13 Betriebsysteme

13.4 Betriebsmittelverwaltung

Das Dateisystem

Die Dateizuweisung am Beispiel von DOS

Die Dateizuweisung erfolgt mittels FAT (File Allocation Table/Dateizuweisungstabelle)

Aufbau eines FAT-formatierten Datenträgers:

Bootsektor der Partition

FAT

Stammverzeichnis

Unterverzeichnisse und alle Dateien

• Bootsektor der Partition
  - enthält den CODE zum Laden des BS und Parameter des Dateisystems
   
• FAT
  - Tabelle zur Verwaltung des Speicherplatzes, die für die Speicherung der Dateien verwendet wird
  - die Verwaltung und Speicherung erfolgt Clusterweise
  - für die Cluster stehen folgende Informationstypen zur Verfügung:
  • Cluster ist frei
  • Cluster wird von einer Datei verwendet
  • Cluster ist physisch defekt
  • Cluster ist der Letzte einer Datei
  
   
• Stammverzeichnis
  - hat eine unveränderliche Größe (kann max. 512 Einträge aufnehmen)
  - befindet sich an einer bestimmten Stelle auf dem Datenträger
  - enthält einen Eintrag für jede vorhandene Datei und jedes Unterverzeichnis
  - ein Eintrag ist 32 Byte lang und ist wie nachfolgend beschrieben aufgebaut:

  Länge	Inhalt
  8	Dateiname
  3	Dateinamserweiterung
  1	Attribut read-only versteckt Systemdatei Datenträgername ist ein Unterverzeichnis ist noch nicht archiviert worden
  10	reserviert für DOS
  2	Uhrzeit der letzten Änderung oder Erstellung der Datei
  2	Datum der letzten Änderung oder Erstellung der Datei
  2	Startclusternummer der Datei
  4	Länge der Datei in Byte

  - die Dateizuweisung enthält nur die Nummer des ersten Clusters
  - die Verkettung der Cluster wird im Datenbereich beschrieben
   
• Datenbereich
  - der Datenbereich ist in Cluster unterteilt
  - ein Cluster besteht aus einem oder mehreren Sektoren, die eine Einheit bilden
  - Dateien kann Speicherplatz nur auf Clusterbasis gegeben werden
  - der Cluster enthält Verkettungsinformation (z.B. die Nummer des nächsten Clusters)
  - Cluster sind selten aneinandergereiht, meist sind die Cluster über den Datenträger verteilt (fragmentiert)

Weitere Eigenschaften der FAT

• eine Datei erhält nur einen Eintrag
• auf Grund der 12- bzw. 16-Bit Adressierung besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Cluster- und Dateisystemgröße
  (bei FAT12 können nur max. 2¹² = 4096 Einträge und bei FAT16 nur max. 2¹⁶ = 65536 Einträge verwaltet werden)

  Clustergröße in Sektoren	max. Dateisystemgröße
  	FAT12	FAT16
  1 = 512 Byte	2 MByte	32 MByte
  4 = 2 KByte	8 MByte	128 MByte
  8 = 4 KByte	16 MByte	256 MByte
  16 = 8 KByte	32 MByte	512 MByte
  32 = 16 KByte	64 MByte	1024 MByte
  64 = 32 KByte	128 MByte	2048 MByte

• Je größer die Clustergröße ist, desto mehr Speichplatz geht verloren.
  (da Dateien nur ganzen Clustern zugeordnet werden können)

Weiterentwicklungen

VFAT

• Virtual File Allocation Table
• Unterstützung ab Windows 95
• Unterstützung langer Dateinamen

FAT32

• Einführung mit Windows 95 B
• 32-Bit Adressierung (dadurch werden Datenträger mit TByte Größen ansprechbar)
• neue Abhängigkeit zwischen Clustern und Sektoren:

  Cluster-größe	Sektoren	Partitionsgröße
  4 kByte	1	512 MByte bis 1 GByte
  4 kByte	2	bis 2 GByte
  4 kByte	4	bis 4 GByte
  4 kByte	8	bis 8 GByte
  8 kByte	16	bis 16 GByte
  16 kByte	32	bis 32 GByte
  32 kByte	64	> 32 GByte

Auch die FAT32 ist Weiterentwicklungen (FAT32x) unterworfen. Damit ist es möglich die Datenträger so zu formatieren, dass einer Partition z.B. 512 Byte große Cluster zugewiesen werden.

Wenn sie das Gefühl haben, das weiß ich alles schon, dann sollte der nachfolgende kleine Test keine Herausforderung sein.

Test   (DOS Dateisystem)