Operatsion tizimlar fayl tizimi, tuzilishi va tashkil etilishi

Disklar, qismlar, sektorlar, klasterlar

Fayllarni saqlashda zamonaviy hisoblash tizimlarida foydalaniladigan asosiy qurilma turi qattiq disk bo‘ladi. Diskli tarqatgich qattiq va yumshoq magnitli disklardagi ma’lumotlarni yozish va solishtirib o‘qish uchun mo‘ljallangan.
Qattiq disk har biri bitta yoki ikkita tomoni magnitli materilallar bilan berkitilgan bir yoki bir nechta shishali yoki metalli plastinkadan iborat bo‘ladi. Bunday ko‘rinishda, umumiy holatda disk plastina paketidan iborat bo‘ladi (5.2- rasm).
Har bir tomondagi har bir plastina ingichka bitta umumiy markazga ega halqa – ma’lumotlar saqlanadigan yo‘lak chizig‘i bo‘ladi. Yo‘laklar miqdori disk turiga bog‘liq bo‘ladi. Yo‘laklar raqami 0 dan boshlanib diskning markazidagi tashqi chiziqgacha boradi. Disk aylanganda kichkina bosh (ma’lumotlarni o‘qish) deb nomlangan element magnitli yo‘lak orqali ikkilik ma’lumotlarni o‘qiydi yoki ularni magnitli diskga yozadi. Ma’lumotlarni o‘qish ushbu yo‘lakga joylashtirilgan bo‘lishi mumkin. Ma’lumotlarni o‘qish diskning yuqorisida diskretli qadamlarni o‘zgartiradi, har bir qadam bitta qadamga siljishga to‘g‘ri keladi.
Diskga yozish ma’lumotlarni o‘qish usuli orqali yo‘lakning magnit xususiyatlarini o‘zgartirishi tufayli amalga oshiriladi. Ba’zi disklarda har bir yuza bo‘ylab bitta ma’lumotni o‘qishga (kichkina bosh) o‘zgaradi, boshqalarda esa har bir yo‘lakda ma’lumotlarni o‘qish asosida bo‘ladi. Birinchi holatda “kichkina boshdan” axborotlarni izlash uchun disk radiusi bo‘yicha o‘zgaradi. Barcha kichkina boshlar odatda yagona joyini o‘zgartiruvchi mexanizm va sinxron harakatlanish bilan mustahkamlangan bo‘ladi. Shu sababli “kichkina bosh” bitta yuza qism yo‘lagidagi ma’lumotni qayd etganda qolgan barcha “kichkina bosh” lar xuddi shu raqamli yo‘lakda to‘xtaydi. Har bir yo‘lak bitta yo‘lak boshqa biri bilan kichkina boshni
o‘zgartirishni talab qilmaydigan alohida kichkina boshga ega bo‘ladi va buning hisobiga ma’lumotlarni izlashga sarflanadigan vaqt tejaladi.
5.2- rasm. Qattiq disk qurilmasining sxemasi Plastinaning yuqa qismidagi bitta radiusidagi yo‘lak majmui
silindr (cylinder) deb ataladi. Har bir yo‘lak sektor yoki blok deb ataladigan fragmentlarga (qismlarga) bo‘linadi. Barcha yo‘laklar sektorlar soni bilan teng bo‘ladi. Sektor ikkilik darajasi bilan ifodalanadigan aniq bir tizim hajmi uchun belgilangan bo‘ladi. Ko‘pincha sektorning hajmi 512 baytdan iborat bo‘ladi. Turli xil radiusli yo‘laklar bir xil sektor miqdoriga ega bo‘ladi. Markazga yaqin yo‘lakka nisbatan uzoqrog‘iga yozish zichroq bo‘ladi (markazga yaqin yo‘laklarning hajmi kichikroq bo‘ladi).
Kerakli sektorni diskdan izlashda unga sektorning barcha tashkil etuvchilarini berish kerak bo‘ladi:

• 
  silindr raqami;
  
• 
  yuzasi raqami;
  
• 
  yo‘lak sektor raqami.
  

