Файл: Введение 3 Жесткие диски 3 Конструкция hdd 3.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.04.2024

Просмотров: 37

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Жесткие диски

Конструкция HDD

Логическая структура диска

Файловые системы Файловая система (File System) - это способ организации хранения информации на каком-либо носителе (обычно магнитном, оптическом или флэш-диске) в виде набора файлов. Понятие файл (file) можно определить как набор логически связанных между собой данных, пригодных для хранения на долговременных носителях информации и с точки зрения человека выступающих как единое целое. Файлы могут содержать текстовые документы, исходные и машинные коды программ, мультимедийную информацию и т.д. Внутренняя структура файлов может быть произвольной, важно лишь, что с «внешней» точки зрения каждый файл можно рассматривать как единое целое.Каждый файл обязательно имеет имя, с помощью которого файлы отличаются друг от друга. Длина имени и символы, которые могут в него входить, равно как и максимальная длина файла зависят от того, какая файловая система применяется для хранения файлов (см. ниже). Файл имеет также набор атрибутов, дополнительно характеризующих его и оговаривающих возможные способы его использования. Информация обо всех файлах, хранящихся на данном носителе, собрана в специальные структуры данных, организация которых зависит от типа файловой системы. В большинстве современных файловых систем набор сведений о файлах называется каталогом (directory, иногда catalogue). В большинстве современных операционных систем каталоги могут образовывать древовидную иерархию.Программное обеспечение, реализующее ту или иную файловую систему, в общем случае выполняет такие функции, как выделение на носителе (например, диске) места под файлы и под служебную информацию о них, поиск файлов по заданным критериями, защиту файлов от несанкционированного доступа и т.п. Как правило, программное обеспечение, реализующее файловую систему, логически интегрировано в состав операционной системы, поэтому с точки зрения прикладной программы последняя работает с файлами через сервисы, предоставляемые операционной системой. В мире существовали и существуют сотни файловых систем, однако лишь сравнительно небольшое их количество широко используется в настоящее время. В настоящее время в персональных компьютерах под управлением системы Windows используются две системы: файловая система FAT и ее разновидности, а также файловая система NTFS, нацеленная на эффективную работу с большими дисками и на обеспечение целостности данных (защиту целостности данных при сбоях в системе). Для хранения информации на оптических носителях (лазерных дисках) применяются другие файловые системы: ISO 9660, ISO 9690, HFS, UDF и др. Системы жёстких дисков не годятся для оптических из-за серьёзных различий в принципах низкоуровневой организации хранения информации на этих носителях.Так как файловая система FAT имеет сравнительно простую структуру, которая позволяет произвести ее детальный анализ, именно эту систему мы и будем изучать подробно. Это даст представление об общих принципах организации всех файловых систем. Файловая система NTFS имеет намного более сложное устройство и будет изучаться более поверхностно.Файловая система FAT Файловая система FAT (File Allocation Table) названа в соответствии с названием метода организации данных — таблицы распределения данных и создавалась в конце 1970 - начале 1980 годов. Изначально она была создана для гибких дисков размером меньше чем 500K, но со временем развивалась для поддержки дисков всё больших и больших размеров. Сейчас существуют три типа FAT: FAT12, FAT16 и FAT32.Применительно к жесткому диску файловая система будет создаваться в первичном разделе диска (логическом диске). Файловая система организует «сквозную» нумерацию секторов, при которой каждому сектору логического диска присваивается свой уникальный номер, поэтому в дальнейшем будет использоваться адресация в логических секторах, т.е. будет указываться на сколько секторов нужный нам сектор отстоит от начала диска.Файловая система FAT состоит из четырёх основных областей на диске, порядок их расположения показан на рисунке 5. 3 – Область файлов и каталогов (File and Directory Data Region) 2 – Корневой каталог (Root Directory Region) 1 – Область FAT (FAT Region) 2 копии 0 – Загрузочная запись (Boot Record)

NTFS

Форматирование

Загрузка операционной системы

Интерфейсы жестких дисков

Интерфейс SCSI

Интерфейс ATA (PATA, SATA)

ТЕРМИНЫ ПО ЖЕСТКОМУ ДИСКУ



Partition Table - Таблица разделов. Эта таблица хранится в главной загрузочной области (а точнее в первом секторе жесткого диска) и содержит информацию о количестве разделов и их типах (типы разделов указаны специальными дескрипторами). Бывает основная таблица разделов и расширенная таблица разделов, описывающая содержимое дополнительного раздела. Запись в PT может содержать лишь информацию о четырех основных разделах, один из которых должен быть активным;

Время доступа (Acces time) - период времени, необходимый накопителю на жестком диске для поиска и передачи данных в память или из памяти. Быс­тродействие накопителей на жестких магнитных дисках часто определяется временем доступа (выборки).

Время перехода с дорожки на дорожку (Track-to-track seek time) - время, необходимое для перехода головки накопителя на соседнюю дорожку.

Время позиционирования (Seek time) - время, необходимое головке для пе­ремещения с дорожки, на которой она установлена, на какую-либо другую нужную дорожку.

Головка накопителя (Drive head) - механизм, который перемещается по по­верхности жесткого диска и обеспечивает электромагнитную запись или счи­тывание данных.

Диск (Platter) - cам металлический диск, покрытый магнитным материалом, на который записываются данные. Накопитель на жестких дисках имеет, как правило, более одного диска.

Дорожка (трек) - на компакт диске, будь то CD или DVD, дорожка выглядит как спиралевидная пружина, имеющая начало (вход) и конец (выход), на жестком диске не спиралевидная дорожка, а как бы кольцевая, замкнутая не имеющая физического начала и конца окружность, и на ней расположены сервометки означающие начало и конец дорожки;

Загрузочный сектор операционной системы (Boot record, Boot sector) - находится в первом секторе системного раздела, в этом секторе содержится микропрограмма, которая на этапе загрузки операционной системы ищет и загружает ядро системы, размер этого загрузчика всего один сектор, то есть 512 байт.

Зазор магнитной головки (Head gap) - расстояние между головкой накопите­ля и поверхностью диска, составляет 0,08 - 0,12 мкм.

Кластер (Cluster) - наименьшая единица пространства, с которой работает файловая система. Обычно кластер состоит из одного или более секторов. Количество секторов зависит от типа диска. Кру­пные кластеры обеспечивают более быструю работу накопителя, поскольку количество кластеров в таком случае меньше, но при этом хуже использует­ся пространство (место) на диске, так как многие файлы могут оказаться меньше кластера и оставшиеся байты кластера не используются.


Контроллер (Controller) - cхемы, обеспечивающие управление работой накопителя на жестком диске, включая перемещение головки и считывание и запись данных.

Логический диск (Logical drive) - определенные части рабочей поверхности жесткого диска, которые рассматривают как отдельные накопители.

Разбивка (Partitioning) - oперация разбивки жесткого диска на логические диски. Разбиваются все диски, хотя небольшие диски могут иметь только один раздел.

Раздел (Partition) - разделом называют участок дисковой поверхности указанный в секторах. Разделы могут быть первичными (основными) и расширенными (дополнительными), а расширенные разделы в свою очередь могут содержать логические диски. Дополнительный раздел также считается первичным, но особого типа, так на одном HDD физически могут существовать только четыре первичных раздела или три первичных и один расширенный. Также первичный раздел может иметь специальный флаг, который делает его активным, после установки этого флага, загрузчик будет сканировать именно этот диск на наличие загрузочных файлов;

Сектор (Sector) - деление дисковых дорожек, представляющее собой основ­ную единицу размера, используемую накопителем. Секторы обычно содер­жат по 512 байтов.

Скорость передачи данных (Transfer rate) - объем информации, передавае­мый между диском и памятью компьютера в единицу времени. В него входит и время поиска дорожки.

Таблица размещения файлов (FAT, File Allocation Table) - запись, которая отслеживает размещение каждого файла на диске и то, какие кластеры использованы, а какие - свободны для записи в них но­вых данных.

Цилиндр (Cylinder) - цилиндром называют совокупность дорожек на одном радиусе пластин (пластины диска могут иметь рабочие поверхности как на обеих сторонах, так и на одной). При создании разделов на границы цилиндров выравниваются разделы;