A FAT32, NTFS és exFAT fájlrendszerek jellemzői. Fájlrendszer zsír

Tárgy: Operációs rendszerek.
Kérdés: 7. sz

—————————————————————

Fájlrendszer – Ez a specifikációk és a hozzájuk tartozó szoftverek halmaza, amelyek felelősek a fájlinformációk létrehozásáért, megsemmisítéséért, rendszerezéséért, olvasásáért, írásáért, módosításáért és mozgatásáért, valamint a fájlokhoz való hozzáférés szabályozásáért és a fájlok által használt erőforrások kezeléséért.

A FAT-nak három változata létezik - FAT-12, FAT-16 és FAT-32. A klaszterszám tárolására lefoglalt bitek számában különböznek. A FAT-12-t főleg hajlékonylemezekhez, a FAT-16-ot kislemezekhez használják.

—————————————————————

ZSÍR 16 — Fájlkiosztási táblázat :

A FAT16 fájlrendszert az MS DOS létrehozása előtt fejlesztették ki, és jelenleg a Microsoft összes operációs rendszere támogatja a kompatibilitás biztosítása érdekében.

A neve tökéletesen tükrözi a fájlrendszer felépítését.

A fájlrendszer főbb jellemzői:

• § A támogatott kötet (merevlemez vagy partíció) maximális mérete = 4095 MB. Az MS DOS 4 használatának időszakában a Gigabyte lemezek álomszerűnek tűntek.
• § A FAT16 használatára formázott kötet fürtökre van osztva. Az alapértelmezett fürtméret a kötet méretétől függ, és 512 bájttól 64 KB-ig terjedhet.

Nem ajánlott a FAT16 fájlrendszer használata 511 MB-nál nagyobb köteteken, mivel a viszonylag kis fájlok esetén a lemezterület rendkívül nem hatékony: egy 1 bájt méretű fájl

a gyerekek 64 KB-ot foglalnak el. A fürt méretétől függetlenül a FAT16 fájlrendszer nem támogatott 4 GB-nál nagyobb köteteknél.

A kötet első szektora a rendszerindító szektor. Ezután jön a FAT1 és FAT2 tábla.

FAT táblázat a FAT fájlrendszer része. Olyan elemeket tartalmaz, amelyek leírják a kötetben lévő klaszterek állapotát.

A FAT2 a FAT1 másolata.

FAT16 fájlrendszer használata esetén a FAT tábla második példányát mindig követi gyökérkönyvtár. Az egyetlen különbség a gyökérkönyvtár és a többi között az, hogy a gyökérkönyvtár egy adott helyen található, és rögzített számú bejegyzést tartalmaz. Minden könyvtár és fájl egy vagy több bejegyzést használ. Például: Ha a gyökérkönyvtárban a rögzített előfordulások száma 512, és 100 alkönyvtár jön létre, akkor legfeljebb 412 fájl (512–100) hozható létre a gyökérkönyvtárban.

Minden egyes fájlhoz és könyvtárhoz az információ a fájlrendszerben a következő struktúrának megfelelően kerül tárolásra:

Minden könyvtárelem tartalmazza az elem által leírt fájl kezdő fürt számát. Ez a szám egy mutató a FAT-ra, amely információkat tartalmaz a fájl többi fürtjéről, linkelt listába rendezve.

A FAT16-ban a fürtök különböző jelentéssel bírhatnak:

(0)000h ingyenes klaszter,

(F)FF0h–(F)FF6h fenntartva,

(F)FF7h hibás fürt,

(F)FF8h – (F)FFFh fájl vége,

(0)002h–(F)FEFh a fájl következő klaszterének száma.

A fájlok helye klaszterenként fent látható: három fájl van a mappában; az első – File1 – három klasztert foglal el (a fájl nem töredezett, a 2., 3. és 4. klaszterek egymás után helyezkednek el); a második fájl – File2 – töredezett, és az 5., 6. és 8. klaszterben található; a harmadik - File3 - csak egy klasztert foglal el. Az egyes fájlok bejegyzése tartalmazza a kezdő fürt címét (2, 5 és 7).

Az egyes fájlok utolsó fürtje (4, 8 és 7) az FFFF értéket tartalmazza a következő fürtcímként, jelezve, hogy ez az utolsó fürt az adott fájlhoz.

Mivel minden előfordulásnak azonos az információs blokk mérete, az attribútumbyte-ban különböznek. Az adott bájt egyik bitje jelezheti, hogy ez egy könyvtár, egy másik pedig azt, hogy kötetcímke. Négy bit áll a felhasználók rendelkezésére a fájlattribútumok szabályozásához: archív, rendszer, rejtett, csak olvasható.

—————————————————————

ElőnyökZSÍR16:

1.) a fájlrendszert az MS DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, valamint egyes UNIX operációs rendszerek támogatják;

2.) számos olyan program létezik, amelyek lehetővé teszik a fájlrendszer hibáinak kijavítását és az adatok visszaállítását;

3.) ha problémák merülnek fel a merevlemezről történő indításkor, akkor a rendszer indítható hajlékonylemezről;

4.) ez a fájlrendszer meglehetősen hatékony 256 MB-nál kisebb köteteknél.

—————————————————————

Fő hátrányaiZSÍR16:

1.) a gyökérkönyvtár legfeljebb 512 elemet tartalmazhat. A hosszú fájlnevek használata jelentősen csökkenti ezen elemek számát;

2.) A FAT16 maximum 65536 fürtöt támogat, és mivel egyes fürtöket az operációs rendszer lefoglal, a rendelkezésre álló fürtök száma 65524. Minden fürtnek fix mérete van egy adott logikai eszközhöz. A fürtök maximális számának elérése után, a maximális méret 32 ​​kilobájt, a maximális támogatott kötetméret 4 gigabájtra korlátozódik Windows 2000 rendszeren. Az MS DOS, Windows 95 és Windows 98 rendszerrel való kompatibilitás fenntartása érdekében a FAT16 alatti kötetméretet nem haladja meg a 2 GB-ot;

3.) a rendszerindító szektor biztonsági mentése nem támogatott;

4.) A FAT16 nem támogatja a beépített fájlvédelmet és -tömörítést;

5.) nagy lemezeken sok hely vész el a maximális fürtméret kihasználása miatt. A fájlterületet nem a fájl mérete, hanem a fürt mérete alapján osztják ki.

—————————————————————

ZSÍR32 – fájlhely táblázat is (Fájl Kiosztás asztal):

A Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) bevezette a 32 bites FAT támogatását a Windows rendszerben. Windows NT alapú rendszerek esetében ezt a fájlrendszert először a Microsoft Windows 2000 támogatta.

A FAT32 akár 4 TB-os kötetek kiszolgálására is képes. A FAT32-ben a fürt mérete 1 (512 bájt) és 64 szektor (32 KB) között változhat.

A FAT32-nek 4 bájtra van szüksége a fürtértékek tárolásához (32 bit, nem 16, mint a FAT16-ban). Ez különösen azt jelenti, hogy egyesek

Egyes FAT16-hoz tervezett fájlsegédprogramok nem működnek a FAT32-vel.

A fő különbség a FAT32 és a FAT16 között:

a lemez logikai partíciójának átméretezése. Sőt, ha használat közben

Míg a 2 GB-os lemezekkel rendelkező FAT16-hoz 32 KB-os fürtre volt szükség, addig a FAT32-ben a 4 KB-os fürt 512 MB és 8 GB közötti lemezekhez alkalmas. Ez ennek megfelelően a lemezterület hatékonyabb kihasználását jelenti - minél kisebb a fürt, annál kevesebb hely szükséges a fájl tárolásához, és ennek eredményeként a lemez kisebb valószínűséggel töredezetté válik.

A FAT32 lehetővé teszi, hogy a gyökérkönyvtár bejegyzéseinek maximális számát 65535-re növelje.

A FAT32 korlátozásokat ír elő a minimális kötetméretre – legalább 65527 fürt. Ugyanakkor a fürt mérete nem lehet olyan, hogy a FAT 16 MB - 64 KB / 4 vagy 4 millió fürtnél többet foglaljon el.

—————————————————————

ElőnyökZSÍR32:

1.) a lemezterület kiosztása hatékonyabb, különösen nagy lemezeknél;

2.) a FAT32 gyökérkönyvtára fürtök szabályos lánca, és bárhol elhelyezhető a lemezen;

3.) a kisebb fürtök használata miatt (4 KB lemezeken 8 GB-ig) a lemezterület általában 10-15%-kal kevesebb, mint FAT16 alatt;

4.) A FAT32 megbízhatóbb fájlrendszer. Különösen támogatja a gyökérkönyvtár áthelyezését és a FAT biztonsági mentés használatát. Ezenkívül a rendszerindító rekord számos, a fájlrendszer szempontjából kritikus adatot tartalmaz.

—————————————————————

Fő hátrányaiZSÍR32:

1.) a kötet mérete FAT32 használatakor Windows 2000 alatt 32 GB-ra korlátozódik;

2.) A FAT32 kötetek nem érhetők el sok FAT-ot támogató operációs rendszerről;

3.) a rendszerindító szektor biztonsági másolata nem támogatott;

4.) A FAT32 nem támogatja a beépített fájlvédelmet és -tömörítést.

—————————————————————

Fájl rendszerNTFS (New Technology File System).

Számos jelentős fejlesztés és változtatás jellemzi, amelyek jelentősen eltérnek más fájlrendszerektől. A fájlfelhasználó szemszögéből nézve is minden könyvtárban van tárolva. Az NTFS-ben azonban a FAT-tal ellentétben a nagyobb lemezeken végzett munka sokkal hatékonyabb.

Különös figyelmet fordítottak (a tervezés során) a következő jellemzőkre:

1.) megbízhatóság. az NTFS szerkezetének és viselkedésének kulcseleme. A megbízhatóság növelésének egyik módja egy olyan tranzakciós mechanizmus bevezetése, amelyben fakitermelés fájlműveletek;

2.) kiterjesztett funkcionalitás . Az NTFS-t a bővítést szem előtt tartva tervezték. Számos további funkciót valósított meg: javított hibatűrés; más fájlrendszerek emulációja; erős biztonsági modell; adatfolyamok párhuzamos feldolgozása; felhasználó által definiált fájlattribútumok létrehozása;

3.) platformfüggetlen rendszerinterfész támogatása a POSIX számítógépes környezethez(Hordozható operációs rendszer interfész számítógépes környezetekhez). Mivel az Egyesült Államok kormánya minden megvásárolt rendszernek legalább minimálisan POSIX-kompatibilisnek kell lennie, az NTFS biztosította ezt a lehetőséget.

A POSIX fájlrendszer alapvető szolgáltatásai közé tartozik a kis- és nagybetűk megkülönböztetésére szolgáló fájlnevek opcionális használata, a fájl utolsó hozzáférési idejének tárolása, valamint az úgynevezett „kemény hivatkozások” mechanizmusa (alternatív nevek, amelyek lehetővé teszik ugyanarra a fájlra hivatkozni). két vagy több néven);

4.) rugalmasság. Az NTFS lemezterület-kiosztási modellje rendkívül rugalmas. A fürt mérete 512 bájttól 64 KB-ig változhat; ez a belső lemezterület-foglalási kvantum többszöröse. Az NTFS támogatja a hosszú fájlneveket, az Unicode karakterkészletet és a 8.3 formátumú alternatív neveket is a FAT-kompatibilitás érdekében.

A FAT-hoz hasonlóan az NTFS-ben is a fő információs egység a fürt.

Elméletileg az NTFS akár 2 32 fürtös köteteket is támogat, ennek ellenére az ilyen méretű merevlemezek hiánya mellett további korlátozások is vonatkoznak a maximális kötetméretre. Az egyik ilyen megszorítás a partíciós tábla. Az iparági szabványok a 2. partíciós tábla méretét 32 szektorra korlátozzák. Egy másik korlátozás a szektor mérete, amely általában 512 bájt. Mivel a szektor mérete a jövőben változhat, a jelenlegi méret egyetlen kötet méretét 2 TB-ra (2 32 × 512 bájt = 241) korlátozza. Így a 2 TB-os kötetméret a gyakorlati korlát az NTFS fizikai és logikai kötetei számára.

—————————————————————

Fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférés szabályozása:

NTFS-kötetek használatakor hozzáférési jogokat állíthat be a fájlok és könyvtárak számára. Ezek az engedélyek azt jelzik, hogy mely felhasználók és csoportok férhetnek hozzájuk, és milyen hozzáférési szinttel rendelkeznek. Az NTFS alatt beállíthat távoli hozzáférési engedélyeket, kombinálva a fájl- és könyvtárhozzáférési engedélyekkel. A Windows 2000 rendszerben használt NTFS-verzió új típusú hozzáférési engedélyeket vezetett be – az örökölt engedélyeket.

——————————————

Fájlok és könyvtárak tömörítése:

A Windows 2000 támogatja az NTFS-köteten található fájlok és könyvtárak tömörítését. A tömörített fájlokat bármely Windows-alkalmazás olvashatja és írhatja. Ehhez nem szükséges előre kicsomagolni őket. Használt tömörítési algoritmus

hasonló a Double-Space-ben (MS DOS 6.0) és a DriveSpace-ben (MS DOS 6.22) használthoz, de van egy lényeges különbség: MS DOS alatt a teljes elsődleges partíció vagy logikai eszköz tömörítve van, míg NTFS alatt az egyes fájlok és katalógusok csomagolhatók. .

Az NTFS tömörítési algoritmust legfeljebb 4 KB méretű fürtök támogatására tervezték. Ha a fürt mérete nagyobb, mint 4 KB, az NTFS-tömörítési szolgáltatások nem érhetők el.

—————————————————————

ÖngyógyításNTFS:

Az NTFS fájlrendszer képes öngyógyításra, és meg tudja őrizni integritását az elvégzett műveletek naplójának és számos egyéb mechanizmus használatával. Az NTFS minden olyan műveletet, amely módosítja az NTFS-kötetek rendszerfájljait, tranzakciónak tekinti, és az ilyen tranzakciókról információkat tárol a naplóban. Egy megkezdett tranzakció teljesen befejezhető (commit) vagy visszaállítható (visszavonás). Ez utóbbi esetben az NTFS-kötet visszatér a tranzakció kezdete előtti állapotba.

Amikor NTFS fájlrendszert hoz létre, a formázó létrehoz egy MFT (Master File Table) fájlt és más területeket a metaadatok tárolására. A metaadatokat az NTFS használja a fájlstruktúra megvalósításához.

—————————————————————

Az NTFS fájlrendszer képességei a fájlok és könyvtárak hozzáférésének korlátozására:

A kiterjesztett attribútummechanizmusnak köszönhetően az NTFS korlátozásokat hajt végre a fájlok és könyvtárak elérésére vonatkozóan. Ezeket a fájlobjektumokhoz való hozzáférés korlátozására használt további attribútumokat biztonsági attribútumoknak nevezzük. Minden alkalommal, amikor egy ilyen objektumhoz hozzáférnek, a hozzá rendelt tetszőleges hozzáférési jogok speciális listája összehasonlításra kerül egy speciális rendszerazonosítóval, amely információt hordoz a fájlhoz vagy könyvtárhoz az aktuális kérést benyújtó felhasználó nevéről. Ha a szükséges engedély szerepel a listában, akkor a művelet végrehajtásra kerül, ellenkező esetben a rendszer visszautasítást jelent.

Az NTFS fájlrendszer úgynevezett egyéni engedélyekkel rendelkezik, amelyek bármely fájlhoz és/vagy könyvtárhoz hozzárendelhetők: Olvas(olvas)Ír(írd le)végrehajtani(végrehajtani),Töröl(töröl),változásEngedélyek(jogosultságok módosítása)És Tulajdonba vétele(legyen tulajdonos).

Az ezen jogosultságoknak megfelelő műveletek csak abban az esetben hajthatók végre, ha a felhasználó vagy a csoport, amelyhez tartozik, azonos jogosultsággal rendelkezik.

Három fontos szabály segít meghatározni a hozzáférési jogok állapotát NTFS-objektumok mozgatásakor vagy másolásakor:

1) ha a fájlokat egy NTFS-partíció határain belül helyezi át, az eredeti hozzáférési jogok megmaradnak;

2) egyéb műveletek végrehajtásakor (fájlok létrehozása vagy másolása, valamint NTFS-partíciók közötti áthelyezése) a szülőkönyvtár hozzáférési jogai öröklődnek;

3) ha fájlokat helyez át egy NTFS-partícióról egy FAT-partícióra, az összes NTFS-jog elveszik.

Nincsenek hasonló bejegyzések...

A Microsoft Windows NT operációs rendszer megjelenése előtt a személyi számítógép-felhasználóknak ritkán volt problémája a fájlrendszer kiválasztásával. Az MS-DOS és a Microsoft Windows operációs rendszerek (OS) minden tulajdonosa a FAT nevű fájlrendszerek egyikét használta (FAT-12, FAT-16 vagy FAT-32).

Most a helyzet megváltozott. A Microsoft Windows NT/2000/XP telepítésekor a lemez formázásakor három fájlrendszer közül kell választania - FAT-16, FAT-32 vagy NTFS.

Ebben a cikkben a felsorolt ​​fájlrendszerek belső felépítéséről fogunk beszélni, mérlegeljük a benne rejlő hátrányaikat és előnyeiket. Ezzel a tudással felvértezve dönthet egy adott Microsoft Windows fájlrendszer mellett.

Röviden a FAT fájlrendszerről

A FAT fájlrendszer a személyi számítógépek fejlődésének hajnalán jelent meg, és eredetileg fájlok floppy lemezeken való tárolására szolgált.

Az információkat a lemezeken és hajlékonylemezeken részletekben, 512 bájtos szektorokban tárolják. A teljes lemezterület fix hosszúságú területekre, úgynevezett klaszterekre volt felosztva. Egy fürt egy vagy több szektort tartalmazhat.

Minden fájl egy vagy több fürtöt foglal el, esetleg nem összefüggő. A fájlnevek és a fájlokkal kapcsolatos egyéb információk, például a méret és a létrehozás dátuma, a gyökérkönyvtárhoz rendelt hajlékonylemez kezdeti területén találhatók.

