Дослідження файлової структури

Лабораторна робота

Дослідження файлової структури




Мета роботи



За допомогою програми Disk Editor визначити розміщення і характеристики основних областей і зон файлової структури ОС для дискети стандартного формату 3.5’



Хід роботи



1. Запустити оболонку комплекту Norton Utilites за допомогою напускного файлу norton.exe із директорії NU_8. В лівій колонці "КОМАНДЫ" вибрати програму Disk Editor, а в правій – "ОПИСАНИЕ" прочитати і записати коротенький опис цієї програми, по кл. F1 вивести, прочитати і записати довідкову інформацію. Вибрати кнопку "ИНДЕКС" і вивести зміст довідки по комплекту NU, а потім вибравши пункт "О программе" вивести і записати довідку по інтерфейсу NU. ESC – вихід із довідки.

2. Запустити програму Disk Editor і по ALT/D вибрати диск А. Через ALT(F10), пункт верхнього меню "СРЕДСТВА" і команду "НАСТРОЙКА" впевнитись, що редактор знаходиться в режимі "ТОЛЬКО ЧТЕНИЕ", в протилежному разі – перевести його в цей режим.

3. Оскільки редактор не дозволяє переглядати сектори всього диску відразу, а тільки окремо по конкретним зонам файлової структури, то редактор необхідно настроювати на формат конкретної зони за допомогою меню "ОБЬЕКТЫ". Для перегляду завантажувального запису необхідно вибирати команду "ЗАГРУЗОЧНАЯ ЗАПИСЬ" (ALT+B), для робочої FAT – "1-я FAT"(ALT+F1), для резервної - "2-я FAT"(ALT+F2), для кореневого каталогу – "КАТАЛОГ"(ALT+R), для області даних - "КЛАСТЕР"(ALT+C).

4. Почергово переглянути всі зони і області файлової структури, відповідно настроївши редактор на ту чи іншу область, записати або описати зміст кожної області і визначити номери і кількість всіх секторів, які відносяться до тієї чи іншої зони. В режимі перегляду конкретного об’єкту файлової структури в лівому нижньому куту вікна відображається номер сектору в якому знаходиться маркер, а в правому – назва об’єкту. При перегляді FAT зверніть увагу за яким кластером закріплена перша і остання чарунки FAT по інформації в правому нижньому куту. Переміщення курсору здійснюється за загальними правилами.

5. По результатам перегляду скласти карту по секторного розміщення всіх зон файлової структури, використовуючи слідуючі умовні позначення: BR – завантажувальний запис, F1 – робоча FAT, F2 – резервна FAT, RD – кореневий каталог, К1…..KN – відповідний кластер області даних. Карта повинна представляти таблицю на 18 полів(кількість секторів на доріжці) і 160 рядків(кількість доріжок на дві сторони дискети). Для зменшення розмірів таблиці слід показати декілька початкових і кінцевих кластерів області даних, а невелику за розміром системну область слід показати повністю. В кожній клітині таблиці робиться запис типу: № сектору/умовне позначення.

Файлова структура на диску

Незалежно від розміру і типу диску файлова структура повністю визначається вибраною операційною системою. Файлова структура утворюється в результаті "нижнього" і "верхнього" форматування.

Для жорстких дисків "нижнє" і "верхнє" форматування здійснюється окремими програмами: "нижнє" - спеціальною програмою зашитою в BIOS материнської плати, "верхнє" - командою FORMAT.

Для дискет ці два процеси об’єднані в один і виконуються командою FORMAT. При нижньому форматуванні всі поверхні диску розмічуються на деяку кількість доріжок (концентричних кіл) і деяку кількість секторів в радіальному напрямку.

Для дискети 3.5’ стандартного формату 1.44мб кількість доріжок – t=80, а кількість секторів – n=18. При цьому утворюється на кожній поверхні дискети 1440 блоків або секторів, а на всій дискеті відповідно – 2880. Нумерація йде від зовнішніх до внутрішніх доріжок. На 1 доріжці(циліндрі) розміщується 0-17 сектори, а на нижній поверхні 18-35. Сектори(кожний може вміщувати 512 байтів інформації) нумеруються від 0-2879. При верхньому форматуванні утворюється файлова структура.

