Устройства оптического хранения данных

Файловые системы CD-ROM

Файловые системы

Для воспроизведения первых дисков CD-ROM, выпущенных различными производителями, требовалось специальное программное обеспечение. Это связано с тем, что спецификация Yellow Book подробно описывает структуру секторов данных, но совершенно не затрагивает файловые системы или способы хранения информации в файлах, а также форматы данных, которые могут использоваться в компьютерах с разными операционными системами. Вполне очевидно, что основным препятствием к появлению совместимых на программном уровне приложений CD-ROM стало отсутствие универсальных файловых форматов.

В 1985–1986 годах несколько компаний совместными усилиями разработали спецификацию файлового формата High Sierra, которая обеспечила совместимость компьютерных дисков CD-ROM практически со всеми накопителями. Таким образом, спецификация High Sierra определила первую стандартную файловую систему, которая сделала CD-ROM универсальными компьютерными носителями. В настоящее время существует несколько файловых систем, используемых на компакт-дисках.

Операционными системами поддерживаются далеко не все форматы файловых систем CD. Основные файловые стандарты и совместимые с ними операционные системы приведены в таблице.

 


Примечание!

Файловые системы Mac HFS и Rock Ridge не поддерживаются операционными системами DOS и Windows, поэтому нет смысла их здесь подробно описывать.

High Sierra

Производители аппаратного и программного обеспечения ПК были заинтересованы в решении проблемы, связанной со стандартизацией файлового формата CD-ROM. Это позволило бы создавать компьютерные компакт-диски, читаемые всеми системами, без разработки специальных файловых систем и драйверов. В 1985 году в отеле High Sierra на озере Тахо (Невада), собрались представители компаний TMS, DEC, Microsoft, Hitachi, LaserData, Sony, Apple, Philips, 3M, Video Tools, Reference Technology и Xebec для того, чтобы создать общий логический формат и файловую структуру дисков CD-ROM. В 1986 году этот формат был опубликован как Рабочий документ по вопросам обработки информации: тома и файловая структура оптических дисков CDROM, используемых для обмена данными. Этот стандарт впоследствии получил название High Sierra.

Благодаря этому соглашению, которое позволяет всем накопителям, использующим соответствующий драйвер (например, MSCDEX.EXE, поставляемый вместе с MS-DOS), читать любые диски формата High Sierra, началось массовое тиражирование программ на компактдисках. Кроме того, появление этого стандарта позволило создать компакт-диски, ориентированные на различные операционные системы — DOS, UNIX и т.д. Без этого соглашения для выхода CD-ROM на мировой рынок потребовались бы многие годы, что сдерживало бы разработку приложений, использующих компакт-диски.

Формат High Sierra был представлен на рассмотрение Международной организации по стандартизации (ISO), и двумя годами позже (в 1988 году) его несколько измененный и дополненный вариант был опубликован в виде стандарта ISO 9660. Этот стандарт, конечно, отличается от High Sierra, однако обновление используемых драйверов позволило работать с компакт-дисками не только оригинального формата High Sierra, но и стандарта ISO 9660, созданного на его основе.

В 1988 году компания Microsoft создала драйвер MSCDEX.EXE (Microsoft CD-ROM Extensions) и выдала соответствующее разрешение производителям аппаратного и программного обеспечения CD-ROM, включившим указанный драйвер в свои продукты. В 1993 году была выпущена операционная система MS-DOS 6.0, включающая в себя MSCDEX.EXE как стандартный элемент системы. Драйвер MSCDEX позволил читать компакт-диски формата ISO 9660 и High Sierra в DOS. Этот драйвер взаимодействует с драйверами аппаратных устройств ATAPI (AT Attachment Packet Interface) или ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), которые поставляются вместе с накопителем. Поддержка файловых систем ISO 9660 и Joliet внедрена в Windows 95 и более поздние версии системы, благодаря чему компакт-диски этих форматов читаются накопителем без установки дополнительных драйверов.

ISO 9660

Стандарт ISO 9660 обеспечивает полную совместимость различных компьютеров и операционных систем. Этот стандарт, созданный на основе формата High Sierra, опубликован в 1988 году.

Хотя ISO 9660 несколько отличается от исходного стандарта High Sierra, драйверы, читающие компакт-диски ISO 9660, без проблем читают и диски формата High Sierra. Стандарт ISO 9660 имеет три уровня обмена, которые определяют параметры, обеспечивающие совместимость с различными системами.

