Caracteristici ale sistemelor de fișiere FAT32, NTFS și exFAT. Grăsimea sistemului de fișiere

Subiect: sisteme de operare.
Întrebare: nr. 7

—————————————————————

Sistemul de fișiere – Acesta este un set de specificații și software-ul corespunzător care sunt responsabile pentru crearea, distrugerea, organizarea, citirea, scrierea, modificarea și mutarea informațiilor despre fișiere, precum și pentru controlul accesului la fișiere și gestionarea resurselor care sunt utilizate de fișiere.

Există trei versiuni de FAT - FAT-12, FAT-16 și FAT-32. Ele diferă prin numărul de biți alocați pentru a stoca numărul clusterului. FAT-12 este folosit în principal pentru dischete, FAT-16 pentru discuri mici.

—————————————————————

GRAS 16 — Tabelul de alocare a fișierelor :

Sistemul de fișiere FAT16 a fost dezvoltat înainte de crearea MS DOS și este suportat în prezent de toate sistemele de operare Microsoft pentru a asigura compatibilitatea.

Numele său reflectă perfect organizarea sistemului de fișiere.

Principalele caracteristici ale sistemului de fișiere:

• § Dimensiunea maximă a unui volum acceptat (hard disk sau partiție) = 4095 MB. În perioada de utilizare a MS DOS 4, discurile Gigabyte păreau un vis.
• § Un volum formatat pentru a utiliza FAT16 este împărțit în clustere. Dimensiunea implicită a clusterului depinde de dimensiunea volumului și poate varia de la 512 octeți la 64 KB.

Nu se recomandă utilizarea sistemului de fișiere FAT16 pe volume mai mari de 511 MB, deoarece pentru fișiere relativ mici, spațiul pe disc va fi folosit extrem de ineficient: un fișier de 1 octet va fi folosit.

copiii ocupă 64 KB. Indiferent de dimensiunea clusterului, sistemul de fișiere FAT16 nu este acceptat pentru volume mai mari de 4 GB.

Primul sector al volumului este sectorul de boot. Urmează tabelele FAT1 și FAT2.

Tabelul FAT face parte din sistemul de fișiere FAT. Conține elemente care descriu stările clusterelor din volum.

FAT2 este o copie a FAT1.

Când utilizați sistemul de fișiere FAT16, a doua copie a tabelului FAT este întotdeauna urmată de directorul rădăcină. Singura diferență dintre directorul rădăcină și celelalte este că directorul rădăcină se află într-o anumită locație și are un număr fix de intrări. Fiecare director și fișier utilizează una sau mai multe intrări. De exemplu: Dacă numărul de apariții fixe pentru directorul rădăcină este 512 și sunt create 100 de subdirectoare, în directorul rădăcină pot fi create maximum 412 fișiere (512–100).

Pentru fiecare fișier și director, informațiile sunt stocate în sistemul de fișiere în conformitate cu structura:

Fiecare element de director conține numărul de grup de început al fișierului descris de element. Acest număr este un indicator către FAT, care conține informații despre grupurile rămase ale fișierului, organizate într-o listă legată.

În FAT16, clusterele pot avea semnificații diferite:

(0)000 h cluster gratuit,

(F)FF0h–(F)FF6h rezervat,

(F) FF7h cluster defect,

(F)FF8h – (F)FFFh sfârşitul fişierului,

(0)002h–(F)FEFh numărul următorului cluster al fișierului.

Locația fișierelor după cluster este afișată mai sus: există trei fișiere în folder; primul dintre ele – File1 – ocupă trei clustere (fișierul nu este fragmentat, clusterele 2, 3 și 4 sunt localizate secvențial); al doilea fișier – Fișier2 – este fragmentat și situat în clusterele 5, 6 și 8; al treilea - File3 - ocupă un singur cluster. Intrarea pentru fiecare fișier conține adresa clusterului său de pornire (2, 5 și, respectiv, 7).

Ultimul cluster al fiecărui fișier (4, 8 și 7) conține valoarea FFFF ca următoarea adresă de cluster, indicând că acesta este ultimul cluster pentru acel fișier.

Deoarece toate aparițiile au aceeași dimensiune a blocului de informații, ele diferă în octetul de atribut. Unul dintre biții dintr-un octet dat poate indica că acesta este un director, altul poate indica că este o etichetă de volum. Patru biți sunt disponibili pentru utilizatori pentru a controla atributele fișierului: arhivă, sistem, ascuns, doar pentru citire.

—————————————————————

AvantajeGRAS16:

1.) sistemul de fișiere este suportat de sistemele de operare MS DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, precum și unele sisteme de operare UNIX;

2.) există un număr mare de programe care vă permit să corectați erorile din acest sistem de fișiere și să restaurați datele;

3.) dacă apar probleme la bootarea de pe hard disk, sistemul poate fi pornit de pe o dischetă;

4.) acest sistem de fișiere este destul de eficient pentru volume mai mici de 256 MB.

