Файловые системы (курсовая работа), страница 5

Устройства могутиметь сменные носители и сами быть съемными в процессе работы компьютера (например,подключенные к шине USB или IEEE 1394), так что понятие "сменяемость носителя"несколько размывается. Такие устройства должны поддерживать механизм уведомления осмене носителя и программное блокирование смены носителя.

Расширения BIOS Int 13hиспользуют ОС Windows 95, Windows 98, Windows 2000 и Windows XP. Правда,использование этих возможностей ограничено лишь начальной загрузкой и процессомустановки (FDISK, FORMAT), поскольку в регулярной работе применяются собственные 32разрядные драйверы. Расширения BIOS Int 13h не используют все версии DOS, Windows 3.1,Windows NT, Novell NetWare, OS/2, Warp, Linux, UNIX.В настоящее время определены три набора функций:15доступ к фиксированным дискам - функции 4lh - 44h, 47h и 48h;блокировка и смена носителя - функции 41h, 45h, 46h, 48h и 49h;поддержка расширенных дисков - функции 41h и 48h;для эмуляции дисков на загружаемых CD-ROM имеются расширенные функции 4Ah 4Dh.Расширенный сервис, как и традиционный, вызывается программным прерыванием Int 13h сномерами функций свыше 3Fh (в регистре АН), с номерами устройств (в регистре DL) вдиапазоне 80h-FFh.

Основные параметры вызова - начальный адрес блока, число секторовдля передачи и адрес буфера - передаются через адресный пакет. Формат пакета в сравнениис передачей параметров традиционного сервиса через регистры процессора имеет болееширокие возможности. Поскольку расширение BIOS может и отсутствовать, имеетсяфункция проверки его наличия (номер 41h). Расширение может действовать избирательно(не для всех устройств), так что проверку надо производить для конкретного устройства,интересующего программу.

Проверка дает номер версии расширения и картуподдерживаемых наборов функций. Функции расширенного чтения, записи, верификации ипоиска (42h, 43h, 44h и 47h) по смыслу не отличаются от их аналогов из традиционногосервиса. Для работы со сменными носителями введены функции отпирания-запирания,извлечения и проверки факта смены, носителя (45h, 46h и 49h). Сильно отличается оттрадиционного сервиса функция получения параметров устройства (48h). Она возвращает вОЗУ буфер с набором параметров и детальным описанием устройства, позволяющим ОС иприложениям работать с ним, минуя BIOS.

Функция установка аппаратной конфигурации(4Eh) позволяет управлять режимом передачи (PIO, DMA), а также предварительнойвыборкой (поиском).DOS32X (0С). Определяет основной разделFAT32 размером до 2 047 Гбайт. Используется, когда для доступа к любой части основногоили дополнительного раздела требуется механизм LBA (адрес превышает максимальноезначение, возможное в комбинации из 1 024 цилиндров, 63 секторов на дорожку и 16головок). Этот тип разделов недоступен из MS-DOS версий 6.х или более ранних.Некоторые системные коды (типы разделов) для разделов и логических дисковDOS/Windows 9х/Me приведены в табл. 4.Таблица 4. Коды и типы разделов жесткого дискаКодРаздел01 DOS FAT1204 DOS FAT1605 DOS Extended06 DOS FAT16 (Big DOS)07 OS/2 HPFSOB Win95 FAT32ОС Win95 FAT32 (LBA)ОЕ Win95 FAT16 (LBA)OF Win95 Extended (LBA)ОС, с которой введен Файловая системаMS-DOS 2.0FAT12MS-DOS 3.0FAT16MS-DOS 3.3FAT16MS-DOS 4.0FAT16Windows NT NTFSHPFSWindows 95 OSR2FAT32Windows 95 OSR2FAT32Windows 95 OSR2FAT16Windows 95 OSR2FAT32Объемдо 16 Мбайтдо 32 Мбайтдо 2 Гбайтдо 2 Гбайт512 Мбайт - 2 Тбайт512 Мбайт - 2 Тбайт512 Мбайт - 2 Тбайт32 Мбайт - 2 Гбайт512 Мбайт - 2 ТбайтРазделы с кодами (01, 04, 06, 0В, ОС, ОЕ) являются первичными разделами DOS/Windows.Утилита FDISK из MS-DOS и Windows 9х/Me позволяет создавать не более одногопервичного раздела, хотя в принципе их может быть и больше.

Первичный раздел содержитодин логический диск. В стандартном случае, когда на диске имеется один первичный16раздел, для первого винчестера на нем будет диск С:, для второго - D: и т. д. В операционныхсистемах MS-DOS и Windows 9х/Me на одном диске не должно быть более одногопервичного раздела, а также первичный раздел должен быть первым в таблице разделов.Другие операционные системы (ОС), например Linux, не ограничивают жестко количество ирасположение разделов.

Разные коды первичных разделов указывают на различнуюразрядность FAT, новые типы вводились по мере роста размеров винчестера. С Windows 95OSR2 появились новые типы разделов для FAT32 и FAT16 (0Ch, 0=0Eh), специально длядисков, поддерживающих адресацию LBA. Заметим, что в каждом описателе разделовзадаются как трехмерные границы раздела [начальные и конечные номера цилиндра, головкии сектора), так и линейные (номер начального сектора и их количество), но долгое времяиспользовали только трехмерные описатели. Среди разделов DOS/Windows 9х/Me активнымможет быть только первичный раздел.

