《硬盤的存儲結構》PPT課件

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1、第26章磁盤的存儲結構教學目標:了解磁盤的結構教學重點、難點:掌握磁盤的存儲結構教學方法:講練法教學步驟:一、磁盤的存儲結構微機故障是指微機系統(tǒng)的硬件發(fā)生物理性損壞，或者軟件系統(tǒng)的程序錯誤。前者一般稱硬故障，后者則稱軟故障。實踐證明，微機發(fā)生的故障70％是軟故障。一旦微機發(fā)生故障，首先要考慮是否是軟件故障，而在軟故障中又要首先想到是否是病毒造成，消除病毒并證實軟件沒有問題，最后再查找硬件故障。如果判斷錯誤，開始就亂動硬件設備，可能使問題更加復雜化，導致小故障變成大故障。在診斷微機故障時可以先排除軟故障的可能后，再考慮硬

2、故障的診斷。⒈面、磁道和扇區(qū)軟盤的圓形薄膜有兩個面（Side），目前所使用的軟盤兩面均可以存儲數(shù)據(jù)，其中無標簽的一面稱為0面，有標簽的一面稱為1面。由于讀寫軟盤時薄膜是旋轉的，因此，連續(xù)寫入的數(shù)據(jù)排列在一個圓周上，稱為磁道（Track）。一片軟盤可以容納多個磁道，從外向內(nèi)編號，最外面的磁道是0磁道。每個磁道又被劃分為若干段，每段稱為一個扇區(qū)（Sector），容量通常是512B字節(jié)。主機與磁盤驅動器之間交換數(shù)據(jù)是以扇區(qū)單位的，即使當前主機只需要磁盤上存儲的某一字節(jié)，也必須一次把這個字節(jié)所在的扇區(qū)中的512B全部讀入內(nèi)存，

3、再使用所需要的那個字節(jié)。一個扇區(qū)所在的面號、道號、扇區(qū)號三個數(shù)據(jù)合稱扇區(qū)地址，由于使用面號、道號、扇區(qū)號三個數(shù)據(jù)來指定一個扇區(qū)不方便，因此也將盤上的所有扇區(qū)都規(guī)定一個連續(xù)的、確定的序號，稱為邏輯扇區(qū)號，如0面0道1扇區(qū)稱為0號扇區(qū)、0面0道2扇區(qū)稱為1號扇區(qū)……，依次類推。軟盤格式化的主要任務之一，就是在磁盤表面寫上這些扇區(qū)標志。⒉引導記錄對軟盤格式化，在完成所有扇區(qū)的劃分并寫上標志后，DOS自動向0面0道1扇區(qū)寫入512B數(shù)據(jù)。這一扇區(qū)稱為引導記錄，又稱為引導扇區(qū)、引導區(qū)、啟動塊、BOOT區(qū)等。引導記錄中包含兩部分內(nèi)

4、容，一是引導程序，二是有關磁盤規(guī)格的參數(shù)。⒊文件存儲空間的分配在操作系統(tǒng)的管理下，用戶的數(shù)據(jù)文件是以文件的形式存放在磁盤上的。由于文件的大小是動態(tài)的（經(jīng)編輯后會增加或刪除部分內(nèi)容），這就對文件的存儲方式提出了特殊的要求。DOS和Windows均以“簇（Cluster）”為基本單位來存放文件，簇的大小與磁盤規(guī)格有關，軟盤每簇是一個扇區(qū)，硬盤的每簇扇區(qū)數(shù)隨條件而異，有4、8、16等。與扇區(qū)的邏輯編號類似，簇也有自己的編號，稱為簇號。由于磁盤上文件的變化，同一個文件的數(shù)據(jù)并不一定連續(xù)存放在磁盤中，往往會分為若干段，就像一條鏈

5、由若干個環(huán)節(jié)組成一樣，這種存儲方式稱為文件的鏈式存儲。⒋文件分配表為了實現(xiàn)文件的鏈式存儲，磁盤上必須準確地記錄哪些簇已被文件占用，哪些簇尚未被占用，還必須為每個已占用的簇指明存儲后繼內(nèi)容的下一個簇的簇號，對文件的最后一簇，則要指明本簇不再有后繼簇。磁盤上有一個區(qū)域用來存放這些記錄，這個區(qū)域稱為文件分配表，簡稱FAT（FileAllocationTable），表中有許多表項，每項記錄一個簇的信息。文件分配表在格式化時形成，緊接在引導記錄之后，固定占據(jù)若干個扇區(qū)，一式兩份，內(nèi)容完全相同。在正常情況下，初形成的表中所有項都標

6、為“未占用”，但如果磁盤有局部損壞，格式化程序會檢測損壞的簇，在相應的項中標上“壞簇”，以后存放文件時可以避開這些簇。目前常用的軟盤容量較小，簇數(shù)也少，F(xiàn)AT的每一項占據(jù)1.5B，稱為12位FAT，硬盤通常使用16位FAT（記為FAT16）或32位FAT（記為FAT32）。16位表項的FAT，每項占用2字節(jié)，這就決定了簇號不能超過FFFFH即65535。面對越來越大的硬盤，不得不以加大簇容量的方法來限制簇號的擴大，這是硬盤每簇包含的扇區(qū)個數(shù)不統(tǒng)一的主要原因。簇容量的增大導致空間的浪費增大，文件越小，文件個數(shù)越多，這種浪

7、費越嚴重。在Windows95/98和WindowsNT中，F(xiàn)AT表項允許擴大到4B，即32位FAT。⒌文件目錄表為了管理磁盤上的文件，操作系統(tǒng)為磁盤上根目錄和所有子目錄都建立一個目錄表，目錄表由若干表項組成，每項占32B，對應一個文件或一個子目錄。在表項中有以下幾種數(shù)據(jù)：①文件主名（或子目錄名）和擴展名；②屬性；③建立或最后修改時間；④建立或最后修改日期；⑤起始簇號；⑥文件長度。對磁盤格式化后，在盤上建立根目錄表，位置在文件分配表之后，其中所有表項都是空的，以后在根目錄中每建立一個新的文件或子目錄，就占用一個空的表項

8、并填入相應內(nèi)容。根目錄表后，才是供存放文件內(nèi)容的空間。子目錄表是在創(chuàng)建子目錄時生成的。它的構造與根目錄表相同，創(chuàng)建時先占據(jù)一個簇，以后隨著其中文件個數(shù)的增加還可以擴大到更多簇。當刪除一個文件或子目錄時，寫在盤上的文件內(nèi)容并不真正清除，相應的目錄項中的內(nèi)容也不全部清除，只有表項中文件名或子目錄名的第一個字節(jié)被改寫為E5H，同時，這個