17. Файловая система fat. Структура системной области и области данных в fat.
Файловая система – это часть ОС, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс для работы с данными, хранящимися на диске и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. Понятие файловой системы включает:
Совокупность всех файлов на диске.
Набор структур данных, используемых для управления файлами (каталоги, таблицы распределения свободного и занятого пространства).
Комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами (создание, удаление, копирование, перенос и тому подобное).
Сектор – аппаратно адресуемые блоки носителя. Размер сектора в системах х86 – 512 байт.
Кластеры – адресуемые блоки, представляющие собой единицу выделения памяти для файла. Размер кластера всегда кратен размеру сектора и представляет собой цепочку смежных секторов. Кластеры предназначены для более эффективного управления дисковым пространством, то есть разбиение диска на кластеры позволяет более эффективно управлять диском.
Метаданные – данные, хранящиеся на дисковом томе, необходимые для поддержки управления файловой системы. Как правило, они не доступны приложениям. Например, метаданные содержат информацию определяющую местоположение файлов и каталогов.
FAT12, FAT16, FAT32.
Является основной файловой системой для Windows 95, 98. Windows NT, 2000 поддерживают эти файловые системы для совместимости с другими ОС и как формат для дискет. Драйвер находится в \WinNT\System32\Drivers\fastfat.sys.
В название каждой версии FAT входит число, которое указывает разрядность, применяемую для идентификации файлов на диске.
FAT делится на несколько областей.
FAT16
Загрузочный
Первая таблица Вторая таблица Корневой
каталог Остальные каталоги
сектор размещения
ф. размещения ф. и все файлы
Системная область (не кластеризуется) Область данных, нумерация кластеров
начинается с числа 2
Загрузочный сектор.
В загрузочном секторе содержится: программа начальной загрузки, размер сектора в байтах, размер кластера в секторах, число зарезервированных секторов (в FAT16 оно равно 1), число таблиц размещения файлов в секторах, число записей в корневом каталоге, число секторов на томе, число секторов на дорожке, число сторон, число скрытых секторов, служебная информация (серийный номер тома, метка тома, идентификатор изготовителя).
Главная загрузочная запись содержит программу стартовой загрузки и таблицу разделов. Таблица разделов содержит список логических дисков, информацию о том, какой логический диск активный.
Таблица размещения файлов (FAT).
Имеет по одной записи для каждого кластера тома.
/////
1 2 3 4 …
Размер записи определяется индексом в названии файловой системы (12, 16, 32). Первая запись содержит дескриптор носителя. Это константа, определяющая тип диска, поэтому нумерация кластеров начинается с двух. Записи в таблице FAT определяют цепочки размещения файлов и каталогов, то есть каждая запись в FAT содержит номер следующего кластера, принадлежащего конкретному файлу или каталогу. Если очередная запись FAT содержит FFFF (FAT16), или FFF (FAT12), то значит, этот кластер является последним для файла. Если запись содержит 0, то кластер свободен, если FFF7 (FAT16) или FF7 (FAT12), то значит, кластер является сбойным (BAD).
В системную область диска входит корневой каталог. По структуре не отличается от всех остальных каталогов, содержит информацию обо всех подкаталогах. Каждая запись о файле и каталоге имеет длину 32 байта и содержит следующую информацию: имя файла, атрибуты, дату и время создания и модификации, номер первого кластера, размер файла в байтах.
Размер корневого каталога в FAT12 и FAT16 ограничен. Задаётся при форматировании диска. В FAT32 корневой каталог не входит в системную область, то есть системная область включает загрузочную запись, состоящую из нескольких секторов и две копии FAT. В FAT32 размер корневого каталога не ограничен. В ОС DOS принято именование файлов в формате 8.3. Windows использует длинные имена файлов. В случае если имя файла не соответствует формату 8.3 каждый каталог содержит для каждого файла несколько записей. Одна под короткое имя. Идёт 6 первых символов, затем ~номер. расширение. Несколько записей используется для длинного имени, причём в каждой записи каталога содержится 11 символов имени. FAT32 впервые появилась в Windows 95 OEM Service Release 2. Поддерживается Windows ME, 2000. Также поддерживается в Windows NT 4.0 с установкой специальных драйверов.