A gyökérkönyvtáron kívül más könyvtárak is létrehozhatók a FAT fájlrendszerben. A gyökérkönyvtárral együtt egy könyvtárfát alkotnak, amely a fájlok és könyvtárak adatait tartalmazza. Ami a fájlcsoportok helyét illeti a lemezen, ez az információ a hajlékonylemez kezdeti területén, az úgynevezett Fájlallokációs táblázatban (FAT) tárolódik.

A FAT-tábla minden fürtjének saját egyedi cellája van, amely információkat tárol a fürt használatáról. Így a fájlallokációs tábla egy tömb, amely információkat tartalmaz a fürtökről. Ennek a tömbnek a méretét a lemezen lévő fürtök teljes száma határozza meg.

A könyvtár a fájlhoz vagy alkönyvtárhoz hozzárendelt első fürt számát tárolja. A fennmaradó fürtök száma a FAT fájlallokációs táblázat segítségével található meg.

A FAT táblaformátum fejlesztésénél a helytakarékosság volt a cél, mert... A floppy lemez kapacitása nagyon kicsi (180 KB-tól 2,44 MB-ig). Ezért csak 12 bináris számjegyet foglaltak le a klaszterszámok tárolására. Ennek eredményeként a FAT-tábla olyan szorosan volt megpakolva, hogy a hajlékonylemeznek csak egy szektorát foglalta el.

A FAT tábla kritikus információkat tartalmaz a könyvtárak és fájlok helyéről. Ha a FAT hardverhiba, szoftverhiba vagy vírusok miatt megsérül, a fájlokhoz és könyvtárakhoz való hozzáférés elvész. Ezért a biztonság kedvéért a FAT-tábla két példánya általában létrejön a lemezen.

A FAT különböző verziói

A nagy kapacitású merevlemezek megjelenése után (akkoriban a 10-20 MB méretű lemezek nagynak számítottak) megnőtt a klaszterek száma, és a 12 bit már nem volt elegendő számuk tárolására. Egy új, 16 bites fájlallokációs táblázat formátumot fejlesztettek ki, ahol két bájtot foglaltak le egy fürt számának tárolására. A hajlékonylemezekhez tervezett régi fájlrendszer FAT-12, az új pedig FAT-16 néven vált ismertté.

A felnagyított FAT-16 tábla már nem fér el egy szektorban, de a nagy lemezméreteknél ez a hátrány nem játszott jelentős szerepet. Mint korábban, a FAT-tábla két példánya a lemezen volt biztosítás céljából.

Amikor azonban a lemezterületet több száz MB-ban, sőt gigabájtban kezdték mérni, a FAT-16 fájlrendszer ismét hatástalanná vált. Ahhoz, hogy a fürtszámok 16 bitbe illeszkedjenek, nagy lemezek formázásakor a fürt méretét 16 KB-ra vagy még többre kell növelni. Ez problémákat okozott, amikor nagyszámú kis fájlt kellett lemezen tárolni. Mivel a fájltárhelyet fürtökben osztják ki, még egy nagyon kicsi fájl is túl sok lemezterületet igényel.

Ennek eredményeként egy újabb, látszólag utolsó kísérlet történt a FAT fájlrendszer javítására - a fájlkiosztási táblázat cellaméretét 32-re növelték. Ez lehetővé tette a több száz MB és néhány GB méretű lemezek formázását egy viszonylag kis méretben. klaszter méret. Az új fájlrendszer FAT-32 néven vált ismertté.

Szabvány 8.3

A Microsoft Windows 95 megjelenése előtt a személyi számítógép-felhasználók kénytelenek voltak a nagyon kényelmetlen „8.3-as szabványt” használni a fájlok elnevezésére, amelyben a fájlnévnek 8 karakterből és 3 kiterjesztési karakterből kellett állnia. Ezt a korlátozást nem csak az MS-DOS operációs rendszer programfelülete szabta meg, hanem a FAT fájlrendszer könyvtárbeviteli struktúrája is.

A címtárbejegyzések szerkezetének módosítása után gyakorlatilag megszűnt a fájlnév karakterszámának korlátozása. A fájlnév most legfeljebb 255 karakter hosszú lehet, ami a legtöbb esetben nyilvánvalóan elegendő. Egy ilyen módosított FAT fájlrendszer azonban nem kompatibilis az MS-DOS operációs rendszerrel, valamint a környezetében futó Microsoft Windows 3.1 és 3.11 shell verziókkal.

A belső FAT-struktúrák formátumairól bővebben az ezen az oldalon megjelent „Adat-helyreállítás FAT-partíciókban” című cikkünkben olvashat.

A FAT fájlrendszer korlátai

Amikor eldönti, hogy a FAT fájlrendszert használja-e a lemez formázásához, tisztában kell lennie a benne rejlő korlátokkal. Ezek a korlátozások elsősorban a FAT-lemez maximális méretére, valamint a lemezen található fájlok maximális méretére vonatkoznak.

A FAT-16 logikai meghajtó maximális mérete 4 GB, ami a modern szabványokhoz képest nagyon kicsi. A Microsoft azonban nem javasolja 200 MB-nál nagyobb FAT-16 lemezek készítését, mert... Ebben az esetben a lemezterületet nagyon nem hatékonyan használják fel.

Elméletileg egy FAT-32 lemez maximális mérete 8 TB lehet, ami elegendő lehet bármilyen modern alkalmazás telepítéséhez. Ezt az értéket úgy kapjuk meg, hogy a fürtök maximális számát (268 435 445) megszorozzuk a FAT-32 által megengedett maximális fürtmérettel (32 KB).

A gyakorlatban azonban a helyzet egy kicsit másképp néz ki.

A belső korlátok miatt a Microsoft OS 95/98 ScanDisk segédprogramja nem tud dolgozni 127,53 GB-nál nagyobb lemezekkel. Egy éve még nem okozott volna gondot egy ilyen korlátozás, mára azonban már megjelentek a piacon az olcsó 160 GB-os meghajtók, amelyek kapacitása hamarosan még nagyobb lesz.

Ami az új Microsoft Windows 2000/XP operációs rendszereket illeti, ezek nem képesek 32 GB-nál nagyobb kapacitású FAT-32 partíciók létrehozására. Ha ekkora vagy nagyobb partícióra van szüksége, a Microsoft az NTFS fájlrendszer használatát javasolja.

A FAT-32 másik jelentős korlátozása a fájlméret – nem haladhatja meg a 4 GB-ot. Ez a korlátozás például a videó töredékek lemezre rögzítésekor vagy nagy adatbázis-fájlok létrehozására vonatkozik.

Egy FAT-32 könyvtár maximum 65534 fájlt tud tárolni.

A FAT hátrányai

A fent tárgyalt korlátokon kívül a FAT fájlrendszernek egyéb hátrányai is vannak. A legjelentősebb nyilvánvalóan a hozzáférés-vezérlő eszközök teljes hiánya, valamint az összes fájl helyével kapcsolatos információk elvesztésének lehetősége egy meglehetősen kompakt FAT-tábla és annak másolatának megsemmisítése után.

Ha a számítógépet a rendszer hajlékonylemezéről indítja, a támadó könnyen hozzáférhet a FAT fájlrendszerrel rendelkező lemezeken tárolt bármely fájlhoz. Könnyen átmásolhatja ezeket a fájlokat egy ZIP-eszközre vagy más külső adathordozóra.

A FAT szerverlemezeken történő használata esetén lehetetlen biztosítani a felhasználói hozzáférés megbízható és rugalmas elhatárolását a könyvtárakhoz. Ez az oka annak, és a meghibásodásokkal szembeni alacsony ellenállása miatt a FAT-ot általában nem használják a szervereken.

A kompakt FAT-fájlelosztási táblák jelenléte ezt a fájlrendszert sebezhető célponttá teszi a számítógépes vírusok számára - elegendő a FAT-lemez kezdeti töredékének megsemmisítése, és szinte minden adat elveszik.

NTFS fájlrendszer

A Microsoft által a Microsoft Windows NT operációs rendszerhez kifejlesztett modern NTFS fájlrendszer mentes a FAT korlátaitól és hátrányaitól. Megalakulása óta a fejlődő NTFS fájlrendszer számos fejlesztésen ment keresztül, amelyek közül a legújabb (a cikk írásakor) Microsoft Windows XP rendszerben készült.

Az NTFS fájlrendszerben az összes fájlattribútum (név, méret, a fájl kiterjedésének helye a lemezen stb.) egy rejtett $MFT rendszerfájlban van tárolva. Egytől több KB-ig van lefoglalva az egyes fájlok (és könyvtárak) információinak tárolása a $MFT-ben. Ha sok fájl van a lemezen tárolva, a $MFT fájl mérete elérheti a tíz vagy akár több száz MB-ot is.

A kis fájlok (nagyságrendileg több száz bájt) közvetlenül a $MFT-ben tárolódnak, ami jelentősen felgyorsítja a hozzáférést.