При цьому поверхня диску ділиться на 2 нерівні частини. ПЕРША – системна область, яка займає початкові сектори в кількості 1% від загального об’єму дискети, а ДРУГА – область даних, яка складає решту поверхні диску.

В області даних розміщуються файли і підкаталоги, тобто вся програмна інформація.

В системній області – спеціальні записи, які реєструють ту інформацію, що розміщена в області даних.

Через системну область здійснюється абсолютно точний доступ до кожного файлу і кожного підкаталогу при операціях читання або запису.

Системна область є відповідальною за збереження інформації на диску і відповідно найбільш вразливою, тому ця область в першу чергу повинна оберігатися різними програмними засобами від всяких ушкоджень – вірусів та необачливих дій операторів.

В процесі багаторазового запису і видалення файлів на диску утворюється фрагментація файлів, тобто він розміщується окремими фрагментами на дисковій поверхні.

Фрагментація виникає, коли сектори одного файлу розміщені не по порядку номерів, а випадковим чином розкидані по всій поверхні диску. Інформація для їх пошуку при звернені до цього файлу записана у системній області відповідної зони (в таблиці розміщення файлів FAT).


Вигляд фрагменту карти



Системна область





Область даних





Перед запуском Disk Editor переглядаємо довідку по даній програмі. "Переглядає і редагує вміст дискети чи жорсткого диска, дає доступ до областей диска до яких не має доступу DOS, або яких він не розпізнає . Рятує пошкодженні файли чи їх данні " . Запустиши програму Disk Editor, бачимо що програма працює в режимі "тільки для читання" обираємо в дереві пристроїв дискету (комбінацією ALT+D).

СИСТЕМНА ОБЛАСТЬ МАЄ ТРИ ЗОНИ.

Займає 0 сектор – завантажувальний запис Boot Record (BR). ЦЕ невеличка програма що завантажує всю операційну систему ( для системних дискет ). Для несистемних дискет замість системного завантажувача записана фраза про його відсутність.



Байтів у секторі

512

Секторів в кластері

1

Зарезервованих секторів на початку

1

Копій FAT

2

Елементів кореневого каталогу

224

Всього на диску

2880

Секторів на FAT

9

Секторів на дірожку 

18

Сторон

2

Спеціальних скритих секторів

---


Займає 1-9 сектори, це робоча таблиця розміщення файлів, в якій вказується, які сектори відносяться до конкретного файлу. В цій же зоні за робочою FAT-1 розміщена резервна FAT-2 – 10-18 сектори. FAT поділена на чарунки розміром 116 біт. Кожна чарунка FAT прив’язується до конкретного сектору області даних, які називаються кластерами. Всього FAT налічує 2847 чарунок, стільки ж кластерів вміщує область даних. В чарунках FAT вказується номер наступного кластера файлу, а номер початкового кластеру реєструється в кореневому каталозі.







Таблиця FAT розшифровується так (файл DRWEB): у комірці 3 знаходиться посилання на наступний, 4 кластер, а у 4 кластері знаходиться запис ЕOF, що означає кінець коду файлу у даному кластері.

Кореневий каталог – з 19-32 сектори включно. В каталозі розміщенні записи про файли, що знаходяться в області даних. На кожний запис відводиться 32 байти і він вміщує всі атрибути файлу в такому порядку: ім’я, розширення, розмір, номер початкового кластеру, дата утворення, час утворення, атрибути H, R, A, S, D. Оскільки кореневий каталог займає фіксоване місце на диску і його розмір обмежений 14 секторами то в ньому можна зареєструвати: (512*14)/32= 224 записи про файли і підкаталоги. Для того щоб обмеження кореневого каталогу не зменшили штучно розмір диску, потрібно утворювати підкаталоги для яких не існує обмежень розміру.




Сектор 19

ім’я

розширення

розмір

№ початкового кластеру

дата 

час

 атрибути













H

R

A

S

D

DRWEB

PGP

294

2

28/08/98

3:02

-

-

-

-

-

DRWEB

ICO

766

3

28/08/98

3:02

-

-

-

-

-

DRW40201

TXT

699

5

06/09/98

3:02

-

-

-

-

-



В області даних сектори називаються – кластерами. Нумерація кластерів починається з 2-го, який відповідає 33-му сектору, а останній має номер 2848 і відповідає 2879 секторові.

Наприклад: Кластер 2, Сектор 33