Файловая система MS-DOS - Информатика - Скачать бесплатно

Файловая система MS-DOS.

При наличии большого числа программ и данных необходим строгий их учёт и
систематизация. Операционным системам приходится работать с различными
потоками данных, разными аппаратными и периферийными устройствами
компьютера. Организовать упорядоченное управление всеми этими объектами
позволяет файловая система.
На операционные системы персональных компьютеров наложила глубокий
отпечаток концепция файловой системы, лежащей в основе операционной системы
UNIX. В ОС UNIX подсистема ввода-вывода унифицирует способ доступа как к
файлам, так и к периферийным устройствам. Под файлом при этом понимают
набор данных на диске, терминале или каком-либо другом устройстве. Таким
образом, файловая система – это система управления данными.
Файловые системы операционных систем создают для пользователей некоторое
виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ, позволяя
работать с ними не на низком уровне команд управления физическими
устройствами (например, обращаться к диску с учётом особенностей его
адресации), а на высоком уровне наборов и структур данных. Файловая система
скрывает от программистов картину реального расположения информации во
внешней памяти, обеспечивает независимость программ от особенностей
конкретной конфигурации ЭВМ, или, как ещё говорят, логический уровень
работы с файлами. Файловая система также обеспечивает стандартные реакции
на ошибки, возникающие при обмене данными. Пользователь, работая в
контексте определённого языка программирования, обычно использует файлы как
поименованные совокупности данных, хранимые во внешней памяти и имеющие
определённую структуру. При работе с файлами пользователю предоставляются
средства для создания новых файлов, операции по считыванию и записи
информации и т. д., не затрагивающие конкретные вопросы программирования
работы канала по пересылке данных, по управлению внешними устройствами.

                    Файловая структура логического диска:
Чтобы обратиться к информации на диске (находящейся в файле),
надо знать физический адрес первого сектора (№ поверхности + № до-
рожки + № сектора), общее количество кластеров, занимаемое данным файлом,
адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер
одного кластера и т.д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.
MS-DOS избавляет Пользователя от такой работы и ведет ее сама.
Для обеспечения доступа к файлам - файловая система MS-DOS организует
и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру.
Одно из понятий файловой системы MS-DOS - логический диск.

                              Логические диски:
В некотором приближении можно считать, что,  "с точки зрения" MS-DOS,
каждый логический диск это отдельный магнитный диск.
Каждый логический диск имеет свое уникальное имя. В качестве имени
логического диска используются буквы английского алфавита от A до Z
(включительно). Количество логических дисков, таким образом, не более 26.
Буквы A и B - отведены строго под имеющиеся в IBM PC FDD. Начиная с буквы C
именуются логические диски (разделы) HDD. В случае, если данный IBM PC
имеет только один FDD, буква B пропускается. Только логические диски A и C
могут быть системными.
                      [pic]Элементы файловой структуры:
  - стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор),
  - таблица размещения файлов (FAT - File Allocation Table),
  - корневой каталог (Root-Directory),
  - область данных (оставшееся свободным дисковое пространство)
Эти элементы создаются специальной программами (в среде MS-DOS) в процессе
инициализации диска.

                                   Рис. 1

[pic]
       [pic]Стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор):
Здесь записана информация, необходимая MS-DOS для работы с диском:
  - идентификатор OS (если диск системный),
  - размер сектора диска,
  - кол-во секторов в кластере,
  - кол-во резервных секторов в начале диска,
  - кол-во копий FAT на диске (стандарт - две),
  - кол-во элементов в каталоге,
  - кол-во секторов на диске,
  - тип формата диска,
  - количество секторов в FAT,
  - кол-во секторов на дорожку,
  - кол-во поверхностей,
  - блок начальной загрузки OS,
За стартовым сектором располагается FAT.
                    [pic]FAT (таблица размещения файлов):
Область данных диска представлена в MS-DOS как последовательность
пронумерованных кластеров. FAT - это массив элементов, адресующих кластеры
области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один
элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры
файла в области данных.
FAT - крайне важный элемент Файловой Структуры!
Нарушения в FAT могут привести к ПОЛНОЙ или ЧАСТИЧНОЙ потере информации на
ВСЕМ логическом диске! Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT.
Существуют специальные программы, которые контролируют состояние FAT и
исправляют нарушения.
                           [pic]Корневой Каталог:
Это определенная область Диска, создаваемая в процессе инициализации Диска,
где содержится информация о файлах и каталогах, хранящихся на Диске.
Корневой Каталог ВСЕГДА существует на отформатированном Диске! На одном
Диске ВСЕГДА бывает только ОДИН Корневой Каталог. Размер Корневого Каталога
для данного Диска - величина фиксированная, поэтому максимальное кол-во
"привязанных" к нему файлов и других (дочерних) каталогов (ПодКаталогов) -
строго определенное.
                        [pic]Каталоги (ПодКаталоги):
Каталог - это определенное место на диске (в области данных диска), где
содержится информация о файлах и ПодКаталогах, "привязанных" к данному
Каталогу. MS-DOS поддерживает иерархическую структуру каталогов
(древообразную).