—————————————————————

Principalele dezavantajeGRAS16:

1.) directorul rădăcină nu poate conține mai mult de 512 elemente. Utilizarea numelor lungi de fișiere reduce semnificativ numărul acestor elemente;

2.) FAT16 acceptă maximum 65536 clustere, iar din moment ce unele clustere sunt rezervate de sistemul de operare, numărul de clustere disponibile este de 65524. Fiecare cluster are o dimensiune fixă ​​pentru un anumit dispozitiv logic. Odată atins numărul maxim de clustere, cu o dimensiune maximă de 32 kiloocteți, dimensiunea maximă a volumului suportată este limitată la 4 gigaocteți care rulează Windows 2000. Pentru a menține compatibilitatea cu MS DOS, Windows 95 și Windows 98, dimensiunea volumului sub FAT16 ar trebui nu depășește 2 GB;

3.) backup-ul sectorului de boot nu este acceptat;

4.) FAT16 nu acceptă protecția și compresia fișierelor încorporate;

5.) pe discuri mari, se pierde mult spațiu din cauza faptului că se utilizează dimensiunea maximă a clusterului. Spațiul pentru un fișier este alocat în funcție de dimensiunea fișierului, ci de dimensiunea clusterului.

—————————————————————

GRAS32 – și tabelul de locație a fișierelor (Fişier Alocare Masa):

Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) a introdus suport pentru FAT pe 32 de biți în Windows. Pentru sistemele bazate pe Windows NT, acest sistem de fișiere a fost acceptat pentru prima dată în Microsoft Windows 2000.

FAT32 este capabil să deservească volume de până la 4 TB. Dimensiunea clusterului în FAT32 poate varia de la 1 (512 octeți) la 64 de sectoare (32 KB).

FAT32 necesită 4 octeți pentru a stoca valorile cluster (32 de biți, nu 16 ca în FAT16). Aceasta înseamnă, în special, că unii

Unele utilitare de fișiere concepute pentru FAT16 nu pot funcționa cu FAT32.

Principala diferență dintre FAT32 și FAT16:

este de a redimensiona partiția logică a discului. Mai mult, dacă la utilizare

În timp ce FAT16 cu discuri de 2 GB necesita un cluster de 32 KB, în FAT32 un cluster de 4 KB este potrivit pentru discuri cu dimensiuni cuprinse între 512 MB și 8 GB. Prin urmare, acest lucru înseamnă o utilizare mai eficientă a spațiului pe disc - cu cât clusterul este mai mic, cu atât este necesar mai puțin spațiu pentru stocarea fișierului și, ca urmare, este mai puțin probabil ca discul să devină fragmentat.

FAT32 vă permite să creșteți numărul maxim de intrări din directorul rădăcină la 65535.

FAT32 impune restricții privind dimensiunea minimă a volumului - cel puțin 65527 clustere. În același timp, dimensiunea clusterului nu poate fi astfel încât FAT să ocupe mai mult de 16 MB - 64 KB / 4 sau 4 milioane de clustere.

—————————————————————

AvantajeGRAS32:

1.) alocarea spațiului pe disc este mai eficientă, în special pentru discuri mari;

2.) directorul rădăcină din FAT32 este un lanț obișnuit de clustere și poate fi localizat oriunde pe disc;

3.) datorită utilizării clusterelor mai mici (4 KB pe discuri de până la 8 GB), spațiul de pe disc ocupat este de obicei cu 10–15% mai mic decât în ​​FAT16;

4.) FAT32 este un sistem de fișiere mai fiabil. În special, acceptă capacitatea de a muta directorul rădăcină și de a utiliza o copie de rezervă FAT. În plus, înregistrarea de boot conține un număr de date critice pentru sistemul de fișiere.

—————————————————————

Principalele dezavantajeGRAS32:

1.) dimensiunea volumului atunci când utilizați FAT32 sub Windows 2000 este limitată la 32 GB;

2.) Volumele FAT32 nu sunt accesibile din multe sisteme de operare care acceptă FAT;

3.) o copie de rezervă a sectorului de boot nu este acceptată;

4.) FAT32 nu acceptă protecția și compresia fișierelor încorporate.

—————————————————————

Fişier sistemNTFS (New Technology File System).

Se caracterizează printr-o serie de îmbunătățiri și modificări semnificative care diferă semnificativ de alte sisteme de fișiere. Din punctul de vedere al utilizatorului fișierului, totul este stocat și în directoare. Cu toate acestea, în NTFS, spre deosebire de FAT, lucrul pe discuri mai mari este mult mai eficient.

