Логическая организация файловой системы

Упорядочение файлов, хранящихся в дисковой памяти, называется логической организацией файловой системы. Основой логической организации являются ка­талоги. Каталогом называется специальный файл, в котором регистрируются дру­гие файлы. Наряду с термином «каталог» в сообщениях DOS и ее документации для идентификации этого файла используются также термины «раздел», «дирек­тория». В каталоге содержится вся информация, характеризующая входящие в него файлы, и сведения о том, в каком месте диска файл расположен. В частности, в ка­талоге содержатся следующие параметры файла: имя, расширение, атрибут, раз­мер в байтах, дата и время создания или последнего обновления, номер начально­го кластера размещения файла. Сам же файл хранится как последовательность байтов без каких-либо дополнительных справочных сведений.

Каталог, в свою очередь, может входить в другой каталог – быть его подкатало­гом. Самый верхний каталог, который не является ничьим подкаталогом, называ­ется корневым каталогом (Root Directory). Место для корневого каталога резер­вируется при форматировании (разметке) диска и имеет стандартный размер – 3584 байта (то есть вмещает не более 112 записей по 32 байта, а если больше, то их предварительно надо объединить в подкаталоги). Корневой каталог не может быть удален средствами операционной системы.

Каждый элемент (файл или подкаталог) корневого каталога имеет размер 32 байт и включает 8 полей, для файлов это:

- имя файла – 8 байт;

- расширение имени файла – 3 байт;

- атрибут файла – 1 байт;

- резерв – 10 байт;

- время создания или последней модификации файла (час, минута, секунда) – 8 байт;

- дата создания или последней модификации файла (год, месяц, день) – 2 байт;

- номер кластера, с которого начинается файл на диске, – 2 байт;

- фактическая длина файла в байтах – 4 байт.

Каталог – это файл специального формата, содержащий записи о файлах и ката­логах, которые ему подчинены. Каталог, который входит в другой каталог, назы­вается подкаталогом или дочерним каталогом. В свою очередь, каталог, имею­щий дочерние каталоги, называется родительским каталогом или надкаталогом. Как правило, если это не вызывает путаницы, употребляют термин «каталог», подразумевая или подкаталог, или надкаталог, в зависимости от контекста. Тер­мины «подкаталог» (дочерний каталог) и «надкаталог» (родительский каталог) обычно применяют, когда речь идет о собственно структуре каталогов. Подката­логи могут создаваться и уничтожаться пользователем. Правила наименования подкаталогов такие же, как и правила наименования файлов, но имена подката­логов не имеют расширений. Каталог, не содержащий никаких файлов, называ­ется пустым.

Каждый диск хранит свою файловую структуру, которая формируется по следую­щим правилам:

- файл или каталог может входить с одним и тем же именем в один и тот же ката­лог только один раз;

- допускается вхождение в различные каталоги файлов и каталогов с одинако­выми именами;

- на порядок следования файлов и подкаталогов в каталоге никаких ограниче­ний не накладывается;

- глубина вложенности каталогов не ограничивается.

Файловая система обеспечивает формирование иерархической многоуровневой файловой структуры, в корне которой находится корневой каталог, а ветвями яв­ляются каталоги и файлы. Рассмотрим пример дерева каталогов (рисунок). Файловая структура данного примера содержит в корневом каталоге подкаталоги ASM, VIR и DB, содержащие файлы компиляторов, программ антивирусной защиты и данных. В свою очередь, подкаталог ASM содержит ассемблер (компилятор) masm .exe и подкаталог ASM PROG, в котором находятся файлы с программами на языке ассемблер. Подкаталог VIR содержит файлы aidstest.exe и dir.exe. Подкаталог DB содержит файлы базы данных.

Объединение файлов в каталоги не означает, что они каким-либо образом сгруп­пированы в одном месте на диске. Более того, один и тот же файл может быть «раз­бросан» (фрагментирован) по всему диску. Сведения о местонахождении отдель­ных частей файла хранятся в таблице размещения файлов (FAT – File Allocation Table), находящейся на том же диске.