Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Января 2012 в 20:42, лабораторная работа
Диск внешней памяти это любое устройство, предназначенное для долговременного хранения информации. Такой диск принято называть физическим диском.
На Рис. 1 представлены жесткий диск с четырьмя дисками и устройство доступа к этому жесткому диску, имеющее специальные головки. Диски вращаются со скоростью от 60 до 120 оборотов в секунду. При этом с помощью головок выполняется процесс считывания или записи данных с магнитных дисков.
Тема: «Хранение информации во внешней памяти»
Цель работы: Изучить структуру и основные понятия файловой системы.
Порядок выполнения работы.
Диск внешней памяти это любое устройство, предназначенное для долговременного хранения информации. Такой диск принято называть физическим диском.
На Рис. 1 представлены жесткий диск с четырьмя дисками и устройство доступа к этому жесткому диску, имеющее специальные головки. Диски вращаются со скоростью от 60 до 120 оборотов в секунду. При этом с помощью головок выполняется процесс считывания или записи данных с магнитных дисков.
Рис. 1. Жесткий
диск
Для того чтобы подготовить диск к работе, необходимо создать физическую и логическую структуры диска. Этот процесс называется форматированием.
Формирование физической структуры диска – создание на диске концентрических дорожек, разделенных на сектора. Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.
В ряде
случаев удобно разделять физический
диск на несколько частей, на каждой
из которых можно организовать свою файловую
систему. Такие части внешней памяти получили
название логических
дисков. Таким образом, винчестер представляет
собой совокупность логических дисков
и является памятью прямого доступа1.
Задание №1. Магнитный диск
Рассмотрите
структуру магнитного диска, расположенную
в таблице. Сделайте схематический
чертеж диска с указанием его элементов.
| Магнитный диск | |
|
| |
| Сторона | Жесткие диски имеют несколько поверхностей для записи. Первой стороне первой пластины присвоен номер 0, второй стороне – 1, первой стороне второй пластины – 2 и так далее. Каждая сторона пластины разделена на концентрические полоски, называемые дорожками |
| Дорожка | Зона для записи данных. Дорожки нумеруются последовательно от нулевой до самой ближней к центру. Самая дальняя от центра дорожка на нулевой стороне верхней пластины диска - дорожка с номером 0 на стороне 0. Число дорожек зависит от типа диска. |
| Сектор | Это наименьшая физическая единица хранения данных на жестком диске. Каждая дорожка делится на сектора. Сектор на диске служит для разметки пространства с целью быстрого нахождения информации. У диска на каждой дорожке одинаковое количество секторов. Нумерация начинается с 1 сектора. |
| Кластер | Минимальная единица адресации при обращении к данным, которая состоит из одного или нескольких смежных секторов дорожки. Если для размещения файла смежных кластеров не хватает, то для него выделяются другие несмежные кластеры. В результате возникает фрагментирование, которое снижает скорость считывания файла. Размер кластера зависит от размера диска и кратен целому числу секторов. Файл всегда занимает целое число кластеров. |
| Цилиндр | Совокупность всех дорожек, принадлежащих всем поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения, с одинаковыми порядковыми номерами, расположенных на разных дисках винчестера. |
Организация файловой системы
Система расположения информации во внешней памяти носит название файловой системы, от типа которой зависит размер кластера (Приложение 1). Определение «файловой структуры» базируется на таких понятиях информатики как папки и файлы. Папки и файлы образуют на дисках внешней памяти иерархическую файловую систему (рис. 2).
Рис. 3.1.
Иерархическая структура файловой системы
Файл (file – досье, подшивка)– логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область. Имеет собственные характеристики (Приложение 2).
Папка – поименованная группа файлов, объединенных по какому-либо общему признаку или их свойству.
Данные о том, в каком месте записана тот или иной файл, или папка, хранится в системной области диска, которая состоит из трех частей: загрузочного сектора, таблицы размещения файлов и корневого каталога.
| Системная область диска | Описание |
| Загрузочный
сектор (Boot Record) |
Содержит данные о формате диска и короткую программу, используемую в процедуре начальной загрузки операционной системы. |
| Таблица
размещения файлов (FAT – File Allocation Table) |
Располагается после загрузочного сектора и содержит описание порядка расположения всех файлов в секторах данного диска, а также информацию о дефектных участках диска. За FAT-таблицей следует ее точная копия, что повышает надежность. |
| Корневой каталог | В корневом каталоге содержится перечень фалов и директорий. На каждом логическом диске находится своя файловая система, имеющая один корневой каталог. Непосредственно за корневым каталогом располагаются данные. |
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов.
Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы:
«?» – один произвольный символ;
«*» – любая последовательность символов произвольной длины, в том числе пустая последовательность.
Например, *.* – все файлы, *.bmp – все файлы с расширением .bmp, s*.??? – имя файла начинается с «s» с расширением только из 3-х символов, ?z*.сом – перед «z» стоит один символ, а после «z» – произвольное число.
Задание №2. Сколько кластеров (кластер – 512 байт) займут файлы следующих размеров?
| Вариант | Размер в байтах | Размер в Кб |
| 1 | 712 байт | 1,5 Кб |
| 2 | 1000 байт | 0,5 Кб |
| 3 | 1020 байт | 3 Кб |
| 4 | 513 байт | 1 Кб |
| 5 | 450 байт | 1,2 Кб |
| 6 | 960 байт | 10 Кб |
| 7 | 840 байт | 3,2 Кб |
| 8 | 650 байт | 1,6 Кб |
| 9 | 100 байт | 0,8 Кб |
| 10 | 510 байт | 1,1 Кб |
| 11 | 712 байт | 7 Кб |
| 12 | 777 байт | 2 Кб |
Задание №3. Задан полный путь к файлу. Запишите:
1. полное имя файла;
2. имя каталога;
3. тип файла.
| Вариант | Путь |
| 1 | C:\My doc\Memory.com |
| 2 | E:\Лекция\Project.WAV |
| 3 | F:\Космос\Титан.avi |
| 4 | A:\Устройства\flash.jpg |
| 5 | C:\Program Files\Setup.EXE |
| 6 | D:\Нейрокомпьютеры\история.wmv |
| 7 | G:\КВН\DG.mp3 |
| 8 | L:\Марианна\фото.jpg |
| 9 | C:\Pascal\lab_1.pas |
| 10 | D:\Вася\base_SQL.cpp |
| 11 | C:\Games\readme.TXT |
| 12 | H:\Новая папка\Memory.rtf |
Задание №3. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяют соответствующей маске.
| Вариант | Маска | Имена файлов |
| 1 | ??o*.??? | Format.exe
New Stories.mid Program.pas photo.zip |
| 2 | n*.??? | Программа.exe
New Stories.mid Notepad.html диск.zip |
| 3 | p?.* | Pt.exe
Pause.mid Word.pas Расширение.zip |
| 4 | ?e*.* | autoexec.bat
Web.html desktop.com Вирус.com |
| 5 | ???s*.* | Flash.jpg
NC.com Windows.rtf mouse.exe |
| 6 | *e*.??s | Программа.pas
New Stories.mid Notepad.pas диск.zip |
| 7 | *.?a? | File.rar
New Stories.mid paint.pas Символ.zip |
| 8 | ?i*.* | mail.jpg
ip.exe Windows.rtf time.com |
| 9 | *w??.* | Flash.jpg
browse.exe Windows.rtf NC.com |
| 10 | *f*.??? | config.sys
Web.html file.com Вирус.com |
| 11 | G???????.* | graphics.jpg
Graff_5.exe Help.rtf graftable.xls |
| 12 | *2*.??? | New_2_Stories.mid Sos2help.html
Paint_2.pas File_2.rar |
Контрольные вопросы
Приложение
1
| FAT16 | FAT32 | NTFS |
| Адресует
216 = 65 536 кластеров. Объем одного кластера рассчитывается в зависимости от объема жесткого диска, но не более 128 секторов и поэтому используется для дисков объемом ≤ 4 Гбайт. Используется для флэш-памяти. |
Объем кластера
принят постоянным и равен 8 секторам
или 4 Кбайт.
Адрес записывается не двумя байтами, а четырьмя (32 бита). Тогда адресов станет намного больше, а размеры отдельных кластеров - меньше. Нерациональные потери намного уменьшатся. Используется для дисков большого объема и может адресовать >4-x млрд. кластеров объемом до 4 Кбайт. FAT32 используется для жестких дисков самого большого объема. |
Система поддерживает
объем кластера от 512 байт до 64 Кбайт.
Файловая система NTFS является основной файловой системой Windows NT/2000/XP. Размер кластера не зависит от размера диска. Увеличивает надежность и эффективность использования дискового пространства. |
Приложение 2
| Характеристики файлов | Описание |
| Имя
(название файла и расширение) |
В названии –
до
255 символов.
Нельзя использовать знаки: \ / : * ? ” < > | Расширение указывает на тип сохраняемой в файле информации: Исполняемые программы: .exe, .com Текст: .txt Документ: .doc, .rtf Рисунки: .bmp, .gif, .jpg, .tiff Звук: .wav, .mid, .mp3 Видеофильмы: .avi, .mpg, .wmv Тексты программ: .pas, .cpp, .bas |
| Размер | Задается в
байтах или производных единицах
измерения:
Килобайт – 210 – 1024 байт Мегабайт – 220 – 1024 килобайт 1048576 байт Гигабайт – 230 – 1024 мегабайт 1073741824 байт Терабайт – 240 – 1024 гигабайт 1099511627776 байт |
| Адрес | Полный путь от
названия диска до папки, в котором находится
файл:
С:\Проекты\Электронный город\Отчет.doc |
| Дата и время создания | Европейский формат
– дд/мм/гг
Американский формат – мм/дд/гг |
| Атрибуты | Дополнительная
информация, которая характеризует
определенный признак или свойство файла
или папки:
скрытый; системный; архивный; только для чтения. |