O atenție deosebită (în timpul proiectării) a fost acordată următoarelor caracteristici:

1.) fiabilitate. este un element cheie al structurii și comportamentului NTFS. O modalitate de a crește fiabilitatea este introducerea unui mecanism de tranzacție în care Logare operațiuni cu fișiere;

2.) funcționalitate extinsă . NTFS a fost conceput cu expansiune în minte. A implementat multe caracteristici suplimentare: toleranță îmbunătățită la erori; emularea altor sisteme de fișiere; model de securitate puternic; procesarea paralelă a fluxurilor de date; crearea de atribute de fișier definite de utilizator;

3.) suport pentru o interfață de sistem independentă de platformă pentru mediul computerizat POSIX(Interfață de sistem de operare portabilă pentru medii computerizate). Deoarece guvernul SUA a cerut ca toate sistemele pe care le-a achiziționat să fie cel puțin compatibile cu POSIX, NTFS a inclus această capacitate.

Caracteristicile de bază ale sistemului de fișiere POSIX includ utilizarea opțională a numelor de fișiere sensibile la majuscule, stocarea ultimei ore de acces a unui fișier și mecanismul așa-numitelor „legături rigide” (nume alternative care vă permit să faceți referire la același fișier în două sau mai multe nume);

4.) flexibilitate. Modelul de alocare a spațiului pe disc în NTFS este extrem de flexibil. Dimensiunea clusterului poate varia de la 512 octeți la 64 KB; este un multiplu al cuantumului de alocare a spațiului intern pe disc. NTFS acceptă, de asemenea, nume lungi de fișiere, setul de caractere Unicode și nume alternative în format 8.3 pentru compatibilitate FAT.

Ca și în cazul FAT, unitatea principală de informații în NTFS este clusterul.

Teoretic, NTFS acceptă volume cu până la 2 32 de clustere, dar cu toate acestea, pe lângă lipsa hard disk-urilor de această dimensiune, există și alte restricții privind dimensiunea maximă a volumului. O astfel de constrângere este tabelul de partiții. Standardele industriale limitează dimensiunea unui tabel de partiții de la 2 la 32 de sectoare. O altă limitare este dimensiunea sectorului, care este de obicei de 512 octeți. Deoarece dimensiunea sectorului se poate modifica în viitor, dimensiunea actuală limitează dimensiunea unui singur volum la 2 TB (2 32 × 512 octeți = 241). Astfel, o dimensiune a volumului de 2 TB este limita practică pentru volumele fizice și logice NTFS.

—————————————————————

Controlul accesului la fișiere și directoare:

Când utilizați volume NTFS, puteți seta drepturi de acces la fișiere și directoare. Aceste permisiuni indică ce utilizatori și grupuri au acces la ele și ce nivel de acces. În NTFS, puteți seta permisiuni de acces la distanță, combinate cu permisiuni de acces la fișiere și directoare. Versiunea de NTFS folosită în Windows 2000 a introdus un nou tip de permisiuni de acces - permisiuni moștenite.

——————————————

Comprimarea fișierelor și directoarelor:

Windows 2000 acceptă comprimarea fișierelor și directoarelor situate pe volume NTFS. Fișierele comprimate pot fi citite și scrise de orice aplicație Windows. Nu este nevoie să le despachetați în prealabil pentru aceasta. Algoritmul de compresie utilizat

similar cu cel folosit în Double-Space (MS DOS 6.0) și DriveSpace (MS DOS 6.22), dar are o diferență semnificativă - sub MS DOS întreaga partiție primară sau dispozitivul logic este comprimată, în timp ce sub NTFS puteți împacheta fișiere și cataloage individuale .

Algoritmul de compresie NTFS este conceput pentru a suporta clustere de până la 4 KB. Dacă dimensiunea clusterului este mai mare de 4 KB, caracteristicile de compresie NTFS devin indisponibile.

—————————————————————

Auto vindecareNTFS:

Sistemul de fișiere NTFS are capacitatea de a se auto-vindeca și își poate menține integritatea prin utilizarea unui jurnal al acțiunilor efectuate și a unui număr de alte mecanisme. NTFS consideră fiecare operațiune care modifică fișierele de sistem pe volume NTFS ca o tranzacție și stochează informații despre o astfel de tranzacție în jurnal. O tranzacție începută poate fi fie complet finalizată (commit) fie anulată (rollback). În acest din urmă caz, volumul NTFS revine la starea de dinainte de începerea tranzacției.

Când creați un sistem de fișiere NTFS, formatatorul creează un fișier MFT (Master File Table) și alte zone pentru stocarea metadatelor. Metadatele sunt folosite de NTFS pentru a implementa structura fișierului.

