Операционная система MS DOS. Основные принципы хранения информации на магнитных дисках в MS DOS. Файловая система MS DOS

ТЕМА 7.3 лекция Операционная система MS DOS. Основные принципы хранения информации на магнитных дисках в MS DOS. Файловая Система MS DOSлогические диски,каталоги, файлы,устройства MS DOS. Дополнительную информацию см. тема 2. Терминология Флоппи-дискдискета - съемный гибкий магнитный диск. Винчестер - не съемный жесткий магнитный дискпакет дисков.

Дорожка - концентрические окружности на магнитной поверхности диска, где располагается информация.Дорожки нумеруются с 0-ой дорожка с самым большим радиусом Цилиндр - объединение дорожек с одним и тем же номером, располо- женных на разных поверхностях дискадля флоппи-диска под цилиндром подразумевается 2 дорожки Сектор - каждая дорожка, размещенная на диске, делится на секторы.

Каждый сектор имеет размер 512 байт для MS DOS Кластер - это минимальная порция информации, которую MS DOS считываетзаписывает за одно обращение диску.Кластер содержит только последовательно расположенные секторацель - увеличить ско рость обмена с диском. Размер Кластера NРазмерСектора N 512 байт, где N 2,4,8 и т.д. FAT - Таблица размещения файлов НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНЫХ

ДИСКАХ Магнитные диски используются как запоминающие устройства,позволя- ющие хранить информацию долговременно, при отключенном питании. Для работы с Магнитными Дисками используется устройство, называ- емое накопителем на магнитных дискахНМД. Обычно НМД состоит из следующих частей - контроллер дисковода собственно дисковод интерфейсные кабеля магнитный диск Контроллер дисковода управляет обменом информацией между CPU и ОЗУ, с одной стороны, и НМД - с другой. Контроллер дисковода вставляется в один из свободных разъемов

сис- темной платы IBM PC MotherBoard. Дисковод содержит головки чтениязаписи,механический привод пере-мещения головок и электронную схему для управления движением головок и чтениемзаписью данных. Магнитный диск представляет собой основу с магнитным покрытием, которая вращается внутри дисковода вокруг оси. Магнитное покрытие используется в качестве запоминающего устройства. Магнитные Диски жесткиеВинчестер и гибкиеФлоппи. Накопитель на жестких магнитных дисках -

НЖМДHDD. Накопитель на гибких магнитных дисках - НГМДFDD. ВинчестерHDD - накопитель на несъемном магнитном диске,созданный на основе спец.технологиивинчестерская технология - отсюда название. Магнитный диск Винчестерана металлической основе имеет большую плотность записи и большое число дорожек. Винчестер может иметь несколько Магнитных Дисков. НЖМД типа Винчестер созданы в 1973 г.

Все магнитные диски Винчестераобъединенные в пакет Дисков - гермет-ически упакованы в общий кожух. Магнитные диски НЕ могут изыматься из HDD и заменяться на аналогичные Магнитные головки объединены в единый блокблок магнитных головок. Этот блок по отношению к дискам перемещается радиально.

Во время работы PC Пакет Дисков все время вращается с постоянной скоростью3600 обмин.При считываниизаписи информации блок магнитных головок перемещаетсяпозиционируется в заданную область, где производиться посекторное считываниезапись информации. В силу инерционности процесса обработки информации и большой ско- рости вращения пакета дисков возможна ситуация, когда блок магнит- ных головок не успеет считать очередной сектор.

Для решения этой проблемы используется метод чередования секторовсекторы нумеруются не по порядку, а с пропусками. Например, вместо того,чтобы нумеро- вать секторы по порядку 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 , их нумеруют так 9 В последнее время появились более скоростные SCSI-контроллеры, которые обеспечивают достаточную скорость обработки информации, и необходимость в чередовании секторов - отпадает. ФлоппиFDDразработка фирмы

IBM - накопитель на съемном гибком магнитном дискефлоппи. Флоппи-диск имеет пластиковую основу и находится в спец.пластиковом кожухе.Флоппи-диск вставляется в FDD вместе с кожухом.Флоппи-дискв FDD вращается внутри кожуха со ско- ростью 300 обмин. На данный момент в IBM PC используются 2 типа FDD 5.25 и 3.5

360 Кб, Если Дискета имеет маркировку DSHD, то это значит - 1200 Кб, Односторонние дискеты практически не встречаются. В случае, если по каким-либо причинам маркировки нет на дискете, то емкость дискеты можно определить косвенно по следующим приз- накам 1. магнитная поверхность дискет на 1200 Кб более темная, чем у дискет на 360 Кб, 2. ободок на внутреннем центральном отверстии дискет на 360

