第15章光盘存储器的格式 CD-ROM的写入和读出是不对称的 寻找数据的时间相对于20ms左右的磁盘大得多,长到950ms,平均也得几百毫秒。 存储容量大(650MB/盘)。 这些因素关系到文件系统的性能。 CD-ROM的逻辑格式可归纳为两个部分: (1)定义一套结构用来提供整片 CD-ROM盘所含的信息,称卷结构。单片CD-ROM称一卷。 一个应用软件可有大、中、小之分,一个应用软件也可能有多个文件组成。对于小的应用软 件,一卷可能容纳好几个文件,而一卷中的文件数目也可能相当惊人;对于中等大小的应用 软件,一卷可能只容纳一个;对于一个大的应用软件,如百科全书,可能有好几卷才能容纳 得下:把存放单个应用软件的多片 CD-ROM称为一个卷集,这与出版的书很相似。在卷集中 一个文件可能要跨越好几卷,或者相反,一卷中有好多文件。因此,必须要有一套规则和数 据结构来表达这些错综复杂的关系,以便使用户有足够多的信息来了解盘上的内容。这些关 系是属于卷一级的逻辑格式 (2)定义一套结构用来描述和配置放到盘上的文件,称为文件结构。文件结构的核心是 目录结构。这个结构是文件一级的逻辑格式,采用什么样的逻辑格式对文件系统的性能有很 大的影响。一般来说,目录结构采用分层目录结构,并且有显式说明和隐式说明之分。为 CD-ROM提议的目录结构大体有五类 ①多文件显式分层结构( multiple- file explicit hierarchies)。它的特点是把子目 录当作文件来处理,打开一个有长路径的文件需要较多的寻找次数。 ②单文件显式分层结构( single-file explicit hierarchies)。它的特点是把整个目 录结构放在单个文件中,根目录和子目录都作为文件中的记录而不是作为文件来处 理。 ③散列路径名目录( hashed path name directories)。它的特点是把整个路径名和 文件名拼凑成一个地址放在目录中,这是隐式目录结构 ④索引路径名目录( indexed path name directories)。它的基本思想是把子目录的全 路径名转换成一个整数。这也是隐式目录结构 ⑤组合前面4种结构中的2种或2种以上的混合结构 由于 CD-ROM有它自己的固有特性,因此围绕CD-ROM定义的卷和文件结构也有它自己的特 性。这些特性充分体现在IS09660标准文件中。为便于理解它们的结构,下面采用由底层到 顶层的思路来介绍。 15.2.3逻辑扇区和逻辑块 CD-ROM的一个物理扇区除了扇区头信息之外还有2336字节。在2336字节中,有288字节 可以用来作错误检测和校正用,剩下的2048字节作为用户数据域。2048字节(2KB)的数据域 定义为一个逻辑扇区( logical sector)。每个逻辑扇区都有一个唯一的逻辑扇区号( logical sector number,LSN。CD-ROM的第一个逻辑扇区是从物理地址00:02:00开始,逻辑扇区 号为LSNO 逻辑扇区的大小也允许自定义,但要等于2,n是一个正整数 每个逻辑扇区可以分成一个或多个逻辑块。这样做对于在盘上存放大量的小文件是很有 用的。在一个由2048字节组成的逻辑扇区中,一个逻辑块的大小可以是512、1024或2048字 节。但一个逻辑块的大小不超过逻辑扇区的大小。每个逻辑块有一个逻辑块号(1 ogical block number,LBN)。第一个逻辑块号①LBN0)是第一个逻辑扇区(LSN0)中的第一块,依次 为LBN1、2、3等等。在 CD-ROM上,所有文件和其他重要的数据都按LBN寻址。 此外,还有一个记录的概念。一个记录由一系列连续字节组成,它作为信息单元。一个 记录的字节可多可少,少则几个,多则几十、几百个,视要表达的信息而定。记录有固定字 节长度和可变字节长度之分,分别称为固定长度记录和可变长度记录。 物理扇区、逻辑扇区、逻辑块之间的关系如图15-05所示第15章 光盘存储器的格式 11 ⚫ CD-ROM的写入和读出是不对称的。 ⚫ 寻找数据的时间相对于20 ms左右的磁盘大得多，长到950 ms，平均也得几百毫秒。 ⚫ 存储容量大(650 MB/盘)。 这些因素关系到文件系统的性能。 CD-ROM的逻辑格式可归纳为两个部分： (1) 定义一套结构用来提供整片CD-ROM盘所含的信息，称卷结构。单片CD-ROM称一卷。 一个应用软件可有大、中、小之分，一个应用软件也可能有多个文件组成。对于小的应用软 件，一卷可能容纳好几个文件，而一卷中的文件数目也可能相当惊人；对于中等大小的应用 软件，一卷可能只容纳一个；对于一个大的应用软件，如百科全书，可能有好几卷才能容纳 得下；把存放单个应用软件的多片CD-ROM称为一个卷集，这与出版的书很相似。在卷集中， 一个文件可能要跨越好几卷，或者相反，一卷中有好多文件。因此，必须要有一套规则和数 据结构来表达这些错综复杂的关系，以便使用户有足够多的信息来了解盘上的内容。这些关 系是属于卷一级的逻辑格式。 (2) 定义一套结构用来描述和配置放到盘上的文件，称为文件结构。文件结构的核心是 目录结构。这个结构是文件一级的逻辑格式，采用什么样的逻辑格式对文件系统的性能有很 大的影响。一般来说，目录结构采用分层目录结构，并且有显式说明和隐式说明之分。为 CD-ROM提议的目录结构大体有五类： ① 多文件显式分层结构(multiple-file explicit hierarchies)。它的特点是把子目 录当作文件来处理，打开一个有长路径的文件需要较多的寻找次数。 ② 单文件显式分层结构(single-file explicit hierarchies)。它的特点是把整个目 录结构放在单个文件中，根目录和子目录都作为文件中的记录而不是作为文件来处 理。 ③ 散列路径名目录(hashed path name directories)。它的特点是把整个路径名和 文件名拼凑成一个地址放在目录中，这是隐式目录结构。 ④ 索引路径名目录(indexed path name directories)。它的基本思想是把子目录的全 路径名转换成一个整数。这也是隐式目录结构。 ⑤ 组合前面4种结构中的2种或2种以上的混合结构。 由于CD-ROM有它自己的固有特性，因此围绕CD-ROM定义的卷和文件结构也有它自己的特 性。这些特性充分体现在ISO 9660标准文件中。为便于理解它们的结构，下面采用由底层到 顶层的思路来介绍。 15.2.3 逻辑扇区和逻辑块 CD-ROM的一个物理扇区除了扇区头信息之外还有2336字节。在2336字节中，有288字节 可以用来作错误检测和校正用，剩下的2048字节作为用户数据域。2048字节(2 KB)的数据域 定义为一个逻辑扇区(logical sector)。每个逻辑扇区都有一个唯一的逻辑扇区号(logical sector number，LSN)。CD-ROM的第一个逻辑扇区是从物理地址00∶02∶00开始，逻辑扇区 号为LSN0。 逻辑扇区的大小也允许自定义，但要等于2 n，n是一个正整数。 每个逻辑扇区可以分成一个或多个逻辑块。这样做对于在盘上存放大量的小文件是很有 用的。在一个由2048字节组成的逻辑扇区中，一个逻辑块的大小可以是512、1024或2048字 节。但一个逻辑块的大小不超过逻辑扇区的大小。每个逻辑块有一个逻辑块号(logical block number，LBN)。第一个逻辑块号(LBN 0)是第一个逻辑扇区(LSN 0)中的第一块，依次 为LBN1、2、3等等。在CD-ROM上，所有文件和其他重要的数据都按LBN寻址。 此外，还有一个记录的概念。一个记录由一系列连续字节组成，它作为信息单元。一个 记录的字节可多可少，少则几个，多则几十、几百个，视要表达的信息而定。记录有固定字 节长度和可变字节长度之分，分别称为固定长度记录和可变长度记录。 物理扇区、逻辑扇区、逻辑块之间的关系如图15-05所示