Sektor – tezkor xotira bilan disk qurilmasi ma’lumotlar almashadigan qisqa manzil. Bu dastur diskdan faqat bitta baytni o‘qishni talab etsa, butun bir sektor o‘qiladi va kerakli ma’lumotni tanlash uchun tizimga uzatishini bildiradi. Amaliy dastur sektorlarda emas baytlarda operatsiyani bajaradi, shu sababli talab etilayotgan ma’lumot sektori qisqa hajmini ko‘rsatish shart bo‘lmaydi, u holda so‘rov zarur axborotlarni o‘z ichiga olgan bir nechta sektorlarni va
talab qilinyotgan ortiqcha ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan bir yoki ikkita sektorni o‘qishni o‘z ichiga oladi.
Operatsion tizim disk bilan ishlaganda klaster deb ataladigan diskdagi yagona joydan foydalanadi. OT faylni yaratish yordamida uning uchun diskdan joy so‘raydi. Masalan, agar fayl 2560 hajmli joyga ega bo‘lsa, fayl tizimida klaster hajmi esa 1024 bilan belgilangan bo‘lsa, u holda fayl diskni 3 ta klasterga ajratadi.
Klaster – diskga xotirani taqsimlash orqali fayl tizimi operatsiyalarini bajaradigan eng kam miqdorli disk joyi. Yo‘laklar va sektorlar fizik yoki past pog‘ona, diskni formatlash protseduralarini bajarish natijasida yaratiladi. Diskda belgilangan blok chegarasi uchun identifikatsiyalangan axborotlar yoziladi. Past pog‘ona disk shakli ushbu disk foydalaniladigan operatsion tizimga bog‘liq emas.
Aniq bir fayl tizimi uchun disk belgisi yuqori pog‘ona yoki mantiqiy formatlash (shakllantirish) protseduralarida bajariladi. Yuqori pog‘onada shakllantirish klaster o‘lchamini begilab beradi va diskga fayl tizimi bilan ishlashda zarur bo‘ladigan axborotlarni yozadi, ya’ni kirishga ruhsat berilgan yoki foydalanilmaydigan to‘g‘risida, fayl va kataloglarni ajratilish hududi chegarasi to‘g‘risida, hududlardagi shikastlanishlar to‘g‘risida axborotlar. Bundan tashqari operatsion tizimga yuklovchini, ya’ni kompyuter reestri yoki manba ulangandan so‘ng operatsion tizimga initsializatsiyalash jarayonini boshlab beradigan uncha katta bo‘lmagan dasturni yozadi.
Ma’lum bir fayl tizimidagi diskni formatlashga nisbatan uni qismlarga ajratish mumkin. Qism - operatsion tizim foydalanuvchiga mantiqiy qurilma sifatida taqdim etadigan fizik diskning uzluksiz qismi.
Mantiqiy vosita aynan foydalanuvchi bilan birga ishlaydi, unga nomlari bo‘yicha murojaat etadi, masalan, A, V, S, SYS va boshqalar. Turli turdagi operatsion tizimlar ularning barchasi uchun yagona qismlar to‘g‘risidagi tushunchadan foydalanadilar, lekin har bir OT turi uchun maxsuslashtirilgan uning mantiqiy vositasi asosida yaratadi. Har bir mantiqiy vosita faqat bitta fayl tizimini yaratishi mumkin.
Ushbu fizik diskdagi turli xil mantiqiy vositalar shu va turli xil turdagi fayl tizimlarida joylashadi. 5.3- rasmda ikkita fayl tizimi o‘rnatilgan NTFS (C va E qismlar) va bitta FAT (D qism) fayl tizimi o‘rnatilgan 3 qismga ajratilgan disk keltirilgan.
Operatsion tizim qismlarni turli xil holatlarini qo‘llab- quvvatlashi mumkin, asosan operatsion tizim modelini yuklash uchun foydalanilishi mumkin bo‘lgan qismlarni qayd etadigan va faqat fayl ma’lumotlarini saqlash va ilovalarni o‘rnatish mumkin bo‘lgan bo‘limlarni tasvirlaydi. Diskning bo‘limlaridan biri faol bo‘ladi. Aynan shu bo‘lim operatsion tizimni yuklovchi hisoblanadi.

5.3- rasm. Ikkita NTFS fayl tizimi va bitta FAT fayl tizimi o‘rnatilgan 3 qismga ajratilgan disk