Кб более заметен, чем у дискет на 1200 Кб. Важнейшими характеристиками дискеты являются - тип 5.25 или 3.5 - формати,соответственно,емкость Винчестеры Организация хранения информации на Винчестере, с точки зрения Поль- зователя, не сильно отличается от Флоппи-дисков. Разница лишь в том, что количество поверхностей,дорожек и секторов значительно большесоответственно больше и емкость. Физический Адрес Сектора Nцилиндра

Nдорожки Nсектора Важнейшими характеристиками Винчестера являются - емкостьот 10 Мб до 1.2 Гб быстродействиевремя произвольного доступа к информации, чем меньше этот показатель, тем быстрее Винчестер 8-24 милисек Когда говорят о Винчестере 1 физический диск - имеется в виду весь пакет дисков данного Винчестера. С помощью спец.программ 1 физический диск Винчестера можно разбить на несколько разделовлогических дисков.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА MS DOS Файлпо английски File - папка,скоросшиватель. Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе, предназначенная для хранения информации. Совокупность средств MS DOS, обеспечивающих доступ к информации на внешних носителях называется системой управления файлами или файловой системой. 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. Кол-во 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 дискиразделы HDD. См. Рис.3. Рис.3 В случае, если данный IBM PC имеет только один FDD, буква B пропускаетсясм.рис.4. Рис.4 Только логические диски A и C могут быть системнымисм.тему 7.1 Файловая структура логического диска

Чтобы обратиться к информации на дискенаходящейся в файле, надо знать физический адрес первого сектораNповерхностиNдо- рожкиNсектора, общее кол-во 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. Элементы файловой структуры - стартовый секторсектор начальной загрузки,Boot-сектор таблица размещения файлов FAT - File Allocation Table корневой каталогRoot-Directory область данныхоставшееся свободным дисковое пространство Эти элементы создаются спец.программамив среде MS DOS в процессе инициализации диска.

Рис. 5 Стартовый секторсектор начальной загрузки,Boot-сектор Здесь записана информация, необходимая MS DOS для работы с диском - идентификатор OSесли диск системный размер сектора диска кол-во секторов в кластере кол-во резервных секторов в начале диска кол-во копий FAT на дискестандарт - две кол-во элементов в каталоге кол-во секторов на диске тип формата диска кол-во секторов в FAT кол-во секторов на дорожку кол-во поверхностей блок начальной загрузки

OS, За стартовым сектором располагается FAT. Tтаблица размещения файлов Область данных дискасм.выше представлена в MS DOS как последо- вательность 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 потери ин- формации на ВСЕМ логическом диске Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT. Существуют спец.программы, которые контролируют состояние FAT и исправляют нарушения. Корневой Каталог Это определенная область

Диска,создаваемая в процессе инициализации форматировании Диска, где содержится информация о файлах и ката- логах, 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. КаталогиПодКаталоги Каталог - это определенное место на дискев области данных диска, где содержится информация о файлах и ПодКаталогах, привязанных к данному Каталогу. MS DOS поддерживает иерархическую структуру каталоговдревообразную, см. рис.6.

Рис.6 В отличие от Корневого Каталога, остальные каталогиПодКаталоги создаются с помощью спец.команд MS DOSвнутренних. Основная цель такой структуры каталогов - организация эффективного хранения большого кол-ва файлов на диске. КАЖДЫЙ Каталогкроме корневого имеет родителя, т.е. другой Каталог, к которому привязан данный Каталог. MS DOS рассматривает каждый Каталогкроме корневого, как файл. Термин привязан иногда заменяется термином зарегистрирован.

Файлы Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе, предназначенная для хранения информации. Файл ВСЕГДА привязан к какому-либо Каталогув том числе, может быть привязан и к корневому каталогу, см. рис. 7. Рис.7 Идентификация Логических Дисков,Каталогов и Файлов Идентификация Логических дисков, Каталогов,

Файлов осуществляется на базе имен. 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 алфавитаA Z. Каждый Файл или Каталогкроме корневого имеет ПОЛНОЕ имя. ПОЛНОЕ Имя ФайлаКаталога,кроме корневого, состоит из следующих частейрис.8 - имя логического