Расширенный раздел (код 05 или 0F) служит дляорганизации произвольного количества логических дисков. Первый сектор расширенногораздела аналогичен MBR (но загрузчик отсутствует) и содержит расширенную таблицуразделов EPR (Extended Partition Record) той же структуры, но первая строка таблицы задает,вторичный (secondary) раздел, отведенный под очередной логический диск; в немуказывается код раздела с файловой системой (для DOS/ Windows это FAT с кодами 04h,06h, 0Bh, 0Ch или 0Eh, для других ОС -свои). В этом описателе, как обычно, задаютсякоординаты начала и конца раздела с логическим диском (трехмерные и линейные).

Еслиэтот логический диск занимает не весь объем расширенного раздела, то второй описательтоже имеет код 05 или 0F и указывает на положение сектора со следующей расширеннойтаблицей разделов. Остальные описатели не используются (их коды нулевые). Еслисвободного места в разделе уже нет, то и второй описатель не используется. В следующейрасширенной таблице разделов действуют те же правила.

Эта цепочка заканчивается нарасширенной таблице, у которой во втором описателе стоит нулевой код раздела. Второйописатель в расширенных таблицах может указывать только на положение следующейрасширенной таблицы. Часть пространства расширенного раздела может оставаться нераспределенной, в дальнейшем она может быть использована под логические диски. Цепочкарасширенных таблиц разделов должна быть непрерывной, неветвящейся (используютсятолько два описателя, и только второй может указывать на следующую таблицу) и незацикленной (второй описатель не должен ссылаться на ту же таблицу или предыдущую вцепочке). Несоблюдение первых двух условий ведет к потере логических дисков (их системане найдет).

Несоблюдение последнего условия может привести к зависанию ОС при загрузке(она зациклится на бесконечном определении повторяющихся логических дисков). Код (05или 0F) расширенного раздела не несет никакой информации о файловой системе, и данныйтип раздела используется как указатель на расширенную таблицу рядом ОС, в том числе иотличных от DOS/Windows. Координаты расширенных таблиц разделов обычно имеют видN, 0, 1.По расположению на физическом диске расширенные разделы являются вложенными друг вдруга: все они располагаются в области, описанной в главной таблице разделов какрасширенный раздел. В главной таблице может быть описан лишь один расширенныйраздел.Если расширенные разделы имеют код 0Fh, то линейные адреса всех элементов таблиц будутуказываться относительно начала физического диска (так поступает новая версия утилитыFDISK, и это более естественно, поскольку при этом описатель LBA является эквивалентомописателя CHS).Каждый логический диск из расширенного раздела имеет ту же структуру, что и первичныйраздел.

Он также начинается с загрузочного сектора (только загрузчик никогда неисполняется), в котором имеется описание структуры логического диска. Координаты17загрузочных секторов логических дисков обычно имеют вид N, 1, 1. Операционная системаназначает логическим дискам расширенных разделов имена (буквы), остающиесяпосле дисков первичных разделов.

Так, если имеется один жесткий диск и у него естьпервичный ивторичный разделы, причем последний разбит на два логических диска, то мы увидимследующее:С: - первичный раздел;D: - первый логический диск расширенного раздела:Е: - второй логический диск расширенного раздела.Теперь если добавить второй жесткий диск (всего с одним первичным разделом), то картинаизменится:С: - первичный раздел первого диска (остался на месте);D: - первичный раздел второго диска (новый);Е: - первый логический диск расширенного раздела первого диска (тот, что был D:);F: - второй логический диск расширенного раздела первого диска (тот, что был Е:).Если у нового диска был бы расширенный раздел со своими логическими дисками, то они бызаняли следующие буквы (G:, Н:, ...).

О механизме присвоения логических имен следуетпомнить, устанавливая программы на компьютер, к которому эпизодически подключаютдополнительные винчестеры. Незыблемое имя (С:) будет только у первичного разделавинчестера, подключенного ведущим к первому контроллеру АТА.Загрузочный сектор (BOOT)На этапе логического форматирования каждого раздела (логического диска) создаютсячетыре логических области:· загрузочный сектор (boot sector);· таблица размещения файлов {ЕКГ1 и FAT2);· каталог;· область данных.Загрузочный сектор на любом логическом диске (разделе) располагается первым. Его блокданных (512 байт) начинается с команды JMP, которая передает управление на программуIPL2, содержит имя операционной системы и ее версию, содержит блок параметров BIOSдиска (ВРВ), программу IPL 2, загружающую операционную систему и заканчиваетсясигнатурой 55АА..

Ниже в табл.5 поясняются некоторые из его важнейших записей.Изменения в загрузочном сектореЧисло зарезервированных секторовЧисло зарезервированных секторов теперь перед первой FAT равно 32.Новый блок параметров BIOS18Блок параметров BIOS в FАТ32 занимает больше места, чем стандартный, и называется BigFAT BIOS Parameter Block (BF_BPB). Из-за этого загрузочный сектор теперь занимает неодин, а три физических сектора, причем имеется еще дополнительный и размещается черезтри физических сектора в седьмом, восьмом и девятом физическом секторе.BF_BPB - это расширенная версия ВРВ, присутствовавшего в 12- и 16-разрядной FAT.