FAT磁碟檔案管理系統的組成

2021-04-07 00:18:57 字數 2310 閱讀 9865

磁碟片經格式化後被劃分成物理扇區,知道「磁碟/磁軌/扇區」3個引數就能確定磁碟的物理位置。但是,在進行資料訪問的時候,dos不僅要確定將資料存放在磁碟的物理位置,而且還要確定它們的邏輯存放位置。dos把儲存空間組織成物理位置並提供一種機制對存放於這些位置上的資料進行索引。同時,建立按層次安排的索引關係,將磁碟的物理扇區轉換成邏輯扇區,在把資料分配到邏輯扇區位置。所以,在fat檔案系統的管理下,磁碟資料的儲存方式有磁碟資料的物理儲存和磁碟資料的邏輯儲存之分。

1.磁碟資料的物理儲存

通過格式化操作,系統將磁碟片劃分成磁面、磁軌和扇區。每個磁面上含有相同的磁軌數,每個磁軌上亦含有相同數目的扇區數,每個扇區都包含512位元組資料資訊。乙個或若干個扇區被組織成乙個「簇」(cluster)。

扇區是儲存資訊的最小單位,簇是檔案資料讀寫操作的最小單位。

在硬碟中,每簇所含的扇區數與邏輯盤的容量有關。常用軟盤的每簇扇區數為:

360kb 軟盤:2扇區/每簇

1.2mb 軟盤:1扇區/每簇

1.44mb 軟盤:1扇區/每簇

2.邏輯扇區及物理扇區

我們可以用「磁面、磁軌、扇區」3個引數來表示磁碟上某個區域,用這種表示方式法表示的磁碟扇區我們稱之為物理扇區。

為了檔案操作上的方便,磁碟在進行資料讀寫操作的時候,作業系統並不是直接使用物理扇區進行分配的,它是用乙個數字來表示分配的扇區,這個數字稱為邏輯扇區數。在磁碟讀寫操作時,為提高訪問磁碟的速度,總是儘量減少磁頭的移動次數,磁碟的邏輯扇區編號就是按照這個原則產生的。

以5.25英吋、1.2mb的軟盤為例:

0磁面、0磁軌、1扇區-----編號為邏輯0扇區。

0磁面、0磁軌、2~15扇區-編號為邏輯1~14扇區。

0磁面、0磁軌、1~15扇區-編號為邏輯15~29扇區。

…………

3.磁碟資料的邏輯儲存

在格式化的過程中,dos還同時在磁碟上建立以下資料結構:

(1)引導記錄(dbr)位於0面0道1扇區(邏輯0扇區),說明磁碟的結構資訊。

(2)檔案分配表(fat)用於記錄磁碟空間的分配情況,指示硬碟資料資訊存放的柱面及扇區的資訊指標。其表項可以是以下4種表示方式之一:

·乙個數字,代表指向另乙個簇的指標。

·數字「0」,表示乙個未使用的簇。

·乙個「壞扇區」標記。

·檔案結束(eof)標記符。

為保證磁碟資訊的正確性和可靠性,在磁碟上共有fat表完全相同的兩個拷貝fat1及fat2。

(3)檔案(根)目錄表(fdt)乙個指示已存入資料資訊的索引。記錄磁碟上儲存檔案的大小、位置、日期和時間等資料。

(4)資料區存放資料資訊。

磁碟上的上述資訊區域在常用軟盤上所對應的邏輯扇區號如圖6-1所示:

db***t1

fat2

根目錄fdt

資料區...

360k軟盤:0 1~2 3~4 5~11 12~719 邏輯扇區

1.2m軟盤:0 1~7 8~14 15~28 29~2399 邏輯扇區

1.44mb軟盤:0 1~9 10~18 19~32 33~2879 邏輯扇區

硬碟:0~(硬碟的fat1、fat2、fdt的大小及起止扇區與邏輯盤容量有關)

圖6-1 常用磁碟上各資料區對應的邏輯扇區

硬碟的fat1、fat2和fdt的大小與起始扇區號與邏輯盤的容量有關。但是,根目錄fdt的大小總為32個扇區。我們可以執行工具軟體norton中的diskedit.exe,再依次選擇引數項"object"和"sector"來檢視就清楚了。

上述軟盤的簇編號總是以第2簇從各磁碟的資料區對應的首扇區開始編號。既:

360kb 資料區:第12~719扇區 =>第2~355簇

1.2mb 資料區:第29~2399扇區 =>第2~2372簇

1.44mb 資料區:第33~2879扇區 =>第2~2848簇

4.磁碟目錄檔案的管理方式

fat檔案系統是採用樹形目錄的方式來管理檔案。

乙個目錄就是乙個索引,它包含存放在盤上的一系列檔案,以及告訴系統每個檔案物理存放位置的引數資訊。該索引也可以包含子目錄的引用,也就是說,目錄可安排成一種層次結構,乙個目錄項包含了其下層目錄的名字。所有層次目錄的起點是稱為「根目錄」的系統主目錄。這種功能允許使用者將資料檔案邏輯分組到各個子目錄層上去,這就是「樹型結構」的目錄管理方式。

除根目錄外,所有目錄項都允許使用者使用dos命令來建立或刪除。根目錄是在對磁碟格式化時建立的,它不能使用dos命令將其刪除。

雖然作業系統能夠對磁碟的物理扇區及邏輯扇區進行自動轉換,能夠跟蹤任何檔案的存放位址,但在乙個索引中對成百上千個檔案進行索引並不是一件容易的事,根據使用者的需要,把具有某種聯絡的一類檔案邏輯劃分到一系列子目錄中,採用樹型目錄的方式對有效地管理磁碟檔案系統是非常必要的。

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