Вопрос 4 Структурная Организация диска

Жесткий Диск представляет собой блок из нескольких магнитных пластин, по поверхностям которых перемещаются головки.

Совокупность одноименных дорожек разных пластин называется цилиндром.

Сектор представляет собой наименьший объем данных, который записывается или прочитывается контроллером. Физически каждая дорожка состоит из определенного числа секторов.

Количество магнитных поверхностей и цилиндров является аппаратной характеристикой дисковода.

Число секторов на дорожке задается программно (драйвером устройства).

Каждый сектор состоит из поля данных и поля служебной информации, ограничивающей и идентифицирующей его. Размер сектора также устанавливается драйвером. Пользовательский интерфейс MS-DOS поддерживает единственный размер сектора – 512 байт.

Физический адрес сектора на диске представляется триадой (t – h – s),

где t – номер цилиндра (дорожки на поверхности дисковода),

h – номер магнитной поверхности диска (магнитной головки),

s – номер сектора на дорожке.

Триада [ 1 – 0 – 2 ] адресует сектор 2 на 0 поверхности 1 цилиндра

Логическое дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных.

Системная область состоит из следующих расположенных в логическом адресном пространстве подряд компонентов:

загрузочной записи (BR – BootRecord);

зарезервированных секторов (Rsec – ReservedSector);

таблицыразмещенияфайлов (FAT – File Allocation Table);

корневогокаталога (Rdir – Root Directory).

Самый первый сектор (0/0/1) жесткого диска содержит главную загрузочную запись (Master Boot Record - MBR), которая занимает не весь сектор, а только его начальную часть.

Загрузочная запись (Boot Record - BR) считывается в оперативную память MBR, после чего ей передается управление, и она выполняет загрузку операционной системы.

Сектор, содержащий BR, называется стартовым.

FAT (FileAllocationTable - Таблица размещения файлов) представляет собой карту (образ) области данных, в которой описывается состояние каждого кластера и связываются в цепочку принадлежащие одному файлу (некорневому каталогу) кластеры.

Кластер – это минимальная единица дисковой памяти, выделяемая файлу (или некорневому каталогу). Кластер физически представляет собой один или несколько смежных секторов в логическом адресном пространстве (только в области данных).

В конце самого первого сектора жесткого диска располагается таблица разделов диска (Partition Table), которая содержит четыре элемента, описывающих до четырех разделов диска.

В последних двух байтах сектора находится значение 55AAh - признак таблицы разделов.

Элемент таблицы разделов диска представляет собой структуру размером 16 байт, соответствующую части диска, называемой разделом. В структуре располагается информация о расположении и размере раздела в секторах, а также о назначении раздела.

ВОПРОС 5.ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА MSDOS

Файловая система – это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами.

MS-DOS поддерживает следующие виды файлов:

регулярные – обычные файлы на диске, которые состоят из блоков фиксированной длины – секторов (в MS-DOS – 512 байт). При работе с регулярными файлами MS-DOS обращается к специальной программе – драйверу блокового устройства.

специальные символьные файлы – логическое представление драйвера символьного устройства;

директории (каталоги) – файлы, хранящие специальную информацию о регулярных файлах и директориях (каталогах);

драйвер устройства – специальная программа, которая выполняет физическое управление ПУ.

MS-DOS различает два класса драйверов:

драйверы символьных устройств (за одно обращение переносится один символ);

драйверы блоковых устройств (за одно обращение переносится один блок).

Кластер – это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу (или некорневому каталогу). Файл или каталог занимает целое число кластеров.

Логическое разбиение области данных на кластеры имеет следующий смысл:

уменьшается размер таблицы FAT;

уменьшается возможная фрагментация файлов;

ускоряется доступ к файлу, так как в несколько раз сокращается длина цепочек фрагментов дискового пространства, выделенных для него.

Самый первый в иерархии директорий (каталог) называется корневым каталогом(root directory). Каталог (директорий) это специальный файл на диске, состоящий из так называемых элементов директория. Размер элемента в MS-DOS 32 байта.

MS-DOS поддерживает 2 группы функций для работы с файлами.

Первая группа функций для доступа к файлам использует специальный блок – FCB (File Control Block – блок управления файлом). Функции, использующие FCB, были единственным средством для работы с файлами в MS-DOS версии 1.0.

Вторая группа функций, которая в настоящее время используется практически всеми программами, реализует так называемый префиксный доступ к файлам.

Вопрос

В среде MS-DOS пользователь может запустить два типа программ. Файлы, содержащие программы этих двух типов, имеют расширение имени .com и .exe.

Программы, которые хранятся в файлах с расширением имени .com, - это двоичный образ программы, состоящий из кода и данных.

Com-файл содержит программу в “чистом” виде. Такая программа может загружаться в любое место памяти. MS-DOS выполняет ее привязку к физическим адресам при загрузке с помощью установки сегментных регистров.

Com-программа не может занимать больше одного сегмента (соответственно стандартный com-файл не может иметь размер, превосходящий 64 Кбайт).

У файла com-программы нет заголовка.

Eхе-программа может иметь любой размер. В самом начале файла программы содержится заголовок

Этот заголовок используется ОС в процессе загрузки программы в память для правильной установки сегментных регистров (заголовок ехе-файла нужен только при загрузке).

Заголовок ехе-файла состоит из форматированной зоны и таблицы расположения сегментов (Relocation Table).

Таблица расположения сегментов программы начинается после форматированной области и состоит из четырёхбайтовых значений в формате <смещение: сегмент>.

Общие действия при загрузке com- и ехе-программ:

определяется сегментный адрес свободного участка памяти для загрузки программы

создаются два блока памяти (и два блока МСВ) - блок памяти для переменных среды, а также блок памяти для PSP и программы;

в блок памяти переменных среды помещается путь к файлу программы;

заполняются поля префикса сегмента программы PSP в соответствии с характеристиками программы;

адрес области Disk Transfer Area (DTA) устанавливается на вторую ПОЛОВИНУ PSP (PSP:0080);

анализируются параметры запуска программы на предмет наличия в первых двух параметрах идентификаторов дисковых устройств.