Операционные системы

интерфейс подключения к шине компьютера AT. В настоящее время это

наиболее распространенный 40-проводной сигнальный и 4-проводной питающий интерфейс для подключения дисковых накопителей к компьютерам класса AT. Для миниатюрных (2,5" и меньших) накопителей используют 44-проводной кабель, по которому передается и питание.
PC Card ATA - 16-битный интерфейс с 68-контактным разъемом PC Card (PCMCIA) для подключения к блокнотным ПК.
XT IDE (8-бит), он же XT-BUS - 40-проводной интерфейс, похожий на ATA, но несовместимый с ним.
MCA IDE (16-бит) - 72-проводный интерфейс, предназначенный специально для шины и накопителей PS/2. Как и компьютеры PS/2, по крайней мере в нашей стране устройства с этим интерфейсом встречаются редко.
ATA-2 - расширенная спецификация ATA, включает 2 канала, 4 устройства, PIO Mode 3, multiword DMA mode 1, Block mode, объем диска до 8 Гбайт, поддержка LBA и CHS.
Fast ATA-2 разрешает использовать Multiword DMA Mode 2 (13,3 Mбайт/с), PIO Mode 4.
ATA-3 - расширение ATA-2. Включает средства парольной защиты, улучшенного управления питанием, самотестирования с предупреждением приближения отказа - SMART (Self Monitoring Analysis and Report Technology).
ATA/ATAPI-ATAPI-4 - расширение ATA-3, включающее режим Ultra DMA со скоростью обмена до 33 Мбайт/с и пакетный интерфейс ATAPI.
E-IDE (Enhanced IDE) - расширенный интерфейс, введенный фирмой Western Digital. Реализуется в адаптерах для шин PCI и VLB, позволяющий подключать до 4 устройств (к двум каналам), включая CD-ROM и стриммеры (ATAPI). Поддерживает PIO Mode 3, multiword DMA mode 1, объем диска до 8 Гбайт, LBA и CHS. С аппаратной точки зрения практически полностью соответствует спецификации ATA-2.

1.0
USB 2.0

Г – предел BIOS Int 13h, даже при трансляции LBA,

т.е. DOS не поймет!
136.9 Г– спецификация ATA (2002)
2.1 Г – из-за экономии ячеек эн-нез.памяти. Разрядность головки 6 бит. (1996)
3.2 Г – ошибки в Phoenix BIOS
4.2 Г – DOS не понимала 256 головок (1997)
33.8 Г – число цилиндров перевалило за 216. (1999 г.)
67Г – исправляется перепрошивкой BIOS

данных. Секторы разделены промежутками. В конце дорожки располагается конечный промежуток,

его размер зависит от скорости вращения диска, длин секторов и других промежутков. Область индекса содержит информацию о номере дорожки, головки, сектора, код длины сектора. Область данных, очевидно, содержит данные, которые хранятся на диске.

запись (Boot Record ), которую не следует путать с главной

загрузочной записью (Master Boot Record ). Загрузочная запись считывается в оперативную память главной загрузочной записью, после чего ей передается управление. Загрузочная запись и выполняет загрузку операционной системы.

Загрузка операционной системы
Загрузка операционной системы с жесткого диска - двухступенчатый процесс. Вначале модули инициализации BIOS считывают главную загрузочную запись в память по адресу 7C00h:0000h и передают ей управление. Главная загрузочная запись просматривает таблицу разделов и находит активный раздел. Если активных разделов несколько, на консоль выводится сообщение о необходимости выбора активного раздела для продолжения загрузки.
После того как активный раздел найден, главная загрузочная запись считывает самый первый сектор раздела в оперативную память. Этот сектор содержит загрузочную запись, которой главная загрузочная запись и передает управление.
Загрузочная запись активного раздела выполняет загрузку операционной системы, находящейся в активном разделе.
Такой двухступенчатый метод загрузки операционной системы необходим по той причине, что способ загрузки зависит от самой операционной системы. Поэтому каждая операционная система имеет свой собственный загрузчик. Фиксированным является только расположение загрузочной записи - самый первый сектор активного раздела.