—————————————————————

Capacitățile sistemului de fișiere NTFS de a restricționa accesul la fișiere și directoare:

Datorită prezenței unui mecanism de atribute extinse, NTFS implementează restricții privind accesul la fișiere și directoare. Aceste atribute suplimentare utilizate pentru a restricționa accesul la obiectele fișier sunt numite atribute de securitate. De fiecare dată când este accesat un astfel de obiect, o listă specială de drepturi de acces discreționare atribuite acestuia este comparată cu un identificator de sistem special care conține informații despre numele utilizatorului care face cererea curentă către fișier sau director. Dacă permisiunea necesară este în listă, atunci acțiunea este efectuată, în caz contrar sistemul raportează un refuz.

Sistemul de fișiere NTFS are așa-numitele permisiuni individuale care pot fi atribuite oricărui fișier și/sau director: Citit(citit),Scrie(scrie)a executa(a executa),Șterge(șterge),SchimbarePermisiuni(schimba permisiunile)Și Preia proprietatea(deveniți proprietar).

Acțiunile corespunzătoare acestor permisiuni pot fi efectuate numai în cazurile în care utilizatorul sau grupul căruia îi aparține are aceeași permisiune.

Există trei reguli importante care vor ajuta la determinarea stării drepturilor de acces la mutarea sau copierea obiectelor NTFS:

1) la mutarea fișierelor în limitele unei partiții NTFS, drepturile de acces originale sunt păstrate;

2) la efectuarea altor operațiuni (crearea sau copierea fișierelor, precum și mutarea acestora între partiții NTFS), drepturile de acces ale directorului părinte sunt moștenite;

3) la mutarea fișierelor dintr-o partiție NTFS într-o partiție FAT, toate drepturile NTFS sunt pierdute.

Nu există postări similare...

Înainte de apariția sistemului de operare Microsoft Windows NT, utilizatorii de computere personale au avut rareori problema de a alege un sistem de fișiere. Toți proprietarii de sisteme de operare (OS) MS-DOS și Microsoft Windows au folosit unul dintre tipurile de sisteme de fișiere numite FAT (FAT-12, FAT-16 sau FAT-32).

Acum situația s-a schimbat. Când instalați Microsoft Windows NT/2000/XP, atunci când formatați discul trebuie să alegeți între trei sisteme de fișiere - FAT-16, FAT-32 sau NTFS.

În acest articol vom vorbi despre structura internă a sistemelor de fișiere enumerate, luăm în considerare dezavantajele și avantajele lor inerente. Înarmat cu aceste cunoștințe, puteți face o alegere informată în favoarea unui anumit sistem de fișiere pentru Microsoft Windows.

Pe scurt despre sistemul de fișiere FAT

Sistemul de fișiere FAT a apărut în zorii dezvoltării computerelor personale și a fost inițial destinat stocării fișierelor pe dischete.

Informațiile sunt stocate pe discuri și dischete în porțiuni, în sectoare de 512 octeți. Întregul spațiu pe dischetă a fost împărțit în zone cu lungime fixă ​​numite clustere. Un cluster poate conține unul sau mai multe sectoare.

Fiecare fișier ocupă unul sau mai multe clustere, eventual necontigue. Numele fișierelor și alte informații despre fișiere, cum ar fi dimensiunea și data creării, sunt situate în zona inițială a dischetei alocată directorului rădăcină.

Pe lângă directorul rădăcină, în sistemul de fișiere FAT pot fi create și alte directoare. Împreună cu directorul rădăcină, ele formează un arbore de directoare care conține informații despre fișiere și directoare. În ceea ce privește locația clusterelor de fișiere pe disc, aceste informații sunt stocate în zona inițială a dischetei, numită Tabelul de alocare a fișierelor (FAT).

Fiecare cluster din tabelul FAT are propria sa celulă individuală, care stochează informații despre cum este utilizat acest cluster. Astfel, tabelul de alocare a fișierelor este o matrice care conține informații despre clustere. Mărimea acestei matrice este determinată de numărul total de clustere de pe disc.

Directorul stochează numărul primului cluster alocat unui fișier sau subdirector. Numerele grupurilor rămase pot fi găsite folosind tabelul de alocare a fișierelor FAT.

La dezvoltarea formatului tabelului FAT, scopul a fost de a economisi spațiu, deoarece... Discheta are o capacitate foarte mică (de la 180 KB la 2,44 MB). Prin urmare, doar 12 cifre binare au fost alocate pentru a stoca numerele cluster. Ca urmare, tabelul FAT a fost împachetat atât de strâns încât a ocupat doar un sector al dischetei.

Tabelul FAT conține informații critice despre locația directoarelor și fișierelor. Dacă FAT devine corupt din cauza unei defecțiuni hardware, software sau viruși, accesul la fișiere și directoare se va pierde. Prin urmare, pentru a fi în siguranță, două copii ale tabelului FAT sunt de obicei create pe disc.