Ne feledje azonban, hogy az NTFS rendszerinformációk tárolására fordított költsége, bár meghaladja a FAT többletköltségét, még mindig nem túl nagy a modern lemezek mennyiségéhez képest. Mivel a $MFT fájl általában közelebb van a lemez közepéhez, az NTFS lemez első sávjainak megsemmisítése nem vezet olyan végzetes következményekhez, mint a FAT lemez kezdeti területeinek megsemmisülése.

Az NTFS fájlrendszer számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyekkel a FAT nem rendelkezik. A FAT-hoz képest sokkal nagyobb rugalmasságot, megbízhatóságot és biztonságot tesznek lehetővé.

Soroljunk fel néhányat az NTFS legérdekesebb funkciói közül a modern verziókban.

Beléptető eszközök

Az NTFS hozzáférés-vezérlő eszközök meglehetősen rugalmasak, és lehetővé teszik a hozzáférés szabályozását az egyes fájlok és könyvtárak szintjén, hozzáférést biztosítva (vagy blokkolva) az egyes felhasználóknak vagy felhasználócsoportoknak.

Bár első pillantásra úgy tűnhet, hogy a hozzáférés-vezérlő eszközök csak a fájlszerverekhez szükségesek, akkor is szükség lesz rájuk, ha több felhasználó fér hozzá a számítógéphez.

Fájl titkosítás

A fent említett hozzáférés-vezérlő eszközök haszontalanok lesznek, ha az NTFS fizikai lemez egy támadó kezébe kerül. A modern segédprogramok használatával egy ilyen lemez tartalma nehézségek nélkül olvasható bármilyen operációs rendszerben - DOS, Microsoft Windows vagy Linux.

A felhasználói fájlok illetéktelen hozzáféréstől való védelme érdekében a Microsoft Windows 2000/XP operációs rendszerek további titkosítást biztosítanak az NTFS-partíciókban tárolt fájlok számára. És bár az ilyen titkosítás erőssége nem túl magas, a legtöbb esetben elégséges.

Szoftverlemez RAID

Az NTFS segítségével létrehozhatunk egy úgynevezett szoftveres RAID 1-et (tükrözött készlet). Ez a két azonos méretű fizikai vagy logikai lemezből álló tömb lehetővé teszi a fájlok megkettőzését (vagy ahogy szokták mondani: „tükrözését”).

Egy ilyen tömb megvédheti a fájlokat a tömböt alkotó egyik lemez fizikai meghibásodása esetén, ezért gyakran használják a lemezrendszer megbízhatóságának növelésére.

Hangerő készletek

Az NTFS fájlrendszer lehetővé teszi, hogy egy vagy több fizikai lemezen több partíciót egyetlen logikai kötetbe egyesítsen. Erre szükség lehet például olyan nagy adatbázisfájlok tárolásához, amelyek nem férnek el egy fizikai lemezen, vagy olyan könyvtár létrehozásához, amelyben a fájl teljes mennyisége meghaladja a fizikai lemez méretét.

A több partícióból vagy fizikai lemezből létrehozott készleteket Kötetkészletnek (a Microsoft Windows NT OS terminológiájában) vagy Spanned Volume-nek (a Windows 2000/XP OS terminológiájában) nevezik.

Fájlok csomagolása

A lemezterület megtakarítása érdekében használhatja az NTFS fájlcsomagolási (tömörítési) képességét. Ezenkívül az NTFS lehetővé teszi úgynevezett ritka fájlok létrehozását, amelyek nulla adatot tartalmaznak. Az ilyen fájlok nagyok lehetnek, de kevés lemezterületet foglalnak el, mivel a fájlnak csak a jelentős bájtjai tárolódnak.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a fájlok csomagolása lelassítja a dolgokat. Ez a körülmény azonban nem mindig számít. Például az irodai dokumentumokat a munkasebesség észrevehető csökkenése nélkül lehet becsomagolni, de ez nem mondható el azokról az adatbázisfájlokról, amelyeket egyidejűleg nagyszámú felhasználó ér el. Mivel a piacon viszonylag olcsó, nagy volumenű lemezek állnak rendelkezésre, a csomagolótermékeket csak akkor szabad használni, ha valóban szükség van rájuk. Ez azonban más NTFS-szolgáltatásokra is vonatkozik.

Többszálú fájlok

Ha szükséges, egy NTFS-lemezre írt fájlban több információfolyam is tárolható. Ez lehetővé teszi különösen a dokumentumfájlok további információkkal való ellátását, a dokumentumok több változatának egy fájlban való tárolását (például különböző nyelveken), a programkód és az adatok tárolását egy fájl különálló adatfolyamaiban stb.

Kemény kapcsolatok

A merev hivatkozások lehetővé teszik, hogy több különböző nevet rendeljen egy fizikai fájlhoz úgy, hogy ezeket a neveket (azaz a fájlra mutató hivatkozásokat) különböző könyvtárakba helyezi. Ha töröl egy hivatkozást, maga a fájl nem törlődik. Csak akkor törlődik maga a fájl, ha egy fájl összes kapcsolata megsemmisül.

Vegye figyelembe, hogy az ilyen képességek jellemzőek a Unix-szerű operációs rendszerekben használt fájlrendszerekre, például Linuxra, FreeBSD-re stb.

Pontok felülírása

Az NTFS rendszerobjektumok, például az újraértelmezési pontok lehetővé teszik bármely fájl vagy könyvtár újradefiniálását. Ebben az esetben például a ritkán használt felülírt fájlok vagy könyvtárak valóban mágnesszalagon tárolhatók, és csak szükség esetén tölthetők fel a lemezre.

Átmenetek

Az NTFS ugrások használatával egy másik merevlemezt vagy CD-t csatlakoztathat egy lemezkönyvtárba. Ez a funkció eredetileg a Unix-szerű operációs rendszerek fájlrendszereiben létezett.

Lemezterület kvóták

A Microsoft Windows 2000/XP rendszerben használt NTFS fájlrendszer lehetővé teszi a felhasználók számára rendelkezésre álló lemezterület kvótázását vagy korlátozását. Ez a funkció különösen hasznos fájlszerverek létrehozásakor.

Naplózás módosítása

Az operációs rendszer működése során különféle műveleteket hajt végre a fájlokon (létrehozás, módosítás, törlés). Az összes ilyen változtatást az NTFS-köteten létrehozott speciális naplóba mentjük, és biztonsági mentési programok, indexelő rendszerek stb. A változások naplózása növeli a fájlrendszer megbízhatóságát, lehetővé téve bizonyos esetekben a működés folytatását az operációs rendszer és a hardver nem kritikus meghibásodása után. Bár természetesen a legtöbb súlyos meghibásodás ahhoz vezet, hogy vissza kell állítani az adatokat egy biztonsági másolatból vagy speciális adat-helyreállító segédprogramok használatával.

NTFS korlátozások

A rengeteg lehetőség ellenére az NTFS fájlrendszernek is vannak korlátai. A legtöbb esetben azonban nem játszanak jelentős szerepet.

Egy NTFS logikai lemez maximális mérete körülbelül 18 446 744 TB, ami nyilvánvalóan elegendő minden modern és a közeljövőben megjelenő alkalmazáshoz. A maximális fájlméret még nagyobb, így ez a korlátozás sem jelentős.

Az egy NTFS-könyvtárban tárolt fájlok száma korlátlan, így ennek is van előnye a FAT-tal szemben.

Az NTFS és a FAT összehasonlítása a fájlelérési sebesség szempontjából

Az ígéret, a funkcionalitás, a biztonság és a megbízhatóság tekintetében az NTFS messze megelőzi a FAT-ot. E fájlrendszerek teljesítményének összehasonlítása azonban nem ad egyértelmű eredményt, mivel a teljesítmény sok különböző tényezőtől függ.

Mivel a FAT működési elvei és belső felépítése sokkal egyszerűbb, mint az NTFS, a FAT valószínűleg gyorsabb lesz, ha kis könyvtárakkal dolgozik. Ha azonban a könyvtár tartalma olyan kicsi, hogy teljesen belefér egy vagy több $MFT fájlbejegyzésbe, vagy fordítva, ha a könyvtár nagyon nagy, akkor az NTFS nyer.

Az NTFS nagy valószínűséggel átveszi a vezetést nem létező fájlok vagy könyvtárak keresésekor (mivel nem szükséges a könyvtár teljes tartalmát megvizsgálni), kisméretű (több száz bájtos nagyságrendű) fájlok elérésekor, valamint súlyos lemeztöredezettség esetén.

Az NTFS-teljesítmény növelése érdekében növelheti a fürt méretét, de ez a lemezterület pazarló használatához vezethet nagyszámú fájl tárolásakor, amelyek mérete meghaladja az 1-2 KB-ot és több tíz KB-ot tesz ki. Ha a fürt méretét 64 KB-ra növeli, akkor a maximális teljesítménynövekedés érhető el, de abba kell hagynia a fájlok becsomagolását és a töredezettségmentesítő segédprogramok használatát.

Kis (körülbelül 4 GB) lemezeken található fájlok tömörítésekor a teljesítmény növekedhet, nagy lemezek tömörítésekor viszont csökkenhet. A csomagolás mindenesetre további terhelést eredményez a központi processzoron.

