數(shù)據(jù)恢復(fù)構(gòu)造文件管理系統(tǒng)

構(gòu)造文件管理系統(tǒng)FAT計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院郭果FAT是微軟最早推出的管理文件的方式，目前有三種不同的格式如FAT12、FAT16、FAT32等。他們的文件管理思想是相似的，即原來是相同的。1、“一本書”的管理思想一本書對(duì)其上的文章的管理，可以看出，一本書有目錄，目錄中有文章的篇名及該文章的頁碼。讀者就可以根據(jù)目錄中的文章篇名和文章頁碼來找到該文章。事實(shí)上，在書的目錄中還隱含了其他有用的信息，如一篇文章的開始位置、結(jié)束位置（也隱含了文章的長度）等信息。1、“一本書”的管理思想可以進(jìn)一步來假定，如果該書可以任意裝訂，也就是說，該書可以由讀者任意編排文章。在這種情況下，自然就有以下的考慮：如，一篇文章如何加入到某頁中？如何把一篇文章從書中撕掉、對(duì)應(yīng)的目錄又如何修改？如何反應(yīng)加入的或撕掉的文章的日期、文章的長度？等等信息！2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)根據(jù)一本書的對(duì)文章的管理思想，在一個(gè)主分區(qū)內(nèi)，理解進(jìn)行文件的管理思想（或是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的原理）。在該分區(qū)，已分好了區(qū)（由分區(qū)工具完成）、也進(jìn)行了高級(jí)格式化。于是，分區(qū)上便有了MBR、DBR及某種FAT。不過，MBR及DBR暫時(shí)不考慮！這里只關(guān)心FAT2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)現(xiàn)在假定有100KB的一個(gè)分區(qū)?？梢院唵蔚卣J(rèn)為：這100KB是線性地址空間！為了討論方便，把這100KB分成100份，每份1KB！再假定，有三個(gè)文件要依次存儲(chǔ)在這100KB地空間中，這三個(gè)文件是：1．A.TXT10KB;2.B.TXT53.6KB;3.C.TXT20.5KB2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)很自然地想到，為了要與一本書的管理方式相同，這三個(gè)文件是順序地存放在這100KB的空間中的。同時(shí)，要注意，這三個(gè)文件的大小、文件開始的位置等信息！！為了能方便地進(jìn)行文件查找，這是必須要考慮的信息??！如同書的目錄??！2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)在這個(gè)目錄中，用100KB中的第一個(gè)1KB來放這個(gè)目錄。這個(gè)目錄，就是我們所說的這三個(gè)文件的特征，或叫文件的屬性！另外，還要了解，100KB空間，分成了100份后，每份為1KB，而且是該分區(qū)中的最小單位，是不能再分割的，我們就把這個(gè)1KB叫扇！同時(shí)也叫簇！！很明顯，A.TXT是10KB，就要用10個(gè)扇，或叫10個(gè)存儲(chǔ)單位，或叫10個(gè)簇??！B.TXT是53.6KB，要54個(gè)簇；C.TXT是20.5KB，要21個(gè)簇。2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)

如下圖4.3.1的存儲(chǔ)方式。??！

可以看出這樣一個(gè)問題??！B.TXT和C.TXT的這種存放方式，不是要浪費(fèi)空間嗎？（各自浪費(fèi)了不到1簇的空間）能不能緊挨著??！2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)

接下來，要考慮這三個(gè)文件的目錄內(nèi)容（存儲(chǔ)的屬性！）有那些?。∨c書的目錄比較??！對(duì)于一個(gè)文件而言，有：（1）文件名；（2）開始的位置（即所在簇的位置號(hào)）；（3）文件大小；（4）創(chuàng)建日期、時(shí)間；（5）文件可能的修改日期、時(shí)間；（6）文件可能的讀寫屬性等。

2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)有了這些文件的屬性后，就可以用數(shù)據(jù)庫的思想來存放這些文件的屬性了！方法是：在100KB的第一個(gè)1KB的空間內(nèi)，看成是10份（每份100B）文件的屬性記錄。就有了10條數(shù)據(jù)庫記錄。如下圖4.3.2??！

2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)

2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)可以看出，是可以對(duì)這些文件進(jìn)行正確的讀寫了，以下就是對(duì)這三個(gè)文件進(jìn)行的一些操作。（1）讀：很自然，目錄很清楚，是不成問題的；（2）寫：要注意，一個(gè)新的文件一定要是一個(gè)14KB的、或以內(nèi)的！而且也只能寫在最后面的空余空間內(nèi)。另外，假如A.TXT的10KB文件是不存在的，則新加入的文件一定要小于或等于10KB，才能在原A.TXT文件的位置放下！（3）修改：如果對(duì)A.TXT這個(gè)10KB的文件進(jìn)行修改，其修改后的大小是不能大于10KB?。?）超寫：如果對(duì)A.TXT文件修改后（增加了內(nèi)容?。笥诹?0KB，或新放一個(gè)大于10KB的文件，將如何進(jìn)行？？

2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)對(duì)于前面的三種操作是能夠順利進(jìn)行的，對(duì)于第四個(gè)操作，有什么解決方法？？一個(gè)解決方法是：要加大A.TXT文件的容量，可以把B.TXT文件刪除了！假定，A.TXT和C.TXT文件還存在，共用簇為31個(gè)簇，還余下68個(gè)簇。要在B.TXT的位置放一個(gè)文件，假定文件為：D.TXT，大小為60.3KB，占用簇為61簇。如下圖4.3.3和4.3.4?。?、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)

2、構(gòu)造一個(gè)線性的文件管理系統(tǒng)這個(gè)操作看來還可以，按說能放下。可是往那里放呢？沒有61個(gè)連續(xù)的空間了，不可能把一個(gè)文件切割成兩個(gè)文件來存放，而且目錄行沒辦法寫了，一個(gè)文件也不可能有兩個(gè)目錄?？磥頍o連續(xù)塊存儲(chǔ)暫時(shí)也是不行的。得出這樣一個(gè)結(jié)論：

文件必須是連續(xù)空間的存儲(chǔ)這個(gè)文件管理系統(tǒng)（方法）有問題??！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┯幸环N雜志，由于排版的問題，可以讓一些文章在不同的頁中排版，并在轉(zhuǎn)頁的那一頁標(biāo)明要轉(zhuǎn)到的那一頁，也就是一篇文章可以拆成幾個(gè)部分分別排在書的不同位置。這是一個(gè)十分重要的思想??！這就是說：允許文件不連續(xù)地存放！或是，文件可以在不同的簇中存放！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┖苊黠@，如果還用以前設(shè)計(jì)的文件目錄結(jié)構(gòu)，又如何反映文件在不同簇中的存放呢？解決方法1：以文件映射簇！也就是一個(gè)文件用了多少簇，就在目錄中加入這些文件簇的相關(guān)記錄??！很明顯，這個(gè)方法使問題更復(fù)雜了！首先是，目錄空間可能不夠用！第二是，同一個(gè)文件有若干個(gè)屬性記錄！當(dāng)如果文件名修改后，還得對(duì)這些記錄進(jìn)行修改！看來，用文件映射簇的方法不可取??！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┙鉀Q方法2：如果換個(gè)思想，以簇來映射文件呢？具體做法是：在100KB的第一個(gè)1KB中，即第0簇，專門用來存放數(shù)據(jù)區(qū)中數(shù)據(jù)與簇號(hào)的關(guān)系！也就是用來記錄數(shù)據(jù)區(qū)中每一簇的被占用情況，暫時(shí)稱其為文件分配表（將來的FAT）。3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┘俣ǎ€是以前的三個(gè)文件！如圖4.3.5和4.3.6。3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┑?簇還是原來的目錄，數(shù)據(jù)就從第二簇開始存放！現(xiàn)在就把0簇叫文件分配表FAT！很明顯，有了“文件分配表”和“文件目錄”，就可以完全解決文件的自由讀寫和自由修改了。這個(gè)文件分配表是一個(gè)數(shù)據(jù)表，也是被構(gòu)造出來的一個(gè)數(shù)據(jù)表。如圖4.3.7記錄了簇與數(shù)據(jù)（文件）的對(duì)應(yīng)關(guān)系：3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形！）

3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┰摻M織方式是完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文件占有簇的記錄的。但還不夠效率，從這張表可以看出，也有問題！就是太羅嗦！！比如文件名在文件分配表中記錄太多，浪費(fèi)空間，而實(shí)際上在目錄中已經(jīng)記錄了文件的開始簇了。簇所對(duì)應(yīng)的文件名，要反復(fù)地使用，而文件名本身要占用一定地空間，所以，這個(gè)文件分配表會(huì)隨文件的修改而越來越大，最后會(huì)空間不夠！！即是一個(gè)簇與文件名的對(duì)應(yīng)要占用多個(gè)字節(jié)！所以，這個(gè)文件分配表不合理！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┦聦?shí)上，在文件目錄中，一個(gè)文件的目錄記錄，已標(biāo)明了該文件的文件名，同時(shí)，也是重要的一點(diǎn)，他標(biāo)明了該文件的開始簇！那么，能不能在文件分配表中，只用2個(gè)字節(jié)來表示簇與數(shù)據(jù)（文件）的對(duì)應(yīng)呢？

這又是一個(gè)重要的思想！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┮簿褪牵河面湹姆绞絹泶娣耪加写氐年P(guān)系！如圖4.3.8。原來是簇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)（文件）的文件名，現(xiàn)在簇號(hào)對(duì)應(yīng)的是文件占用的下一個(gè)簇的簇號(hào)！這樣，文件分配表的容量問題也解決了，這就是改良的文件分配表??！3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。├斫馕募峙浔淼囊饬x：如文件a.txt，根據(jù)目錄項(xiàng)中指定的a.txt的首簇為2，然后找到文件分配表的第2簇記錄，上面登記的是3，就能確定下一簇是3，找到文件分配表的第3簇記錄，上面登記的是4，就能確定下一簇是4......直到指到第11簇，發(fā)現(xiàn)下一個(gè)指向是FF，就是結(jié)束。文件便絲毫無誤讀取完畢。3、構(gòu)造一個(gè)非線性的文件管理系統(tǒng)（一個(gè)FAT的雛形?。┪覀儊砜戳硗庖环N情況：在前面提到的問題，就是將b.txt刪除以后，存入一個(gè)大小為60.3KB的d.txt的情況。利用簇鏈可以很容易的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)后的磁盤如圖4.3.9

、4.3.10

和4.3.11。