 |
Теперь перейдем, собственно к логической системе хранения информации на НМД.
|
|
|
|
Файловая организация на НМД состоит из двух частей:- Каталог файлов;
-Таблицы размещения файлов(FAT-таблица).
Каталог файлов это таблица, имеющая следующую структуру: - имя файла;
- размер файла (количество секторов –кластеров, требуемых для размещения файла;
- сквозной номер первого сектора, в который записана первая порция информации этого файла.
FAT-таблица – это двумерная таблица. В нижней части полный перечень сквозных номеров от 1 до 40000.
В верхней части сквозной номер сектора, куда будет записана очередная порция информации. Кроме сквозного номера, в верхней части может записываться признак окончания файла(конец файла –EOF) или признак плохого (поврежденного) сектора (bad). Если ничего не записано, то это означает что сектор свободный.
Таким образом, в FAT-таблице создаются для каждого файла цепочки секторов, в которых размещается конкретный файл. Для лучшего понимания, рассмотрим пример размещения двух файлов с именами «Лето» и «Осень». Пусть файл «Лето» имеет объем 3 сектора, а файл «Осень» -5 секторов. Допустим в процессе записи файла «Лето» система определила 3 сектора со сквозными номерами 5 – 7 -3, а для файла «Осень» - 5 секторов со сквозными номерами 9-4-2-8-6. Тогда будем иметь следующее состояние каталога и FAT-таблицы.
КАТАЛОГ ФАЙЛОВ
| Имя файла | Размер | Адрес сектора 1 |
| Лето | ||
| Осень |
FAT-таблица
| кф | кф | bad | |||||||||
| … |
Все указанные номера секторов выдает система, выбирая очередной сектор из числа свободных секторов, причем алгоритм выбора такой, что предпочтение отдается сектору, который находится на том же цилиндре, что и предыдущий сектор в цепочке этого файла или на ближайшем цилиндре. Это заложено в системной программе. С течением времени после множества стираний и записей НМД приходит к полнейшему несоответствию логических и физических размещений (полный коллапс). НМД начинает трещать. Это можно услышать. Это щелкают головки от непрерывных перемещений. Тогда необходимо провести системную процедуру, называемую «дефрагментацией», смысл которой сводится к переписи всей информации с учетом максимального использования концепции цилиндров.
|
|
|
Цепочки дают возможность «собрать» файл из хаотично разбросанных по НМД секторов. Причин для хаоса несколько. Во-первых, применение концепции цилиндров. Во- вторых, смежный сектор, куда бы хотелось записать очередную порцию информации может быть или поврежденным или занятым другим файлом. Этих причин достаточно чтобы уяснить, что запись на НМД происходит хаотично и механизм цепочек это единственная возможность в этом хаосе «вытащить» информацию, относящуюся к файлу, с заданным именем.
Рассмотрим теперь, как происходит процесс последовательного чтения всей информации, относящейся к файлу с заданным именем(на примере файла «Осень»).
Напомним, что и каталог файлов и FAT-таблица после включения компьютера постоянно находятся в ОП, все операции с ними совершаются в ОП, и время их реализации можно не учитывать по сравнению с механикой НМД.
Входим в каталог и находим строку с именем «Осень». Извлекаем из строки сквозной номер первого сектора, в который система записала первую порцию информации этого файла, в нашем случае это сквозной номер 9. Система пересчитывает сквозной номер в физический адрес CHR. Напоминаем еще раз, что все это делается в ОП. Наконец, по полученным координатам происходит обращение к НМД и читается сектор информации в ОП, где происходит ее обработка. После этого в FAT-таблице находится элемент 9 и из него извлекается сквозной номер продолжения цепочки для читаемого файла – это номер 4. Далее схема, аналогичная, и реализуется до тех пор когда на месте продолжения цепочки будет обнаружен признак конца файла.
|
|
|
Это тупик. Таким способом можно читать книги в электронном варианте. Для целей обработки информации время отклика, измеряемое минутами или часами (все зависит от объемов информации) неприемлемо. Практически, для чтения каждого сектора в цепочке потребуется 0.01 сек (один оборот) и к этому добавляется бесконечное перемещение головок под управлением хаотично созданных цепочек секторов.
Что же взамен?
Все современные системы обработки данных базируются на новом типе данных –это «Ссылка» и как следствие, на понятии составной тип данных. Что такое «ссылка». В конечном счете – это адрес какого-то объекта, опираясь на который можно найти искомый объект, не прибегая к последовательному перебору всего файла. Ссылки подразделяются на два типа логическая и физическая. Начнем с физической ссылки. Это прямой дисковый адрес объекта на НМД – это CHR, по которому, минуя каталог и FAT-таблицу, напрямую читается сектор, содержащий этот объект. Это самый быстрый способ работы с НМД. Возникает вопрос, а где взять этот адрес, если все так просто?
Внимание! Сейчас начинается самая трудно понимаемая часть работы системы. Пока только зафиксируем, что если как-то будет получен прямой адрес (физическая ссылка), то далее начинается самое быстрое общение с НМД, а именно, точечное чтение или запись сектора.
Логическая ссылка.
Сначала рассмотрим понятие «структура информации».
Понятие структурированной и неструктурированной информации в Системах обработки данных(СОД).
Неструктурированная информация это обычный текст («Война и мир»), который можно только просматривать последовательно, не только потому, что читаем книги последовательно, а потому что не за что зацепиться в этом потоке символов.
С неструктурированной информацией в базах данных не работают, по крайней мере- это глупо.
|
|
|
