Lern- und Arbeitsauftrag <LA_305_1716_PaperDisk.doc>

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Otto Meinhardt
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1 Lern- und Arbeitsauftrag <LA_305_1716_PaperDisk.doc> Autor: Material Sozialform Arbeitsort Benedikt Sutter- Bonaparte EA GA P Fachbuch X Zimmer Aufgabenstellung Daten werden immer auf Datenträgern abgelegt. Das kann eine Harddisk, ein USB- Stick oder eine Speicherkarte im Handy sein. Dabei kommt immer ein Dateisystem zum Einsatz. Doch wie könnte so ein Dateisystem funktionieren? Im Folgenden werden Sie ein paar Übungen mit einem selbst erfundenen Dateisystem durchführen. VSFS (Very Simple File System) ist sehr einfach und deckt nicht alle Anforderungen an ein modernes Dateisystem ab. Dafür ist es übersichtlich. BBB, IT-School / 9

2 Einstieg in VSFS Sie sehen einen Datenträger mit VSFS. Dieser ist in Blöcken unterteilt. Jeder Block besteht aus 16 Bytes (Zeilen). Diese sind natürlich hexadezimal von 0 bis F nummeriert. Der Datenträger hier wiederum besteht aus maximal 256 solcher Blöcke. Auch diese sind Hexadezimal organisiert. In jeden Block können 14 Zeichen, ein Blockbelegungscode und eine Sprungadresse geschrieben werden. Eine Datei wird abgespeichert, mit dem Dateinamen, gefolgt von dem Dateiinhalt. Block D A T E I 1. T X T BA V I E L E Z E I C H E N EE H I E R G E H T E S W CE E I T E R. D6 01 Blockbelegungscode: Code (D) ; Anzahl Zeichen (6) D A T E I - M I T - L A N G AE E M - N A M E. T X T 9B N U R E I N B L O C K FD 06 Sprungadresse: Wo geht es weiter? Belegungsblock Ziffer 1 Hexcode Belegungsart 0 Nicht belegt 8 Dateiname Folgeblock 9 Dateiname Schlussblock A B C D E F Dateiname Anfangsblock Dateiname kombinierter Anfangs- und Schlussblock Daten Folgeblock Daten Schlussblock Daten Anfangsblock Daten kombinierter Anfangs- und Schlussblock Jeder Block enthält 14 Zeichen, einen Belegungsblock mit Typ (erstes Zeichen) und die Anzahl Zeichen im Block (zweites Zeichen). Die Sprungadresse zeigt auf den folgenden Block der Datei bzw. am Ende einer Datei auf den Anfang der Datei. BBB, IT-School / 9

3 Auftrag 1: Datei auslesen Wie heissen die beiden Dateien auf der PaperDisk und welchen Inhalt haben Sie? M E I N E _ D A T E I BB D I E S E D A T E N S I EE D E I N E _ D A T E I BB N D E I N W E N I G V CE U N D D E I N I N H A L EE E R S T E C K T. D T! D Belegungsblock Ziffer 1 Hexcode Belegungsart 0 Nicht belegt 8 Dateiname Folgeblock 9 Dateiname Schlussblock A Dateiname Anfangsblock B Dateiname kombinierter Anfangs- und Schlussblock C Daten Folgeblock D Daten Schlussblock E Daten Anfangsblock F Daten kombinierter Anfangs- und Schlussblock BBB, IT-School / 9

4 Auftrag 2: Datei schreiben Schreiben Sie eine Datei mit dem Dateinamen «Vorname.Nachname». Als Inhalt enthält die Datei Ihre Adresse im Format «Strasse Nummer, PLZ, Ort, Kanton» Belegungsblock Ziffer 1 Hexcode Belegungsart 0 Nicht belegt 8 Dateiname Folgeblock 9 Dateiname Schlussblock A Dateiname Anfangsblock B Dateiname kombinierter Anfangs- und Schlussblock C Daten Folgeblock D Daten Schlussblock E Daten Anfangsblock F Daten kombinierter Anfangs- und Schlussblock BBB, IT-School / 9

5 Erweiterung 1: suchen Doch wie findet man Dateien auf einer solchen Disk? Über die Blockbelegungskennung kann jeweils eine Datei erkannt werden. Doch wie ist das bei einer grossen Disk? Muss zuerst die ganze Disk (alle Blöcke) durchsucht werden, um eine Datei zu finden? Die Lösung liegt in einer Tabelle am Anfang der Disk. Dort sind die Blockbelegungen vermerkt. Wir nennen diese mal BAT (Block Allocation Table): Der erste Block wird für diese BAT benötigt. Im ersten Zeichen des Blocks steht der Blocktyp des zweiten Blocks. Im zweiten Zeichen der Blocktyp des dritten Blocks usw. Wenn wir eine Datei suchen, müssen wir nur die BAT auf Kennungen des Blocktyps A und B durchsuchen und können so gezielt alle Blöcke mit Dateinamen ansteuern und die gesuchte Datei finden. Die Grösse der BAT zeigt die maximale Grösse der Disk an. BAT A B C D E F 00 BA EE CE D6 00 AE 9B FD FF D A T E I 1. T X T BA V I E L E Z E I C H E N EE H I E R G E H T E S W CE E I T E R. D D A T E I - M I T - L A N G AE E M - N A M E. T X T 9B N U R E I N B L O C K FD BBB, IT-School / 9

6 Auftrag 3: Suchen Erstellen Sie die Block Allocation Table BAT für folgende Disk. Sie enthält 2 Dateien. Was geschieht nun, wenn Sie nach einer Datei suchen? Wie kann ein freier Block gefunden werden? M E I N E _ D A T E I BB D I E S E D A T E N S I EE D E I N E _ D A T E I BB N D E I N W E N I G V CE U N D D E I N I N H A L EE E R S T E C K T. D T! D BBB, IT-School / 9

7 Erweiterung 2: löschen Wie können nun Dateien einfach gelöscht werden? Es wäre zu umständlich, alle Blöcke der Datei mit Nullen zu überschreiben. Stattdessen werden in der BAT alle Blöcke, welche zu dieser Datei gehören mit Nullen überschrieben. Die Daten auf der Disk bleiben erhalten. Werden neue Daten geschrieben, so schaut das Dateisystem nur in der BAT nach, wo es freie Blöcke gibt. 00 BA EE CE D D A T E I 1. T X T BA V I E L E Z E I C H E N EE H I E R G E H T E S W CE E I T E R. D D A T E I - M I T - L A N G AE E M - N A M E. T X T 9B N U R E I N B L O C K FD BBB, IT-School / 9

8 Auftrag 4: Datei löschen Löschen Sie die erste Datei und schreiben Sie dann eine neue Datei Ihrer Wahl auf die Disk. 00 BB EE BB CE EE D9 D M E I N E _ D A T E I BB D I E S E D A T E N S I EE D E I N E _ D A T E I BB N D E I N W E N I G V CE U N D D E I N I N H A L EE E R S T E C K T. D T! D Belegungsblock Ziffer 1 Hexcode Belegungsart 0 Nicht belegt 8 Dateiname Folgeblock 9 Dateiname Schlussblock A Dateiname Anfangsblock B Dateiname kombinierter Anfangs- und Schlussblock C Daten Folgeblock D Daten Schlussblock E Daten Anfangsblock F Daten kombinierter Anfangs- und Schlussblock BBB, IT-School / 9

9 Ergänzende Hinweise zu Aufgabenstellung Halten Sie das Wesentliche im Lernjournal fest. Weitere Informationen zu Dateisystemen erhalten Sie im Fachbuch. BBB, IT-School / 9

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