Цилиндр для диагностических операций чтения и записи

 

Программа разбиения диска на разделы Fdisk всегда резервирует последний цилиндр жесткого диска для выполнения диагностических операций. Из-за этого Fdisk указывает меньшее количество цилиндров, чем существует на самом деле. Операционная система не использует этот цилиндр, поскольку он находится вне разделов.

В системах с дисковыми интерфейсами IDE или SCSI контроллер должен выделить дополнительную область после разделов для хранения таблицы испорченных дорожек и запасных секторов. В этом случае разница между фактическим числом цилиндров и тем, что показывает Fdisk, будет еще больше.

Область диагностики позволяет выполнять тестирование чтения/записи жесткого диска, не повреждая данных на диске. Программы форматирования жестких дисков на низком уровне обычно используют этот цилиндр для тестирования чередования диска либо для хранения необходимой во время форматирования информации.

VFAT и длинные имена файлов

 

В оригинальной операционной системе Windows 95 используется та же файловая система, что и в DOS, но с важными улучшениями. В Windows 95 поддерживается файловая система FAT, переписанная в 32-разрядный код и названная виртуальной таблицей размещения файлов (virtual file allocation table — VFAT). VFAT используется вместе с 32-разрядной программой VCACHE (заменившей 16-разрядную программу SMARTDrive из DOS и Windows 3.1), что обеспечивает более высокую производительность файловой системы. Однако основное существенное улучшение новой файловой системы — это поддержка длинных имен файлов. Системы DOS и Windows 3.1 ограничивались стандартом " восемь-точка-три" при именовании файлов, поэтому добавление поддержки длинных имен файлов было приоритетной задачей, которую необходимо было решить разработчикам Windows 95, тем более что пользователи операционных систем Macintosh и OS/2 уже вовсю применяли эти возможности. Таким образом, создатели Windows 95 должны были обеспечить обратную совместимость, т.е. необходимо было реализовать в файловой системе все новые свойства и, кроме того, не " обделить" пользователей предыдущих версий DOS и Windows. Кстати, обратная совместимость — одна из самых распространенных проблем в мире персональных компьютеров.

В системе VFAT файлу или каталогу можно присваивать имя длиной до 255 символов (включая путь к этому файлу или каталогу). В Windows 95 от трехсимвольного расширения не отказались, поскольку в этой операционной системе (как и в предыдущих версиях Windows) с помощью расширения создается ассоциация типа " файл-приложение". В длинных именах файлов можно использовать пробелы, а также символы +,; = [], которые нельзя было использовать в стандартных (восемь-точка-три) именах файлов DOS.

При создании длинного имени файла создается его псевдоним, удовлетворяющий стандарту " восемь-точка-три". В Windows 9х файловая система VFAT выполняет это следующим образом.

1. Первых три символа после последней точки в длинном имени файла становятся рас ширением псевдонима.

Первых шесть символов длинного имени файла (за исключением пробелов, которые игнорируются) преобразуются в символы верхнего регистра и становятся первымишестью символами стандартного имени файла. Недопустимые в стандартном имени файла символы (+,; = []) преобразуются в символы подчеркивания.

3. VFAT добавляет символы ~1 (седьмой и восьмой) к псевдониму имени файла. Если первых шесть символов нескольких файлов одинаковы, то для разрешения конфликтов имен добавляются символы ~2, ~3 и т.д.

VFAT хранит псевдонимы длинных имен в поле стандартных имен файлов записи каталога файлов. Таким образом, все версии DOS и Windows могут получить доступ к файлу под длинным именем с помощью его псевдонима. Остается еще одна проблема: как хранить 255 символов имени файла в 32 байтах записи каталога, ведь каждый символ имени файла — это один байт? Модифицировать структуру записи каталога нельзя, поскольку тогда предыдущие версии DOS не смогут использовать ее.

Разработчики файловой системы решили эту проблему следующим образом: были добавлены дополнительные записи каталога для хранения длинных имен файлов. Чтобы предыдущие версии DOS не повредили этих дополнительных записей каталога, VFAT устанавливает для них атрибуты, которые нельзя использовать для обычного файла: только для чтения, скрытый, системный и метка тома. Такие атрибуты DOS игнорирует, а следовательно, длинные имена файлов остаются " нетронутыми".

Существует еще одна проблема, связанная с длинными именами файлов: приложения, не умеющие работать с длинными именами файлов, при открытии такого файла и его последующем сохранении будут записывать его псевдоним в дополнительные записи каталога, следовательно, длинное имя файла будет утрачено.

Старые программы для работы с диском, такие как Norton Disk Doctor, не могут работать с VFAT. Эти программы игнорируют дополнительные записи каталога. Поэтому после " восстановления" диска с помощью таких программ вы можете не найти длинных имен файлов.

Существует еще одна проблема с длинными именами файлов, которая заключается в следующем. VFAT создает новый псевдоним всякий раз при создании или копировании файла в новый каталог. Например, файл Expenses- January98. doc сохраняется в папке под псевдонимом EXPENS~1.DOC. Если с помощью программы Windows 9x Explorer скопировать этот файл в папку, в которой уже существует файл Expenses-December97. doc с псевдонимом EXPENS~1. DOC, то VFAT создаст в этой папке для копируемого файла новый псевдоним EXPENS~2.DOC. Причем пользователь не будет уведомлен о таком " самоуправстве". Для программ, поддерживающих длинные имена файлов, такое копирование не проблема: все длинные имена файлов сохраняются. Если же запустить приложение, которое не поддерживает длинных имен файлов, то, открыв файл EXPENS~1.DOC, пользователь обнаружит, что это файл Expenses-December97.doc, а не Expenses-January98.doc.

