Структура разных файловых систем

Как известно, файловой системой называется способ организации хранения файлов на логическим диске, который должен обеспечивать:

— быстрый доступ к любому файлу или каталога на логическом диске;

— оперативный учет свободного места на логическом диске и формирование перечня незанятых секторов или их групп-кластеров;

— невозможность записи информации одного файла в кластеры, принадлежащие другому файлу, если этот другой файл не был удален;

— выполнение операций копирования, перемещения, переименования и удаления файлов или каталогов.

Файловая система на логическом диске формируется при его форматирования (инициализации). В любой файловой системе часть логического диска отводится для системных разделов, а другая — для хранения файлов. Состав и содержание системных разделов определяется файловой системой. Для файловой системы FAT формируются три системные разделы:

Boot record — занимает один сектор на самом начала логического диска. Содержит загрузчик IPL2, а также информацию о расположении и характеристики других системных областей и параметры логического диска: размере кластера, общее количество кластеров, предназначенных для сохранения информации и др.

Root — предназначен для хранения информации о файлы и каталоги, находящиеся в корневой каталоге логического диска. Для каждого файла или папки формируется 32 -байтное поле, в котором указываются все их основные характеристики: имя, расширение, размер, время и дата последнего изменения файла, атрибуты файла или папки, номер кластера, с которого начинается размещение файла на логическом диске. Если имя файла длиннее, чем 8 символов, то для его записи используются дополнительные 32-байтная поля, предназначенные для хранения символов полного имени.

FAT (File Allocation Table) – Предназначен для хранения информации о номерах всех кластеров, в которых размещается файл или каталог. Это дает возможность собрать все кластеры файла тогда, когда они не расположены подряд, и прочитать с них информацию. Важность этого служебного раздела выделяется тем, что он представлен в двух идентичных копиях: FAT-1 и FAT-2. Если логический диск отформатирован для файловой системы NTFS, то на нем формируются два системных раздела:

Boot Record — занимает один сектор и его содержание аналогично загрузочному сектору FAT;

MFT (Master File Table) — содержит информацию о всех файлы и папки с координатами их разпомещения на логическом диске.

Как следует из приведенной выше информации, и в файловой системы FAT, и в файловой системе NTFS среди системных разделов имеющийся Boot Record, включающий загрузчик IPL2. Именно этот загрузчик принимает эстафету

1. IPL1 просматривает записи разделов в Partition Table и анализирует первый байт каждого раздела.мЕсли в нем находится код 80h, то этот раздел рассматривается как загрузочный, если найденный код 00h, то загрузка с этого раздела невозможно. Если содержимое байта отличается от указанных кодов или код 80h имеют несколько разделителей, то эта ситуация рассматривается как ошибочная, и загрузчик выводит сообщение Invalid partition table.

2. IPL1 считывает первый сектор загрузки логического диска и помещает его содержание в память, начиная с адреса 0000:7 c00.

3. IPL1 проверяет содержимое двух последних байтов этого сектора. Если код в них отличается от сигнатуры 55AAh, то первый сектор распознается как Boot Record, иначе загрузка прерывается с выводом сообщения Missing operating system.

4. IPL1 передает управление по адресу 0000:7 c00, т.е. загрузчику IPL2. Главной задачей загрузчика IPL2 есть поиск на загрузочном логическом диске файлов операционной системы и передача им управления для продолжения загрузки. Поскольку содержание IPL2 определяется типом операционной системы, то загрузчик выполняет поиск системных файлов с определенным названием.

Завершается работа IPL2 копированием этих файлов в память и передачей им управления, после чего все функции по загрузке компьютера выполняются операционной системой.