Оценка состояния жёсткого диска

Размещено на http://allbest.ru

1. Аналитическая часть

Задание: Поясните, что происходит при выполнении процедур высокоуровневого, или логического, форматирования диска, предшествующих его использованию.

Ответ: Высокоуровневое форматирование - процесс, формирующий логические структуры, отвечающие за хранение информации на жестком диске.

В свою очередь данный тип форматирования подразделяется на "быстрое" и "полное" форматирование.

Быстрая (самое простое) очистка диска записываются "нули" только в таблицу разметки файловой системы данного раздела.

В итоге сами файлы не удаляются физически с накопителя, а становятся "невидимыми" и при последующей записи другой информации будут перезаписаны.

Полное форматирование отличается проверкой жесткого диска на неисправности и при необходимости они корректируются (при этом время процедуры заметно возрастает).

В Windows процедура подготовки разделов к использованию и создания файловой системы называется логическим форматированием.

Как правило, программа форматирования раздела в Windows выполняет следующие действия:

· Создает загрузочный сектор (Boot Record);

· Создает таблицу размещения файлов;

· Помечает дефектные кластеры, которые не пригодны к использованию;

После того как было проведено форматирование, логические диски приобретают следующую организацию:

· Логический диск начинается с загрузочного сектора (Boot Sector);

· После загрузчика размещаются одна или несколько копий таблицы размещения файлов;

· Затем следует корневой каталог;

· И область данных, разбитая на кластеры используемая для хранения папок и файлов.

Между загрузочным сектором и первой копией FAT может находится некоторое количество зарезервированных секторов. Каждый логический диск должен быть отформатирован программой форматирования отдельно.



2. Тестовые задания

2.1 Очевидно, что надёжно можно восстановить только файлы, которые были расположены в последовательных … диска

Правильным ответом на поставленный вопрос является кластеры (блоки). В файловой системе такого типа распределение информации происходит аналогично распределению информации процесса в оперативной памяти со страничной организацией.

В общем случае, с каждым именем файла связан набор номеров блоков устройства, в которых размещены данные этого файла. Причем, номера этих блоков имеют произвольный порядок, то есть блоки могут быть разбросаны по всему устройству в произвольном порядке.

При такой организации нет фрагментации, хотя могут быть потери кратные блоку (если файл занял хотя бы один байт в блоке, то весь блок считается занятым). Следовательно, нет проблем компрессии, и эта система может использоваться при многопользовательской организации.

В этом случае с каждым файлом связан набор атрибутов: имя файла, имя пользователя, по которым происходит доступ к файлу. Такая организация позволяет уйти от уникальности имен, которая требовалась в предыдущем случае. В такой системе требуется уникальность имен лишь среди файлов одного пользователя.

Организация таких файлов может быть через каталог. Структура каталога может быть следующая.

Каталог содержит строки; каждая i-тая строка соответствует i-тому блоку файловой системы. В этой строке содержится информация о том, является ли этот блок свободным или занятым. Если он занят, то в этой строке указывается имя файла (либо ссылка на него), имя пользователя, и может находиться какая-то дополнительная информация.

При обмене система может действовать по-разному. Либо при открытии файла система пробегает по всему каталогу и строит таблицу соответствия логических блоков файла, их размещению на диске. Либо при каждом обмене осуществляется поиск этого соответствия.

Такая организация файловой системы является одноуровневой в рамках одного пользователя, то есть все файлы связаны в группы по принадлежности к какому-то пользователю.

2.2 Выберите правильные ответы на поставленный вопрос

При подготовке жёсткого диска к работе необходимо выполнить определённые процедуры. Укажите порядок операции при работе с новым жёстким диском, на котором устанавливаются системы семейства MS Windows:

o высокоуровневое форматирование

o низкоуровневое форматирование

o создание логических дисков

o создание разделов

1. Низкоуровневое форматирование. Это базовая разметка области хранения данных, которая выполняется на заводе-изготовителе в качестве одной из заключительных операций изготовления устройства хранения данных.

При этом процессе в области хранения данных создаются физические структуры: трэки - tracks (дорожки), секторы, при необходимости записывается программная управляющая информация. Впоследствии в подавляющем большинстве случаев эта разметка остаётся неизменной за все время существования носителя.

2 - 3. Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает объём винчестера на логические диски.

Это осуществляется с помощью встроенных служб самой операционной системы или соответствующими утилитами сторонних производителей; метод разбиения существенно зависит от типа операционной системы.