                                   Рис. 2

[pic]

В отличие от Корневого Каталога, остальные каталоги (ПодКаталоги) создаются
с помощью специальных команд MS-DOS (внутренних). Основная цель такой
структуры каталогов - организация эффективного хранения большого кол-ва
файлов на диске.
КАЖДЫЙ Каталог (кроме корневого) имеет "родителя", т.е. другой Каталог, к
которому "привязан" данный Каталог. MS-DOS рассматривает каждый Каталог
(кроме корневого), как файл. Термин "привязан" иногда заменяется термином
"зарегистрирован".
[pic]Файлы:
Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе,
предназначенная для хранения информации.
[pic]Файл ВСЕГДА "привязан" к какому-либо Каталогу (в том числе, может быть
"привязан" и к корневому каталогу).



                                   Рис. 3

[pic]

            Идентификация Логических Дисков, Каталогов и Файлов:
Идентификация Логических дисков, Каталогов, Файлов осуществляется на базе
имен.
[pic] ВНИМАНИЕ!
Файловая система MS-DOS НЕ допускает, чтобы были Логические Диски,
Каталоги, Файлы с одинаковыми ИДЕНТИФИКАТОРАМИ!

В качестве имени логического диска используется одна из букв латинского
алфавита (A..Z).
Каждый Файл или Каталог (кроме корневого) имеет ПОЛНОЕ имя.
[pic]ПОЛНОЕ Имя Файла (Каталога), кроме корневого, состоит из следующих
частей (рис.4):
  - имя логического диска (A..Z),
  - символ-разделитель (двоеточие) “:”,
  - символ, идентифицирующий корневой каталог - "" (Слэш),
  - перечень “родительских” каталогов (разделенных символом ""),
  - собственно имя файла (каталога),
Собственно имя файла (каталога) состоит из:
  - имя,
  - символ-разделитель (точка) “.”,
  - расширение имени файла
“Имя логического диска ”+” двоеточие ”+” идентификатор корневого каталога
”+” весь перечень имен родительских каталогов” = маршрут доступа к файлу
(каталогу).
Максимальное кол-во символов в ПОЛНОМ имени файла = 78,
Максимальное кол-во символов в имени файла = 8,
Максимальное кол-во символов в расширении имени файла = 3,
Расширение НЕ обязательно, т.е. может и НЕ присутствовать (в этом случае
точка тоже отсутствует).


                                   Рис. 4

[pic]
Таким образом, размер собственно имени файла НЕ превышает 12 символов!

В ПОЛНОМ имени файла разрешается использовать только следующие символы: A-Z
0-9 $ & # `~ ( ) - % ! _ ^
В ПОЛНОМ имени файла запрещается использовать все остальные
символы!
ЗАПРЕЩАЕТСЯ В ПОЛНОМ имени файла использовать ПРОБЕЛ!
Примеры допустимых имен файлов: Format.com, Read.me, MyFyle.txt, 28-03-
96.doc, 123.45
Примеры НЕ допустимых имен файлов:
   123456789.txt, aa?.doc, 35*.? It.F.doc,  .txt

                          Использование расширений:
Файлы, хранящиеся на диске, с точки зрения файловой системы MS-DOS, которая
выступает в роли заведующего складом (ничего не понимающего в устройстве и
назначении различных вещей, хранящихся на складе), вообще говоря,
представляют собой “некоторое сборище информации”. На самом деле файлы, в
зависимости от информации, которая там хранится, могут иметь различное
назначение:  данные, программы, драйверы, настроечные файлы и т.д.
Расширения имени файла - не обязательный, но очень важный компонент. Он
используется для разделения файлов по отдельным категориям (данные,
программы, драйверы и т.д.).
В MS-DOS есть перечень предопределенных (и наиболее часто встречающихся)
расширений файлов. В таблице приведен их НЕ полный перечень.

|Расширение |Назначение файла                             |
|EXE        |Программы, созданные программистами, с       |
|COM        |помощью специальных языков программирования  |
|BAT        |Программы, созданные Пользователями, с       |
|           |помощью редакторов текстов                   |
|SYS        |Драйверы устройств                           |
|TXT        |ASCII-файл (текстовый)                       |
|DOC        |Файл-документ (чаще всего ASCII-файл, но     |
|           |может быть и другого формата)                |
|PAS        |Тексты программ на Pascal                    |
|ASM        |Тексты программ на Ассемблере                |
|BMP        |Графические образы                           |
|GIF        |                                             |
|PCX        |                                             |
|INI        |Файлы настроек и конфигураций                |
|CFG        |                                             |



                            Общие команды MS DOS
Общие команды распознаются и выполняются командным процессором command.com.
Команды вводятся с клавиатуры, их ввод завершается нажатием клавиши <ээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээээ