2.2. Файловая система fat32

Появление жестких дисков большой емкости (десятки и сотни Гбайт) заставило разработчиков ОС перейти к 32-разрядной файловой системе FAT32, впервые реализованной в Windows 95 OSR2. FAT32 обеспечивает оптимальный доступ к жестким дискам, CD(DVD)-ROM и сетевым ресурсам, повышая скорость и производительность всех операций ввода/вывода.

FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT16, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт.

Том, отформатированный для использования FAT32, как и том FAT16, размечается по кластерам. Размер кластера по умолчанию определяется размером тома. В табл. 2 приведено сравнение размеров кластеров для FAT16 и FAT32 в зависимости от размера диска.

Таблица 2. Размеры кластеров по умолчанию для FAT16 и FAT32

Размер диска	Размер кластера FAT16	Размер кластера FAT32
До 32 Мбайт	512 байт	Не поддерживается
32-63 Мбайт	1 Кбайт	Не поддерживается
64-127 Мбайт	2 Кбайт	Не поддерживается
128-255 Мбайт	4 Кбайт	Не поддерживается
256-511 Мбайт	8 Кбайт	Не поддерживается
512-1023 Мбайт	16 Кбайт	4 Кбайт
1024-2047 Мбайт (2 Гбайт)	32 Кбайт	4 Кбайт
2048-8191 Мбайт (8 Гбайт)	Не поддерживается	4 Кбайт
8192-16383 Мбайт (16 Гбайт)	Не поддерживается	8 Кбайт
16384-32767 Мбайт (32 Гбайт)	Не поддерживается	16 Кбайт
От 32 Гбайт	Не поддерживается	32 Кбайт

Для обеспечения максимальной совместимости с существующими прикладными программами, сетями и драйверами устройств, FAT32 была реализована с минимумом возможных изменений в архитектуре и внутренних структурах данных.

FAT32 обеспечивает следующие преимущества по сравнению с прежними реализациями FAT:

• поддержка дисков размером до 2 Тбайт;

• более эффективное расходование дискового пространства (на 10-15%);

• быстрая работа с малыми и средними каталогами и эффективная работа на медленных дисках;

• повышенная надежность и более быстрая загрузка программ:

  • появилась возможностью перемещать корневой каталог и использовать резервную копию FAT, если первая копия получила повреждения;

  • загрузочный сектор FAT32 расширен по сравнению с FAT16 и содержит резервные копии жизненно важных структур данных.

К недостаткам FAT32 следует отнести следующие:

• потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков;

• сложности с произвольным доступом к большим файлам (например, 10% и более от размера диска);

• медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов;

• отсутствие механизмов разграничения доступа к файлам и папкам.

2. Представлення дійсних чисел в ЕОМ. Нормалізоване представлення дійсних чисел

2.1. Представление вещественных чисел в эвм .

2.1.1. Форматы представления вещественных чисел.

Форма представления чисел с плавающей точкой предназначена для работы с вещественными числами, имеющими дробную часть. Так, например, число 5 — целое, а числа 5.1 и -5.0 — вещественные.

Для удобства отображения чисел, принимающих значения из достаточно широкого диапазона (т.е. как очень маленьких, так и очень больших), используется форма записи чисел с порядком основания системы счисления. Например, десятичное число 1.25 можно в этой форме представить так:

1.25*10⁰ = 0.125*10¹ = 0.0125*10² = 12.5*10^–1 = 125.0*10^–2 = 1250.0*10^–3 = ... .

Любое число N в системе счисления с основанием q можно записать в виде

,

где M называется мантиссой числа, а p — порядком. Такой способ записи чисел называется представлением с плавающей точкой.

Вещественные числа в ПК различных типов записываются по-разному. При этом компьютер обычно предоставляет программисту возможность выбора из нескольких числовых форматов наиболее подходящего для конкретной задачи — с использованием четырех, шести, восьми или десяти байтов.

В качестве примера в табл. 1 приведены характеристики форматов вещественных чисел, используемых IBM-совместимыми ПК.

Таблица 1. Форматы представления вещественных чисел

Форматы вещественных чисел	Размер в байтах	Примерный диапазон абсолютных значений	Количество значащих десятичных цифр
Одинарный	4	10^–45 … 10^38	7 или 8
Вещественный	6	10^–39 … 10^38	11 или 12
Двойной	8	10^–324 … 10^308	15 или 16
Расширенный	10	10^–4932 … 10^4932	19 или 20

Из таблицы видно, что форма представления чисел с плавающей точкой позволяет записывать числа с высокой точностью и из весьма широкого диапазона.

При хранении числа с плавающей точкой отводятся разряды для мантиссы, порядка, знака числа и знака порядка.

Например, число –0.125₍₁₀₎ = –0.001₍₂₎ = –0.1*2^–10 (отрицательный порядок записан в дополнительном коде) в одинарном формате представляется так:

Очевидно, что чем больше разрядов отводится под запись мантиссы, тем выше точность представления числа. Чем больше разрядов занимает порядок, тем шире диапазон от наименьшего отличного от нуля числа до наибольшего числа, представимого в машине при заданном формате.

2.1.2. Нормализованное представление вещественных чисел

Если «плавающая» точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, т.е. максимальная точность представления числа в машине. Из этого следует, что мантисса должна быть правильной дробью, первая цифра которой отлична от нуля: 0.1|М|< 1.

Такое, наиболее выгодное для компьютера, представление вещественных чисел называется нормализованным.

Мантиссу и порядок q-ичного числа принято записывать в системе с основанием q, а само основание — в десятичной системе.

Примеры нормализованного представления:

Десятичная система Двоичная система

753.15 = 0.75315*10³; -101.01 = -0.10101*2¹¹ (порядок 11₍₂₎ = 3₍₁₀₎)

-0.000034 = -0.34*10^-4; -0.000011 = 0.11*2^-100 (порядок -100₂ = -4₁₀)

Покажем на примерах, как записываются некоторые числа в нормализованном виде в одинарном (четырехбайтовом) формате с семью разрядами для записи порядка.

Пример 1. Число 6.25₁₀ = 110.01₂ = 0,11001•2¹¹ :

Пример 2. Число –0.12510 = –0.001₂ = –0.1*2^–10 (отрицательный порядок записан в дополнительном коде):

1. Прикладне програмне забезпечення. Призначення та класифікація

Программное обеспечение (ПО) персонального компьютера является очень широким понятием, охватывающим:

• системное программное обеспечение работоспособности компьютеров;

• прикладное программное обеспечение для решения задач любой предметной области в виде пакетов прикладных программ;

• инструментарий технологии программирования (программное обеспечение сферы производства программ).