Второе лицо файловой системы, суровое и сосредоточенное, изборожденное задумчивыми складками и даже (иногда) шрамами, обращено к «железу» компьютера и к компонентам системного программного обеспечения. Лишь взглянув на файловую систему с этой стороны, вы можете определить, в состав какой ОС она входит.
Более того: одна и та же ОС может поддерживать работу нескольких разнотипных файловых систем. Скажем, для перезаписываемых компакт-дисков в настоящее время используется пять (!) различных типов файловых систем. Так о чем же пойдет речь в данном разделе?
Вначале мы рассмотрим особенности организации файловых систем, используемых при работе с жесткими дисками в среде ОС Windows 98 и Windows XP. Причем с той стороны, которая обращена к «железу».
Затем мы подойдем к файловой системе с другой стороны, то есть со стороны папок и файлов. И поговорим о тех параметрах, которые призваны защищать пользователя от «глупых», «дурацких» и тому подобных ошибок в работе с данными.
Организация хранения данных на жестком диске
В процессе создания на жестком диске файловой системы определенного типа выполняется логическое форматирование диска. Полученная логическая структура зависит, с одной стороны, от особенностей файловой системы, а с другой – от физической структуры диска.
Физическая структура жесткого диска
Жесткий диск хранит информацию блоками фиксированного размера, которые называются секторами. Сектор (sector) является наименьшей порцией данных, имеющей уникальный адрес на жестком диске. Размер сектора стандартный для всех жестких дисков и составляет 512 байт. Для ускорения доступа к данным поверхность диска разделена на концентрические дорожки (track). Сектор, соответственно, является частью дорожки.
Поскольку каждый жесткий диск – это «слоеный пирог» из нескольких дисков, то совокупность дорожек, одинаково удаленных от центра на всех рабочих поверхностях дисков, образует так называемый цилиндр (cylinder). В свою очередь, каждая рабочая поверхность диска «обслуживается» отдельной магнитной головкой. Поэтому часть дискового пространства, соответствующую одной рабочей поверхности, называют головкой (head) (рис. 3.3).
Таким образом, общая емкость диска (V) вычисляется как произведение четырех сомножителей: числа цилиндров (С), количества секторов на одной дорожке (S), размера одного сектора (512) и числа головок (H):
V = C х S х 512 х H.
В соответствии с ограничениями BIOS предыдущего поколения и контроллеров жестких дисков для кодирования номера цилиндра выделяется 10 двоичных разрядов, для кодирования номера головки – 4 разряда, и для номера сектора – 6 разрядов.
В результате максимальное адресуемое пространство жесткого диска при использовании трех координат (номер цилиндра, номер головки, номер сектора) ограничено значением 528 Мбайт:
(210 = 1024 цилиндра) х (24 = 16 головок) х (26-1 = 63 сектора) х х 512 байт = 528 Мбайт.
Такой способ адресации получил обозначение CHS (Cylinder, Head, Sector); сейчас он обычно именуется «обычным» режимом адресации – Normal, и под таким именем используется, в частности, в параметрах BIOS.
ПРИМЕЧАНИЕ
Обратите внимание, что первый сектор в адресном пространстве CHS имеет номер 1, то есть CHS-адрес этого сектора – (0, 0, 1).
До появления жестких дисков большой емкости (более 528 Мбайт) проблем с адресацией данных на диске не возникало.
Однако с появлением дисков большего объема система адресации CHS была заменена линейной адресацией – LBA (Logical Block Addressing, адресация логических блоков), в которой используется «сквозная» нумерация секторов (блоков) по всем цилиндрам и головкам: