Реферат: Модель файловой системы FAT

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА

Институт информационных технологий

кафедра информационных систем

кУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

“тЕОРИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ”

“модель файловой системы FAT”

Выполнил студент 322Бгруппы Холод Денис.

Руководитель Чмырь И.А.

ОДЕССА

1997

Содержание:

Цель курсовой работы

Идея программы

О системе FAT

Структура системы файлов FAT

5,6

О реализации задания

О примененных уровнях абстракции

Об интерфейсе

Исходный текст: Макросы, вызываемые событиями

Исходный текст: Базовые события

Исходный текст: Макросы нижнего уровня абстракции

Список литературы, примененной при подготовке курсовой работы

Цель:

Разработкапрограммы, моделирующей организацию файловой системы FAT.

Идея программы:

Программапозвовяет экспериментально исследовать логическую структуру файловой системыFAT, состоящую из трех областей: FAT (File Allocation Table), корневой каталоги область файлов.[1]Имеется панель описания операций с файлами, находящимися на диске, а именно:добавить файл, удалить файл, перезаписать файл (с изменением размера). Крометого, предоставлена возможность графического отображения соответствия файловсекторам на диске.

Файловая Система FAT:

Такназываемая файловая система FAT использовалась во всех версиях МСДОС и в первыхдвух выпусках OS/2 (версии 1.0 и 1.1). Каждый логический том имеет собственныйFAT, который выполняет две функции: содержит информацию распределения длякаждого файла в томе в форме списка связей модулей распределения (кластеров) иуказывает, какие модули распределения свободны.

КогдаFAT был изобретен, это было превосходное решение для управления дисковымпространством, главным образом потому что гибкие диски, на которых ониспользовался, редко были размером более, чем несколько Mb. FAT был достаточномал, чтобы находиться в памяти постоянно, позволял обеспечивать очень быстрыйпроизвольный доступ к любой части любого файла. Когда FAT был применен нажестких дисках, он стал слишком большим для резидентного нахождения в памяти иухудшал производительность системы. Кроме того, так как информация относительносвободного дискового пространства рассредотачивалась «поперек»большого количества секторов FAT, он был непрактичен при распределениифайлового пространства, и фрагментация файлов оказалась препятствием высокойэффективности.

Крометого, использование относительно больших кластеров на жестких дисках привело кбольшому количеству неиспользуемых участков, так как в среднем для каждогофайла половина кластера была потрачена впустую.

ОграниченияFAT на наименование файлов и каталогов унаследованы из CP/M. Когда Patersonсоздавал 86DOS, одной из его первых целей было облегчить импорт из CP/M в егоновую операционную систему. А следовательно принятые в CP/M ограничения наимена файлов и расширений перенеслись в 86DOS.

Втечение нескольких лет Microsoft и IBM сделали попытку продлить жизнь файловойсистемы FAT благодаря снятию ограничений на размеры тома, улучшению cтратегийраспределения, кэширования имен пути, и перемещению таблиц и буферов врасширенную память. Но они могут расцениваться только как временные меры,потому что файловая система просто не подходила к большим устройствампроизвольного доступа.

Структура системы файлов FAT<img src="/cache/referats/1845/image001.gif" " v:shapes="_x0000_s1038">

Файл Д

Файл В

Файл Б

Каталог

Файл Г

Каталог

Каталог

Файл А

Идентификатор

дисковода

Корневой каталог

(метка тома)

00Н

01Н

Идентификатор дисковода

01Н

09Н

Имя файла (8 символов)

09Н

0СН

Расширение (3 символа)

0СН

0ЕН

Номер текущего блока

0ЕН

10Н

Размер записи

10Н

14Н

Размер файла

14Н

16Н

Дата создания (обновления)

16Н

18Н

Время создания (обновления)

18Н

20Н

Зарезервировано

20Н

21Н

Номер текущей записи

Типичный блок управления файлом

Элементы структуры

Относительный конечный адрес в байтах

Относительный начальный адрес в байтах

<img src="/cache/referats/1845/image012.gif" " v:shapes="_x0000_s1039">21Н

25Н

Номер относительной записи

00Н

01Н

0FFH

01Н

06Н

Зарезервировано

06Н

07Н

Байт атрибута

07Н

08Н

Идентификатор дисковода

08Н

10Н

Имя файла (8 символов)

10Н

13Н

Расширение (3 символа)

13Н

15Н

Номер текущего блока

15Н

17Н

Размер записи

17Н

1ВН

Размер файла

1BН

1DН

Дата создания (обновления)

1DН

1FН

Время создания (обновления)

1FН

27H

Зарезервировано

27H

28H

Номер текущей записи

28H

2CH

Номер относительной записи

Расширенный блок управления файлом

Относительный начальный адрес в байтах

Элементы структуры

Относительный конечный адрес в байтах

Резюме

Резюме.

О реализации задания

Модельфайловой системы представляет собой рабочий лист Microsoft Excel, на котором ввиде ячеек представлены три логические структуры файловой системы:

·

Каталогфайлов

·

Таблицараспределения

·

Областьфайлов

Нарабочем листе также расположены две панели управления:

1)

Операции с файлами

·

добавить

·

удалить

·

перезаписать

2)

Визуализация FAT

·

показать файл

·

убрать стрелки

Исходяиз контекста вопроса параллельное выполнение процессов или потоков(MultiThreading) реализовывать нет необходимости. Учитывая эти факторы, а такженеобходимость разработки “дружественного” интерейса с применением графическихпримитивов, было решено использовать язык программирования VisualBasic (VBA) отфирмы Microsoft и электронную таблицу Excel 5.0 фирмы Microsoft.

Таккак модель является типичной управляемой событиями системой, то алгоритм ееработы достаточно прост, а точнее представляет собой ряд алгоритмов, которыепересекаются только в среднем уровне абстракции. (см. ниже) События вызываютсяпользователем посредством воздействия на органы управления.

О примененных уровнях абстракции

Всевозможные события были тщательно проанализированы автором и разделены на трикатегории, или на три уровня абстракции:

·

События,вызываемые внешними воздействиями. Таковыми являются все события, вызываемыепользователем посредством вызова пунктов из групп операций с файлами.[2]

·

Событияфундаментальной природы, т.е. базовые события, порождаемые предудущими. Ихзначительно меньше, и они никак не вникают в суть породивших из внешнихсобытий.[3]

·

Событиянизкого уровня абстракции, которые являются искуственно синтезированными изпредыдущих двух групп событиями и имеют целью понизить сложность системы засчет абстрагирования от непринципиальных тонкостей и усложнений в системе,диктуемых контекстом. Таковыми, например, являются события обработкинеправильных ситуаций.[4]

Об интерфейсе

Интерфейсявляется интуитивно понятным и не навязчивым, всегда, насколько это возможно,является “демократичным” по отношению к пользователю. В программах, написанныхтаким стилем, очень четко прослеживается причинно-следственная связь, хорошознакомая любому человеку и являющаяся неотъемлемой частью образного мышления.Это делат программу весьма простой в использовании, а алгоритм работы простым впонимании. Вся необходимая для работы информация представлена в диалогах, онеправильных ситуциях программа сообщает пользователю и это единственный (изаконный) случай нарушения свободы действий пользователя.

Далееприводится исходный текст программы с обширными комментариями, в которыхделается упор не на особенности языка программирования и конкретной реализации,а на представление составляющих файловой системы как объектов, а процедур ифункций как методов, применяемых к этим объектам.

Макросы, вызываемые событиями

Public Type FileID 'Тип, описывающий файл: имя, размер иточка входа в FAT

Name As String

Size As Integer

First As Integer

End Type

SubPressAddFile() 'Макрос, вызываемый кнопкой «Добавить Файл»

DialogSheets(«Add»).EditBoxes(«Name»).Text ="" 'подготовка диалога «Добавление файла»

DialogSheets(«Add»).EditBoxes(«Size»).Text ="" 'очистка полей ввода

Sheets(«Add»).Show 'Вызов диалога«Добавление файла»

With DialogSheets(«Add»)'Проверка на правильность введенных данных

If (.EditBoxes(«Name»).Text ="") Or (.EditBoxes(«Size»).Text = "") Or(.EditBoxes(«Size»).Text = «0») Then Exit Sub

End With

Dim NewFile As FileID 'Экземпляр переменнойс описанием создаваемого файла

With DialogSheets(«Add»)