кластеров, максимальный объем диска – 8Тбайт, но утилита FORMAT работает

только до 32Г, программа scandisk 127.53 Г.
Объем файла ограничен 4Г.
Более эффективное использование пространства.
Повышенная надежность (перемещение корневого каталога)

---------------------------------------------------------------------------
¦ ¦ ¦ Starting Location ¦ Ending Location ¦ Relative ¦Number of ¦
¦System¦Boot¦Side Cylinder Sector¦Side Cylinder Sector¦ Sectors ¦ Sectors ¦
¦FAT32 ¦ Yes¦ 1 0 1 ¦ 127 521 63 ¦ 63¦ 4209345¦
¦unused¦ No ¦ 0 0 0 ¦ 0 0 0 ¦ 0¦ 0¦
¦unused¦ No ¦ 0 0 0 ¦ 0 0 0 ¦ 0¦ 0¦
¦unused¦ No ¦ 0 0 0 ¦ 0 0 0 ¦ 0¦ 0¦
---------------------------------------------------------------------------

Volume Serial Number is 1E76-A1EB
Directory of C:\Program Files
.

17.08.95 20:15 .
.. 17.08.95 20:15 ..
PLUS! 17.08.95 21:47 Plus!
ACCESS~1 17.08.95 20:15 Accessories
THEMIC~1 17.08.95 20:18 The Microsoft Network
MICROS~1 17.08.95 20:17 Microsoft Exchange
Q DOC 0 05.09.95 10:30 q.doc
1 file(s) 0 bytes
6 dir(s) 33 841 152 bytes free

Size Date Time Cluster

76 A R S H D V
Cluster 2, Sector 8 246
SYSTEM Vol 0 26.10.02 20:36 0 A - - - - V
BOOTLOG PRV File 102993 8.11.02 21:16 2 096 A - - H - -
COMMAND COM File 95202 5.05.99 22:22 49 227 A - - - - -
AUTOEXEC BAT File 134 7.02.03 21:54 393 416 A - - - - -
too LFN 0 - R S H - V _
and Database LFN 0 - R S H - V _
d Document 1 LFN 0 - R S H - V _
Microsoft Wor LFN 0 - R S H - V _
MICROS~1 File 134 7.02.03 21:54 2 622 A - - - - - _
WINDOWS Dir 0 26.10.02 20:44 13 018 - - - - D -
CONFIG SYS File 100 7.02.03 21:54 393 414 A - - - - -
RECYCLED Dir 0 26.10.02 21:56 59 096 - - S H D -
SUHDLOG DAT File 9077 26.10.02 20:58 49 513 - R - H - -
MSDOS SYS File 1676 26.10.02 21:18 49 516 A R S H - -
DETLOG TXT File 70785 26.10.02 21:15 2 473 A - S H - -
BOOTLOG TXT File 51842 8.11.02 21:28 2 338 A - - H - -
SYSTEM 1ST File 532512 26.10.02 20:58 38 876 - R - H - -
Cluster 2, Sector 8 247
IO SYS File 222390 5.05.99 22:22 49 453 - R S H - -
... ......... LFN 0 - R S H - V
Root Directory Cluster 2
C:\ Offset 224, hex E0

размер, расположение экстентов файла на диске и т.д.) хранятся в

скрытом системном файле $MFT. На хранение информации о каждом файле (и каталоге) в $MFT отводится от одного до нескольких Кбайт. При большом количестве файлов, хранящихся на диске, объем файла $MFT может достигать десятков или даже сотен Мбайт.
Файлы небольшого размера (порядка сотен байт) хранятся непосредственно в $MFT, что существенно ускоряет доступ к ним.
Заметим, однако, что накладные расходы NTFS на хранение системной информации, хотя и превышают накладные расходы FAT, все же не очень велики по сравнению с объемом современных дисков. Из-за того, что файл $MFT обычно располагается ближе к середине диска, разрушение первых дорожек диска NTFS не приводит к таким фатальным последствиям, как разрушение начальных областей диска FAT.