Этот шаг принципиально необязателен (если его пропустить весь объем носителя будет состоять из одного раздела), но в виду очень больших объемов современных жестких дисков их разбиение на логические разделы обычно осуществляется.

4. Высокоуровневое форматирование. Этот процесс записывает (формирует) логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов (файловые таблицы), а также, в некоторых случаях, загрузочные файлы для разделов, имеющих статус активных. Это форматирование можно разделить на два вида: быстрое и полное.

При быстром форматировании перезаписывается лишь таблица файловой системы, при полном -- сначала производится верификация (проверка) физической поверхности носителя, при необходимости исправляются поврежденные сектора, т.е. участки оптической поверхности, имеющие физические повреждения (маркируются как неисправные, что исключает в последующем запись в них информации), а уже потом производится запись таблицы файловой системы.

форматирование дефрагментация файловый



3. Практические задания

3.1 Анализ файловой системы

Условие: На рисунке 1 приведён пример фрагмента файловой системы MS Windows FAT * - содержимое каталога и таблицы FAT.

Имя файла	Атрибуты	Номер кластера
A	…	11
B	…	2
C	…	22
D	…	19

FAT

0		8		16	27	24	3
1		9		17		25
2		10	11	18	eof	26	eof
3	31	11	12	19	20	27	26
4		12	13	20	21	28
5	bad	13	eof	21	22	29
6	7	14		22	eof	30	bad
7	27	15	16	23		31	18

Рисунок 1 - Фрагмент файловой системы

Проанализируйте целостность данной файловой системы и дайте рекомендации по ее лечению и оптимизации считая, что eof - последний кластер файла, bad - дефектный кластер и не заполненный элемент таблицы - свободный клстер.

Ответ: Результат лечения ошибок файловой системы:

Файл А - состоит из последовательных кластеров 11, 12, 13;

Файл B - является пустым файлом;

Файл С - в файле 22 кластер имеет признак конца файла;

Файл D - состоит из последовательных кластеров 19, 20, 21, 22.

Имя файла	Атрибуты	Номер кластера
A	…	6
B	…	2
C	…	10
D	…	11

0		8	9	16		24
1		9	eof	17		25
2		10	eof	18		26
3		11	12	19		27
4		12	13	20		28
5	bad	13	14	21		29
6	7	14	eof	22		30	bad
7	8	15		23		31

Потерянным кластерам был присвоен статус свободных.

3.2 Анализ состоянии жёсткого диска

Условие: Используя средства операционной системы MS Windows XP получите отчет о состоянии жёсткого диска своего компьютера. С учётом размера кластера и логической конфигурации жесткого диска поясните полученные значения свободного и занятого пространства и оцените возможные потери дискового пространства из - за внутренней фрагментации. Оцените возможности операционной системы Windows XP, предоставляемые пользователю, для работы с жёсткими дисками.

В качестве тестовой системы для выполнения практического задания использовалась: операционная система Windows XP PRO Service Pack 2.

Ответ: ОС Windows XP для возможности оптимизации системы по работе с логическими дисками есть:

· Проверка диска - проверяет жесткие диски на предмет ошибок файловой системы - потерянных и пересекающихся кластеров и т.д.

· Дефрагментация диска - приводит в порядок данные на жёстком диске для повышения производительности, т. к. при большой фрагментации файлов замедляется работа системы.

· Очистка диска - автоматически удаляет ненужные файлы, освобождая место на диске, тем самым сокращая долю адресного пространства, которое необходимо обрабатывать системе.

· Мастер обслуживания - позволяет автоматизировать запуск задач оптимизации системы.

С использованием штатных средств ОС есть возможность просматривать состояние и управлять дисками. На рисунке 3.2.1 показано состояние и все параметры дисковых устройств моего компьютера:

Рисунок 3.2.1 - Управление дисками

При работе с жёстким диском всегда имеет место фрагментация. Часто файл бывает разрезанным на сотни фрагментов, разбросанных по всему жёсткому диску. И хотя фрагментация не является ошибкой файловой системы, а особенностью блочной организации файловых систем, необходимо периодически её уменьшать. Возможность для этого в системе показана на рисунке 3.2.2.

Рисунок 3.2.2 - Первоначальный анализ диска

Отчёт о первоначальном анализе представлен на рисунке 3.2.3.

Рисунок 3.2.3 - Отчёт о первоначальном анализе диска



Подробный анализ с перечнем наиболее фрагментированных файлов можно получить в файл, содержимое которого приведено ниже.