Diferite versiuni de FAT

După apariția hard disk-urilor de mare capacitate (în acele vremuri, discurile cu dimensiunea de 10-20 MB erau considerate mari), numărul clusterelor a crescut, iar 12 biți au devenit insuficienti pentru a-și stoca numerele. A fost dezvoltat un nou format de tabel de alocare a fișierelor pe 16 biți, în care doi octeți au fost alocați pentru a stoca numărul unui cluster. Vechiul sistem de fișiere conceput pentru dischete a devenit cunoscut sub numele de FAT-12, iar cel nou a devenit cunoscut sub numele de FAT-16.

Tabelul FAT-16 mărit nu se mai potrivește într-un singur sector, dar cu dimensiuni mari ale discurilor, acest dezavantaj nu a jucat un rol semnificativ. Ca și înainte, două copii ale tabelului FAT au fost stocate pe disc pentru asigurare.

Cu toate acestea, când capacitatea discului a început să fie măsurată în sute de MB și chiar gigaocteți, sistemul de fișiere FAT-16 a devenit din nou ineficient. Pentru ca numerele de cluster să se potrivească în 16 biți, atunci când formatați discuri mari, este necesar să creșteți dimensiunea clusterului la 16 KB sau chiar mai mult. Acest lucru a cauzat probleme atunci când un număr mare de fișiere mici trebuia stocat pe disc. Deoarece spațiul de stocare a fișierelor este alocat în clustere, chiar și un fișier foarte mic necesită prea mult spațiu pe disc pentru a fi alocat.

Ca rezultat, a fost făcută o altă încercare, aparent finală, de a îmbunătăți sistemul de fișiere FAT - dimensiunea celulei din tabelul de alocare a fișierelor a fost mărită la 32. Acest lucru a făcut posibilă formatarea discurilor de sute de MB și de câțiva GB în dimensiune folosind o dimensiune relativ mică. dimensiunea clusterului. Noul sistem de fișiere a devenit cunoscut sub numele de FAT-32.

Standard 8.3

Înainte de apariția Microsoft Windows 95, utilizatorii de computere personale au fost forțați să folosească „standardul 8.3” foarte incomod pentru denumirea fișierelor, în care numele fișierului trebuia să fie format din 8 caractere plus 3 caractere de extensie. Această limitare a fost impusă nu numai de interfața programului a sistemului de operare MS-DOS, ci și de structura de intrare a directorului a sistemului de fișiere FAT.

După modificarea structurii intrărilor de director, limita numărului de caractere dintr-un nume de fișier a fost practic eliminată. Numele fișierului poate avea acum până la 255 de caractere, ceea ce este, evident, suficient în majoritatea cazurilor. Cu toate acestea, un astfel de sistem de fișiere FAT modificat a devenit incompatibil cu sistemul de operare MS-DOS, precum și cu versiunile Microsoft Windows shell 3.1 și 3.11 care rulează în mediul său.

Puteți citi mai multe despre formatele structurilor interne FAT în articolul nostru „Recuperarea datelor în partiții FAT” publicat pe acest site.

Limitări ale sistemului de fișiere FAT

Când decideți dacă să utilizați sistemul de fișiere FAT pentru a formata un disc, ar trebui să fiți conștienți de limitările inerente ale acestuia. Aceste restricții se referă în primul rând la dimensiunea maximă a unui disc FAT, precum și la dimensiunea maximă a unui fișier aflat pe acest disc.

Dimensiunea maximă a unei unități logice FAT-16 este de 4 GB, ceea ce este foarte mic conform standardelor moderne. Microsoft, însă, nu recomandă crearea de discuri FAT-16 mai mari de 200 MB, deoarece... în acest caz, spațiul pe disc va fi folosit foarte ineficient.

Teoretic, dimensiunea maximă a unui disc FAT-32 poate fi de 8 TB, ceea ce ar trebui să fie suficient pentru a implementa orice aplicație modernă. Această valoare se obține prin înmulțirea numărului maxim de clustere (268.435.445) cu dimensiunea maximă a clusterului permisă de FAT-32 (32 KB).

Cu toate acestea, în practică, situația arată puțin diferit.

Din cauza limitărilor interne, utilitarul ScanDisk din Microsoft OS 95/98 nu poate funcționa cu discuri mai mari de 127,53 GB. Acum un an, o astfel de limitare nu ar fi cauzat probleme, dar astăzi au apărut deja pe piață unități ieftine de 160 GB, iar în curând capacitatea lor va fi și mai mare.

În ceea ce privește noile sisteme de operare Microsoft Windows 2000/XP, acestea nu sunt capabile să creeze partiții FAT-32 cu o capacitate care depășește 32 GB. Dacă aveți nevoie de partiții de această dimensiune sau mai mari, Microsoft vă va sugera să utilizați sistemul de fișiere NTFS.

