Souborové systémy. Architektura disku

Transkript

1 Souborové systémy Architektura disku Disk je tvořen několika plotnami s jedním nebo dvěma povrchy, na každém povrchu je několik soustředných kružnic (cylindrů) a na každém několik úseků (sektorů). Příklad výpočtu parametrů konkrétního disku: Uvažujte standardní kapacitu jednoho sektoru 512B.

2 Příklad pevného disku se čtyřmi plotnami (8 povrchů) LBA LBA (Logical Block Addressing) - tato metoda byla převzata od zařízení SCSI. Sektory pevného disku jsou očíslovány od nuly a z tohoto čísla potom vychází jeho 28 bitová adresa. Je možné adresovat až 2 28 sektorů, což při velikosti sektoru 512 B znamená maximální kapacitu disku 128 GB. Pro nejnovější pevné disky, které jsou větší než oněch 128 GB byl představen nový standard ATA/ATAPI-6, který mimo jiné obsahuje 48bitové adresování LBA - pak je možné připojit pevný disk s kapacitou až 144 PB (144 miliónů GB). Interleaving (prokládání) Proměnná geometrie disku - Zoned Bit Recording (ZBR) Shodná hustota záznamu Připojení HD do počítače Pevný disk je připojen prostřednictvím řadiče na systémovou sběrnici počítače. U IDE rozhraní je vlastně řadič na každé jednotce pevného disku, u SCSI je jeden centrální řadič. Přesto se nesprávně považuje za řadič elektronika na základní (přídavné) desce.

3 IDE rozhraní Nejběžnější typ. Na většině základních desek jsou přítomné dva kanály IDE rozhraní (každý s dvěma případnými jednotkami) + FDD. Rychlosti IDE: Dříve se na přenos dat mezi diskem a systémem používaly módy DMA (na 8bit. ISA sběrnici 8-10MHz). Zhruba od procesoru 386/486 bylo použití PIO módu rychlejší. S příchodem Pentií byly řadiče na PCI sběrnici vybaveny technologií UDMA. PIO 0 3,3 MB/s UDMA mode 0 16,6 MB/s PIO 1 5,2 MB/s UDMA mode 1 25,0 MB/s PIO 2 8,3 MB/s UDMA mode 2 33,3 MB/s (UDMA/33) PIO 3 11,1 MB/s UDMA mode 3 44,4 MB/s (80 žilový kabel) PIO 4 16,6 MB/s UDMA mode 4 66,6 MB/s (UDMA/66) (80 žilový kabel) UDMA mode MB/s (UDMA/100) (80 žilový kabel) UDMA mode MB/s (UDMA/133) (80 žilový kabel)

4 SCSI small computer system interface Vzniklo v roce 1979, na trh se dostalo 1986 SCSI 1 (5MB/s, 8 zařízení) SCSI 2 (Narrow 8bit. 10MB/s, Wide 16bit. 20MB/s, 16 zařízení) SCSI 3 (Narrow 20MB/s, Wide 40MB/s, 16 zařízení) 1998 SCSI 4 Ultra2 SCSI ( Narrow 40MB/s, Wide 80MB/s, 16 zařízení ). Ultra3 SCSI Ultra160 SCSI (Wide 160MB/s, 16 zařízení) Ultra320 SCSI ( Wide 320MB/s, 16 zařízení ). Výhoda oproti IDE nízká zátěž CPU, vysoká rychlost, více zařízení. Konfigurace zařízení softwarově, poslední zařízení terminováno. Serial ATA Pro každé zařízení je dedikován datový kabel a plná propustnost. Podporuje HotSwap. Jednoduchá konfigurace (odpadá master / slave). Rychlosti: generace 1 (1,5GHz) generace 2 (2 GHz, SATA II) generace 3 (3 GHz, SATA III) 150 MB/s (1,2GBit/s) 300 MB/s (2,4GBit/s) 600 MB/s (4,8GBit/s)

5 Napájecí konektor Datový konektor (7 pinů) Datový kabel SATA Konektor řadiče na zákl. desce

6 Souborový systém FAT 1980: První FAT používala 12 bitů pro adresaci sektoru ( 2 12 * 512B = 2MB). 1983: 16 bitová FAT (FAT16) používá clustery. Jeden cluster = 2^n sektorů, max 64 (2 16 * (64*512B) = 2GB). Ve verzi s 12bit FAT (FAT12) se stále používá u disket. 1995: Windows95 přidávají podporu dlouhých jmen souborů: VFAT 1997: FAT32, (2 32 * (64*512B) = 128TB) reálně omezeno možnostmi řadiče disku. Souborový systém FAT se skládá ze čtyř oblastí: 1. Boot sektor. Ten obsahuje základní údaje o souborovém systému, jako je verze, počet sektorů na cluster, počet sektorů FAT, počet sektorů kořenového adresáře, jméno disku (label) a další. 2. Oblast tabulek FAT (obvykle jsou na disku dvě, druhá jako záloha, bohužel hned za sebou) 3. Kořenový adresář (ve FAT32 už může být v datech) 4. Datová oblast. Obsahuje soubory a další adresáře. Tabulka FAT je seznam (pole) záznamů o clusterech. Cluster může být volný (0), špatný, může být posledním clusterem souboru (FFFF) nebo je u něj v této tabulce číslo následujícího sektoru. DPT obsahuje MBR BOOT FAT ROOT DATA BOOT FAT ROOT DATA DPT Disc Partition Table, datová oblast disku obsahující informace: o rozdělení disku poloze jednotlivých BOOT sektorů MBR master boot record, program s odskokem na zvolenou BOOT, zavaděč OS inteligentnější program, který dá uživateli možnost si zvolit zaváděný systém DPT je jediná část disku, která nesmí být poškozena po fyzickém poškození, je celý disk vadný. Další souborové systémy: NTFS, přidává žurnálování, práva, kompresi, šifrování, kvóty, nativní dlouhá jména souborů ext2, ext3 - unix swap... v podstatě není SS, pouze volný prostor, kam si unix odkládá data Dělení disku důvod k dělení disku: Více operačních systémů UNIX samostatný /HOME pro každého uživatele programy / data odstranění vadné části disku Program cvičení Podívat se na nastavení BIOSu nastavení parametrů disku, Autodetekce disku

7 Z obrazu diskety se systémem nabootujte systém. Pomocí programu FDISK a PARTITIONMANAGER si žáci zkusí vytvořit několik diskových oddílů. Vysvětlit rozdíl mezi primárním a sekundárním oddílem. Zkusit si nastavit aktivní oddíl FORMAT s přenesením systému, samostatné přenesení systému Co dělá unformat Změna velikosti oddílu oříznutím Disk editor: prohlédnout si strukturu FAT vytvořit soubor ahoj.txt a zapsat do něj nazdar prohlédnout disk editorem Poznámka disk 100MB ve vmwplayeru cylindrů 208 hlaviček 16 sektorů 63 kapacita = 208 x 16 x 63 x 512[B] = B = MB