Содержимое отчёта:

Том (C:)

Размер тома = 58,59 ГБ

Размер кластера = 4 КБ

Занято = 35,26 ГБ

Свободно = 23,33 ГБ

Процент свободного места = 39 %

Фрагментация тома

Всего фрагментировано = 13 %

Фрагментация файлов = 26 %

Фрагментация свободного места = 0 %

Фрагментация файлов

Всего файлов = 214 284

Средний размер файла = 221 КБ

Всего фрагментировано файлов = 12 340

Всего лишних фрагментов = 27 213

В среднем фрагментов на файл = 1,12

рагментация файла подкачки

Размер файла подкачки = 4,00 ГБ

Всего фрагментов = 8

Фрагментация папок

Всего папок = 14 368

Фрагментировано папок = 981

Лишних фрагментов папок = 4 408

Фрагментация MFT (Master File Table)

Общий размер MFT = 225 МБ

Счетчик записей MFT = 229 019

Процент использования MFT = 99 %

Всего фрагментов MFT = 10

Фрагментов	Размер файла	Наиболее фрагментированные файлы
154	664 КБ	\altera\81\ip\altera\qdrii_sram_controller\constraints\dat
153	664 КБ	\Documents and Settings\user12\Рабочий стол\Информация по ALTERA\Vhdl\megacore\qdrii_sram_controller-v1.3.0\constraints\dat
152	656 КБ	\Documents and Settings\user12\Рабочий стол\Информация по ALTERA\Vhdl\megacore\rldram_ii_controller-v1.1.0\constraints\dat
148	1 МБ	\Documents and Settings\user12\Local Settings\Temp\McAfeeLogs\VSEInst.log
90	384 КБ	\Program Files\Microsoft Office\CLIPART\PUB60COR
74	1 КБ	\Documents and Settings\user12\ntuser.dat.LOG
62	268 КБ	\Program Files\Winamp\Plugins\Milkdrop
61	272 КБ	\Documents and Settings\user12\Рабочий стол\Информация по ALTERA\Vhdl\megacore\ddr_ddr2_sdram-v3.4.0\constraints\dat
56	3 МБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\IDS\malwareprofile\nodes.dat
56	3 МБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\IDS\malwareprofile\backup.dat
51	212 КБ	\Program Files\Borland\CBuilder6\Lib\Obj
47	188 КБ	\Documents and Settings\user12\Рабочий стол\DUMPING_LSC\UG\ПроектPLNKсмодCNPA\MuUgPLNK\db
46	3 МБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\Chjw\18c409abc4098be6\avgcchmf.dat
43	3 МБ	\Program Files\Adobe\Acrobat 7.0\Help\ENU\Reader.pdf
43	3 МБ	\Documents and Settings\All Users\Документы\Мои рисунки\Ris2.bmp
40	1 001 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgchjwsrv.log.4
38	3 МБ	\WINDOWS\Installer\15280f.msi
35	1 001 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgrs.log.7
35	444 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgsched.log
34	4 МБ	\Program Files\JavaSoft\JRE\1.2\lib\i18n.jar
32	256 КБ	\Documents and Settings\user12\Рабочий стол\KRP_XP_TEXNOL\Dump1.dat
32	2 МБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\Chjw\18c409abc4098be6\avgcchff.dat
30	9 МБ	\System Volume Information\_restore{C2C19E98-C218-40D2-A4F1-4514379AAB76}\RP750\snapshot\Repository\FS\OBJECTS.DATA
30	1 001 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgcore.log.1
29	1 000 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgrs.log.10
28	4 МБ	\Inprise\vbroker\doc\books\vbcpp\vbcpp45\programmers-guide\vbcpp45programmers-guide.pdf
28	331 КБ	\WINDOWS\WindowsUpdate.log
28	2 МБ	\Program Files\Common Files\Microsoft Shared\Visio Shared\VISFILT.DLL
28	2 МБ	\Program Files\Microsoft Office\OFFICE11\ACWZLIB.MDE
28	856 КБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\log\avgwd.log

Проанализировав логический диск, ОС даёт рекомендации для проведения дефрагментации логического диска. На рисунке 3.2.4 показан процесс удаления фрагментации на диске.

Рисунок 3.2.4 Фрагментация логического диска



Представленный отчет на рисунке 3.2.5 показывает результат проведённой дефрагментации.