NewFile.Name =.EditBoxes(«Name»).Text

NewFile.Size =.EditBoxes(«Size»).Text

End With

Call AddFile(NewFile) 'Вызов процедурыдобавления файла

Refresh 'обновили графическое изображениеразмещения файлов

EndSub

SubPressDeleteFile() 'в основном рабочем листе нажата кнопка Удалить Файл

temp = 4

With DialogSheets(«Delete»)'подготавливаем к работе диалог Delete

.ListBoxes(«Name»).RemoveAllItems

WhileSheets(«Sheet»).Cells(temp; 2) <> "" 'заполняемсписок имеющимися в каталоге файлами

.ListBoxes(«Name»).AddItemText:=Worksheets(«Sheet»).Cells(temp; 2).Value; Index:=temp — 3

temp = temp + 1

Wend

.Show 'показываем диалог Delete

If .ListBoxes(«Name») = 0Then Exit Sub

Dim File As FileID 'переменная дляидентификатора удаляемого файла.Передается процедуре DeleteFile

File.Name =Sheets(«Sheet»).Cells(.ListBoxes(«Name») + 3; 2)

File.Size =Sheets(«Sheet»).Cells(.ListBoxes(«Name») + 3; 3)

File.First =Sheets(«Sheet»).Cells(.ListBoxes(«Name») + 3; 4)

Call DeleteFile(File) 'Вызываемпроцедуру удаления файла

Refresh 'обновили графическоеизображение размещения файлов

End With

EndSub

SubPressRemakeFile() 'нажата кнопка Изменить_размеры_файла

'поэтому поводу подготавливаем к работе диалог Remake

temp = 4

With DialogSheets(«Remake»)

.ListBoxes(«Name»).RemoveAllItems

.EditBoxes(«Size»).Text =""

WhileSheets(«Sheet»).Cells(temp; 2) <> "" 'заполняемсписок имеющимися в каталоге файлами

.ListBoxes(«Name»).AddItemText:=Worksheets(«Sheet»).Cells(temp; 2).Value; Index:=temp — 3

temp = temp + 1

Wend

.Show 'показываем диалог Remake

'при нажатии кнопки OK в диалоге запуститсямакрос DialogRemakePressOK

EndWith

EndSub

SubDialogRemakePressName() 'в диалоге Перезапись выбран файл из списка

With DialogSheets(«Remake») 'ипоэтому в диалоге Перезапись обновляем поле размера файла в соотв. с выбраннымфайлом

.EditBoxes(«Size»).Text =Sheets(«Sheet»).Cells(3 + .ListBoxes(«Name»).ListIndex;3).Value

End With

EndSub

SubDialogRemakePressOK() 'в диалоге изменение размеров файла нажата кнопка OK

With DialogSheets(«Remake»)

.Hide 'убрали с экрана диалог

If .ListBoxes(«Name»).ListIndex= 0 Then Exit Sub

Dim File As FileID 'Экземпляр типаFileID — идентификатор файла

File.Name =Sheets(«Sheet»).Cells(3 + .ListBoxes(«Name»).ListIndex;2).Text

File.Size =Sheets(«Sheet»).Cells(3 + .ListBoxes(«Name»).ListIndex;3).Value

File.First =Sheets(«Sheet»).Cells(3 + .ListBoxes(«Name»).ListIndex;4).Value

'проверка на наличие изменений

If .EditBoxes(«Size»).Text =File.Size Or .EditBoxes(«Size»).Text = «0» Then Exit Sub

'проверка на помещаемость

If .EditBoxes(«Size»).Text> (FreeSize + ((File.Size — 1) 8 + 1) * 8) Then

temp = MsgBox(«Файл „& File.Name & “ размером » &.EditBoxes(«Size»).Text & " не может быть размещен";vbExclamation; «Перезапись файла»)

Exit Sub

End If 'перезапись: удаление, а затемзапись файла, но с другим размером

Call DeleteFile(File) 'удалили

File.Size =.EditBoxes(«Size»).Text 'изменили размер

Call AddFile(File) 'записали

Refresh 'обновили таблицу распределенияфайлов

End With

EndSub

SubVisualisation() 'визуализация файла

temp = 4

WithDialogSheets(«Visualisation») 'подготавливаем к работе диалогVisualisation

.ListBoxes(«Name»).RemoveAllItems

WhileSheets(«Sheet»).Cells(temp; 2) <> "" 'заполняемсписок имеющимися в каталоге файлами

.ListBoxes(«Name»).AddItemText:=Worksheets(«Sheet»).Cells(temp; 2).Value; Index:=temp — 3

temp = temp + 1

Wend

.Show 'показываем диалог Visualisation

If .ListBoxes(«Name») = 0Then Exit Sub 'выбрали ли что-нибудь ?

