Физическая организация файловой системы s5

Организация данных на физических носителях

Представление пользователя о файловой системе как об иерархически организованном множестве информационных объектов имеет мало общего с порядком хранения файлов на диске.

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.

Физическая организация хранения данных отличается от логического представления о иерархической структуре хранения файлов и каталогов.

Основное устройство хранения информации — дисковые накопители (прежде всего жесткие диски).

Жесткий диск состоит из набора пластин, покрытых магнитным слоем. На каждой пластине размечены дорожки, на которых хранятся данные. Совокупность дорожек одного радиуса на всех пластинках называется цилиндром.

Рис. 6 Модель организации файловой системы

Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска. Формат служебных данных определяется конкретной файловой системой. Нарушение целостности служебных сведений приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске.

Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами или блоками, так что все дорожки имеют равное число секторов, в которые максимально можно записать одно и то же число байт. Сектор — минимально адресуемая единица обмена данными. Для нахождения нужного сектора, контроллер должен знать его адрес: номер цилиндра, номер поверхности и номер сектора.

Операционная система при работе с дисками использует собственную единицу пространства — кластер. Кластер включает в себя от одного до нескольких секторов.

Дорожки и сектора создаются в процессе физического (низкоуровневого) форматирования. Низкоуровневый формат не зависит от операционной системы.

Разметку диска под конкретный тип файловой системы выполняют процедуры высокоуровневого (логического) форматирования. При логическом форматировании определяется размер кластера, записывается информация, необходимая для работы операционной системы с файловой системой (доступное и неиспользуемое пространство, границы областей), загрузчик операционной системы — программа необходимая для инициализации операционной системы.

Все программы, которые хотят получить доступ к жесткому диску, вначале посылают запрос, содержащий путь размещения файла. Затем операционная система направляет его таблице файловой системы. В этой таблице содержится физический адрес файла, по которому его можно найти на жестком диске. С помощью данного адреса файловая система отыскивает нужный файл и передает операционной системе.

Операционная системасоотносит полученный файл с соответствующим запросом и посылает его программе, которая направила запрос. После этого программа открывает файл. При каждом последующем изменении файла, программа инициирует новый запрос.