Учебное пособие "Файловая система"

Структура данных на магнитных дисках

Файлы и файловая система

ЕАДК. Преподаватель информатики: Неверова И.Ю.

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

Файл — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение , определяющее его тип (программа, данные и т.д.).

Реферат по информатике . doc

Бит – наименьшая единица измерения информации и обозначается двоичным числом.

1 байт = 8 битов.

• 1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт;
• 1 Мбайт = 2 20 байт = 1024 Кбайт;
• 1 Гбайт = 2 30 байт = 1024 Мбайт.

• Дискета – 1.44 Мбайт
• CD-ROM – 700 Мбайт
• DVD-ROM – 4.7 Гбайт
• Винчестер – 40 ~ 200 Гбайт

Файловая система

Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла .

C:\Рефераты\Физика\Оптические явления. doc

C:\Рефераты\Информатика\Интернет. doc

C:\Рефераты\Информатика\Компьютерные вирусы. doc

C:\Рисунки\Закат. jpg

C:\Рисунки\ Зима. jpg

Запишите полные имена всех файлов

Запишите полные имена всех файлов

C:\Мои документы\Иванов\ QBasic . doc

C:\Мои документы\Петров\Письмо. txt

C:\Мои документы\Петров\Рисунки \ Море. bmp

C:\Фильмы\Интересный фильм. avi

• Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован , то есть должна быть создана физическая и логическая структура диска .
• Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек , которые, в свою очередь, делятся на секторы . Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

• Форматирование диска - процесс разметки диска на сектора и дорожки для записи данных. Форматирование создает структуру диска, обеспечивающую запись/чтение файлов и программ операционной системой.
• Форматирование выполняется служебными программами. Форматирование диска чем-то похоже на разлиновывание тетради.

Логическая структура гибких дисков

Логическая структура гибких дисков

• Логическая структура магнитного диска представляет собой совокупность секторов (емкостью 512 байтов), каждый из которых имеет свой порядковый номер (например, 100). Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки.

Логическая структура гибких дисков

У гибкого диска две стороны, на которых создается по 80 дорожек. На каждой дорожке по 18 секторов. Общая емкость гибкого диска составляет 2 * 80 * 18 * 512 = 1474560 байт ≈ 1,44 Мбайт.

На гибком диске минимальным адресуемым элементом является сектор.

При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов, соответственно минимальный размер файла — это размер одного сектора, а максимальный соответствует общему количеству секторов на диске.

Файл записывается в произвольные свободные сектора, которые могут находиться на различных дорожках. Например, Файл1 объемом 2 Кбайта может занимать сектора 34, 35 и 47, 48, а Файл2 объемом 1 Кбайт — сектора 36 и 49.

№ дорожки

№ сектора

0

1

1

2

2

19

37

3

20

21

79

……

38

4

39

22

5

40

23

6

24

7

41

25

8

42

43

26

9

44

10

27

28

45

11

46

29

12

30

47

13

48

31

14

15

32

49

16

33

50

34

51

17

52

18

35

53

36

54

2280

• Для того чтобы можно было найти файл по его имени, на диске имеется каталог, представляющий собой базу данных. Запись о файле содержит имя файла, адрес первого сектора, с которого начинается файл, объем файла, а также дату и время его создания.
• Полная информация о секторах, которые занимают файлы, содержится в таблице размещения файлов ( FAT — File Allocation Table).

Для размещения каталога — базы данных и таблицы FAT на гибком диске отводятся секторы со 2 по 33. Первый сектор отводится для размещения загрузочной записи операционной системы. Сами файлы могут быть записаны, начиная с 34 сектора.

• Полное форматирование включает в себя как физическое форматирование (проверку качества магнитного покрытия дискеты и ее разметку на дорожки и секторы), так и логическое форматирование (создание каталога и таблицы размещения файлов). После полного форматирования вся хранившаяся на диске информация будет уничтожена.
• Быстрое форматирование производит лишь очистку корневого каталога и таблицы размещения файлов. Информация, то есть сами файлы, сохраняется и в принципе возможно восстановление файловой системы.

Логическая структура жестких дисков

• На жестком диске минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.

• Замедление скорости обмена данными может происходить в результате фрагментации файлов . Фрагментация файлов (фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластерах) возрастает с течением времени, в процессе удаления одних файлов и записи других.
• Так как на диске могут храниться сотни и тысячи файлов в сотнях тысяч кластеров, то фрагментированность файлов будет существенно замедлять доступ к ним (магнитным головкам придется постоянно перемещаться с дорожки на дорожку) и в конечном итоге приводить к преждевременному износу жесткого диска. Рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска, в процессе которой файлы записываются в кластеры, последовательно идущие друг за другом.

Дефрагментация - процесс перезаписи частей файла в соседние сектора на жестком диске для ускорения доступа и загрузки.

Для борьбы с нерациональными потерями или, просто, для удобства, часто жесткий диск разбивают на несколько разделов. Каждый такой раздел можно рассматривать как отдельный логический жесткий диск.

• Для отображения на экране окна поиска нажмите Пуск→Поиск. Окно поиска можно также активировать, нажав кнопку Поиск на панели инструментов в окне Мой компьютер или проводника.
• Для облегчения поиска пользователю предлагается нажатием кнопки выбрать, что он хочет найти: изображение, музыку или видео, файл или папку, компьютеры или людей и т.д.
• Чтобы найти файл или папку, в окне Результатов поиска на панели помощника по поиску щелкните ссылку Файлы и папки. Вы можете найти файл по его имени или части имени или некоторым другим критериям.

При поиске файла по имени можно использовать шаблон: звездочка « * » и знак вопроса « ? ».

Символ шаблона звездочка «*» заменяет любое количество символов, знак вопроса «?» - один символ.

Например, после ввода для поиска «Мыш?. doc » будут найдены файлы: «Мышь. doc » и «Мыши. doc ».

После ввода «*. jpg » будут найдены все рисунки в формате jpg .

• Что такое форматирование диска?
• Почему отличаются реальный информационный объем файла и объем, который он занимает на диске?
• Чем отличается полное и быстрое форматирование?
• Для чего необходимо проводить дефрагментацию диска?
• Что такое логический диск?