Уровень 1 стандарта ISO 9660 представляет собой объединяющий формат файловых систем CD, совместимый практически со всеми компьютерными платформами, включая UNIX и Macintosh. Основным недостатком этой файловой системы является наличие следующих ограничений, относящихся к структуре каталогов и именам файлов:

  • имена файлов могут содержать только прописные буквы A–Z, цифры 0–9 и символ подчеркивания (_);
  • максимальное количество символов имени и расширения файлов — 8.3 (на основе ограничений DOS);
  • максимальная длина имени каталога составляет восемь символов (расширения не допускаются);
  • допускается не более восьми уровней подкаталогов;
  • файлы должны быть непрерывными.

Правила обмена уровня 2 имеют те же ограничения, что и правила уровня 1, и отличаются тем, что допустимая длина имени и расширения файла может достигать 30 символов (общее количество знаков без учета разделителя “.”). В свою очередь, правила обмена уровня 3 почти не отличаются от правил уровня 2, за исключением того, что файлы не обязательно должны быть непрерывными.

Учтите, что Windows 95 и более поздние версии системы поддерживают имена файлов и каталогов длиной до 255 символов, включающие в себя пробелы, строчные буквы и множество других символов, не разрешенных в ISO 9660. Для обеспечения обратной совместимости с MS-DOS в операционных системах, начиная с Windows 95, каждому файлу с длинным именем присваивается короткое имя длиной 8.3 символа в качестве псевдонима. Короткие имена псевдонимов автоматически создаются операционной системой и могут просматриваться в свойствах файлов или с помощью команды DIR в режиме командной строки. При создании псевдонима Windows укорачивает имя файла до шести (или менее) знаков, за которыми следуют тильда (~) и номер, начинающийся с 1, а расширение файла усекается до трех знаков. В том случае, если псевдоним, образовавшийся при усечении имени файла, совпадает с уже существующим, в первой его части используется другой номер. Например, из имени файла This is a.test будет образован псевдоним THISIS~1.TES.

Создание псевдонима файлового имени не зависит от накопителя компакт-дисков, но следует знать о том, что при создании диска формата ISO 9660, использующего первый уровень ограничений, непосредственно во время записи файлов на диск используются псевдонимы коротких имен. Это означает, что в процессе записи длинные файловые имена будут потеряны. Более того, видоизменятся даже псевдонимы, так как ограничения первого уровня стандарта ISO 9660 не допускают использования тильды в имени файла. В файловых именах, записанных на компакт-диск, этот знак будет преобразован в символ подчеркивания.

Данные ISO 9660 начинаются с 16-го сектора диска, который также называется 16-м логическим сектором первой дорожки. В многосессионном диске данные ISO 9660 размещены на первой информационной дорожке каждой сессии, содержащей дорожки CD-ROM. В этой же системной области располагается информация об области данных (область, которая содержит сами данные). Кроме того, в системной области содержится информация о каталогах данных с указателями или адресами различных областей (см. рисунок ниже).

 

Разница между структурой каталогов на компакт-диске и структурой, используемой в DOS, состоит в том, что в системной области содержатся адреса файлов с подкаталогами, а это позволяет накопителю перейти к определенному месту на спиральной дорожке данных. Все данные компакт-диска располагаются на одной длинной спиральной дорожке, поэтому, когда речь идет о дорожках, фактически имеются в виду секторы или сегменты данных, находящиеся на этой спирали.

В самых общих чертах структура данных в формате ISO 9660 подобна структуре данных на гибких дисках. Напомним, что на дискетах есть системная область, в которой не только указываются параметры самого диска (его плотность и операционная система), но и записываются сведения о том, как на диске организованы данные, т.е. структура каталогов и расположение файлов.

Joliet

Это расширение стандарта ISO 9660, разработанное Microsoft для использования с Windows 95 и выше, позволяет записывать компакт-диски, используя файловые имена длиной до 64 знаков, включая пробелы и другие символы международного стандарта кодирования Uni-code. Для программ, не поддерживающих длинные файловые имена, в стандарте Joliet также сохранены псевдонимы формата 8.3.

Основные свойства стандарта Joliet следующие:

  • имена файлов или каталогов могут быть длиной до 64 символов Unicode (128 байт);
  • имена каталогов могут иметь расширения;
  • количество уровней подкаталогов не ограничено;
  • поддержка многосессионной записи.

Обеспечение обратной совместимости позволяет системам, не поддерживающим расширения Joliet (например, ранним версиям MS-DOS), читать компакт-диски, записанные в этом формате. При этом, правда, происходит интерпретация содержания дисков в соответствии с требованиями стандарта ISO 9660, использующего короткие имена.


Совет!

Поскольку формат Joliet поддерживает более короткие имена файлов, чем Windows 9х и другие современные версии Windows, при записи в этом формате компактдисков, содержащих длинные файловые имена, можно столкнуться с определенными сложностями. Чтобы избежать какихлибо проблем, рекомендуется присваивать каталогам в создаваемой файловой структуре более короткие имена, используя для этого программы записи компактдисков. Некоторые программы записи компактдисков сами усекают длинные имена, предупреждая об этом пользователя.


Примечание!

Для любознательных: Chicago (Чикаго) — кодовое имя Windows 95, используемое Microsoft. Joliet (Джолиет) — городок возле Чикаго, где разворачивались основные события фильма ‘‘Братья Блюз’’ (The Blues Brothers).

Универсальный дисковый формат UDF

Относительно новая файловая система UDF (Universal Disk Format) создана Ассоциацией по технике и технологии оптических запоминающих устройств (OSTA) в качестве промышленного стандарта таких оптических носителей, как CD-ROM и DVD. Формат UDF имеет целый ряд преимуществ по сравнению с файловой системой ISO 9660, используемой стандартными CD-ROM. Этот формат разрабатывался непосредственно для работы с пакетной записью, т.е. с технологией записи небольших объемов данных на диски CD-R/RW, и в целом напоминает стандарт записи данных на магнитные носители. Файловая система UDF поддерживает имена файлов длиной до 255 символов. Программное обеспечение пакетной записи, например DirectCD от компании Roxio и InCD от Nero AG, выполняет запись данных в UDF. Однако стандартные накопители CD-ROM, драйверы и операционные системы типа DOS не могут читать компакт-диски, записанные в этом формате. Диски UDF читаются только накопителями CD-R/RW или обычными дисководами CD-ROM, которые соответствуют требованиям спецификации MultiRead.

Сначала следует проверить, читает ли имеющийся накопитель диски формата UDF, после чего обратить внимание на используемую операционную систему. В основном операционные системы не поддерживают по умолчанию диски этого формата, поэтому взаимодействие с UDF осуществляется посредством установки соответствующего драйвера. Это относится, в первую очередь, к Windows 95 и последующим версиям. MS-DOS вообще не воспринимает диски UDF. Драйверы UDF, как правило, поставляются вместе с программным обеспечением, используемым большинством накопителей CD-RW.

Если вы не имеете программы чтения дисков UDF, можете загрузить таковую со следующих сайтов.

После установки драйвера UDF для чтения диска, отформатированного в этом формате, не нужно предпринимать никаких дополнительных действий. Драйвер будет работать в фоновом режиме, ожидая вставки диска UDF.

Если невозможно прочитать диск, отформатированный в UDF или другой системе, вернитесь к исходной системе и закройте диск. Этот параметр обычно отображается при выполнении операции извлечения диска в программе записи. При закрытии диска все имена файлов будут преобразованы в формат Joliet и обрезаны до 64 символов.

Для загрузки самой последней версии (2.60) системного компонента Universal Disk Format обратитесь на сайт OSTA по адресу:

www.osta.org/specs/index.htm 


Совет!

Диски UDF могут стать нечитабельными по целому ряду причин. Может быть установлена несовместимая программа чтения UDF, диск может быть не закрыт при извлечении из привода, могла быть не записана таблица содержимого из-за системных сбоев и т.п. Для восстановления файлов с диска UDF попробуйте использовать программу CD Roller, доступную на сайте www.cdroller.com. Она поддерживает наиболее распространенные версии UDF и также способна работать с дисками, созданными цифровыми камерами. Еще одной программой восстановления дисков можно назвать IsoBuster. Кроме всего прочего, эта программа способна работать с дисками Blu-ray и HD DVD.


Яндекс.Метрика