Рисунок 3.2.5 - Результат проведённой дефрагментации

Результат дефрагментации виден и из отчёта, представленного ниже.

В файле отчёта содержится:

Том (C:)

Размер тома = 58,59 ГБ

Размер кластера = 4 КБ

Занято = 35,27 ГБ

Свободно = 23,32 ГБ

Процент свободного места = 39 %

Фрагментация тома

Всего фрагментировано = 5 %

Фрагментация файлов = 11 %

Фрагментация свободного места = 0 %

Фрагментация файлов

Всего файлов = 214 291

Средний размер файла = 221 КБ

Всего фрагментировано файлов = 4

Всего лишних фрагментов = 44

В среднем фрагментов на файл = 1,00

Фрагментация файла подкачки

Размер файла подкачки = 4,00 ГБ

Всего фрагментов = 8

Фрагментация папок

Всего папок = 14 368

Фрагментировано папок = 1

Лишних фрагментов папок = 0

Фрагментация MFT (Master File Table)

Общий размер MFT = 225 МБ

Счетчик записей MFT = 229 026

Процент использования MFT = 99 %

Всего фрагментов MFT = 3

Фрагментов	Размер файла	Файлы, которые не могут быть дефрагментированы
15	1 МБ	\Documents and Settings\All Users\Application Data\AVG10\Chjw\82c4f836c4f82e53.dat

Внешняя фрагментации убрана, однако при блочном распределении внешней памяти есть и внутренняя фрагментация. Последний файл каждого файла заполнен в среднем на 40%.

Из приведённого отчёта видны потери дискового пространства из - за внутренней фрагментации.

Всего файлов= 214291

Размер кластера= 4 КБ

Размер потерь = 214291 * 4 / 2= 428568 КБ

Учитывая:

· размер логического диска= 58,59 ГБ

· процент свободного места= 39 %

потери довольно большие.

Размер кластера - величина, влияющая на потери из - за внутренней фрагментации. Есть возможность отформатировать логический диск с меньшим размером кластера, например 512 мб. Однако при этом увеличивается объём адресной информации, которые влияют на производительность.

В данной ОС имеется мощный центр справки и поддержки, который тоже позволяет найти нужные процедуры, если их нет в списке программ. Здесь также можно получить сведения об использовании жёсткого диска, а также другого оборудования. На рисунке 3.2.6 показаны дополнительные возможности контроля используемого оборудования, в том числе и дисков.

Рисунок 3.2.6 - Дополнительные характеристики оборудования



Здесь также можно вызвать процедуру дефрагментации, и получить справку по этой процедуре. Меню показано на рисунке 3.2.7.

Рисунок 3.2.7 - Вызов информации по процедуре дефрагментации диска

На рисунке 3.2.8 показана возможность вызова процедуры очистки диска.

Рисунок 3.2.8 - Вызов процедуры очистки диска



При очистке диска есть возможность получить прогноз результата будущей операции (см. рисунок 3.2.9), выбрать файл для удаления (см. рисунок 3.2.10) и увеличить свободное место за счёт элементов системы (см. рисунок 3.2.11).

Рисунок 3.2.9 - Прогноз очистки диска

Рисунок 3.2.10 - Выбор типов файлов для удаления



Рисунок 3.2.11 - Профессиональная очистка диска

Целостность файловой системы - также важная составляющая нормальной работы вычислительной системы. Ошибки файловой системы появляются в результате зависания системы и её дальнейшей перезагрузки, а когда это не даёт результатов и отключение питания.

Все файловые системы в данной ОС - блочные. Типичные ошибки этой организации - потерянные и пересекающиеся кластеры. При аварийной перезагрузке программы контроля целостности могут запуститься перед загрузкой ОС.

На рисунке 3.2.12 показана возможность вызова команды ОС, выполняющую эту процедуру.

Ход и результат выполнения этой операции представлен на рисунке 3.2.13.



Рисунок 3.2.12 - Использование команды ОС

Рисунок 3.2.13 - Результат выполнения команды ОС chkdsk

Несмотря на представленные средства ОС 100% гарантии на сохранность информации не существует. В связи с этим все ОС обязательно имеют в своём составе средство создания резервных копий системных данных.

На рисунке 3.2.14 показано наличие этих возможностей и на рисунке 3.2.15 способ выполнения этих дейтвий.



Рисунок 3.2.14 - Копирование данных

Рисунок 3.2.15 - Возможности программы архивации

Размещено на Allbest.ru