Структура даних на носіях інформації

Щоб дані можна було не тільки занести на диск, а потім ще й прочитати, потрібно точно знати, що і куди записано. У всіх даних повинна бути адреса. Але якщо запам’ятовувати кожну адресу, в яку записані байти даних, то зберігати їх стане ще важче, ніж самі дані. Тому інформація на диску зберігається не байтами, а файлами. Файл -– найменша одиниця збереження інформації зі своєю адресою. Якщо потрібна якась інформація, ПК знаходить на диску потрібний файл, а потім байт за байтом зчитує з нього дані в оперативну пам’ять (ОП), доки не дійде до кінця файла.

Щоб у кожного файла на диску була своя адреса, його форматують. Перша доріжка магнітного диска (нульова) рахується службовою - наприклад, так звана таблиця розміщення файлів (FAT-таблиця; FAT – File Allocation Table). У цій таблиці ПК запам’ятовує адреси записаних файлів. Потрібний файл ПК за його іменем знаходить у FAT-таблиці номери поверхні, доріжки (циліндра) і сектора, після чого магнітна головка переводиться в потрібне положення, файл зчитується і направляється в ОП для обробки.

Адреса файла записана у таблиці розміщення файлів двобайтним числом, тобто на запис цієї адреси витрачено 16 бітів (тому таблицю розміщення файлів називають FAT 16). За допомогою 16 бітів можна виразити 216 = 65536 різних значень. Це означає, що файлам на жорсткому диску надано не більше 65536 адрес (і самих файлів не може бути більше 65536). Але сучасні жорсткі диски мають великі об’єми, і їм не вистачає такої кількості адрес. Якщо, наприклад, розмір диска 2 Гбайт, то на кожну адресу приходиться 2Гбайт/65536 = 32 Кбайт.

Порівняння: у місті будують тільки квартири розміром 32000 кімнат. У такому житлі можна розмістити цілу армію, але коли сім’я з трьох чоловік прийде отримувати житло, їй також прийдеться давати таку ж квартиру. І навіть одна людина отримає 32000 кімнат. Якщо людей можна один до одного підселити, то з файлами цього не зробиш – кожний файл повинен мати власне унікальне ім’я.

Отже, введена нова одиниця виміру – мінімальний розмір адресного простору – кластер. Для жорсткого диска розміром 2 Гбайт кластер рівний 32 Кбайт, для 1 Гбайт – 16 Кбайт тощо.

У сучасних дисків кластер набагато більший сектора, який дорівнює 0,5 Кбайт. В одному кластері можуть міститись десятки секторів (наприклад, в 16 Кбайт-кластері: 16 Кбайт/0,5 Кбайт = 80). І, яким би малим не був файл, він все одно займе цілий кластер, і усі невикористані сектори у ньому пропадуть.

У наш час ПК переходять на систему запису адреси файла на жорсткому диску під назвою FAT 32: адреса записується не двома байтами, а чотирма (32 біти). Тобто адреса стає більше, а розміри окремих кластерів стають меншими (наприклад, для диска розміром 32 Гбайт розмір кластера 32 Кбайт), що дозволяє раціональніше використовувати жорсткі диски.

2. Логічна та фізична структура даних

Чим більший диск, тим більше корисних програм і даних можна на ньому розмістити. З іншої сторони, чим більше диск, тим більше місця на ньому пропадає через недосконалість системи адресації файлів. Тому жорсткий диск спеціальними програмами розбивають на декілька розділів. Наприклад, на диску розміром 2 Гбайт створюють чотири розділи по 0,5 Гбайт. Кожний такий розділ розглядають як один окремий логічний жорсткий диск.

Жорсткий диск (вінчестер) – пристрій фізичний. Його можна встановити чи вилучити. Логічний жорсткий диск не можна помацати – фізично він не існує. Це один з розділів фізичного диска. Працюючи з ПК, користувач не помічає різницю між фізичним та логічним дисками. Кожний логічний диск має власну таблицю розміщення файлів, тому на ньому діє своя система адресації. В результаті втрати через розміри кластерів стають меншими.

Диски ПК (фізичні чи логічні) мають унікальні імена, які складаються з однієї букви латинського алфавіту і двокрапки, наприклад, А:, В:, С: тощо. Коли на ПК встановлюють новий жорсткий диск, він отримує букву, наступну за останньою використаною. Те ж відбувається при створенні нового логічного диска на вже встановленому фізичному.

Буквами А: і В: позначають дисководи для гнучких дисків, а буквою С: - перший жорсткий диск. Наступний диск отримує букву D:, потім Е: тощо. Диск, на який записана ОС, називають системним. Завантаження ОС виконують з жорсткого диска, а при його відсутності – з диска А:.

---

Дата добавления: 2015-11-04