Дипломная работа: Розробка програмного забезпечення файлового менеджера
Програма багатомодульну структуру. Кожний модуль виконує свої функції. Кожна дія, яку можна виконати, реалізована в окремій функції. Виключення із загального правил являє собою модуль manager.cpp, який реалізує як інтерфейс (за правилами створення VCL) так і роботу з NTFS та порівняння директорії. Тому на структурній схемі проекту він зустрічається двічі.
При старті програми спочатку створюється інтерфейс користувача, виконується пошук усіх логічних дисків в межах даної конфігурації технічних засобів, відбувається найменування усіх знайдених дисків.
Після цього обирається завантажувальний диск та зчитується кореневий каталог цього диску. Вміст каталогу показується на екрані. Далі програма очікує наступних вказівок користувача щодо подальшої діяльності.
Рисунок 1.1 – Структура ФМ
2 СТРУКТУРА ДАНИХ
У програмі використовуються декілька структур даних. Структури завантажувального запису, службової частини ФС та елементу каталогу – це системні структури. Також програма містить і власні структури – інформація про логічні диски та інші.
2.1 Структури завантажувального запису
Інформація про розділи жорсткого диску зберігається у першому секторі пристрою. Це – головний завантажувальний запис MBR (MasterBootRecord). Структура MBR наведена у табл. 2.1.
Таблиця 2.1 - Структура MBR
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 1BE h | Код завантажникаMBR | reserved |
| 1BE h | 40 h | Масив з 4х елементів Partition Table | Partition Table |
| 1FE h | 2 | Сигнатура MBR (0х55АА) | sign |
Один елементPartitionTable може визначати логічний диск або розширений розділ. У межах одного жорсткого диска може бути лише один розширений розділ. Заповнення полів PartitionTableвиконується на етапі розбивання диска на розділи. В табл. 2.2 наведена структура елементу PartitionTable.
Таблиця 2.2 - Структура елементу PartitionTable
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 1 | Ознака активного розділу (80h - активний / 0 - неактивний) | priznak |
| 1 | 1 | Початкова голівка розділу | starthead |
| 2 | 2 | Початкова доріжка та сектор розділу. 6-бітний номер сектору визначається як 6 молодших бітів молодшого байту, а 10-бітний номер циліндру, як 2 старші біти молодшого байту та розташовані за ним 8 бітів старшого байту | starttrack |
| 4 | 1 | Код системи | syscode |
| 5 | 1 | Кінцева голівка розділу | endhead |
| 6 | 2 | Кінцева доріжка та сектор розділу | endtrack |
| 8 | 4 | Початковий сектор розділу | startsector |
| 12 | 4 | Розмір розділу у секторах | size |
Поле код системи містить інформацію про тип ФС (основний розділ) або про ознаку розширеного розділу (05h, 0Fh).
Основний розділ описує логічний диск, адресу початку якого можна взяти зі структури елементу PartitionTable – поле startsector. Це ж поле у елементі PartitionTable при ознаці розширеного розділу вказує на вторинну MBR. Ця MBR може містити максимум два елементи PartitionTable з чотирьох. Перший елемент буде вказувати на черговий логічний диск, а другий – на наступну вторинну MBR. Для отримання абсолютної адреси початку логічного диска необхідно до значення поля startsector додати адресу MBR, у якій описується даний диск.
2.2 Структура службової області FAT
Після отримання абсолютної адреси початку логічного диска в програмі виконується зчитування першого сектора диска. В системі FAT це – завантажувальна область (BOOT – область). BOOT – область містить параметри та характеристики логічного диска. Її структура для ФС FAT12 та FAT16 наведена у табл. 2.3, а для системи FAT32 – у табл. 2.4.
