При наличии большого числа программ и данных необходим строгий их учёт и систематизация. Операционным системам приходится работать с различными потоками данных, разными аппаратными и периферийными устройствами компьютера. Организовать упорядоченное управление всеми этими объектами позволяет файловая система.

На операционные системы персональных компьютеров наложила глубокий отпечаток концепция файловой системы, лежащей в основе операционной системы UNIX. В ОС UNIX подсистема ввода-вывода унифицирует способ доступа как к файлам, так и к периферийным устройствам. Под файлом при этом понимают набор данных на диске, терминале или каком-либо другом устройстве. Таким образом, файловая система – это система управления данными.

Файловые системы операционных систем создают для пользователей некоторое виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ, позволяя работать с ними не на низком уровне команд управления физическими устройствами (например, обращаться к диску с учётом особенностей его адресации), а на высоком уровне наборов и структур данных. Файловая система скрывает от программистов картину реального расположения информации во внешней памяти, обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации ЭВМ, или, как ещё говорят, логический уровень работы с файлами. Файловая система также обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными. Пользователь, работая в контексте определённого языка программирования, обычно использует файлы как поименованные совокупности данных, хранимые во внешней памяти и имеющие определённую структуру. При работе с файлами пользователю предоставляются средства для создания новых файлов, операции по считыванию и записи информации и т. д., не затрагивающие конкретные вопросы программирования работы канала по пересылке данных, по управлению внешними устройствами.

Файловая структура логического диска:

Чтобы обратиться к информации на диске (находящейся в файле),

надо знать физический адрес первого сектора (№ поверхности + № до-

рожки + № сектора), общее количество кластеров, занимаемое данным файлом,

адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер

одного кластера и т.д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.

MS-DOS избавляет Пользователя от такой работы и ведет ее сама.

Для обеспечения доступа к файлам - файловая система MS-DOS организует

и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру.

Одно из понятий файловой системы MS-DOS - логический диск.

Логические диски:

В некотором приближении можно считать, что, "с точки зрения" MS-DOS, каждый логический диск это отдельный магнитный диск.

Каждый логический диск имеет свое уникальное имя. В качестве имени логического диска используются буквы английского алфавита от A до Z (включительно). Количество логических дисков, таким образом, не более 26.

Буквы A и B - отведены строго под имеющиеся в IBM PC FDD. Начиная с буквы C именуются логические диски (разделы) HDD. В случае, если данный IBM PC имеет только один FDD, буква B пропускается. Только логические диски A и C могут быть системными.

Элементы файловой структуры:

- стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор),

- таблицаразмещенияфайлов (FAT - File Allocation Table),

- корневой каталог (Root-Directory),

- область данных (оставшееся свободным дисковое пространство)

Эти элементы создаются специальной программами (в среде MS-DOS) в процессе

инициализации диска.

Рис. 1

Стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор):

Здесь записана информация, необходимая MS-DOS для работы с диском:

- идентификатор OS (если диск системный),

- размер сектора диска,

- кол-во секторов в кластере,

- кол-во резервных секторов в начале диска,

- кол-во копий FAT на диске (стандарт - две),

- кол-во элементов в каталоге,

- кол-во секторов на диске,

- тип формата диска,

- количество секторов в FAT,

- кол-во секторов на дорожку,

- кол-во поверхностей,

- блок начальной загрузки OS,

За стартовым сектором располагается FAT.

FAT (таблица размещения файлов):

Область данных диска представлена в MS-DOS как последовательность пронумерованных кластеров. FAT - это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных.

FAT - крайне важный элемент Файловой Структуры!

Нарушения в FAT могут привести к ПОЛНОЙ или ЧАСТИЧНОЙ потере информации на ВСЕМ логическом диске! Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT.

Существуют специальные программы, которые контролируют состояние FAT и исправляют нарушения.

Корневой Каталог:

Это определенная область Диска, создаваемая в процессе инициализации Диска, где содержится информация о файлах и каталогах, хранящихся на Диске. Корневой Каталог ВСЕГДА существует на отформатированном Диске! На одном Диске ВСЕГДА бывает только ОДИН Корневой Каталог. Размер Корневого Каталога для данного Диска - величина фиксированная, поэтому максимальное кол-во "привязанных" к нему файлов и других (дочерних) каталогов (ПодКаталогов) - строго определенное.

Каталоги (ПодКаталоги):

Каталог - это определенное место на диске (в области данных диска), где содержится информация о файлах и ПодКаталогах, "привязанных" к данному Каталогу. MS-DOS поддерживает иерархическую структуру каталогов (древообразную).

Рис. 2

В отличие от Корневого Каталога, остальные каталоги (ПодКаталоги) создаются с помощью специальных команд MS-DOS (внутренних). Основная цель такой структуры каталогов - организация эффективного хранения большого кол-ва файлов на диске.

КАЖДЫЙ Каталог (кроме корневого) имеет "родителя", т.е. другой Каталог, к которому "привязан" данный Каталог. MS-DOS рассматривает каждый Каталог (кроме корневого), как файл. Термин "привязан" иногда заменяется термином "зарегистрирован".

Файлы: