2. Darstellung von Information im Computer

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1 Informationsbestände analysieren Darstellung von Information im Computer 2. Darstellung von Information im Computer Übung 2.1. Formatierung eines Datenträgers Ziel Sie haben ein Idee, wie in einem Computersystem Informationen auf einen Datenträger gespeichert werden können. Hinweis Das hier gezeigte Verfahren soll nur das Prinzip wiedergeben! Es handelt sich nicht um eine real eingesetztes Verfahren. Dauer 1½ Stunden Die Dateiverwaltung kurz und bündig Zu jedem Betriebssystem gehört eine Dateiverwaltung. Sie ist zuständig für speichern, lesen und löschen von Dateien auf den Datenträgern sowie das Ausgeben der Datei- und Verzeichniseinträge (DIR-Befehl bei DOS, ls bei Linux, Explorer bei Windows usw.). Betriebssystem Harddisk Dateiverwaltung Geräteverwaltung [A] DIR Dateien auf Disk Test, Zahlen, Meintext [A] Speicherverwaltung Dateipuffer Arbeitsspeicher Abbildung 1 : Überblick Betriebssystem und Verwaltungseinheiten Damit die Dateiverwaltung diese Arbeiten ausführen kann, muss sie wissen, wie die Daten auf dem Datenträger angelegt sind, d.h. sie muss die Struktur des Datenträgers kennen. Diese Struktur wird durch die Formatierung auf den Datenträger aufgebracht. Bestimmte Bereiche sind dabei reserviert, z.b. für Zuordnungstabelle, Wurzelverzeichnis usw. Probst Rene V 1.2 5

2 Übungen Modul-100 Beim Systemstart werden diese Systembereiche in den Arbeitspeicher geladen und dem Betriebssystem und dort wiederum der Dateiverwaltung zugänglich gemacht. Die Dateiverwaltung transferiert Daten und Programme blockweise zwischen dem Arbeitsspeicher (RAM) und dem Datenträger (z.b. Harddisk). Bei einem Zugriff auf eine Harddisk werden z.b. 2 kbyte von der Disk gelesen und in einem sogenannten Dateipuffer im RAM gespeichert Beschreibung Paperdisk Randbedingungen Die Paperdisk kennt nur eine flache Dateistruktur ohne Verzeichnisse. Das Inhaltsverzeichnis (DIR-Befehl) muss über die Datei- Zuordnungs-Tabelle ausgelesen und erstellt werden. Vor dem Schreiben einer Datei wird geprüft, ob auf der Paperdisk genügend freie Blöcke vorhanden sind. Sowohl beim Schreiben wie auch beim Lesen werden immer ganze Blöcke transferiert. Die Paperdisk hat ein Fassungsvermögen von 288 Byte Formatierung Die Formatierung der Paperdisk weist folgende Form auf: Die Daten werden in Blöcken zu je 12 Byte abgelegt Auf einer Paperdisk gibt es total 24 Blöcke, nummeriert von 01 bis 24 Die Blöcke 01 und 02 enthalten die Datei-Zuordnungs-Tabelle (DZT) Paperdisk Datei-Zuordnungs-Tabelle Für jeden Speicher-Block der Paperdisk steht ein Eintrag in der DZT zur Verfügung, der folgende Werte aufweisen kann: 00 = leer = gültiger Startblock einer Datei (Dateieintrag) FF = belegt (Dateneintrag) Abbildung 2 : Format der Paperdisk Die beiden ersten Einträge geben die Grösse der Disk (0120 H = 288 D ) wieder 6 Übungen Modul 100.doc Abteilung Informatik/Technik

3 Informationsbestände analysieren Darstellung von Information im Computer Dateieintrag Ein Dateieintrag besteht aus dem Namen, der 8 Byte umfasst und aus je einem Byte für Dateityp 0 = Daten / 1 = Programm Zugriff 0 = nur lesen / 1 = lesen und schreiben Eintragstyp 0 = Dateieintrag / 1 = Dateneintrag Folgeblock xx = nächster Block / 00 = letzter Eintrag der Datei Prg T E S T Abbildung 3 : Dateneintrag Dateieintrag R/W F/D Block Beim Dateneintrag werden die ersten 10 Byte für die Nutzdaten verwendet, während Eintragstyp und Folgeblock gleich genutzt werden wie beim Dateieintrag. Das Dateiende wird durch das Zeichen \0 markiert. F/D Block a l e i n B e i s p i e l \0 F/D Block Abbildung 4 : Daten schreiben Dateneintrag Beim Schreiben einer Datei auf die Paperdisk wird immer mit dem ersten freien Block begonnen. Dort wird der Dateieintrag abgelegt. In der Datei- Zuordnungs-Tabelle wird die entsprechende Blocknummer eingetragen und alle zugehörigen Dateneinträge als besetzt (FF) markiert. Kann eine Datei nicht in direkter Folge abgelegt werden, so wird trotzdem mit dem ersten freien Block begonnen. Es ergibt sich dann ein Sprung bei einem der Folgeblöcke. Abbildung 5 : Daten löschen Paperdisk mit einem Dateieintrag in Block 03 und Dateneinträgen in Block 04 und Block 05 Beim Löschen von Daten wird NUR der Eintrag sowie die Blockbelegung in der Datei-Zuordnungs-Tabelle entfernt und durch 00 ersetzt, die restlichen Probst Rene V 1.2 7

4 Übungen Modul-100 Daten bleiben bestehen, bis sie durch eine neue Datei überschrieben werden Aufgabenstellung Lösen Sie nun schrittweise die genannten Aufträge. Verwenden Sie für das Beschriften der Datei-Zuordnungs-Tabelle unbedingt einen Bleistift, damit Sie die Einträge auch wieder löschen können! 1. Initialisieren Sie die Paperdisk, in dem Sie alle Einträge der DZT auf 00 setzen (ab dem 3. Eintrag, da Eintrag 1 und 2 die Diskgrösse wiedergeben) 2. Speichern Sie die Datei TEST ab Block 03! Vergessen Sie nicht, die Einträge in der Datei-Zuordnungs-Tabelle zu erstellen. (Schneiden Sie dazu mit einer Schere die entsprechenden Blöcke aus dem Aufgabenbogen und legen Sie diese auf die Paperdisk ) vergleichen Sie dazu die Abbildung 5 3. Speichern Sie die Datei ZAHLEN und danach die Datei MEINTEXT an den entsprechenden Stellen ab! (Die Paperdisk beginnt die Speicherung immer mit dem ersten freien Eintrag Wert ist 00 in der DZT) 4. Erzeugen Sie eine Backupdatei zu TEST mit Namen TESTBAK und speichern Sie diese ab! (Sie kommt auf Block 15 zuliegen.) Vergessen Sie nicht die Daten zu erzeugen (Kopie!) die gespeichert werden. 5. Führen Sie nun einen DIR-Befehl aus, der alle Dateinamen am Bildschirm auflistet. vergl. Sie dazu Abbildung 1 : a) Beschreiben Sie auf einem Beiblatt, was die Dateiverwaltung machen muss, damit sie das Verzeichnis ausgeben kann! (Wie kommt Sie an die Dateinamen?) 6. Löschen Sie nun die Datei TEST und MEINTEXT auf der Disk! (ACHTUNG : Nur Einträge in DZT entfernen = radieren) a) Welches Problem entsteht, wenn die Paperdisk in diesem Zustand geklaut würde um die Daten darauf zu lesen? Beschreiben Sie auf einem Beiblatt, was der Dieb bei einem DIR-Befehl sieht und welche Daten er- durch evtl. andere Methoden bekommen kann. 7. Erstellen Sie nun eine Textdatei DESCRIPT mit folgendem Text (ohne - Zeichen): 8 Übungen Modul 100.doc Abteilung Informatik/Technik

5 Informationsbestände analysieren Darstellung von Information im Computer Bei realen Computersystemen muss ein besseres und effizienteres Verfahren gewählt werden! 8. Speichern Sie die Datei auf der Paperdisk. a) Was geschieht mit den einzelnen Datenblöcken beim Speichern? b) Welche Folgen entstehen, wenn das Lesen der einzelnen Datenblöcke seriell erfolgt, d.h. wenn nicht z.b. von Block 05 zu Block13 direkt gesprungen werden kann, sondern wie beim spulen eines Tonbandes zum entsprechenden Block vorgefahren werden muss? 9. Vergleichen Sie im aktuellen Zustand der Paperdisk die Zahl der wirklich gespeicherten Information zur Grösse des genutzten Diskplatzes! a) Überlegen Sie sich, wie viele Nutzdaten maximal wirklich auf der Paperdisk Platz finden. Begründen Sie Ihre Antwort! 10. Löschen Sie nun die Datei ZAHLEN! 11. Oh! Das war falsch!! Die Datei hätte nicht gelöscht werden sollen (geschieht leider immer wieder mal ) a) Wie lassen sich die gelöschten Daten retten? Gibt es Informationen, die einem helfen, eine versehentlich gelöschte Datei zu rekonstruieren? Probst Rene V 1.2 9

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