Таблиця 2.3 – Структура BOOT – сектору для FAT12 та FAT16
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 3 | Команда JMP на код завантажника | jmpcode |
| 3 | 8 | Назва операційної системи, у якій виконано форматування диску | os |
| 11 | 2 | Кількість байт у секторі | BytePerSector |
| 13 | 1 | Кількість секторів у кластері | SectorPerCluster |
| 14 | 2 | Кількість резервних секторів | SizeReserv |
| 16 | 1 | Кількість копій FAT | NumberCopiesFAT |
| 17 | 2 | Кількість елементів кореневого каталогу | MaxDirElem |
| 19 | 2 | Розмір диску в секторахдля дисків <32MB, інакше 0 | Smallsize |
| 21 | 1 | Описувач середовища | MediaDescriptor |
| 22 | 2 | Кількість секторів таблиці FAT | SizeFAT16inSectors |
| 24 | 2 | Секторів на доріжці | SectorPerTrack |
| 26 | 2 | Кількість голівок | Heads |
| 28 | 4 | Кількість схованих секторів | NumberHiddenSectors |
| 32 | 4 | Розмір в секторах для дисків > 32MB | BigSize |
| 36 | 1 | Тип пристрою(для першого диску в системі 80h, для інших 0) | -- |
| 37 | 1 | Резерв | -- |
| 38 | 1 | Сигнатура 29h. | Code |
| 39 | 4 | Серійний номер | SerialNumber |
| 43 | 11 | Метка диску | Label |
| 54 | 8 | Ідентифікатор FAT (‘FAT12’ або ‘FAT16’) | FATID |
| 62 | 2 | Код завантажника | -- |
Таблиця 2.4 – Структура BOOT – сектору для FAT32
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 3 | Команда JMP на код завантажника | jmpcode |
| 3 | 8 | Назва операційної системи, у якій виконано форматування диску | os |
| 11 | 2 | Кількість байт у секторі | BytePerSector |
| 13 | 1 | Кількість секторів у кластері | SectorPerCluster |
| 14 | 2 | Кількість резервних секторів | SizeReserv |
| 16 | 1 | Кількість копій FAT | NumberCopiesFAT |
| 17 | 4 | Резерв | --- |
| 21 | 1 | Описувач середовища | MediaDescriptor |
| 22 | 2 | Резерв | --- |
| 24 | 2 | Секторів на доріжці | SectorPerTrack |
| 26 | 2 | Кількість голівок | Heads |
| 28 | 4 | Кількість схованих секторів | NumberHiddenSectors |
| 32 | 4 | Резерв | --- |
| 38 | 6 | Резерв | reserv1 |
| 44 | 4 | Початковий кластер кореневого каталогу | StartCluster |
| 48 | 2 | Початковий сектор структури FS INFO | BegFS |
| 50 | 2 | Номер сектору з копією BOOT-розділу | BootCopy |
| 52 | 12 | Резерв | reserv2 |
| 64 | 1 | Фізичний номер пристрою | PhysNum |
| 65 | 1 | Резерв | reserv3 |
| 66 | 1 | Розширена сігнатура | ExtSign |
| 67 | 4 | Серійний номер пристрою | SerialNumber |
| 71 | 11 | Метка диску | Label |
| 82 | 8 | Ідентифікатор (‘FAT32’) | FATID |
| 90 | 2 | 55AA | --- |
Дана структура дозволяє отримати доступ до інформаційних полів BOOT-сектора необхідного логічного диска.
BOOT-область в файлових системах FAT12,16 займає 1 сектор, а в ФС FAT32 – 3 сектори. Другий сектор містить додаткові параметри та сигнатури, а третій – продовження програми завантаження. За завантажувальною областю розташовані таблиці FAT – таблиці кластерів. Їх кількість визначається у BOOT-секторі. У файлових системах FAT12,16 за таблицями кластерів знаходиться кореневий каталог. Його розмір обмежений кількістю елементів, вказаних в BOOT-секторі. Кореневий каталог FAT32 може не розміщатися відразу ж за таблицями кластерів та не має меж щодо свого розміру. За всіма цими службовими областями знаходиться область даних.