Tehát mit válasszunk - FAT vagy NTFS?

Amint láthatja, az NTFS számos előnnyel rendelkezik a FAT-tal szemben, és korlátai a legtöbb esetben jelentéktelenek. Ha a fájlrendszer kiválasztásával kell szembenéznie, fontolja meg először az NTFS, és csak azután a FAT használatát.

Mik lehetnek azok az akadályok, amelyek megnehezítik a FAT NTFS-re cseréjét?

A legkomolyabb akadály a Microsoft Windows NT/2000/XP használatának szükségessége. Ennek az operációs rendszernek a normál működéséhez legalább 64 MB RAM és legalább 200-300 MHz órajelű processzor szükséges. Ezeknek a követelményeknek azonban nem csak a nagyon régi számítógépek felelnek meg, amelyek nem képesek a Microsoft Windows modern verzióinak futtatására.

Ha számítógépe képes működni Microsoft Windows 2000/XP környezetben, és nincs egyetlen, kizárólag Microsoft Windows 95/98/ME-hez tervezett alkalmazás, javasoljuk, hogy a lehető legelső alkalommal váltson át egy új operációs rendszerre, cserélje le ezt FAT az NTFS-en.

Ezzel egyidejűleg a működési megbízhatóság is érezhető növekedést fog kapni, mert Az összes szükséges szervizcsomag, valamint a periféria-illesztőprogramok megfelelő verzióinak telepítése után a Microsoft Windows 2000/XP nagyon stabilan fog működni.

Egyes esetekben több fájlrendszert is össze kell kapcsolni egy fizikai lemezen. Például, ha három operációs rendszer van telepítve a számítógépére: Microsoft Windows ME, Microsoft Windows XP és Linux, akkor három fájlrendszert hozhat létre - FAT, NTFS és Ext2FS. Az első közülük „látható” lesz, amikor Microsoft Windows ME és Linux alatt dolgozik, a második - csak Microsoft Windows XP-ben, a harmadik pedig - csak Linux alatt (vegye figyelembe, hogy a LINUX operációs rendszerben az NTFS-partíciókhoz is hozzá lehet férni).

Ha azonban Microsoft Window NT/2000/XP alapú szervert (fájlt, adatbázist vagy webet) hoz létre, akkor az NTFS az egyetlen ésszerű választás. Csak ebben az esetben érhető el a szerver szükséges stabilitása, megbízhatósága és biztonsága.

Van egy általánosan elfogadott (és véleményünk szerint téves) vélemény is, miszerint az otthoni számítógép-felhasználóknak sem a Microsoft Window NT/2000/XP operációs rendszerre, sem az NTFS fájlrendszerre nincs szükségük.

Természetesen, ha a számítógépet kizárólag játékra használja, kompatibilitási okokból a legjobb, ha telepíti a Microsoft Windows 98/ME-t, és formázza a meghajtókat FAT-ra. Ha azonban nem csak az irodában, hanem otthon is dolgozik, akkor érdemesebb modern, professzionális és megbízható megoldásokat alkalmazni. Ez lehetővé teszi különösen a számítógép interneten keresztüli behatolás elleni védelmének megszervezését, a kritikus adatokat tartalmazó könyvtárak és fájlok hozzáférésének korlátozását, valamint növeli az információ sikeres helyreállításának esélyét különféle típusú hibák esetén.

Fájlkezelő rendszerek.

Fájlrendszer ZSÍR. Fájlrendszerek VFATÉsFAT32.

1. Logikai lemezterületek

2. Boot szektor

3. Fájlkiosztási táblázat

4. Gyökérkönyvtár

5.VFAT fájlrendszer

6.FAT32 fájlrendszer

A FAT fájlrendszerben bármely logikai meghajtó lemezterülete két részre oszlik:

rendszerterület és

· adatterület.

Rendszerterület formázás közben jön létre és inicializálódik, majd a fájlstruktúra módosításakor frissül.

A rendszerterület a következő összetevőkből áll:

· a rendszerindító rekordot tartalmazó rendszerindító szektor;

· fenntartott szektorok (lehet, hogy nem léteznek);

· fájlallokációs táblák (FAT, File Allocation Table);

· gyökérkönyvtár (ROOT könyvtár).

Ezek az alkatrészek egymás után helyezkednek el a lemezen.

Adatterület a gyökérnek alárendelt fájlkönyvtárakat tartalmaz.

A rendszerterülettel ellentétben az adatterület a DOS felhasználói felületén keresztül érhető el.

Boot szektor

A rendszerindító rekord létrehozása a formázás során történik (például FORMAT A rendszerindító szektor formátuma az operációs rendszertől, sőt a verziótól is függ).

A rendszerindító szektor a logikai lemez legelső szektora. Egy rendszerindító rekordot tartalmaz.

A rendszerindítási rekord két részből áll:

· lemez paraméter blokk - gyakran hívják. BIOS paraméterblokk (BPB) vagy Extended BPB (régebbi operációs rendszer verziókhoz)

· OS bootstrap programok (rendszerindítási programok).

A rendszerindító rekord első két bájtja a JMP 3Eh rendszerindítási betöltőhöz való feltétel nélküli ugrás parancsa. A harmadik bájt NOP-t (90h) tartalmaz.

Ezt követi a lemezparaméterek blokkja, majd az operációs rendszer rendszerbetöltője.

A lemezparaméterek blokkja a következő információkat tartalmazza

· szektor mérete,

szektorok száma a klaszterben,

· fenntartott szektorok száma,

· a FAT másolatok száma,

· a ROOT elemek maximális száma,

szektorok száma a FAT-táblázatban,

a pályán lévő szektorok száma,

kötetcímkéje

fájlrendszer neve

· és egyéb paraméterek (a környezet bájt-leírója 0Ah eltolásnál= F8H- tetszőleges kapacitású vasút; F0 - floppy lemez 1.44, 3.5’’).

A különböző operációs rendszerek rendszerindító rekordjai általában a paraméterblokk felépítésében különböznek. Néhány további mezővel rendelkezik.

Laboratóriumi munkában fogunk részletesen megismerkedni a boot rekorddal.

A rendszerindító szektor és a FAT között lehetnek fenntartott szektorok, amelyek a fájlrendszer szolgáltatási szektorai, vagy nem használatosak. A lefoglalt szektorok számát a BPB határozza meg. (Formátum nézetben - Az elején fenntartott szektorok - ha =1, akkor ez MBR)

A rendszerindító rekord megtekintéséhez és szerkesztéséhez, valamint mentéséhez és visszaállításához használhatja hasznosságLemezszerkesztő.

Fájlkiosztási táblázat

T fájlkiosztási táblázat (File Allocation Table – FAT) lényegében az adatterület térképe.

Az adatterület úgynevezett klaszterekre van felosztva. A fürt egy adatterület egy vagy több szomszédos szektora. Másrészt a fürt a lemezmemória minimális címezhető egysége, amely egy fájlhoz van lefoglalva. Azok. egy fájl vagy könyvtár egész számú klasztert foglal el. Új fájl létrehozásához és lemezre írásához az operációs rendszer több szabad lemezfürtöt foglal le számára. Ezeknek a klasztereknek nem kell egymást követniük. Minden egyes fájlhoz az adott fájlhoz rendelt összes fürtszám listája kerül tárolásra.

Hajlékonylemezeken a fürt egy vagy két szektort foglal el, a merevlemezeken pedig - a partíció kötetétől függően:

16-127 MB kapacitású partíciókhoz - 4 szektor egy fürtben (fürt mérete - 2 KB);

128-255 MB kapacitású partíciókhoz - 8 szektor egy fürtben (4 KB);

256-511 MB kapacitású partíciókhoz - 16 szektor egy fürtben (8 KB);

512-1023 MB kapacitású partíciókhoz - 32 szektor a fürtben (16 KB);

1024-2047 MB ​​kapacitású partíciókhoz - 64 szektor a fürtben (32 KB).

Ha az adatterületet fürtökre bontja a szektorok használata helyett, a következőket teheti:

· csökkentse a FAT tábla méretét;

· csökkenti a fájlok töredezettségét;

· a fájlláncok hossza csökken Þ felgyorsítja a fájl elérését.

A túl nagy fürtméret azonban az adatterület nem hatékony kihasználásához vezet, különösen nagyszámú kis fájl esetén (végül is átlagosan fél fürt vész el minden fájlnál).

A modern fájlrendszerekben (FAT32, HPFS, NTFS) ezt a problémát a fürt méretének korlátozása (maximum 4 KB) oldja meg.

A FAT tábla minden eleme (12, 16 vagy 32 bit) egy lemezfürtnek felel meg, és annak állapotát jellemzi: szabad, foglalt vagy rossz fürt.

· Ha egy fürt egy fájlhoz van hozzárendelve (azaz foglalt), akkor a megfelelő FAT elem tartalmazza a következő fájlfürt számát;

· a fájl utolsó fürtje egy FF8h - FFFh (FFF8h - FFFFh) tartományba eső számmal van jelölve;

· ha a klaszter szabad, akkor a 000h (0000h) nulla értéket tartalmazza;

· egy használhatatlan (sikertelen) fürt az FF7h (FFF7h) számmal van megjelölve.

Így a FAT táblában az azonos fájlhoz tartozó klaszterek láncokba kapcsolódnak.

Az első FAT elem leírja a rendszerindító szektor környezetét. Első bájtja egybeesik a médiakörnyezet leíró bájtjával (offset 0 Ah - lásd a 4. táblázatot), és egyenlő 0F0h rugalmas mágneshez 3,5 dm. lemez ill 0F8h merevlemezhez. A következő 5 bájt (7 bájt) 12 bites (16 bites) formátum esetén tartalmazza az értéket 0FFh.

A fájlkiosztási tábla közvetlenül azután kerül tárolásra, hogy a logikai lemez rendszerindító rekordja a rendszerindító szektorban található egy speciális mezőben.

Két azonos, egymást követő példányban tárolják. Ha a táblázat első példánya megsemmisül, a második kerül felhasználásra.

Tekintettel arra, hogy a FAT-ot nagyon intenzíven használják a lemezelérés során, általában a RAM-ba kerül (az I/O pufferekbe vagy a gyorsítótárba), és ott is marad, ameddig csak lehetséges.

A FAT fő hátránya a fájlok lassú feldolgozása. Fájl létrehozásakor az a szabály, hogy az első szabad fürt kerül lefoglalásra. Ez a lemez töredezettségéhez és összetett fájlláncokhoz vezet. Ez lassabb fájlmunkát eredményez.

A FAT táblázat megtekintéséhez és szerkesztéséhez használhatja hasznosságLemezszerkesztő.

GyökérkönyvtárGYÖKÉR

Magáról a fájlról szóló részletes információk egy másik struktúrában, a gyökérkönyvtárban tárolódnak. Minden logikai meghajtónak saját gyökérkönyvtára (ROOT) van.

Gyökérkönyvtár fájlokat és egyéb könyvtárakat ír le. A könyvtárelem egy fájlleíró.

Minden fájl- és könyvtárleíró tartalmazza

név (8 bájt)

· kiterjesztés (3)

létrehozás vagy utolsó módosítás dátuma (2)

· létrehozás vagy utolsó módosítás ideje (2)

· attribútumok (1) (archívum, könyvtárattribútum, kötetattribútum, rendszer, rejtett, csak olvasható)

· fájl hossza (a könyvtárhoz - 0) (4)

· fenntartott mező, amely nem használatos (10)

· egy fájlhoz vagy könyvtárhoz hozzárendelt első klaszter száma a klaszterek láncában; Miután megkapta ezt a számot, az operációs rendszer a FAT táblára hivatkozva kikeresi a fájl összes többi fürt számát (2 bájt).

Tehát a felhasználó elindítja a fájlt végrehajtásra. Az operációs rendszer az aktuális könyvtárban található fájlok leírása alapján keres egy fájlt a kívánt névvel. Amikor a szükséges elem megtalálható az aktuális könyvtárban, az operációs rendszer beolvassa ennek a fájlnak az első fürt számát, majd a FAT tábla segítségével határozza meg a fennmaradó fürtszámokat. Az ezekből a klaszterekből származó adatok beolvasásra kerülnek a RAM-ba, és egyetlen folyamatos szakaszba egyesülnek. Az operációs rendszer átadja az irányítást a fájlnak, és a program elindul.

A ROOT gyökérkönyvtár megtekintéséhez és szerkesztéséhez is használhatja hasznosságLemezszerkesztő.

Megjegyzés. A közelmúltban a lemezmechanizmusok mennyisége messze meghaladta a FAT számára elfogadható maximális méretet - 8,4 GB. Ezt a határt a szektorcímben található maximális lehetséges értékek magyarázzák, amelyekhez csak 3 bájt van lefoglalva. Ezért az esetek túlnyomó többségében, amikor Windows környezetben dolgozik, nem használ FAT-ot (vagy FAT32-t vagy NTFS-t használ).

FájlrendszerVFAT

A VFAT (virtuális FAT) fájlrendszer először a Windows for Workgroups 3.11-ben jelent meg, és védett módú fájl I/O-hoz készült.

Ezt a fájlrendszert a Windows 95 használja. A Windows NT 4 is támogatja.

A VFAT a natív 32 bites Windows95 fájlrendszer. A VFAT.VXD illesztőprogram vezérli.

Különféle fájlrendszereket és alkalmazásokat kezel a Telepíthető fájlrendszer-kezelővel -Telepíthető fájlrendszer-kezelő.

A VFAT 32 bites kódot használ az összes fájlművelethez, és 32 bites védett módú illesztőprogramokat is használhat.

DE a fájlkiosztási tábla bejegyzései 12 vagy 16 bitesek maradnak, így a lemezen ugyanaz az adatstruktúra (FAT) kerül felhasználásra. Azok. f táblázat formátumA VFAT ugyanaz, mint a FAT formátum.

VFAT a "8.3" nevekkel együtt támogatja a hosszú fájlneveket. (A VFAT-ot gyakran FAT-nak mondják a hosszú nevek támogatásával).

Van egy speciális mechanizmus a hosszú nevek rövidekké alakítására és fordítva.

Ne feledje, hogy a DOS név hosszára a „8.3” szabály vonatkozik, vagyis a név hossza nem haladhatja meg a 8 karaktert, A kiterjesztések - 3. A fájlrendszer fő jellemzője Windows 95 a felhasználó számára az maximális fájlnév hossza in ablakok 95 legfeljebb 256 karakter lehet, beleértve a tereket is. A fájlnév hosszát a fájl elérési útja korlátozza: az útvonal és a fájlnév teljes hossza nem haladhatja meg a 260 karaktert.

Amikor létrehoz egy fájlt aA Windows95 két nevet kap egyszerre - hosszú és rövid (8,3). A hosszú névből a szóközök és a / : * ? ""< >ÉN. A nyolcbetűs fájlnév a hosszú név első hat fennmaradó karakterét, a „~“ (tilde) karaktert és a sorszámot használja. Hárombetűs kiterjesztések esetén a hosszú fájlnév utolsó pontja utáni első három karakter kerül felhasználásra.

Például a fájlok rövid nevei (a következő sorrendben)

Cikk a Windows 95.DOS-ról

Következő cikk a Windows 95.DOS-ról

Cikk a Windows NT.DOS-ról

Microsoft office.HTML

Microsoft Windows. HTML

így fog kinézni

Ebben az esetben a ROOT struktúrában egy normál leíró (alias) mellett speciális típusú leírók jönnek létre egy fájlhoz vagy könyvtárhoz, amelyben a hosszú név tárolódik. A speciális leíróknál a Csak olvasható, Rendszer, Rejtett, Kötetcímke attribútumok vannak beállítva. A speciális leírók száma a név hosszától függ.

A speciális leíró az O számú klaszterre vonatkozik. A fájlhoz vagy könyvtárhoz rendelt első klaszter valós száma a szabványos (alias) leíróban található, amely közvetlenül a speciálisak után található.

VFAT-kötetek esetén nem használhat más segédprogramokat, csak azokat, amelyek „értik” a VFAT-ot.

A VFAT fő hátránya a nagy fürtözési veszteség a nagy logikai lemezméretekkel és magának a logikai lemeznek a méretére vonatkozó korlátozások.

FájlrendszerFAT32

Ez a FAT tábla használatának ötletének új megvalósítása.

A FAT 32 egy teljesen önálló, 32 bites fájlrendszer.

Először használták Windows OSR2 (OEM Service Release 2).

Jelenleg a FAT32-t a Windows 98 és a Windows ME rendszerben használják.

Számos fejlesztést és kiegészítést tartalmaz a korábbi FAT-megvalósításokhoz képest.

1. Sokkal hatékonyabban használja fel a lemezterületet, mivel kisebb klasztereket (4 KB) használ – a becslések szerint akár 15%-os megtakarítás is.

2. Kibővített rendszerindítási rekorddal rendelkezik, amely lehetővé teszi a kritikus adatstruktúrák másolatainak létrehozását Þ növeli a lemez ellenállását a lemezszerkezetek károsodásával szemben

3. Használhat FAT biztonsági mentést a normál helyett.

4. Mozgathatja a gyökérkönyvtárat, más szóval a gyökérkönyvtár bárhol lehet Þ megszünteti a gyökérkönyvtár méretére vonatkozó korlátozást (512 elem, mivel a ROOT-nak egy klasztert kellett volna elfoglalnia).

5. Továbbfejlesztett gyökérkönyvtár-struktúra

További mezők jelentek meg:

létrehozási idő (2)

létrehozás dátuma (2)

utolsó hozzáférés dátuma (2)

a kezdeti klaszterszám magas szava

· a kezdeti klaszterszám alacsony szava

· ellenőrző összeg

Egy hosszú fájlnévhez továbbra is több fogó tartozik.

FAT32-kötetek esetén nem használhat más segédprogramokat, mint a FAT32-t „értő” segédprogramokat.

