12. Размещение информации на диске. Служебная информация о файле. Операции с файлами.

Всю информацию, хранящуюся на диске, условно делят на служебную и пользовательскую. Первая обеспечивает нормальную работу и изначально присутствует в любом HDD - ее записывает завод-изготовитель.

Поверхность диска никогда не используется для записи произвольным образом. Данные всегда записываются в виде концентрических окружностей, называемых дорожками, состоящих из нескольких меньших отрезков - секторов. Каждой дорожке и каждому сектору на каждой из сторон диска присваивается свой порядковый номер. Расположенные одна над другой несколько дорожек с одинаковыми номерами называются цилиндрами.

Такое деление дискового пространства на участки называется форматом нижнего уровня и выполняется на заводе - изготовителе винчестера.

В процессе низкоуровневого форматирования дисков может выясниться, что на поверхности пластин имеется один или несколько маленьких участков, чтение или запись в которые сопровождается ошибками (так называемые сбойные секторы, или бэд-блоки).

Однако из-за этого диск не выбрасывают и не считают его испорченным, а всего лишь помечают эти секторы особым образом, и они в дальнейшем игнорируются. Чтобы пользователь не видел этого безобразия, винчестер содержит некоторое количество запасных дорожек, которыми электроника накопителя "на лету" подменяет дефектные участки поверхности, делая их абсолютно прозрачными для операционной системы и таких программ, как, например, дисковые редакторы, ScanDisk и Norton Disk Doctor.

Но не вся область диска отведена для записи данных. Часть информационной поверхности используется накопителем для собственных нужд. Это область служебной, как ее еще иногда называют, инженерной информации. Она скрыта от пользователей и становится доступной при переводе винчестера в специальный технологический режим, осуществляемый при помощи стендового оборудования и особых утилит

Над файлами можно производить следующие основные операции: копирование, перемещение, удаление, переиме­нование и пр.

     Каждый файл на диске имеет свой адрес. Чтобы понять принцип доступа к информации, хранящейся в файле, необ­ходимо знать способ записи данных на носители информа­ции.

     Перед использованием диск размечается на дорожки и секторы (форматируется). С точки зрения оборудования раз­метка — это процесс записи на носитель служебной инфор­мации, отмечающей конец и начало каждого сектора. Обыч­ный объем сектора — 512 байт. На одной стороне размеща­ется 80 дорожек. Каждая дорожка содержит 18 секторов.

     Названия «сектор», «дорожка» введены для дисковых но­сителей. Во многих современных носителях информации, использующих хранение данных в энергонезависимой памя­ти, эти понятия поддерживаются реализацией файловых си­стем для обеспечения общих принципов работы.

     В одной из распространенных файловых систем, FAT, предусматривается, что все файлы перечислены в катало­гах. Обязателен корневой каталог, размещенный в опре­деленном месте диска. О каждом из перечисленных в ката­логе файлов помимо обычных данных известно местополо­жение (в виде номера) начала файла.

     Для того, чтобы определить, какие именно секторы зани­мает файл, применяется второй обязательный элемент фай­ловой системы — таблица FAT (размещения файлов). Табли­ца представляет собой массив ячеек. Размер ячейки фикси­рован и отражается в номере файловой системы (12, 16, 32 бита). Каждый файл занимает некоторую последователь­ность секторов, не обязательно последовательно располо­женных. При сохранении файла в ячейку записывается но­мер следующего сектора в цепочке.

     Поскольку на современных дисках секторов существенно больше, чем можно записать номеров в таблице, то секторы объединяют в кластеры. Именно кластерами и распределя­ется пространство на дисках, в результате эта файловая сис­тема неэффективно работает с мелкими файлами.

     Сделать эту проблему менее острой позволяет увеличение размера ячейки в FAT. Это позволяет уменьшить размер кластера и увеличить количество адресов (файлов) на диске. В операционных системах, начиная с Windows 98, реализована FAT-32.

     Помимо этой файловой системы, существует большое ко­личество других, разработанных для разных операционных систем и решаемых задач.