Dim NumberFile As Integer

NumberFile =.ListBoxes(«Name»).ListIndex 'номер по каталогу визуализируемогофайла

Sheets(«Sheet»).Cells(NumberFile + 3; 2).ShowDependents'показываем линии, проходящие от ячейки каталога с именем визуализируемогофайла до всех занятых им ячеек области файлов

End With

End Sub

Базовые события

Const ColorOfPaper = 33 'цвет фона области файлов

Const ColorUsedPartOfFAT = 2 'цвет занятой части областифайлов

Sub AddFile(NewFile As FileID) 'Процедурa добавления файла

'Проверканаличия присутствия в достаточном для создания файла количестве свободногопространства

If NewFile.Size> FreeSize Then

temp =MsgBox(«Файл » + NewFile.Name + " не может быть размещен из-занехватки свободного места."; vbExclamation; «Процесс созданияфайла»)

Exit Sub

End If

count =NewFile.Size 'счетчик уже записанной части файла

NewFile.First =NextFreeCellFAT ' задание точки входа в FAT для данного файла

DimPreviousCellFAT As Integer 'Номер последней модифицировавшейся ячейки FAT

PreviousCellFAT= NextFreeCellFAT

CallToFAT(PreviousCellFAT; 0) 'Записали в нее ноль-признак того, что это последний(пока) кластер данного файла

count = count — 8 'как минимум 8 байт файла уже размещены

While count >0 'пока весь файл не разместился

CallToFAT(PreviousCellFAT; NextFreeCellFAT) 'в последнюю модифицировавшуюся ячейкуFAT вносим указатель на следующую свободную ячейку

PreviousCellFAT = NextFreeCellFAT

count =count — 8 'как минимум 8 байт файла уже размещены

Wend

CallAddFileToCatalog(NewFile) 'добавили файл в каталог

End Sub

Sub DeleteFile(File As FileID) 'процедура удаляет заданныйфайл без разговоров

CallDeleteCellFromFAT(File.First)

CallDeleteFileFromCatalog(File.Name)

End Sub

Sub Refresh() 'обновление изображения области файлов

WithSheets(«Sheet»)

.Range(«F6:U13»).Interior.ColorIndex = ColorOfPaper 'окрасилиобласть файлов в цвет фона

.Range(«F6:U13»).Value = "" 'очистили все ячейкиобласти файлов

.Range(«F6:U13»).NumberFormat = «0» 'формат числадля области файлов-целые числа

.ClearArrows'убрали все стрелки

DimPointerToFile As String

NumberFile =1

While.Cells(NumberFile + 3; 2) <> "" 'последовательно просматриваемобласть файлов. Для каждого файлавыполняется следующая процедура:

NumberCellFAT = .Cells(NumberFile + 3; 4) 'точка входа в FAT N-ногофайла

PointerToFile = "=R" & NumberFile + 3 & «C2»'указатель на ячейку каталога с именем N-ного файла

Relation= (.Cells(NumberFile + 3; 3) — 1) Mod 8 'смещение. Являет собой размернеполностью заполненного кластера

While.Cells(3; NumberCellFAT + 5) <> 0 'просмотр FAT до признака конца цепочки

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + 7; NumberCellFAT +5)).Interior.ColorIndex = ColorUsedPartOfFAT + NumberFile 'выделение цветомочередного непоследнего кластера N-ного файла

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + 7; NumberCellFAT +5)).Font.ColorIndex = ColorUsedPartOfFAT + NumberFile

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + 7; NumberCellFAT +5)).Formula = PointerToFile 'каждая ячейка этого кластера теперь указывает наячейку с именем файла в каталоге

NumberCellFAT = .Cells(3; NumberCellFAT + 5) 'взяли следующую ячейку FATиз цепочки

Wend'теперь обработка последнего кластера N-ного файла. Отличается тем, что онможет быть занят не полностью

