Организация хранения информации на накопителях. Цели и задачи файловой системы, ее физическая организация и адресация файла. Виды файловых систем. Проектирование символов для матричных принтеров. Приемы управления работой печатающих устройств в MS-DOS.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Северо-Кавказский государственный технический университет"

Курсовая работа

по дисциплине:

"Теоретические основы компьютерной безопасности"

на тему:

"Физическая организация различных файловых систем"

Выполнил: Студент Марков Д.М.

Группа БАС-081, 3 курс

Проверил: к. т. н., доцент Гайчук Д.В.

г. Ставрополь, 2011

Содержание

• Введение
• 1. Теоретическая часть
• 1.1 Организация хранения информации на накопителях
• 1.2 Цели и задачи файловой системы
• 1.3 Физическая организация и адресация файла
• 1.4 Физическая организация файловой системы FAT
• 1.6 Физическая организация файловой системы NTFS
• 1.5 Физическая организация файловых систем ext2, ext3, ext4
• 2. Аналитическая часть
• 2.1 Общие сведения о матричных принтерах
• 2.2 Проектирование символов для матричных принтеров
• 2.3 Проектирование символов
• Заключение
• Список использованной литературы
• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4

Введение

В современной жизни, нередко необходимо созданный в электронном варианте текст или результаты какой-то другой работы перенести на бумажный носитель. Для выполнения данной задачи служит принтер, различают матричные, лазерные и струйные принтеры.

Матричные принтеры обладают рядом недостатков: высокий шум при работе, низкая скорость печати, отсутствие возможности печати в цвете, но, несмотря на данные недостатки, данные принтеры до сих пор находят достаточно широкое применение, так как данные принтеры обладают невысокой стоимостью, простотой эксплуатации и высокой надёжностью в работе. Кроме того матричные принтеры позволяют печатать практически на любой бумаге.

Как правило, для обеспечения возможности использования принтера в прикладных программных пакетах используются специально разработанные программы управления (драйверы). Такие программы осуществляют операции по преобразованию данных и выводу их на принтер.

Для разработки драйверов необходимо знать сам язык управления принтером (набор команд), специфических для конкретного принтера. Команды управления принтером позволяют задать размер символов, воспроизводимых при печати, расстояние между строками текста, начертание отдельных литер и другие параметры.

Целью курсовой работы является ознакомление с приемами управления работой печатающих устройств в MS-DOS.

Задачей курсовой работы является формирование новых символов для матричного принтера, разработка команд для загрузки символов в оперативную память принтера и программы, реализующей процесс печати новых символов.

1. Теоретическая часть

1.1 Организация хранения информации на накопителях

Жесткий диск состоит из одной или нескольких стеклянных или металлических пластин, каждая из которых покрыта с одной или двух сторон магнитным материалом. Таким образом, диск в общем случае состоит из пакета пластин (рисунок 1).

На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические кольца - дорожки (traks), на которых хранятся данные. Количество дорожек зависит от типа диска. Нумерация дорожек начинается с 0 от внешнего края к центру диска. Когда диск вращается, элемент, называемый головкой, считывает двоичные данные с магнитной дорожки или записывает их на магнитную дорожку.

Рисунок 1 - Схема устройства жесткого диска

Головка может позиционироваться над заданной дорожкой. Головки перемещаются над поверхностью диска дискретными шагами, каждый шаг соответствует сдвигу на одну дорожку. Запись на диск осуществляется благодаря способности головки изменять магнитные свойства дорожки. Для поиска информации головка должна перемещаться по радиусу диска. Обычно все головки закреплены на едином перемещающем механизме и двигаются синхронно. Поэтому, когда головка фиксируется на заданной дорожке одной поверхности, все остальные головки останавливаются над дорожками с такими же номерами.

Совокупность дорожек одного радиуса на всех поверхностях всех пластин пакета называется цилиндром (cylinder). Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами (sectors), или блоками (blocks), так что все дорожки имеют равное число секторов, в которые можно максимально записать одно и то же число байт (иногда внешняя дорожка имеет несколько дополнительных секторов, используемых для замены поврежденных секторов в режиме горячего резервирования).

Сектор имеет фиксированный для конкретной системы размер, выражающийся степенью двойки. Чаще всего размер сектора составляет 512 байт. Учитывая, что дорожки разного радиуса имеют одинаковое число секторов, плотность записи становится тем выше, чем ближе дорожка к центру.

Сектор - наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Для того чтобы контроллер мог найти на диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса сектора: номер цилиндра, номер поверхности и номер сектора. Так как прикладной программе в общем случае нужен не сектор, а некоторое количество байт, не обязательно кратное размеру сектора, то типичный запрос включает чтение нескольких секторов, содержащих требуемую информацию, и одного или двух секторов, содержащих наряду с требуемыми данными избыточные (рисунок 2).

Рисунок 2 - Считывание избыточных данных при обмене с диском

Операционная система при работе с диском использует, как правило, собственную единицу дискового пространства, называемую кластером (cluster). При создании файла место на диске ему выделяется кластерами. Например, если файл имеет размер 2560 байт, а размер кластера в файловой системе определен в 1024 байта, то файлу будет выделено на диске 3 кластера.

Дорожки и секторы создаются в результате выполнения процедуры физического, или низкоуровневого, форматирования диска, предшествующей использованию диска. Для определения границ блоков на диск записывается идентификационная информация. Низкоуровневый формат диска не зависит от типа операционной системы, которая этот диск будет использовать.

Разметку диска под конкретный тип файловой системы выполняют процедуры высокоуровневого, или логического, форматирования. При высокоуровневом форматировании определяется размер кластера и на диск записывается информация, необходимая для работы файловой системы, в том числе информация о доступном и неиспользуемом пространстве, о границах областей, отведенных под файлы и каталоги, информация о поврежденных областях. Кроме того, на диск записывается загрузчик операционной системы.

Прежде чем форматировать диск под определенную файловую систему, он может быть разбит на разделы.

Раздел - это непрерывная часть физического диска, которую операционная система представляет пользователю как логическое устройство (используются также названия логический диск и логический раздел). Во многих операционных системах используется термин "том" (volume). В разных ОС толкование этого термина имеет свои нюансы, но чаще всего он обозначает логическое устройство, отформатированное под конкретную файловую систему.

Логическое устройство функционирует так, как если бы это был отдельный физический диск. Именно с логическими устройствами работает пользователь, обращаясь к ним по символьным именам, используя, например, обозначения А, В, С, SYS и т.п. Операционные системы разного типа используют единое для всех них представление о разделах, но создают на его основе логические устройства, специфические для каждого типа ОС. Так же как файловая система, с которой работает одна ОС, в общем случае не может интерпретироваться ОС другого типа, логические устройства не могут быть использованы операционными системами разного типа. На каждом логическом устройстве может создаваться только одна файловая система.

На разных логических устройствах одного и того же физического диска могут располагаться файловые системы разного типа. На рисунке 3 показан пример диска, разбитого на три раздела, в которых установлены две файловых системы NTFS (разделы С и Е) и одна файловая система FAT (раздел D).

Все разделы одного диска имеют одинаковый размер блока, определенный для данного диска в результате низкоуровневого форматирования. Однако в результате высокоуровневого форматирования в разных разделах одного и того же диска, представленных разными логическими устройствами, могут быть установлены файловые системы, в которых определены кластеры отличающихся размеров.

Операционная система может поддерживать разные статусы разделов, особым образом отмечая разделы, которые могут быть использованы для загрузки модулей операц...