4. Поняття низькорівневого та логічного форматування. Поняття сектору та кластера. Розмір сектора. Проблема фрагментації файлів.

Файл, що має образ цілого та неподільного фрагменту даних насправді досить часто розкиданий частинами по всьому носію інформації.

Принципи розміщення файлу, каталогу та системної інформації на реальному пристрої описуються фізичною організацією файлової системи.

Сектор – це найменша одиниця розбиття носіїв інформації. Розмір сектора є постійним і рівний 512 байт. Це найменша одиниця виміру, яка може бути адресованою.

ОС при роботі з дисками використовує власну одиницю дискового простору, що називається кластером. Кластер – це сукупність декількох секторів, що розміщені послідовно. Різні файлові системи використовують різні розміри кластеру.

Доріжка та сектори утворюються процедурою фізичного або низькорівневого форматування. Цей вид форматування не залежить від типу ОС і, зазвичай, проводиться на виробництві.

Розбиття диску під конкретний тип файлової системи виконують процедури високорівневого або логічного форматування. При такому форматуванні визначається розмір кластеру, а також записується інформація, яка необхідна для роботи з файловою системою. Крім цього на диск записується завантажувач ОС. Це невелика програма, яка починає процес ініціювання ОС після ввімкнення ПК.

Перед тим як форматувати диск під конкретну файлову систему його можна розбити на розділи.

Розділ – це неперервна частина фізичного диску, яку ОС представляє користувачу як певний логічний пристрій. Логічний пристрій функціонує так, ніби це є окремий фізичний диск. На кожному логічному пристрої може створюватись тільки одна файлова система.

ОС може підтримувати різні статуси розділів, відмічаючи ті, які будуть використані для завантаження ОС, а решта відмічаючи як просто для зберігання даних. Розділ, з якого завантажується ОС, називається системним або активним.

5. Процес завантаження операційної системи. Поняття boot-сектора. Master Boot Record (mbr). Структура mbr. Поняття розширеного розділу. Активний розділ.

Після ввімкнення ПК процесор починає виконувати команду, починаючи з адреси FFFFh0000 – команда переходу на програму початкової ініціалізації BIOS. Тому процесор виконує початкове тестування POST і намагається завантажити програму з Boot Sector, а порядок пошуку пристроїв для завантаження задається користувачем.

Boot Sector – це перший сектор на нульовій доріжці нульової сторони носія інформації. Для жорстких дисків цей сектор містить ще інформацію про розбиття диску на логічні розділи.

Master Boot Record(MBR):

Зміщення – розмір

0000h – 446 байт(код завантаження)

1BEh – 64 байт(таблиця розділів)

З допомогою даної таблиці можна описати 4 розділи(16 байт у MBR)

1CEh – 16 байт – 2-й розділ

1DEh – 16 байт – 3-й розділ

1EЕh – 16 байт – 4-й розділ

1FЕh – 2 байти – сигнатура 55h, ААh

Сигнатура має бути рівна вказаним значенням. Якщо останні 2 байти не рівні цим значенням, то він вважається невірним.

Зміщення – розмір

00h – 1 байт(ознака активності)

01h – 1 байт(адреса початкового розділу – головка, сектор, доріжка)

02h – 1 байт(адреса початкового розділу – головка, сектор, доріжка)

03h – 1 байт(адреса початкового розділу – головка, сектор, доріжка)

04h – 1 байт(код типу розділу)

05h – 1 байт(адреси кінця розділу)

06h – 1 байт(адреси кінця розділу)

07h – 1 байт(адреси кінця розділу)

08h – 4 байти(зміщення 1-го сектору розділу)

0Ch – 4 байти(кількість секторів у розділі)

05h – це ідентифікатор розширеного розділу (немає власної файлової системи, а є областю, яка може бути розбита на логічні розділи, кількість яких є необмеженою)

Завдяки такому типу розділу можна обійтися обмеженою кількістю розділів – 4. З цих розділів неможливо завантажувати ОС. Розширений розділ може бути лише один на фізичному носії інформації.

Ознака активності розділу – це ознака того, що ОС потрібно завантажити з цього логічного розділу, тобто такий розділ може бути лише один.

Код, що є у MBR, зазвичай, не залежить від типу ОС. Його завдання – це переглянути таблиці розділів, віднайти активний розділ і передати керування на Boot Sector даного розділу(1-й фізичний сектор логічного розділу). Для інших носіїв інформації Boot Sector – є першим фізичним сектором носія.

У Boot Sector-і ОС записує первинний завантажувач – це невелика програма, яку BIOS записує за адресою 00007C00h і передає їй керування. Основне завдання первинного завантажувача – це віднайти вторинний завантажувач, записати його у пам’ять і передати йому керування. Вторинний завантажувач – це складна програма, різні Boot- менеджери або частини ОС, що завантажує ядро. Деякі ОС використовують MBR як первинний завантажувач.

В ОС Windows NT вторинний завантажувач – це NTLDR, що розпізнає всі версії Windows, що вийшли раніше, але не визнає інші ОС.

При установці Windows 9.X Boot Sector перезапускається і тому завантажити інші ОС стає неможливо.

Для ОС Linux завантажувачами є – LILO та GRUB.