Файловая система MS-DOS
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Информатика»
на тему:
Файловая система MS-DOS 
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 + № дорожки + № 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.
- 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 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. 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. 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. 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 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». Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе, предназначенная для хранения информации.
Рис. 3
Идентификация Логических Дисков, Каталогов и Файлов: Идентификация Логических дисков, Каталогов, Файлов осуществляется на базе имен. 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. 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
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
9. 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.
10. Общие команды MS DOS Общие команды распознаются и выполняются командным процессором command.com. Команды вводятся с клавиатуры, их ввод завершается нажатием клавиши <ВВОД> (<ENTER>). Общие команды DOS делятся на группы: Команды работы с дисками; Команды работы с файлами; Команды работы с каталогами; Команды управления системой. Типовая структура команды выглядит следующим образом: <имя команды> [<список параметров>] [<список ключей>] Параметры (аргументы) указывают на те объекты, над которыми совершаются операции, ключи уточняют действие команды. Признак ключа (переключателя) – наличие косой линии «/». Квадратные скобки указывают на возможность отсутствия фрагмента. DIR Команда работы с каталогами; выводит на экран список директориев и файлов, находящихся внутри текущего директория. Если использовать команду DIR без параметров и переключателей, она выводит имена файлов (директориев), их расширения, размеры (в байтах), дату и время создания, их число, общий размер и размер свободного дискового пространства. Полный синтаксис таков: DIR [диск:] [путь] [имя_файла] [/P] [/W] [/A[[:]атрибуты]] [/O[[:]порядок_сортировки]] [.]
управляет порядком сортировки файлов в выдаваемом на экран списке. Без этого параметра имена файлов и директориев выдаются в алфавитном порядке. Задавая его соответствующим образом, можно организовать вывод файлов и директориев в порядке, обратном алфавитному, в алфавитном или обратном порядке по именам расширений, в порядке возрастания или убывания даты и времени последнего изменения содержимого файла или директория, в порядке возрастания или убывания их размеров. Еще несколько команд той же группы (только имена):
указывает местонахождение и имя удаляемого файла или группы файлов, если в имени используются символы-заместители. Ключ /P вызывает запрос подтверждения для каждого удаляемого файла.
COPY Команда работы с файлами; копирует один или более файлов в указанное место, а также может использоваться для слияния файлов. Синтаксис: COPY [/Y|/-Y] [A|/B] <файл-источник> [A|/B] [+ файл-источник [/A|/B] [+.]] [файл-результат [/A|/B]] [/V] Параметры состоят из обозначения дисковода, директория и имени файла.
Еще команда той же группы: RENAME (REN) – переименование файла или группы файлов; Примерами команд управления системой служат (приводятся только имена): COMMAND – запуск командного процессора; EXIT – выход из командного процессора.
Дополнительные команды-утилиты Помимо команд, распознаваемых и выполняемых командным процессором, в операционной системе имеется большое число утилит-команд, реализованных в виде отдельных программ. В качестве примера рассмотрим утилиту форматирования магнитных дисков. FORMAT – форматирует диск для использования в MS DOS. Утилита FORMAT создает пустой директорий и таблицы FAT на диске, а также проверяет наличие испорченных областей на диске. Может уничтожить все данные на диске. Синтаксис: FORMAT диск: [/V[:метка]] [/Q] [/U] [/F: размер][/B|/S] [/C] FORMAT диск: [/V[:метка]] [/Q] [/U] [/T:дорожек/N:секторов] [/B|/S] [/C] FORMAT диск: [/V[:метка]] [/Q] [/U] [/I] [/4] [/B|S] [/C] FORMAT диск: [/Q] [/V] [/l] [/4] [/8] [/B|/S] [/C]
DISKCOPY Команда работы с дисками (гибкими): копирует содержимое флоппи-диска в одном дисководе на диск в другом. Ее синтаксис таков DISKCOPY [dl:] [d2:] [/l] Здесь первые два объекта в квадратных скобках – параметры, третий – ключ. Примеры.
Еще несколько команд той же группы (только имена; параметры и ключи можно найти в справочниках):
Большое количество утилит MS DOS описано в руководстве по этой системе. Важное значение имеют также драйверы, особенно расширенной оперативной памяти, входящие в состав ОС и позволяющие использовать более 640 Кбайт памяти. Особую роль в системе играют файлы CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT, читаемые при загрузке системы и задающие ее конфигурацию, загружаемые в память драйверы и резидентные программы, а также дополнительные команды, выполняемые при загрузке системы. CONFIG.SYS Выполняется до загрузки командного процессора и содержит вызовы SYS-драйверов. Загружаемые драйверы устанавливаются командой DEVICE, после которой указывается полное имя файла, содержащего драйвер. Например, для подключения драйвера мыши MOUSE.SYS можно задать команду: DEVICE=C:\DOS\MOUSE.COM . Для эффективной работы с различными типами микропроцессоров компьютера (80286, 80386, 80486, Pentium) и размеров оперативной памяти используют специальные драйверы: DEVISE+C:\DOS\HIMEM.SYS DEVISE+C:\DOS\EMM386.EXE NOEMS DEVISE+C:\DOS\EMM486.EXE. Кроме загрузки внешних драйверов, CONFIG.SYS загружает свои (внутренние) команды. Если на компьютере отсутствует кэш жесткого диска (т.е. буферная область ОЗУ, где сохраняется содержание блоков диска), то для ускорения работы с диском вводят команду BUFFERS. Буфер – это часть оперативной памяти размеров 532 байт. Пример: BUFFER+20 . С помощью команды FILES можно указать число файлов, которые могут быть одновременно использованы системой и программами.
Использованная литература: Информатика: Учеб. пособие для студ. пед. вузов/ А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хённер; Под ред. Е.К.Хённера. – М., 1999. – 816
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Элементы файловой структуры
5. FAT (таблица размещения файлов)
Файл ВСЕГДА «привязан» к какому-либо Каталогу (в том числе, может быть "привязан" и к корневому каталогу).