дискаA Z символ-разделительдвоеточие символ,идентифицирующий корневой каталог - Слэш перечень родительских каталоговразделенных символом собственно имя файлакаталога, Собственно имя файлакаталога состоит из - имя символ-разделительточка - расширение имени файла Имя логического дискадвоеточиеидентиф.корневого каталога весь перечень имен родительских каталогов маршрут доступа к файлукаталогу. 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.8 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 зав.складомкоторый ничего не понимает 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 категориямданные,программы,драйверы и т.д В MS DOS есть перечень предопределенныхи наиболее часто встреча- ющихся расширений файлов.В Табл.2 приведен их НЕ полный перечень. Табл. 2 РасширениеНазначение файлаEXE COM Программы, созданные программистами, с по-мощью спец.языков программированияBATПрограммы, созданные Пользователями, с по-мощью редакторов текстовSYSДрайверы устройствOVR

OVLОверлейные файлыBAKПредыдущая копия файлаTXTASCII-файл текстовыйDOCФайл-документчаще всего ASCII-файл, но мо-жет быть и другого форматаPASТексты программ на PascalC CPPТексты программ на СASMТексты программ на АссемблереBMP GIF PCXГрафические образыMEASCII-файл описания чего-тоINI CFGФайлы настроек и конфигураций Устройства MS DOS

В MS DOS имеется ряд имен файлов, которые зарезервированы для внутреннего использования.Каждое такое имя отражает какое-либо устройство.ЗАПРЕЩАЕТСЯ использование этих имен НЕ по назначению В Табл.3 приведен перечень этих имен. Табл. 3 ИмяНазначение файлаAUXасинхронный интерфейсCLOCKчасыCOM1порт последовательного вводавыводаCOM2порт последовательного вводавыводаCOM3порт последовательного вводавыводаCOM4порт последовательного вводавыводаLPT1порт

параллельного вводавыводаLPT2порт параллельного вводавыводаLPT3порт параллельного вводавыводаCONконсольклавиатура,дисплейN ULнулевое устройствоPRNпринтераналог LPT1 С точки зрения Пользователя - эти устройстватабл.3 ничем не отличаются от обычных файловс ними можно производить все те же операции, что и с обычными файлами. Символы подстановки в именах файлов Когда необходимо произвести какие-либо действия над файлами -

Пользователь вызывает определенные внутренние или внешние команды MS DOS и передает им,в качестве параметров, имена файлов. Очень часто приходится производить одни и те же действия над многими файлами. Например, необходимо скопировать ВСЕ файлы какого-либо каталога в другой каталог.Если файлов больше 200, то ровно 200 раз необходимо произвести эту операцию для каждого файла в отдельности.

Это, как минимум, слегка огорчает Пользователя. Для решения такого рода проблем существуют спец.средства, которые помогают производить однотипные операции над целой группой файлов за один заход. Так называемые символы подстановки позволяют фильтровать файлы, используя их имена. К ним относятся символы и . Эти символы можно использовать в любом месте собственно имени файлаимени и расширении. Символ означает, что командапри фильтрации файлов признает любой символ в имени или расширении

файла, в позиции которого находится символ . Символ означает, что командапри фильтрации файлов признает все символы,в имени или расширении файла, начиная с позиции, где находится символ . Символы и действуют не зависимо друг от друга применительно к имени или расширению. Примеры ВЫПОЛНИТЬ ОПЕРАЦИЮ НАД СЛЕДУЮЩИМИ ГРУППАМИ ФАЙЛОВ все файлы, без исключения, .txt - файлы с любыми именами, но с расширением .txt,

II файлы,имена которых начинаются с цепочки символов II и имеющие любое расширение, YE0198 файлы,имена которых начинаются с цепочки символов YE, два следующих символа НЕ имеют значение, следующие четыре символа должны быть 0198, расши- рение НЕ имеет значениеприменительно к расчетному отделу все результаты расчетов по работнику с табельным номером 0198, Атрибуты файлов Каждый ФайлКаталог имеет атрибут, который указывает на то, что этот файл

является именно файломили на то, что он является Каталогом. Файлы, в зависимости от атрибута, могут быть скрытыми,архивными системными, только для чтения.Скрытые файлы MS DOS не видит. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Справочное Руководство по IBM PC. Методические материалы.Часть 2. ТПП СФЕРА. М. 1991 г. 2. Савельев А.Я Сазонов

Б.А Лукьянов С.Э. Персо- нальный компьютер для всех. Книга 1. М ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1991 г. 3. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. М. НАУКА, 1990 г. 4. Фигурнов В.Э. IBM PC для Пользователя г.Уфа, НПО Информатика и Компьютеры, 1993 г.