Számos módja van az információk és programok merevlemezen való tárolásának. Egy nagyon jól ismert rendszer az, amely különféle információkat ment el fájlok formájában, mappákba csoportosítja és egyedi . Arra azonban kevesen gondoltak bele, hogy valójában hogyan történik az információ fizikai tárolása egy adathordozón.

Ahhoz, hogy az információt fizikai adathordozón tároljuk, fel kell készíteni a számítógépes operációs rendszerben való használatra. Az operációs rendszer szabad lemezterületet foglal le az információk mentésére. Ehhez fel kell osztania a lemezt kis konténerekre - szektorokra. Az alacsony szintű lemezformázás minden szektorhoz egy adott méretet rendel. Az operációs rendszer ezeket a szektorokat fürtökbe csoportosítja. A legfelső szintű formázás minden klasztert azonos méretre állít be, általában 2 és 16 szektor között. Ezt követően minden fájlhoz egy vagy több fürt kerül lefoglalásra. A fürt mérete az operációs rendszertől, a lemezkapacitástól és a szükséges működési sebességtől függ.

A lemezen lévő fájlok tárolására szolgáló területen kívül vannak az operációs rendszer működéséhez szükséges területek. Ezeket a területeket úgy tervezték, hogy tárolják a rendszerindítási információkat és a fájlcímeket a lemezen lévő fizikai helyekre leképezve. A rendszerindítási terület az operációs rendszer indítására szolgál. A BIOS betöltése után a rendszer beolvassa a lemez rendszerindító területét, és végrehajtja az operációs rendszer elindítását.

FAT fájlrendszer

A FAT fájlrendszer a Microsoft DOS operációs rendszerrel együtt jelent meg, ezt követően többször is továbbfejlesztették. FAT12, FAT16 és FAT32 verziókkal rendelkezik. Maga a FAT név a fájlrendszer egyfajta adatbázis használatából ered, amely egy „File Allocation Table” formájában van, amely a lemezen minden egyes fürthöz tartalmaz bejegyzést. A verziószámok a táblázat elemszámaiban használt bitek számát jelentik. Ezért a fájlrendszer korlátozza a támogatható lemezméretet. 1987-ben nem támogatta a 32 MB-nál nagyobb lemezeket. A Windows 95 megjelenésével megjelent a FAT32 fájlrendszer új verziója, amely elméletileg támogatja a legfeljebb 2 TB kapacitású lemezeket. A nagy lemezméretek támogatásával kapcsolatos állandó problémák az elemek rögzített számából adódnak, amelyet a fürt helyének meghatározásához használt bitek száma korlátoz. Például a FAT16-os verzió legfeljebb 2 16-os vagy 65536-os fürtöt támogat. A klaszterben lévő szektorok száma szintén korlátozott.

Egy másik probléma a nagy lemezekkel az volt, hogy nem tudták kihasználni a kis fájlok számára lefoglalt hatalmas területet. Tekintettel arra, hogy a klaszterek száma korlátozott, méretüket megnövelték, hogy a teljes lemezkapacitás lefedhető legyen. Ennek eredményeként a legtöbb olyan fájl nem használja fel hatékonyan a tárterületet, amelyek nem többszörösei a fürt méretének. Például a FAT32 16 KB-os fürtöket foglal le a 16 és 32 GB közötti lemezpartíciókhoz. Egy 20 KB-os fájl tárolásához két 16 KB-os fürtre lesz szüksége, amelyek 32 KB lemezterületet foglalnak el. Az 1 KB méretű fájlok 16 KB-ot foglalnak el a lemezen. Így átlagosan a lemezkapacitás 30-40%-a megy el kis fájlok tárolására. A lemez kis partíciókra történő particionálása lehetővé teszi a fürt méretének csökkentését, de a gyakorlatban nem használják 200 GB-nál nagyobb kapacitású lemezeknél.

A fájlok töredezettsége szintén nem kis fájlrendszeri probléma. Mivel egy fájl elhelyezéséhez több fürtre is szükség lehet, amelyek fizikailag nem helyezkednek el egymás után, a fájl beolvasásához szükséges idő lelassítja a programok működését. Ezért szükséges a .

NTFS fájlrendszer

A 90-es évek elején a Microsoft teljesen új szoftvereket kezdett fejleszteni, amelyeket olyan környezetekre terveztek, amelyek erőforrás-igényesebbek, mint az átlagos otthoni felhasználók. Az üzleti élet és az ipar igényeihez a DOS alapú Windows operációs rendszerek által biztosított erőforrások elégtelenné váltak. A Microsoft Corporation az IBM-mel együtt dolgozott az OS/2 operációs rendszeren a HPFS (High Performance File System) fájlrendszerrel. A vállalati fejlődés nem hozott sikert, és hamarosan minden vállalat ismét a maga útját járta. A Microsoft a Windows NT operációs rendszer különféle verzióit fejlesztette ki, amelyekre a Windows 2000 és a Windows XP épül. Mindegyikük az NTFS fájlrendszer saját verzióját használja, amely folyamatosan fejlődik.

Az NTFS (New Technology File System) a Windows NT-alapú operációs rendszerek szabványos fájlrendszere. A FAT helyettesítésére fejlesztették ki. Az NTFS a legrugalmasabb a FAT-hoz képest. Rendszerterületei többnyire fájlokat tárolnak, nem pedig rögzített struktúrákat, mint például a FAT, ami lehetővé teszi azok megváltoztatását, bővítését vagy áthelyezését használat közben. Egy egyszerű példa erre a Master File Table (MFT). Az MFT egyfajta adatbázis, amely különféle információkat tartalmaz a lemezen lévő fájlokról. A kisméretű fájlok (1 KB vagy kevesebb) közvetlenül tárolhatók az MFT-ben. Nagy fájlok esetén az NTFS fürtöket foglal le, de a FAT-tal ellentétben a fürt mérete általában nem haladja meg a 4 KB-ot, és a beépített tömörítési módszer kiküszöböli a fájlok számára lefoglalt kihasználatlan terület problémáit. Használhatja azt is.

Az NTFS fájlrendszert többfelhasználós környezetre tervezték, és beépített biztonsági mechanizmusokkal és hozzáférési jogokkal rendelkezik. Például a Windows 2000 és a Windows XP operációs rendszerek (a Home Edition kivételével) lehetővé teszik az egyes fájlok hozzáférési engedélyeinek beállítását és azok titkosítását. A magas szintű biztonság azonban megnehezíti a hétköznapi felhasználók számára a számítógéppel való munkát. Rendkívül óvatosnak kell lennie a jelszavak és a fájlengedélyek beállításakor, hogy elkerülje a fontos adatok elvesztését.

Ezt a fájlrendszert olyan operációs rendszerek használják, mint a Windows NT/2000/XP. Az NTFS telepítésekor a lemez két egyenlőtlen részre oszlik: az első az MFT-hez (Master File Table - egy közös fájltábla) van hozzárendelve, az úgynevezett MFT zóna, és a teljes lemezméret körülbelül 12% -át foglalja el, a második rész pedig maguk az Ön adatai foglalják el. Van egy harmadik zóna is, de erről majd később. Milyen vadállat ez az MFT? Ez az NTFS alapja. Mint korábban említettük, az MFT zónában, azaz a lemez elején található. Az MFT-ben minden bejegyzés egy fájlnak felel meg, és körülbelül 1 Kb-ot foglal el. Lényegében ez a lemezen található összes fájl könyvtára. Meg kell jegyezni, hogy az NTFS-ben minden adatelem fájlnak minősül, még az MFT is. Az első 16 fájl (metafájl) az MFT zónában egy speciális kaszt. Szervizinformációkat tartalmaznak, fix helyzetűek és még az operációs rendszer számára sem elérhetők. Egyébként ebből a 16-ból az első maga az MFT fájl. Az első három bejegyzés másolata létezik. Ne feledje, a harmadik zónáról beszéltem, tehát ott van, és a helyzete úgymond kettéosztja a lemezt. Miért tették ezt? Igen, a biztonság kedvéért, ha információ veszett el az MFT fájlban, bármikor visszaállíthatja az információt, de ez technika kérdése, ahogy mondják. Az MFT zónában lévő összes többi fájl tetszőlegesen megtalálható. Meg kell jegyezni, hogy elméletileg az MFT zónában nincs semmi, kivéve a szervizfájlokat. De vannak esetek, amikor nem marad hely a lemeznek azon a részén, amely a felhasználó számára van fenntartva: - (és ekkor az MFT zóna lecsökken. Ennek megfelelően a lemez második felében megjelenik a hely az adatok rögzítésére. Amikor elég szabad hely szabadul fel ebben a zónában, a zóna újra kibővül, és itt megjelenik a probléma, hogy az MFT zónába kerüljön, és elkezdődik a $ név. azok számára, akik programozással foglalkoznak, az ikon ismert).

• Az MFT nem más, mint maga az MFT
• MFTmirr - ugyanaz a másolat, amely a lemez közepén található
• A LogFile egy naplófájl
• Boot – ahogy a neve is sugallja, Őfelsége a boot szektor
• Bitmap - a partíció szabad helyének térképe

Stb. A metafájlokkal kapcsolatos információk az MFT fájlban találhatók. Nehéz? Van ilyen. De mindezt a szemetet az NTFS megbízhatóságának növelésére találták ki, és indokolt. Menjünk tovább. Az NTFS gyakorlatilag nem korlátozza a lemezméreteket (legalábbis a jelenlegi merevlemez-gyártási technológiákkal). A klaszter mérete 512 b és 64 Kb között változhat, bár a szokásos mérete 4 Kb.

