает главный каталог.

· Начиная с 33- го сектора, располагается область пользователя, где хранятся прикладные программы.

На гибком диске 0-я и 1-я дорожки отведены для организации файловой структуры диска

FAT – таблица размещения файлов

Для организации доступа к файлу операционная система должна иметь сведения о номерах кластеров, где размещается каждый файл. В этом ей помогает FAT- таблица, которая предназначена для размещения и поиска файлов на диске, содержит информацию о свободном пространстве на диске, о неисправных секторах, а также код формата диска.

Принцип организации файловой системы — табличный. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT-таблицах).

Количество ячеек FAT –таблицы определяется количеством кластеров на диске. Каждая ячейка может содержать номер кластера, хранящего информацию.

Поскольку нарушение FAT -таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования надежности, и она существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами операционной системы.

Таблица каталогов.

Каталог представляет собой справочник, содержащий сведения о местоположении, размере, дате и времени обновления файлов.

Для каждого файла и каталога на диске имеется один элемент в определенном каталоге. Один элемент корневого каталога выделяется для метки диска. Для каждого каталога есть один элемент в его родительском каталоге. Кроме того, каждый каталог за исключением корневого, содержит по одному элементу для специальных имен «.» и «..». Эти элементы указывают начало цепочки в FAT соответственно для самого каталога и для его родительского каталога. Такая система описания каталогов обеспечивает возможность сокращенного написания пути к данному файлу, когда он проходит через родительский каталог.

Каждый элемент каталога MS DOS имеет длину 32 байта и структуру представленную в таблице.

Таблица 2 - Элемент таблицы каталога

Поле имени. Если имя содержит меньше 8 символов, то справа оно дополняется пустыми позициями.

Код 00 в первом байте поля имени показывает, что этот элемент каталога ранее не использовался. Тат как каталог заполняется последовательно, это означает, что и следующие за ним элементы не использовались. Это позволяет избежать лишнего поиска в каталоге. При стирании файла в первом байте соответствующего элемента каталога записывается код E5. все остальные байты элемента не изменяются. Сохраняемая в каталоге и FAT информация после удаления файла позволяет выполнять его восстановление, если занимаемое им ранее дисковое пространство не было выделено другому файлу.

Код 2E (символ «.») в первом байте показывает, что элемент описывает сам каталог. Если и второй байт содержит код 2E, то элемент описывает родительский каталог («..»).

Расширение имени. Если этот элемент описывает файл, то поле может быть пустым. В противном случае это поле используется, когда в элементе корневого каталога указывается метка тома.

Атрибуты файла. Каждый бит этого поля задает определенный атрибут, указанный в табл.3

Таблица 3 - Состав байта атрибутов

Поле «время». Его содержимое рассматривается как целое число без знака, полученное по следующей формуле: часы *2048 +минуты*32 + секунды\2.

Для выполнения обратного преобразования следует разделить содержимое поля на 2048, частное от деления даст нам часы. Деление остатка не 32 дает нам минуты, а полученный остаток при умножении его на 2 дает секунды.

Поле «дата». Содержимое его рассматривается как целое число без знака, полученное по следующей формуле: (год-1980)*512+месяц*32+день.

По этой формуле календарь поддерживается с 1980г. по 2108г. (из-за ограниченности ширины поля даты).

Номер первого кластера. Содержимое этого поля одновременно служит указателем к первому кластеру файла в поле данных и к первому элементу в цепочке FAT. Для файлов, которым не выделено место на диске и для метки тома это поле содержит код 0000(h).