 |
Лабораторная работа № 15-16. «Получение навыков в работе с главной загрузочной записью жесткого диска». Краткие теоретические и учебно-методические материалы
|
|
|
|
Лабораторная работа № 15-16
«Получение навыков в работе с главной загрузочной записью жесткого диска»
Цель работы: получение практических навыков в работе с главной загрузочной записью жесткого диска.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
- осуществлять разработку кода программного модуля на современных языках программирования;
- создавать программу по разработанному алгоритму как отдельный модуль;
- выполнять отладку и тестирование программы на уровне модуля
знать:
- основные этапы разработки программного обеспечения;
- основные принципы технологии структурного и объектно-ориентированного программирования;
- основные принципы отладки итестирования программных продуктов
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Жесткий диск представляет собой два или более дисков, посаженных на одну ось. Все головки чтения/записи здесь, как и для дискеты образуют жесткий блок, то есть перемещаются все вместе. Для жесткого диска вполне органичным является понятие цилиндра - совокупности всех дорожек, расположенных на разных поверхностях и равноудаленных от оси вращения. С точки зрения адресации понятия " дорожка" и " цилиндр" являются синонимами. Сектор является минимальной адресуемой единицей при обращениях к внешней памяти. Адрес сектора на внешней памяти состоит из трех составляющих:
· номер дорожки (нумерация дорожек начинается с 0);
· номер головки (нумерация головок начинается с 0);
· номер сектора на дорожке (нумерация секторов начинается с 1).
В DOS для чтения/записи секторов служат прерывания (прерывания, а не функции DOS! ) 0x25 (чтение) и 0x26 (запись). Обычный формат обращения к этим прерываниям следующий:
|
|
|
| AL | - номер логического диска (0 - A, 1 - B, 2 - C, etc. ); |
| CX | - количество секторов, которое нужно прочитать /записать; DX - логический номер сектора; |
| DS: BX | - адрес области оперативной памяти, с которой происходит обмен. |
На выходе, как и для прерывания 0x13, устанавливается флаг переноса, а регистр AH содержит код ошибки при наличии таковой. Заметим, что дисковый адрес задается здесь не физический, а логический - номер сектора относительно начала логического диска. Нумерация секторов внутри логического диска начинается с 0, и номер логического сектора может быть вычислен как:
logs = ( (t * ns) + h) * nh + s-1; (1),
где
· t, h, s - физический адрес (дорожка, головка, сектор);
· ns - количество секторов на дорожке,
· nh - количество головок чтения/записи.
Для получения абсолютного номера сектора надо к вычисленному значению прибавить еще некоторую величину s0 - абсолютный номер сектора начала логического диска.
Некоторые области диска содержат системную информацию, используемую DOS при работе с данным диском. К таким областям относятся:
· Главная Загрузочная Запись (MBR - Master Boot Record) - только для жесткого диска;
· Загрузочный Сектор логического диска (Boot-сектор);
· Таблица Размещения Файлов (FAT - File Allocation Table);
· Корневой Каталог (Root Directiry).
Пример:
Прочитать и выполнить форматный вывод на экран Главной Загрузочной Записи жесткого диска на своем рабочем месте.
Программа состоит из основной программы main(), которая реализует все действия для чтения главной загрузочной записи.
Переменные в основной программе:
x, y - экpанные кооpдинаты;
head - номеp головки (0);
Sect_Trk - номеp доpожки и сектоpа (0, 1);
ndrive=0 - номеp логического диска;
EndList - указатель на подпись.
Кроме того, в программе есть такие структуры:
|
|
|
Структура элемента раздела:
struct Part {
byte ActFlag; /* признак активного раздела */
/* физический адрес начала раздела */
byte Begin_Hd; /* # головки */
word Begin_SecTrk; /* # сектора та дорожки */
byte SysCode; /* код системы */
/* физический адрес конца раздела */
byte End_Hd; /* # головки */
word End_SecTrk; /* # сектора и дорожки */
dword RelSec; /* # сектора початку */
dword Size; /* количество секторов */
};
Стpуктуpа главной загрузочной записи.
struct MBR {
char LoadCode[0x1be]; /* пpогpамма загрузки */
struct Part rt[4]; /* 4 элемента pазделов */
word EndFlag; /* подпись MBR */
};
Начальный адрес для чтения задается: 0, 0, 1. При помощи прерывания 0x13 программа считывает сектор по заданному адресу, далее происходит поэлементный анализ таблицы разделов - пока не встретится признак конца таблицы или раздел нулевого размера. Значения полей элемента таблицы выводятся на экран. Манипуляции, которые описываются макросами TRK и SECT, обеспечивают распаковку номера дорожки и сектора. Если в поле SysCode содержится признак расширенного раздела, то устанавливается новый дисковый адрес, считывается новый сектор и анализируется новая таблица.
/* Стандартные заголовки */
#include < dos. h>
#include < conio. h>
/* Типы данных */
#define byte unsigned char
#define word unsigned int
#define dword unsigned long
void read_MBR(void); /* Чтение MBR */
/* Получение из упакованного SecTrk # сектора */
#define SECT(x) x& 0x3f
/* Получение из упакованного SecTrk # дорожки */
#define TRK(x) (x> > 8)|((x< < 2)& 0x300)
/* структура элемента раздела */
struct Part {
byte ActFlag; /* признак активного раздела */
/* физический адрес начала раздела */
byte Begin_Hd; /* # головки */
word Begin_SecTrk; /* # сектора и дорожки */
byte SysCode; /* код системы */
/* физический адрес конца раздела */
byte End_Hd; /* # головки */
word End_SecTrk; /* # сектора и дорожки */
dword RelSec; /* # сектора початку */
dword Size; /* количество секторов */
};
/* стpуктуpа главной загрузочной записи */
struct MBR {
char LoadCode[0x1be]; /* пpогpамма загрузки */
struct Part rt[4]; /* 4 эл-та pазделов */
word EndFlag; /* подпись MBR */
} mbr;
/* дополнительные переменные */
int x=10, y; /* экpанные кооpдинаты */
|
|
|
byte head=0; /* номеp головки (0) */
word Sect_Trk=1; /* номеp доpожки и сектоpа (0, 1) */
int ndrive=0; /* номеp логического диска */
word *EndList; /* указатель на подпись */
union REGS rr;
struct SREGS sr;
word i;
/*--------------------------------------------------------*/
main()
{
textbackground(0);
clrscr();
textattr(0x0a);
cprintf(" Лабораторная работа " );
gotoxy(1, 2);
cprintf(" Главная загрузочная запись" );
textattr(12);
gotoxy(30, 4);
cprintf(" Разделы жесткого диска: \n" );
gotoxy(1, 6);
textattr(11);
cprintf(" Лог. диск -----> \n\r" );
cprintf(" Признак ------> \n\r" );
cprintf(" Код системы --> \n\r" );
cprintf(" Начало: гол. --> \n\r" );
cprintf(" дор. --> \n\r" );
cprintf(" сект. -> \n\r" );
cprintf(" Конец: гол. --> \n\r" );
cprintf(" дор. -> \n\r" );
cprintf(" сект. -> \n\r" );
cprintf(" Нач. сектор ---> \n\r" );
cprintf(" Размер -------> \n\r" );
textcolor(11);
NEXT:
read_MBR();
for (EndList=(word *)& mbr. rt[(i=0)];
(*EndList! =0xaa55)& & (mbr. rt[i]. Size> 0L);
EndList=(word *)& mbr. rt[++i])
{
/* кооpдинаты куpсоpа */
y=6;
x+=7;
gotoxy(x, y++);
if (mbr. rt[i]. SysCode==5)
{textattr(13);
cprintf(" Ext " );
}
else
textattr(12);
cprintf(" %-7c", 'C'+ndrive++);
gotoxy(x, y++); textattr(14);
cprintf(" %02xH ", mbr. rt[i]. ActFlag);
gotoxy(x, y++); textattr(15);
cprintf(" %-7d", mbr. rt[i]. SysCode);
gotoxy(x, y++); textattr(14);
cprintf(" %-7d", mbr. rt[i]. Begin_Hd);
gotoxy(x, y++); textattr(15);
cprintf(" %-7u", TRK(mbr. rt[i]. Begin_SecTrk));
gotoxy(x, y++); textattr(14);
cprintf(" %-7u", SECT(mbr. rt[i]. Begin_SecTrk));
gotoxy(x, y++); textattr(15);
cprintf(" %-7d", mbr. rt[i]. End_Hd);
gotoxy(x, y++); textattr(14);
cprintf(" %-7u", TRK(mbr. rt[i]. End_SecTrk));
gotoxy(x, y++); textattr(15);
cprintf(" %-7u", SECT(mbr. rt[i]. End_SecTrk));
gotoxy(x, y++); textattr(14);
cprintf(" %-7lu", mbr. rt[i]. RelSec);
gotoxy(x, y++); textattr(15);
cprintf(" %-7lu", mbr. rt[i]. Size);
if (mbr. rt[i]. SysCode==5)
{
/* если код системы 5, pаздел содержит свою таблицу
pазделов; определяется ее дисковый адpес,
и новая таблица считывается в память */
head=mbr. rt[i]. Begin_Hd;
Sect_Trk=mbr. rt[i]. Begin_SecTrk;
goto NEXT;
}
}
gotoxy(x, y++);
textattr(10+128);
gotoxy(29, 18);
cprintf(" Нажмите любую клавишу... " );
getch();
}
/*---------------------- MBR------------------------*/
void read_MBR(void)
{
rr. h. ah=2; /* Чтение */
rr. h. al=1; /* Секторов 1 */
rr. h. dl=0x80; /* Жесткий диск */
rr. h. dh=head; /* Головка */
rr. x. cx=Sect_Trk; /* Дорожка, сектор */
|
|
|
sr. es=FP_SEG(& mbr); /* Адрес буфера в ОП */
rr. x. bx=FP_OFF(& mbr);
int86x(0x13, & rr, & rr, & sr);
/* Проверка ошибок чтения */
if (rr. x. cflag)
{
printf(" Ошибка чтения: %x. ", rr. h. ah);
printf(" Нажмите любую клавишу... \n\7" );
getch();
exit();
}
}
В процессе работы программы на экран выводится информация такого вида:
Разделы жесткого диска:
Лог. диск -----> C Ext E Ext G
Признак ------> 80H 00H 00H 00H 00H
Код системы --> 1 5 4 5 0
Начало: гол. --> 1 0 1 0 1
дор. --> 0 121 121 724 724
сект. -> 1 1 1 1 1
Конец: гол. --> 4 4 4 4 4
дор. -> 120 975 723 975 975
сект. -> 17 17 17 17 17
Нач. сектор ---> 17 10285 17 51255 17
Размер -------> 10268 72675 51238 21420 21403
Задания для лабораторной работы:
Прочитать и выполнить форматный вывод на экран главной загрузочной записи жесткого диска на своем рабочем месте.
Контрольные вопросы:
1. Что такое сектор жесткого диска?
2. Из чего состоит адрес сектора?
3. Как считается нумерация секторов диска?
4. Для чего необходим Boot-сектор?
5. Для чего необходимо прерывание 0х13?
|
|
|