Most beszéljünk a katalógusról. Ez egy metafájl $ jelöléssel. . Részekre van osztva, amelyek mindegyike tartalmazza a fájl nevét, attribútumait és az MFT fájlra mutató hivatkozást. És az összes többi információ már ott van. A könyvtár egy bináris fa. Próbáljuk kitalálni, miféle baromság ez. A könyvtárban a lemezen lévő adatokkal kapcsolatos információk úgy helyezkednek el, hogy egy fájl keresése során a könyvtár két részre oszlik, és a válasz abban rejlik, hogy melyik rész tartalmazza azt, amit keres. Ugyanez a művelet megismétlődik a kiválasztott felén. És így tovább, amíg meg nem találja a kívánt fájlt.

És most a fájlokról. Ilyenek nem léteznek. Normális, igen! Vannak úgynevezett patakok, vagy normál orosz nyelven - patakok. Vagyis bármely információegység több folyamot képvisel. Az egyik szál maga az adat, ez a fő. A többi adatfolyam fájlattribútum. Bármely fájlhoz csatolhat bármilyen más fájlt. Egyszerűen fogalmazva, egy teljesen új adatfolyamot csatolhat ugyanazon adatok folyamaihoz, és új adatokat írhat oda. A fájlméretre vonatkozó információkat azonban a fő adatfolyam hangereje alapján veszik. A lemezen lévő üres vagy kisméretű fájlok csak metafájlokban jelennek meg. Ez a lemezterület megtakarítása érdekében történt. Általánosságban meg kell jegyezni, hogy a fájl fogalma sokkal mélyebb és tágabb, és meglehetősen nehéz az összes tulajdonságot leírni. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a fájlnév maximális hossza elérheti a 255 karaktert.

Ezenkívül az NTFS-fájlok olyan csodálatos tulajdonsággal rendelkeznek, mint a tömörített. Bármely fájl vagy akár könyvtár tömöríthető. Maga a tömörítési művelet észrevétlenül történik, mivel sebessége meglehetősen magas. A kupac előtt úgynevezett virtuális tömörítést alkalmaznak, vagyis a fájl egyik része tömöríthető, a másik viszont nem. A tömörítés blokkokban történik. Minden blokk 16 klaszternek felel meg.

Az NTFS adattitkosítást használ. Így ha a rendszert lebontotta és újra telepíti, megfelelő felhatalmazás nélkül nem tudja majd elolvasni a titkosított fájlokat.

Most a fakitermelésről. De először definiáljuk a tranzakció fogalmát. A tranzakció olyan művelet, amelyet teljes egészében végre kell hajtani (jól kell olvasni), különben egyáltalán nem kerül végrehajtásra. Tehát ezen szemétség alapján, ha hiba történik az adatok lemezre írása közben, akkor az új fájlról nem készül feljegyzés a metafájlokban. A felvétel megkezdésének helye pedig tisztának minősül. Erre azért van szükség, hogy megvédjük :-) a különböző típusú aranyértől. Egyszóval a végére teljesítettem az akciót - készítettem felvételt, nem sikerült - és nem kell rögzíteni. De meg kell jegyezni, hogy a naplózó funkció a fájlrendszer funkcionalitását őrzi meg, nem az Ön adatait.

Végül az NTFS-nek két további funkciója van: a Symbolic Links – virtuális könyvtárak létrehozásának képessége, valamint a Hard Links – több név támogatása ugyanannál a fájlnál.

Jelenleg ez a fájlrendszer a leggyakoribb, bár a Windows XP megjelenése után fokozatosan elveszíti pozícióját. A Windows család összes operációs rendszere a Windows 95 OSR2-től kezdve támogatja a FAT 32-t. Tehát a FAT 32 (File Allocation Table) egy táblázat a fájlkiosztáshoz. Szinte a lemez elején található. FAT lemez szerkezete:

1. a fő és a kiegészítő partíciók rendszerindító szektorai;

2. a logikai lemez indító szektora;

3. gyökérkönyvtár;

4. adatterület;

5. henger diagnosztikai olvasási/írási műveletek végrehajtására;

A FAT 32 fő előnye a FAT 16-tal szemben, hogy 16 bites bejegyzések helyett 32 bites bejegyzéseket használnak. Ez viszont 268 435 456-ra növeli a fürtök számát a partícióban (a FAT-ban 65 536). FAT 32 használatakor a kötet mérete 2 Tb, egy fájl mérete pedig elérheti a 4 Gb-ot. Észrevehető különbség a FAT 32 és a korábbi táblák között, hogy a gyökérkönyvtár nem foglal el rögzített lemezterületet, és bármilyen méretű lehet.

A fürtméret FAT 32 használatakor egy 2 Gb-os partícióban 5000 fájllal 4 Kb (FAT-ban 16-32 Kb), a táblázat legfeljebb 524 288 rekordot használ. Ebben az esetben maga a táblázat körülbelül 2 MB lesz.

Az NTFS és a FAT 32 összehasonlítása.

Nos, térjünk rá a két fájlrendszer összehasonlításának hálátlan feladatára.

Előnyök:

1. Gyors hozzáférési sebesség kis fájlokhoz;

2. A lemezterület mérete ma gyakorlatilag korlátlan;

3. A fájlok töredezettsége magát a fájlrendszert nem érinti;

4. Az adattárolás és maga a fájlstruktúra nagy megbízhatósága;

5. Nagy teljesítmény, ha nagy fájlokkal dolgozik;

Hibák:

1. Magasabb követelmények a RAM kapacitással szemben, mint a FAT 32;

2. A közepes méretű katalógusokkal való munka a töredezettségük miatt nehézkes;

3. Lassabb működési sebesség a FAT 32-höz képest

Előnyök:

1. Nagy sebesség;

2. Alacsony RAM-igény;

3. Hatékony munka közepes és kisméretű fájlokkal;

4. Kisebb lemezkopás a kevesebb olvasó/író fejmozgás miatt.

Hibák:

1. Alacsony védelem a rendszerhibák ellen;

2. Hatástalan munka nagy fájlokkal;

3. Egy partíció és fájl maximális kötetének korlátozása;

4. Csökkent teljesítmény a töredezettség miatt;

5. Csökkentett teljesítmény, ha nagyszámú fájlt tartalmazó könyvtárakkal dolgozik;

Szóval néhány gondolat. Mindkét fájlrendszer 512 b méretű fürtökben tárolja az adatokat. A szokásos klaszterméret általában 4 Kb. Valószínűleg itt ér véget a hasonlóság. Valami a töredezettségről: Az NTFS teljesítménye meredeken csökken, ha a lemez 80-90%-ban megtelt. Ennek oka a szolgáltatási és munkafájlok töredezettsége. Minél többet dolgozik ilyen elfoglalt lemezzel, annál erősebb a töredezettség és annál alacsonyabb a teljesítmény. A FAT 32-ben a lemez munkaterületének töredezettsége a korábbi szakaszokban történik. A lényeg itt attól függ, hogy milyen gyakran ír/töröl adatokat. Az NTFS-hez hasonlóan a töredezettség nagymértékben csökkenti a teljesítményt. Most a RAM-ról. Maga a FAT 32 táblázat térfogata körülbelül több megabájtot foglalhat el a RAM-ban. De a gyorsítótárazás segít. Ami a gyorsítótárba van írva:

1. A leggyakrabban használt könyvtárak;

2. Adatok az összes jelenleg használt fájlról;

3. Adatok a szabad lemezterületről;

Mi a helyzet az NTFS-szel? A nagy könyvtárakat nehéz gyorsítótárazni, és több tíz megabájtot is elérhetnek. Plusz MFT, plusz információ a szabad lemezterületről. Bár meg kell jegyezni, hogy az NTFS továbbra is meglehetősen gazdaságosan használja a RAM erőforrásokat. Sikeres adattárolási rendszerünk van MFT-ben, minden rekord kb. 1 Kb. De ennek ellenére a RAM mennyiségére vonatkozó követelmények magasabbak, mint a FAT 32 esetében. Röviden, ha a memória kisebb vagy egyenlő, mint 64 Mb, akkor a FAT 32 hatékonyabb lesz a sebesség szempontjából A sebességkülönbség kicsi lesz, és gyakran egyáltalán nem. Most magáról a merevlemezről. Az NTFS használatához Bus Mastering szükséges. Mi ez? Ez a vezető és a vezérlő egy speciális üzemmódja. A BM használatakor a csere a processzor részvétele nélkül történik. A virtuális gép hiánya befolyásolja a rendszer teljesítményét. Ráadásul a bonyolultabb fájlrendszer alkalmazása miatt megnő az író/olvasó fejek mozgásainak száma, ami szintén befolyásolja a sebességet. A lemezgyorsítótár jelenléte egyformán pozitív hatással van az NTFS-re és a FAT 32-re is.