Таблиця FAT містить інформацію про розподілення дискового простору під об’єкти ФС. Ця таблиця – масив елементів із розмірністю 12, 16 або 32 біти в залежності від версії ФС. Номер елементу таблиці FAT відповідає номеру кластера в області даних. У таблиці 2.5 наведені можливі значення одного елементу FAT.
Таблиця 2.5 – Значення елементу FAT
| FAT12 | FAT16 | FAT32 | Пояснення |
| 0 | 0 | 0 | Вільний кластер |
| FF0-FF6 | FFF0-FFF6 | 0FFFFFF0-0FFFFFF6 | Зарезервований кластер |
| FF7 | FFF7 | 0FFFFFF7 | BAD-кластер |
| FF8-FFF | FFF8-FFFF | 0FFFFFF8-0FFFFFFF | Останній кластероб’єкту |
Усі інші значення вказують на наступний кластер.
Послідовність кластерів, яка може належати одному об’єкту в таблиці ФАТ, представляє собою односпрямований список, голова якого в явному виді відсутня, а кінець визначається ознакою кінця ланцюжка.
2.3 Структура елемента каталогу
Кожен каталог представляє собою послідовність дескрипторів. Структура дескриптора об’єкта з коротким ім’ям наведена у табл. 2.6 для FAT13/FAT16 та у табл. 2.8 для FAT32. Структура байту атрибуту у табл. 2.7.
Таблиця 2.6 – Структура дескриптора для FAT12 / FAT16
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 1 | Ознака дескриптору: 0 – вільний; E5h - видалений; інше-перший символ імені об’єкту | fn |
| 1 | 7 | 7 символів імені об’єкту | name |
| 8 | 3 | Розширення об’єкту | ext |
| 11 | 1 | Байт атрибутів | attr |
| 12 | 10 | Резерв | reserv |
| 22 | 2 | Час створення або останньої модифікації | TimeMade |
| 24 | 2 | Дата створення або останньої модифікації | DateMade |
| 26 | 2 | Молодша частина початкового кластеру об’єкта | FirstCluster |
| 28 | 4 | Розмір об’єкта в байтах | SizeFileInBytes |
Таблиця 2.7 – Байт атрибутів об’єкта
| Номербіту | Значення біту | Опис |
| 0 | 1 | Об’єкт тільки для читання |
| 1 | 1 | Об’єктсхованого типу |
| 2 | 1 | Об’єкт системного типу |
| 3 | 1 | Мітка тому |
| 4 | 1 | Директорія |
| 5 | 1 | Архівний файл |
| 6 | Не використовується | |
Таблиця 2.8 – Структура дескриптора для FAT32
| Зсув | Розмір, байт | Опис | Ім’я |
| 0 | 1 | Ознака дескриптору: 0 – вільний; E5h - видалений; інше-перший символ імені об’єкту | fn |
| 1 | 7 | 7 символів імені об’єкту | name |
| 8 | 3 | Розширення об’єкту | ext |
| 11 | 1 | Байт атрибутів | attr |
| 12 | 1 | Резерв | reserv |
| 13 | 2 | Час створення (0.1 секунд) | TimeMadeSec |
| 14 | 2 | Час створення | TimeMade |
| 16 | 2 | Дата створення або останньої модифікації | DateMade |
| 18 | 2 | Дата останнього звертання | DateLast |
| 20 | 2 | Старший байт номеру першого кластеру, який був виділений об’єкту | FirstClusterHigh |
| 22 | 2 | Час останньої модифікації об’єкту | TimeLast |
| 24 | 2 | Дата останнього запису об’єкту | DateLastWrite |
| 26 | 2 | Молодший байт номеру першого кластеру, який був виділений об’єкту | FirstClusterLow |
| 28 | 4 | Розмір файлу в байтах | SizeFileInBytes |