Файловые системы
Операция форматирования наносит на диски систему магнитных меток. Эта операция реализована в операционных системах ПК. Информация на дисках хранится в виде файлов – наборов данных, имеющих определенную структуру, заголовок и признак конца. Заголовок файлов состоит из имени и расширения, указывающего на тип файла. Они разделяются точкой, например: let.txt – текстовый файл формата ASCII, let.doc – файл текстового редактора Word. Расширения .exe и .doc задаются исполняемым файлам, т. е. программам в машинных кодах, расширения .bas, .pas и т.д. – относятся к файлам языков программирования Бейсик, Паскаль и т.д.
Каждый диск (как жесткий, так и гибкий) имеет системную загрузочную область и специальную таблицу FAT
(Files Allocation Table), в которую занесен порядок расположения файлов на диске и указаны названия файлов. Эта таблица - аналог библиотечному каталогу. Таких таблиц даже две – основная и резервная. Если основная таблица оказывается испорченной, она восстанавливается с помощью резервной таблицы.
Файлы на диске хранятся в виде отдельных блоков – кластеров (не путайте с кластерами ЭВМ). Размеры их зависят от типа файловой системы компьютера. Операционные системы MS-DOS и Windows 95 использовали операционную систему FAT16 (или просто FAT), которая отводила на адресацию кластеров 16 двоичных разрядов. Таким образом, число кластеров составляло 216=65536. Максимальный размер кластера составлял 32 Кбайта, а диска – 2 Гбайта.
Кластер задает минимальный объем памяти, отводимой под запись файла. Даже если информация в файле занимает всего несколько байт, кластер будет отведен под нее полностью. По этой причине реальная емкость дисков может оказаться заметно меньше расчетного значения. Уже у дисков с емкостью около 2 Гбайт может теряться до 30% их емкости.
Для устранения этого серьезного недостатка используется разбивка
одного диска на несколько логических дисков (разделов). Для этого используются специальные утилиты MS-DOS, и этот процесс подробно описан в старой литературе по компьютерам.
Обычно гибкие диски имеют имена A и B, а жесткий диск – C. Если он разбит на разделы, то появятся логические диски с именами D, E и т.д.
Уже во второй редакции Windows 95, а затем и в массовой Windows 98 появилась файловая система FAT32 с 32-разрядной таблицей размещения файлов. В ней 232
кластеров, а максимальный размер кластера 32 Кбайта. Это означает, что емкость жесткого диска может доходить до 2048 Гбайт или до 2 Тбайт. При реально используемой емкости жесткого диска до десятков гигабайт размер кластера уменьшается до 4 Кбайт. Это ведет к существенному уменьшению потерь дисковой памяти.
Иногда при записи даже небольшого файла Windows сообщает, что емкость диска исчерпана. Это часто связано с хранением так называемых временных файлов, которые создает как сама операционная система, так и некоторые прикладные программы. Одним из источников больших по размеру временных файлов является так называемая виртуальная память, широко используемая в операционных системах класса Windows.
По этим причинам в последнее время даже при использовании дисков с емкостью 5-40 Гбайт разбивка их на логические разделы часто не практикуется. Да и зачем она? Вы можете создавать на диске сколько хотите папок со своими именами и пользоваться ими для хранения своих файлов. Предоставьте Windows делать то, что она умеет – рационально распределять дисковое пространство.
Файлы, записанные на диск, могут занимать множество кластеров, причем они могут располагаться в самых разных местах диска. Ясно, что разрывный характер файла замедляет его считывание. Поэтому созданы специальные программы - дефрагментаторы, которые объединяют кластеры в одну цепочку и ускоряют считывание информации.
С кластерами связана еще одна проблема - они могут оказаться дефектными, например, из-за сбоя программы или отключения электропитания в момент, когда файл не успел полностью записаться на диск. Наконец, случается, что один и тот же кластер захватывается двумя файлами, что чревато потерей информации при модификации или стирании одного из файлов.Есть специальные программы, которые убирают дефектные кластеры и ликвидируют их сцепление.
Наконец, нельзя не упомянуть реестр файлов (registry), входящий в операционные системы класса Windows. Реестр – это специальным образом организованный каталог всех средств ПК – аппаратных и программных. Установка или удаление любого устройства или программного средства фиксируется в реестре. Реестр, как и файловая таблица, дублируется и восстанавливается при случайной порче. Существует специальная программная утилита – редактор реестра. Ее применение рекомендуется только опытным пользователям.