управлять доступом на уровне отдельных файлов и каталогов, предоставляя (или

блокируя) доступ к ним отдельным пользователям или группам пользователей.
Хотя на первый взгляд может показаться, что средства разграничения доступа нужны только для файловых серверов, они потребуются и в том случае, если к компьютеру имеют доступ несколько пользователей.

диск NTFS попадет в руки злоумышленнику. С использованием современных утилит

содержимое такого диска может быть без особого труда прочитано в среде любой операционной системе: DOS, Windows или Linux.
С целью обезопасить фалы пользователей от несанкцио-нированного доступа, в операционных системах Microsoft Windows 2000/XP предусмотрено дополнительное шифрование файлов, хранящихся в разделах NTFS. И хотя стойкость такого шифрования, возможно, не слишком высока, она вполне достаточна в большинстве случаев.

на два диска для повышения производительности. Избыточности нет
RAID 1 –

зеркальное отражение
RAID 2 -RAID 4 – избыточные массивы, в которых биты данных размываются по нескольким дискам.
RAID 5 – распределение и чередование данных и паритета по дискам.

Windows 2000 позволяет программно (даже на IDE) реализовывать RAID 1 и RAID 5.

массив RAID 1 (Mirrored set). Этот массив, составляемый из двух

физических или логических дисков одинакового объема, позволяет дублировать (или, как еще говорят, "зеркалировать") файлы.
Такой массив может уберечь Ваши файлы в случае физической поломки одного из дисков, составляющих массив, поэтому часто применяется для увеличения надежности дисковой системы.

том несколько разделов, расположенных на одном или нескольких физических дисках.

Это может потребоваться, например, для хранения файлов баз данных большого размера, не помещающихся на одном физическом диске, или для создания каталога с суммарным объемом файлов, превышающим размеры физического диска.
Наборы, созданные из нескольких разделов или физических дисков, называются Volume Set (в терминологии ОС Microsoft Windows NT) или Spanned Volume (в терминологии ОС Windows 2000/XP).

(сжимать) файлы. Помимо этого NTFS позволяет создавать так называемые разреженные

(sparse) файлы, которые содержат области нулевых данных. Такие файлы могут иметь большой объем, но при этом занимать мало места на диске, так как фактически хранятся только значащие байты файла.
Заметим, что упаковка файлов приведет к некоторому замедлению работы. Это обстоятельство, однако, будет иметь значение далеко не всегда. Например, офисные документы можно упаковывать без заметного снижения скорости работы, а про файлы баз данных, к которым одновременно обращается большое количество пользователей, этого сказать нельзя. С учетом появления на рынке относительно недорогих дисков огромного объема средства упаковки нужно использовать только тогда, когда они действительно необходимы. Это, однако, относится и к другим возможностям NTFS.

NTFS, можно хранить несколько потоков информации. Это позволяет, в частности,

снабжать файлы документов дополнительной информацией, хранить в одном файле несколько версий документов (например, на разных языках), хранить в отдельных потоках одного файла программный код и данные и т.п.

TYPE A.TXT > B.TXT:Main
TYPE C.TXT > B.TXT:Slave
TYPE B.TXT
MORE < B.TXT:Main

файла несколько разных имен, располагая эти имена (т.е. ссылки на

файл) в разных каталогах. При удалении связи не происходит удаления самого файла. Только когда все связи файла будут уничтожены, тогда будет удален и сам файл. Пока только программно функцией CreateHardLink.
Заметим, что подобные возможности характерны для файловых систем, применяемых в Unix-подобных ОС, например, в Linux, FreeBSD и т.д.

позволяют переопределить любой файл или каталог. При этом, например, редко

используемые переопределенные файлы или каталоги фактически могут храниться на магнитной ленте, загружаясь на диск только при необходимости.