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + Relation; NumberCellFAT +5)).Interior.ColorIndex = ColorUsedPartOfFAT + NumberFile

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + Relation; NumberCellFAT +5)).Font.ColorIndex = ColorUsedPartOfFAT + NumberFile

.Range(Cells(6; NumberCellFAT + 5); Cells(6 + Relation; NumberCellFAT +5)).Formula = PointerToFile

NumberFile = NumberFile + 1 'работаем со следующим файлом

Wend

End With

End Sub

Макросы нижнего уровня абстракции

Function FreeSize() As Integer'Функция для определения количества свободного места в области файлов

FreeSize = 0

temp = 6

While temp < 22 'просмотр области FAT

If Sheets(«Sheet»).Cells(3;temp).Value = "" Then _

FreeSize = FreeSize + 8 'еслиячейка FAT пуста, то своб.места в ней 8 байт

temp = temp + 1

Wend

End Function

Function NextFreeCellFAT() As Integer'Функция возвращает номер первого найденного свободного элемента FAT

NextFreeCellFAT = 1

While NextFreeCellFAT < 17

If Sheets(«Sheet»).Cells(3;NextFreeCellFAT + 5).Value = "" Then Exit Function

NextFreeCellFAT = NextFreeCellFAT + 1

Wend

End Function

Sub AddFileToCatalog(File As FileID)'добавление файла в область каталога

temp = 4

With Sheets(«Sheet»)

While .Cells(temp; 2) <>""

temp = temp + 1 'поиск свободногоместа в каталоге файлов

Wend 'кто дочитает до этогоместа-бутылка шампанского !

.Cells(temp; 2) = File.Name 'Запись вкаталог информации о файле

.Cells(temp; 3) = File.Size

.Cells(temp; 4) = File.First

End With

End Sub

SubDeleteFileFromCatalog(NameDeletedFile As String) 'удаление информации о файлеиз каталога

Position = 4

While Sheets(«Sheet»).Cells(Position; 2).Text <>NameDeletedFile

Position = Position + 1

Wend

For temp = Position To 16 + 3 'следующие за удаляемым файлом ячейкисдвигаются, _

затирая запись об удаляемом файле

Sheets(«sheet»).Range(Cells(temp; 2); Cells(temp; 4)).Value =_

Sheets(«sheet»).Range(Cells(temp + 1; 2); Cells(temp + 1;4)).Value

Next

End Sub

Sub ToFAT(NumberCell As Integer;Value As Integer) 'Процедура записи в заданную ячейку FAT заданного значения

Sheets(«Sheet»).Cells(3; NumberCell + 5).Value = Value

End Sub

Sub DeleteCellFromFAT(StartCell AsInteger) 'рекурсивная функция удаления цепочки из FAT _

Вызывается с номером точки входа

' MsgBox («DeleteCellFromFAT, StartCell=» & StartCell)

If Sheets(«Sheet»).Cells(3; 5 + StartCell).Value = 0 Then'если в рассматриваемой точке — 0, _

то это значит, что она является указателем конца файла

Sheets(«Sheet»).Cells(3; 5 +StartCell) = "" 'и поэтому очищаем эту ячейку FAT

Else 'в противном случае этоуказатель на следующую ячейку FAT — вызываем эту же процедуру

DeleteCellFromFAT(Sheets(«sheet»).Cells(3; 5 + StartCell).Value) 'но с новым номеромячейки FAT

Sheets(«sheet»).Cells(3; 5 +StartCell) = "" 'и затем ее очищаем

End If

End Sub

Список литературы, примененной при подготовке курсовой работы.

1.

Microsoft Systems Journal, Sept 1989. П

еще рефераты

Еще работы по программированию, базе данных

Реферат по программированию, базе данных

Анализ структур, характеристик и архитектур 32-разрядных микропроцессоров

29 Августа 2013

Реферат по программированию, базе данных

Анализ, оценка и выбор пользователем пакетов прикладных программ для автоматизации своей деятельности

29 Августа 2013

Реферат по программированию, базе данных

Синтаксический анализ языка НОРМА. Разбор описания

29 Августа 2013

Реферат по программированию, базе данных

Основы алгоритмизации и алгоритмические языки

29 Августа 2013