Файловая система. 2 часть. 8 класс

Файл.
Файл - это именованная область памяти на каком-либо физическом носителе (обычно на диске).
В файлах могут содержаться любые текстовые документы и числовые данные, закодированная табличная, графическая и любая другая информация.

Полное имя файла образуется из двух слов - имени и типа, разделяемых знаком "точка" (при отсутствии типа точка необязательна); поэтому тип иногда называют расширением имени.
В соответствии с характером хранимой информации файлу обычно приписывают тип. Задание типа осуществляет либо сам пользователь, либо программа, порождающая файл.

Умело подобранные имена файлов могут значительно облегчить работу пользователя, помочь ему сориентироваться в большом объеме разнородной информации, обычно размещаемой во внешней памяти.
Каталог - это группа файлов на одном носителе, объединяемых по какому-либо критерию (обычно логически взаимосвязанных).

На каждом дисковом носителе всегда имеется корневой каталог: тот, в котором начинают регистрироваться обычные файлы и подкаталоги 1-го уровня. В последних, в свою очередь, регистрируются обычные файлы и подкаталоги 2-го уровня и т. д. Цепочки подчиненных (включенных друг в друга) каталогов обозначаются их именами, разделяемыми знаком \ . Если этот знак стоит перед первым именем, значит, выше по иерархии находится только корневой каталог.
Примеры цепочек подчиненных каталогов:
\DЕМО - DEМО находится на 1-м уровне;
\DЕМО\VIСОNТ - VIСОNТ находится на 2-м уровне.

Организация жестких дисков.
В жестких дисках информация хранится на вращающейся металлической или стеклянной пластине, покрытой магнитным материалом. Как правило, диск состоит из нескольких пластин, соединенных общим стержнем. Каждая пластина аналогична пластинке с записью, которая воспроизводится проигрывателем, но информация обычно хранится на обеих сторонах этой пластины.

Жесткий диск компьютера
без защитной крышки.
1 - шпиндель, который раскручивает пластину винчестера.
2 - сама магнитная пластина жесткого диска куда и записывается вся наша информация.
3 - читающе-записывающая головка, которая, двигаясь в нескольких микронах от поверхности диска и производит операции чтения-записи.

Некоторые современные диски имеют по головке на каждую дорожку и, следовательно, не тратят время на перемещение головок к нужной дорожке для считывания информации.
Самые современные диски не имеют ни пластин, ни головок. Вместо них используется энергонезависимая память (NVRAM). Микрокод контроллера организует память, имитируя логические цилиндры, головки, дорожки и секторы, обеспечивая непротиворечивый интерфейс с операционной системой. Время доступа к таким дискам измеряется наносекундами

Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, то есть должна быть создана физическая и логическая структура диска.
Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые, в свою очередь, делятся на секторы. Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами, причем все дорожки на диске имеют одинаковое количество секторов.
Каждый сектор хранит 512 байт информации. Сектор - минимальный элемент дискового пространства.
Сектора носителя информации обычно объединяются файловой системой в кластеры.

Структура диска:
Буквой «А» обозначена дорожка. Буквой «В» — геометрический сектор диска.
Буквой «С» — сектор дорожки.
Далее из рисунка видно, что кластер «D» может занимать несколько секторов дорожки (кластер выделен на рисунке зеленым).

При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов, соответственно минимальный размер файла - это размер одного сектора, а максимальный соответствует общему количеству секторов на диске.
Файл записывается в произвольные свободные сектора, которые могут находиться на различных дорожках.

Если размер файла больше, нежели размер кластера, то часть файла помещается в соседний свободный кластер и так далее. Пользователи об этой особенности файловой системы даже и не подозревают, потому что файловая система самостоятельно разбивает (фрагментирует) файлы на части при его записи и, соответственно, собирает файл по частям, при его открытии.
http://www.youtube.com/watch?v=3fhkIVaC4nQ
http://www.youtube.com/watch?v=nFiC7muU7wE

Вопросы для повторения:
Сколько файлов размером 100 Кбайт каждый можно разместить на дискете объемом:
1) 1,2 Мбайт; 2) 1,44 Мбайт?
Какой объем имеет двусторонняя дискета, если каждая сторона ее разбита на 80 дорожек по 20 секторов на дорожке? Объем каждого сектора составляет 0,5 Кбайт.