MOUNTVOL [диск:]путь ИмяТома
MOUNTVOL [диск:]путь /D
MOUNTVOL [диск:]путь /L
путь Определяет существующую папку NTFS, в которой будет
располагаться точка подключения.
ИмяТома Определяет имя подключаемого тома.
/D Удаляет точку подключения тома из заданной папки.
/L Выводит список имен подключенных томов для заданной папки.

диск или компакт-диск. Эта возможность первоначально существовала в файловых системах

Unix-подобных ОС.

2000/XP, позволяет квотировать, или ограничивать дисковое пространство, предоста­вляемое в распоряжение

поль­зователей. Такая возможность особенно полезна при создании файловых серверов.

над файлами (создание, изменение, удаление). Все такие изменения сохраняются в

специальном журнале, созданном на томе NTFS, и могут использоваться программами резервного копирования, системами индексации и т.п. Протоколирование изменений повышает надежность файловой системы, позволяя в ряде случаев продолжить работу после некритичных отказов операционной системы и оборудования. Хотя, конечно, большинство серьезных сбоев приводит к необходимости восстанавливать данные из резервной копии или с применением специальных утилит восстановления данных.

или файла программный код. Размер – 16 Кбайт представляет ярлык

на фильтр файловой системы, который должен быть извещен при открытии данного файла (папки).

Double Space
Windows NT/2000 – упакованные файлы, атрибут compressed.
Windows Me –

сжатые папки.

Принцип работы сжатых дисков (Double Space) заключается в формировании специального файла (CVT) и создании «виртуального» диска. Данные этого диска записываются в файл в сжатом виде. Файловая система этого диска – FAT16. В первые реализовано программой Stacker. Поддержка сжатых дисков строена в MS DOS 6.0 и DR DOS 6.0. Поддерживается Windows 95/98/Me.
Эффективность сжатия 1.4-1.6. Декларировалось 2.
Нет фрагментации тома (но может быть внутри).
Возможно создание новых дисков на базе файла или замена целого логического диска на сжатый диск.
Разрушение или удаление сжатого файла приведет к тяжелым потерям данных.
В Windows NT используются сжатые файлы. Для того, чтобы файл сжать необходимо установить атрибут “Compressed”. Поддерживается NTFS c кластером 4К (?!).
Сжатые папки в Windows Me – только расширение оболочки. Такие расширения дают и ZipMagic и WinRar. При желании можно установить на любую другую 32-разрядную версию Windows.

том (Double Space)
Информация о свободном месте
Плохие кластеры

VTOC – таблица содержимого, для ускорения доступа имеется таблица путей

ко всем подкаталогам.
Level 1 – имена – 8.3, вложенность каталогов – 8. Поддерживается DOS.
Level 2 – длинные имена, шире набор символов, вложенность – 32.
Level 3 – допускается даже фрагментация файлов
Rock Ridge – расширение ISO для UNIX
HFS – (Hierarchical File System) вместо ISO для Mac. Длина файлов до 31. Воспринимается Linux и OS/2
Joliet – расширение ISO для Windows 9x/NT. Длина имен до 64, Unicode, таблица путей делается совместимой с MS DOS. Альтернативная таблица путей SVD для Windows.
Romeo – расширение для поддержки имен до 128 символов, если имена короче 31, то будет читаться и на Mac. Не имеет отношения к Joliet.
UDF (Universal Data Format). Файлы хранятся рядом со своими описаниями, длина имен до 127. Нет никаких таблиц. Последовательное считывание данных. Пакеты переменной длины. Для CD-RW можно пакеты фиксированной длины, тогда запись можно не закрывать и использовать CD-RW как обычный диск, но изменения будут вносится при изъятии диска из привода. Достаточно медлено.
Специальный файловые системы:
CD-DA – аудио. Максимум 99 трэков.
Photo-CD – хранение изображений в формате Kodak
Video CD – MPEG 352*280 (25 к/с PAL/SEC). 74 минуты
Mixed Mode Disk – Данные 1 трек, и аудио 98 треков.
Загрузочные диски. Образ дискеты или раздела HDD.