FAT  32

Когда разрабатывалась FAT, жесткие диски размером 2 Гбайт можно было встретить разве что в научно-фантастических романах. В настоящее время практически все системы нижнего уровня оснащаются жестким диском не менее 2 Гбайт, а чаще всего 16 или 20 Гбайт. При использовании стандартной FAT вы можете создать раздел размером не более 2 Гбайт. Это ограничение приводит к тому, что пользователи больших жестких дисков испытывают неудобства в организации файлов: в их распоряжении несколько дисков.

Для устранения этого ограничения Microsoft предложила новую файловую систему с расширенными возможностями, называемую FAT 32. Эта файловая система работает как стандартная FAT, но имеет отличия в организации хранении файлов. Кроме того, FAT 32 можно установить с помощью программы Fdisk, в отличие от VFAT, которая является частью Vmm. vxd. Система FAT 32 была впервые реализована в Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2). Она встроена также и в Windows 98/Me, а также в Windows 2000.

Основное преимущество FAT 32 — это возможность использования 32-разрядных записей, вместо 16-разрядных, что приводит к увеличению числа кластеров в разделе до 268 435 456 (вместо 65 536, или 2¹⁶). Это значение эквивалентно 2²⁸, а не 2³², поскольку четыре бита из 32 зарезервированы для других целей.

При использовании FAT 32 размер раздела может достигать 2 Тбайт (1 Тбайт равен 1 024 Мбайт). Новая файловая система может иметь 4 294 967 296 (232 ) кластеров размером 512 байт, а размер единичного файла может составлять 4 Гбайт.

Существует еще одно отличие FAT 32 от ее предшественниц — положение корневого каталога: он не занимает фиксированного места на диске, как в FAT 16. Корневой каталог в FAT 32 может располагаться в любом месте раздела и иметь любой размер. Устранение ограничений записей корневого каталога обеспечивает динамическое изменение размера раздела FAT 32. Однако Microsoft не реализовала это замечательное свойство в операционных системах Windows 9x, чем и воспользовались независимые разработчики, такие как фирма Power-Quest, создавшая программу PartitionMagic.

Основной недостаток FAT 32 — несовместимость с предыдущими версиями DOS и Windows 95. Вы не сможете загрузить предыдущую версию DOS или оригинальную Windows 95 с диска с файловой системой FAT 32, кроме того, раздел с FAT 32 будет недоступен этим системам при их загрузке с другого диска.

Размер кластера FAT 32

 

Поскольку раздел FAT 32 имеет больше кластеров, чем раздел FAT 16, размер кластера уменьшается. Использование меньшего кластера снижает потери дискового пространства. Например, раздел размером 2 Гбайт с 5 000 файлов в FAT 32 использует кластер размером 4 Кбайт, вместо 32 Кбайт в FAT 16. Такое уменьшение размера кластера снижает потери дискового пространства с 78 до 10 Мбайт.

Для сравнения FAT 16 и FAT 32 необходимо посмотреть, как в этих файловых системах организовано хранение данных. Номера кластеров в FAT 16 хранятся в виде 16-разрядных записей (0000h-FFFFh). Максимальное значение FFFFh соответствует десятичному 65 536, но несколько значений зарезервированы для специальных целей. Реальное число кластеров в FAT 16 лежит в диапазоне 0002h-FFF6h, или 2-65 526. Таким образом, для хранения файлов используется 65 524 кластера. Типичная запись о файле в FAT 16 представлена в табл. 12

Таблица 12. Записи файлов в файловой системе FAT 16

 

В FAT 32 количество кластеров лежит в диапазоне 00000000h-FFFFFFFFh, или 0— 4 294 967 295. Как и в FAT 16 верхние и нижние кластеры зарезервированы для специальных целей и их номера лежат в диапазоне 00000002h-FFFFFFF6h, или 2-4 294 967 286. Таким образом, для хранения файлов можно использовать 4 294 967 284 кластера. Накопитель на жестких дисках разбит на большее количество кластеров, каждый из которых становится меньше, что снижает потери дискового пространства. Пример записей о файле в FAT 32 приведен в табл. 14.

 

 

 

В табл. 15 приведен размер кластера при использовании FAT 32 с различными размерами разделов.

 

Таблица 15. Размер кластера файловой системы FAT 32

 

Уменьшение размера кластера приводит к увеличению записей в FAT. Раздел размером 2 Гбайт с FAT 32 использует 524 288 записей, в то время как аналогичный раздел с FAT 16 использует 65 536 записей. Следовательно, таблица FAT 16 имеет размер 128 Кбайт (65 536 записей х 16 бит = 1 048 576 бит, или 131 072 байт, или 128 Кбайт), а таблица FAT 32 — 2 Мбайт.

Размер FAT существенно влияет на производительность файловой системы. В Windows 9x модуль VCACHE пытается загрузить FAT в оперативную память для повышения производительности системы. Выбор кластера размером 4 Кбайт на дисках емкостью до 8 Гбайт обеспечивает компромисс между производительностью и размером FAT в оперативной памяти.

Несмотря на то что размер FAT в файловой системе FAT 32 практически в двадцать раз больше, чем в FAT 16, появляется незначительный (менее 5%) прирост производительности FAT 32 в операционной системе Windows 9x. Это отчасти достигается использованием в персональных компьютерах самых современных накопителей на жестких дисках.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: