Разделы и файловые системы
Разделы жесткого диска
Было бы крайне неудобно, если бы при работе с компьютером вы могли обращаться только ко всему жесткому диску целиком. Поэтому был создан механизм, позволяющий разделять жесткий диск на несколько частей для разных типов данных. Этот механизм — разбиение пространства жесткого диска на разделы. Разбиение жесткого диска на разделы осуществляется специальными программами.
В MS-DOS и Windows этой цели служит хорошо известные программы FDISK и Disk Administrator, позволяющие создавать разделы, задавать их размер и маркировку.
Программы разбиения жестких дисков выполняют следующие действия:
•создают первичные разделы;
•создают расширенный раздел — Extended Partititon, который может быть разбит на произвольное количество логических разделов (дисков);
•устанавливает активный раздел (активным может быть только один первичный раздел).
Информация о разделах на жестком диске записывается в специальной области диска — в 1-м секторе 0-го цилиндра, головка 0, называемой Partition Table (Таблица разделов). Этот сектор называется главной загрузочной записью — Master BootRecord, MBR .
Физический жесткий диск может содержать до 4-х первичных разделов (Partition). Это ограничение обусловлено только емкостью Partition Table, которая сама состоит только из четырех разделов. Но это не значит, что на жестком диске вы можете установить только 4 различных операционных системы! На самом деле современные программные средства — так называемые дисковые менеджеры — позволяют установить на один диск гораздо больше ОС. Например, дисковый менеджер OS Selector, также разработанный фирмой Acronis, позволяет установить на жесткий диск до 100 ОС!
Файловые системы
Операционная система обеспечивает возможность работы пользователя с данными, поддерживая ту или иную файловую систему на разделах диска.
Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно состоят из загрузочной
записи операционной системы, папок и файлов. Файловая система выполняет следующие основные функции:
1. Отслеживание занятого и свободного места (а также плохих секторов).
2. Поддержка папок и имен файлов.
3. Отслеживание физического расположения файлов на диске.
Различные файловые системы используются разными операционными системами. Одни операционные системы могут работать только с одной файловой системой, тогда как другие понимают несколько разных.
Рассмотрим некоторые широко используемые файловые системы более подробно.
FAT16
Файловая система FAT16 широко используется операционными системами DOS ( DR - DOS , MS - DOS , PC - DOS , PTS - DOS и др.), Windows 95/98/ ME , Windows NT/2000/XP, а также поддерживается большинством других систем. Главными особенностями FAT16 являются таблица распределения файлов (FileAllocationTable — FAT) и кластеры. FAT является сердцем файловой системы. Для повышения надежности можно иметь несколько экземпляров FAT (обычно их 2). Кластер — это минимальная единица хранения информации в файловой системе FAT16. Один кластер содержит фиксированное количество секторов, кратное степени двойки. FAT хранит информацию о том, какие кластеры свободны, какие заняты, какие являются плохими, а также определяет, в каких кластерах хранятся какие файлы. Файловая система FAT16 имеет максимальный размер 4 гигабайта, имея
максимальное количество кластеров 65525 и максимальный размер кластера в 128 секторов. Обычно выбирается минимальный размер кластера, при котором получающееся количество кластеров укладывается в 65525. Чем больше размер раздела, тем больше должен быть размер кластера. Многие операционные системы неправильно работают с размером кластера 128 секторов, тем самым уменьшая максимальный размер раздела FAT16 до 2 гигабайт. Обычно, чем больше размер кластера, тем больше становятся потери дискового пространства. Файловая система FAT16, как и многие другие, имеет корневую папку. Но ее корневая папка, в отличие от всех остальных, располагается в специальном месте и имеет ограниченный размер (при стандартном форматировании создается корневой папка размером 512 элементов). Разделы и файловые системы Изначально, FAT16 имела ограничение в именах файлов, которые могли состоять из 8 символов имени, точки и 3 символов расширения имени, но с появлением поддержки длинных имен в Windows 95 и Windows NT это ограничение было снято. Операционная система OS/2 также поддерживает длинные имена, но другим способом.
FAT32
Файловая система FAT32 появилась в Windows 95 OSR2 и поддерживается еще в Windows 98/ME и Windows 2000/XP. FAT32 является развитием FAT16. Главными отличиями FAT32 от FAT16 являются 28-разрядные номера кластеров и более гибкая организация корневой папки, которая теперь не ограничена в размере. Причиной появления FAT32 является необходимость поддержки больших (больше 8 гигабайт) жестких дисков и невозможность встраивания какой-то более сложной файловой системы в MS-DOS, которая по-прежнему лежит в основе Windows 95/98/ME. Максимальный размер файловой системы FAT32 составляет 2 терабайта.
NTFS
Файловая система NTFS является основной файловой системой Windows NT/2000/XP. Ее устройство является закрытым, поэтому никакие другие
операционные системы не поддерживают ее полностью. Основной структурой NTFS является MFT (Master File Table — Главная таблица файлов). NTFS хранит копию критической части MFT для уменьшения вероятности повреждений и потерь данных. Все остальные структуры данных NTFS являются специальными файлами. Подобно FAT, NTFS использует кластеры для хранения файлов, но размер кластера не зависит от размера раздела. NTFS — это 64-разрядная файловая система, в ней используется Unicode для хранения имен файлов, кроме того, она является журнальной (защищенной от сбоев), а также поддерживает сжатие и шифрование. Файлы в папках индексируются для ускорения их поиска.
пингвины
Linux Ext2
Ext2 является основной файловой системой операционной системы Linux. Ext2 — это 32-разрядная файловая система, ее максимальный размер составляет 16 терабайт. Основной структурой данных, описывающей файл, является i–node. Место под таблицу всех i-node должно быть выделен заранее (приформатировании).
Linux Ext3
Файловая система Linux Ext3 официально введена компанией RedHat в ее версии ОС Linux 7.2. Linux Ext3 является журнальной файловой системой, полностью совместимой с Linux Ext2. Ext3 обладает кросс-платформенной совместимостью с различными 32-х и 64-хразрядными архитектурами.
Linux ReiserFS
ReiserFS относительно новая файловая система. Она официально вошла в Linux только в 2001 году. В ReiserFS устранены главные недостатки Ext2, она является 64-разрядной, журнальной и с динамическим выделением места подструктуры данных.
Эффективность использования дискового пространства
Если у вас большой жесткий диск, но вам приходится использовать файловую систему FAT , то нужно знать некоторые её особенности, чтобы более эффективно использовать дисковое пространство. Как уже говорилось ранее, главной особенностью FAT является разбиение раздела на кластеры фиксированного размера от 512 байт до 64 килобайт. В FAT16 под номер кластера отведено 16 разрядов, поэтому максимально возможное количество кластеров – 65525. Тогда получается, что чем больше размер раздела, тем больший размер кластера нужно использовать, а максимальный размер раздела получается около 4 гигабайт. Но при больших размерах кластера увеличиваются потери, связанные с выравниванием занимаемого места на границу кластера.
Объём винтчестеров с разными таблицами FAT
Размер раздела Размер кластера Потери
Один из способов уменьшения потерь – это разбиение дискового пространства на более мелкие разделы. Другой способ – использование файловой системы FAT32, в которой под номер кластера
отведено 32 разряда (реально – 28 разрядов), поднимая максимальный размер раздела до 4 терабайт. Но у FAT32 есть свои недостатки:
•При небольших размерах кластера, но больших размерах раздела, увеличивается размер таблицы распределения файлов, что может замедлить загрузку операционной системы и ее работу с файлами. 
РАЗМЕР КЛАСТЕРОВ
Емкость диска Размер кластера
до 8 Гб 4 кб
от 8 до 16 Гб 8 кб
от 16 до 32 Гб 16 кб
от 32 Гб и выше 32 кб
Накопители на гибких дисках
Существуют несколько разновидностей накопителей – 3,5 и 5,25. На задней панели дисковода расположены разъемы для подключения питания и для подключения кабеля соединения дисковода с материнской платой. Используется специальный кабель.
Принцип подключения кабеля – красный провод это первый контакт разъема. Для 3,5 дискеток, на каждой дискетке имеется окошечко с заслонкой, которое позволяет защищать дискету от записи.
Шлейф соединения FDD ссистемной платой
Устройства для хранения данных на оптических носителях
CD - ROM – это оптический носитель информации, предназначенный только, для чтения данных. Другие форматы С D - R и CD - RW позволяют записывать данные на компакт диск. Также создана технология DVD которая позволяет существенно увеличить емкость обычного оптического диска. Обычный CD - ROM это диск емкостью 650Мбайт. Он вмещает примерно 333тыс. страниц текста, 74 мин. Высококачественного звучания.
CD-ROM представляет собой диск изготовленный из полимера и покрытый с одной стороны металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки. Эта пленка в свою очередь покрывается полимером, для защиты информации от повреждения. Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивности отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был он рассеян или поглощен. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления (штрихи). Сильное отражение луча происходит там, где этих углублений нет. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, отраженный от поверхности диска. Затем эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или в звук. Штрихи имеют разную длину. Интенсивность отраженного луча изменяется, соответствующим образом изменяя электрический сигнал, поступающий на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха. Диск начинает записываться от середины диска.
В состав устройств для чтения дисков входят
- полупроводниковый лазер;
- серводвигатель;
- линзы;
- фотодатчик.
По своей сути эти приводы не ремонто пригодны. Обычно выходит из строя механика или линзы приводов. Замена их в принципе нереальна.
Основные характеристики приводов для дисков CD - ROM это:
1. Производительность. 1х – 150Кбайе/с, 8х – 1200Кбайт/с, 52х – 7800Кбайт/с.10600 об\мин.
2. Интерфейс. IDE , USB – для внешнего устройства.
Информация на дисках CD - ROM хранится в различных форматах. Для видеоданных это форматы MPEG . Для аудиоданных – это CDDA .
Поверхность диска cdrom
CD - R , CD - RW .
На его поверхности не выжигаются углубления. Чистый диск С D - R покрыт слоем красящего вещества, с такими же свойствами, как у алюминиевого покрытия обычного компакт-диска. Когда на диск начинают записываться данные, луч лазера разогревает слой золота и красящего вещества. При нагревании некоторые участки поверхности начинают рассеивать свет точно так же, как и углубления на обычном диске. Считывающее устройство тоже воспринимает эти участки как углубления, хотя это просто пятнышки с меньшим отражением образовавшиеся в результате химической реакции при нагревании золота и красящего слоя. Этот процесс необратим.
В CD - RW имеется слой Ag - In - Sb - Te (серебро-индий-сурьма-теллур), который при обычном состоянии обладает отражающей способностью. При записи лазер работает на полной мощности, разогревая материал до 500-700 градусов, и плавит его. В таком состоянии материал теряет отражающие свойства. Соответственно создаются отражающие и не отражающие участки диска. Для возврата диска в первоначальное состояние, лазер работает на низкой мощности разогревая активный материал до температуры 200 градусов, и отражающие свойства восстанавливаются.
DVD
DVD самый навороченный стандарт оптических дисков. Объем может достигать 5,3Гбайт, используя две стороны с двойным покрытием. Однако этот стандарт имеет ряд нерешенных проблем. Это и проблема совместимости стандартов, и самое основное это цена.
DVD 5 ёмкость 4,7 ГБт
DVD 9 ёмкость 8,5 ГБт
Поверхность dvdrom
Совместимость дисководов оптических дисков CD -> DVD .
Все эти накопители имеют интерфейсы IDE и SCSI . Для подключения содержат 40 контактный разъем и подключаются по той же схеме, что и жесткие диски.
оптика
внутренности CDrom
Клавиатура и мышь
Видеоадаптеры и мониторы
Подбор монитора и видеоадаптера, всегда весьма сложная задача. Нужно четко представлять себе с какими задачами вы будете работать и в связи с этим производить данный выбор.
Монитор
Сейчас на рынке представлена два типа мониторов. Это классические – электронно-лучевые мониторы, и жидкокристаллические дисплеи.
При выборе монитора смотрят на ряд критериев:
1. Размер экрана. Самыми распространенными являются мониторы с экранами, у которых длина диагонали равна 15, 17, 19 и 21 дюйм. Правда это не действительный размер области экрана, а диагональ электронно-лучевой трубки. Активная область экрана, на самом деле несколько меньше. Для разных производителей эта цифра разная. Видимая область для монитора 14” – 12,5”, 15” – 13,5”, 17 – 15,5”. Мониторы большого размера рекомендуется использовать для работы с такими приложениями, как, например издательские системы, где особенно важно видеть мельчайшие детали изображения. На 17” можно отразить страницу А4 в натуральную величину. Самые распространенные на данный момент это мониторы 15” и 17”.
Разрешающая способность. Разрешающая способность или разрешение монитора – это размер минимальной детали изображения, которую можно различить на экране. Данный параметр характеризуется количеством элементов разложения – пикселей ( pixel ) – по горизонтали и вертикали экрана. Чем больше количество пикселей, тем более детальное изображение формируется на экране. Необходимое разрешение в значительной степени зависит от конкретного приложения. Символьные приложения требуют не высокого разрешения, в то время как приложения с большим объемом графики нуждаются более детальных изображениях. 15” – 800х600, 17 – 1024х768. На экране одного размера, каждый следующий режим, характеризуется более мелким изображением.
2. Шаг точки или размер пикселя. Зернистость равна расстоянию между соседними триадами в миллиметрах. Экраны, характеризуемые меньшим значением зернистости, имеют более тесно расположенные триады пятен люминофора и поэтому могут формировать более четкое изображение. Для современных мониоров этот параметр равен 0,25мм и меньше.
3. Частота развертки. Монитор должен обязательно соответствовать выбранному видеоадаптеру. Сейчас необходимо покупать многочастотный монитор, так как он может работать в режимах, которые сейчас не используются. Частота развертки по вертикале (или частота регенерации) определяет стабильность изображения. Чем она выше тем лучше. Типичные значения этой частоты, находятся в диапазоне от 50 до 160 Гц. Частота развертки не должна быть ниже 60 Гц, так как уже при этой частоте заметно мерцание монитора. Минимальная частота, при котрой не заметно мерцание, это 72Гц.
| Разрешение | Частота развертки по вертикали видеоадаптера, Гц | Частота развертки по вертикали монитора LG 760 S С (максимум), Гц |
| 1024х768 | 60-140 | 87 |
| 1280х1024 | 60-100 | 93 |
| 1600х1200 | 52-85 | Не поддерживает |
4. Безопасность. Необходимо, чтобы монитор соответствовал нормам стандарта TCO .
vv
ЖКИ и простой мониторы
Устройствопростогос электронно-лучевой трубкойЭЛТ
Внутренности кинескопа