O altă limitare semnificativă a FAT-32 este dimensiunea fișierului - nu poate depăși 4 GB. Această limitare va afecta, de exemplu, când se înregistrează fragmente video pe disc sau când se creează fișiere mari de baze de date.

Un director FAT-32 poate stoca maximum 65534 de fișiere.

Dezavantajele FAT

Pe lângă limitările discutate mai sus, sistemul de fișiere FAT are și alte dezavantaje. Cea mai semnificativă, aparent, este absența completă a instrumentelor de control al accesului, precum și posibilitatea de a pierde informații despre locația tuturor fișierelor după distrugerea unui tabel FAT destul de compact și a copiei acestuia.

Pornind computerul de pe discheta sistemului, un atacator poate obține cu ușurință acces la orice fișiere stocate pe discuri cu sistemul de fișiere FAT. Îi va fi ușor să copieze apoi aceste fișiere pe un dispozitiv ZIP sau pe alt mediu de stocare extern.

Când utilizați FAT pe discuri de server, este imposibil să asigurați o delimitare fiabilă și flexibilă a accesului utilizatorilor la directoare. De aceea, și, de asemenea, datorită rezistenței sale scăzute la eșecuri, FAT nu este de obicei folosit pe servere.

Prezența tabelelor compacte de alocare a fișierelor FAT face din acest sistem de fișiere o țintă vulnerabilă pentru virușii informatici - este suficient să distrugi fragmentul inițial al unui disc FAT și aproape toate datele se vor pierde.

Sistem de fișiere NTFS

Sistemul modern de fișiere NTFS, dezvoltat de Microsoft pentru sistemul său de operare Microsoft Windows NT, este lipsit de limitările și dezavantajele FAT. De la începuturile sale, sistemul de fișiere NTFS în evoluție a suferit mai multe îmbunătățiri, dintre care cele mai recente (la momentul scrierii acestui articol) au fost realizate în Microsoft Windows XP.

În sistemul de fișiere NTFS, toate atributele fișierelor (numele, dimensiunea, locația extensiilor fișierelor pe disc etc.) sunt stocate într-un fișier de sistem ascuns $MFT. De la unul la mai mulți KB sunt alocați pentru stocarea informațiilor despre fiecare fișier (și director) în $MFT. Dacă există un număr mare de fișiere stocate pe disc, dimensiunea fișierului $MFT poate ajunge la zeci sau chiar sute de MB.

Fișierele mici (de ordinul a sute de octeți) sunt stocate direct în $MFT, ceea ce accelerează semnificativ accesul la ele.

Rețineți, totuși, că suprasarcina NTFS pentru stocarea informațiilor de sistem, deși depășește suprasarcina FAT, nu este încă foarte mare în comparație cu volumul discurilor moderne. Deoarece fișierul $MFT este de obicei situat mai aproape de mijlocul discului, distrugerea primelor piese ale unui disc NTFS nu duce la consecințe fatale precum distrugerea zonelor inițiale ale unui disc FAT.

Sistemul de fișiere NTFS are multe caracteristici pe care FAT nu le are. Acestea permit o flexibilitate, fiabilitate și securitate mult mai mare în comparație cu FAT.

Să enumerăm câteva dintre cele mai interesante caracteristici ale NTFS în versiunile moderne.

Instrumente de control acces

Instrumentele de control al accesului NTFS sunt destul de flexibile și vă permit să controlați accesul la nivelul fișierelor și directoarelor individuale, acordând (sau blocând) accesul utilizatorilor individuali sau grupurilor de utilizatori.

Deși la prima vedere poate părea că instrumentele de control al accesului sunt necesare doar pentru serverele de fișiere, acestea vor fi necesare și dacă mai mulți utilizatori au acces la computer.

Criptarea fișierelor

Instrumentele de control al accesului menționate mai sus vor fi inutile dacă discul fizic NTFS va cădea în mâinile unui atacator. Folosind utilități moderne, conținutul unui astfel de disc poate fi citit fără prea multe dificultăți în orice sistem de operare - DOS, Microsoft Windows sau Linux.

Pentru a proteja fișierele utilizatorului împotriva accesului neautorizat, sistemele de operare Microsoft Windows 2000/XP oferă criptare suplimentară a fișierelor stocate în partițiile NTFS. Și deși puterea unei astfel de criptări poate să nu fie foarte mare, este destul de suficientă în majoritatea cazurilor.

RAID de disc software

Folosind NTFS, puteți crea un așa-numit software RAID 1 (Set în oglindă). Această matrice, alcătuită din două discuri fizice sau logice de aceeași dimensiune, vă permite să duplicați (sau, după cum se spune, „oglindă”) fișiere.

O astfel de matrice vă poate proteja fișierele în cazul unei defecțiuni fizice a unuia dintre discurile care alcătuiesc matricea, prin urmare, este adesea folosită pentru a crește fiabilitatea unui sistem de discuri.

Seturi de volum

Sistemul de fișiere NTFS vă permite să combinați mai multe partiții situate pe unul sau mai multe discuri fizice într-un singur volum logic. Acest lucru poate fi necesar, de exemplu, pentru a stoca fișiere mari de baze de date care nu se potrivesc pe un singur disc fizic sau pentru a crea un director cu un volum total de fișiere care depășește dimensiunea discului fizic.

Seturile create din mai multe partiții sau discuri fizice se numesc Volume Set (în terminologia Microsoft Windows NT OS) sau Spanned Volume (în terminologia Windows 2000/XP OS).

Ambalarea fișierelor

Pentru a economisi spațiu pe disc, puteți folosi capacitatea NTFS de a împacheta (comprima) fișiere. În plus, NTFS vă permite să creați așa-numitele fișiere rare care conțin zone de date zero. Astfel de fișiere pot fi mari, dar ocupă puțin spațiu pe disc, deoarece doar octeții semnificativi ai fișierului sunt de fapt stocați.

Vă rugăm să rețineți că împachetarea fișierelor va încetini puțin lucrurile. Această împrejurare, însă, nu va conta întotdeauna. De exemplu, documentele de birou pot fi împachetate fără o scădere vizibilă a vitezei de lucru, dar acest lucru nu se poate spune despre fișierele de bază de date care sunt accesate simultan de un număr mare de utilizatori. Având în vedere disponibilitatea pe piață a unor discuri relativ ieftine, cu volum mare, produsele de ambalare ar trebui folosite numai atunci când sunt cu adevărat necesare. Acest lucru, totuși, se aplică și altor caracteristici NTFS.

Fișiere cu mai multe fire

Dacă este necesar, mai multe fluxuri de informații pot fi stocate într-un singur fișier scris pe un disc NTFS. Acest lucru permite, în special, să furnizați fișiere de documente cu informații suplimentare, să stocați mai multe versiuni de documente într-un singur fișier (de exemplu, în diferite limbi), să stocați codul programului și datele în fluxuri separate ale unui fișier etc.

Conexiuni dure

Legăturile fizice vă permit să atribuiți mai multe nume diferite unui fișier fizic prin plasarea acestor nume (adică, linkuri către fișier) în directoare diferite. Când ștergeți un link, fișierul în sine nu este șters. Numai atunci când toate conexiunile unui fișier sunt distruse, fișierul în sine va fi șters.

Rețineți că astfel de capabilități sunt tipice pentru sistemele de fișiere utilizate în sistemele de operare asemănătoare Unix, de exemplu, în Linux, FreeBSD etc.

Ignoră punctele

Obiectele de sistem NTFS, cum ar fi punctele de analiză, vă permit să redefiniți orice fișier sau director. În acest caz, de exemplu, fișierele sau directoarele suprascrise rar utilizate pot fi de fapt stocate pe bandă magnetică, încărcate pe disc doar atunci când este necesar.

Tranziții

Folosind salturile NTFS, puteți monta un alt hard disk sau CD într-un director de disc. Această caracteristică a existat inițial în sistemele de fișiere ale sistemelor de operare asemănătoare Unix.

Cote de spațiu pe disc

Sistemul de fișiere NTFS, utilizat în Microsoft Windows 2000/XP, vă permite să cotați sau să limitați spațiul pe disc disponibil utilizatorilor. Această caracteristică este utilă în special atunci când se creează servere de fișiere.

Modificați înregistrarea în jurnal

În timpul funcționării sale, sistemul de operare efectuează diverse acțiuni asupra fișierelor (creare, modificare, ștergere). Toate aceste modificări sunt salvate într-un jurnal special creat pe volumul NTFS și pot fi utilizate de programe de backup, sisteme de indexare etc. Înregistrarea modificărilor mărește fiabilitatea sistemului de fișiere, permițând în unele cazuri să continue funcționarea după defecțiuni non-critice ale sistemului de operare și hardware. Deși, desigur, cele mai grave eșecuri duc la necesitatea restaurării datelor dintr-o copie de rezervă sau la utilizarea unor utilități speciale de recuperare a datelor.

Limitări NTFS

În ciuda abundenței de posibilități, sistemul de fișiere NTFS are și unele limitări. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, acestea nu joacă un rol semnificativ.

Dimensiunea maximă a unui disc logic NTFS este de aproximativ 18.446.744 TB, ceea ce este evident suficient pentru toate aplicațiile moderne, precum și pentru aplicațiile care vor apărea în viitorul apropiat. Dimensiunea maximă a fișierului este și mai mare, așa că această limitare este, de asemenea, nesemnificativă.

Numărul de fișiere stocate într-un director NTFS este nelimitat, așa că acest lucru are și un avantaj față de FAT.

Comparație între NTFS și FAT în ceea ce privește viteza de acces la fișiere

În ceea ce privește promisiunea, funcționalitatea, securitatea și fiabilitatea, NTFS este cu mult înaintea FAT. Cu toate acestea, compararea performanței acestor sisteme de fișiere nu dă un rezultat clar, deoarece performanța depinde de mulți factori diferiți.

Deoarece principiile de funcționare și structurile interne ale FAT sunt mult mai simple decât NTFS, cel mai probabil FAT va fi mai rapid atunci când lucrați cu directoare mici. Totuși, dacă conținutul unui director este atât de mic încât se încadrează în întregime într-una sau mai multe intrări de fișier $MFT sau, dimpotrivă, dacă directorul este foarte mare, NTFS va câștiga.

Cel mai probabil NTFS va prelua conducerea atunci când caută fișiere sau directoare inexistente (deoarece nu necesită scanarea întregului conținut al directorului), când accesează fișiere mici (de ordinul a sute de octeți) și, de asemenea, în cazul fragmentării severe a discului.

Pentru a crește performanța NTFS, puteți crește dimensiunea cluster-ului, dar acest lucru poate duce la o utilizare irosită a spațiului pe disc atunci când stocați un număr mare de fișiere, a căror dimensiune depășește 1-2 KB și se ridică la zeci de KB. Prin creșterea dimensiunii clusterului la 64 KB, puteți obține o îmbunătățire maximă a performanței, dar va trebui să încetați să împachetați fișiere și să utilizați utilitarele de defragmentare.

La comprimarea fișierelor aflate pe discuri mici (aproximativ 4 GB), performanța poate crește, dar la comprimarea discurilor mari, performanța poate scădea. În orice caz, ambalarea va duce la încărcare suplimentară pe procesorul central.

Deci, ce să alegi - FAT sau NTFS?

După cum puteți vedea, NTFS are numeroase avantaje față de FAT, iar limitările sale sunt în majoritatea cazurilor nesemnificative. Dacă vă confruntați cu alegerea unui sistem de fișiere, luați în considerare mai întâi utilizarea NTFS și numai apoi FAT.

Care ar putea fi obstacolele care fac dificilă înlocuirea FAT cu NTFS?

Cel mai serios obstacol este necesitatea de a utiliza Microsoft Windows NT/2000/XP. Pentru funcționarea normală a acestui sistem de operare, sunt necesari cel puțin 64 MB de RAM și un procesor cu o frecvență de ceas de cel puțin 200-300 MHz. Cu toate acestea, aceste cerințe nu sunt îndeplinite doar de computerele foarte vechi care nu sunt capabile să ruleze versiuni moderne de Microsoft Windows.

Dacă computerul dumneavoastră poate funcționa în mediul Microsoft Windows 2000/XP și nu aveți o singură aplicație concepută exclusiv pentru Microsoft Windows 95/98/ME, vă recomandăm să treceți la un nou sistem de operare cu prima ocazie, înlocuind Acest este FAT pe NTFS.

În același timp, veți primi și o creștere vizibilă a fiabilității operaționale, deoarece După instalarea tuturor pachetelor de service necesare, precum și a versiunilor corecte de drivere pentru dispozitive periferice, Microsoft Windows 2000/XP va funcționa foarte stabil.

În unele cazuri, este necesar să combinați mai multe sisteme de fișiere într-un singur disc fizic. De exemplu, dacă pe computer sunt instalate trei sisteme de operare: Microsoft Windows ME, Microsoft Windows XP și Linux, puteți crea trei sisteme de fișiere - FAT, NTFS și Ext2FS. Primul dintre ele va fi „vizibil” atunci când lucrează în Microsoft Windows ME și Linux, al doilea - numai în Microsoft Windows XP, iar al treilea - numai în Linux (rețineți că în sistemul de operare LINUX este posibil să accesați și partiții NTFS).

Dar dacă creați un server (fișier, bază de date sau Web) bazat pe Microsoft Windows NT/2000/XP, atunci NTFS este singura alegere rezonabilă. Numai în acest caz va fi posibilă obținerea stabilității, fiabilității și securității necesare serverului.

Există, de asemenea, o opinie general acceptată (și în opinia noastră, eronată) că utilizatorii de computere de acasă nu au nevoie nici de sistemul de operare Microsoft Windows NT/2000/XP, nici de sistemul de fișiere NTFS.

Desigur, dacă computerul este folosit exclusiv pentru jocuri, din motive de compatibilitate cel mai bine este să instalați Microsoft Windows 98/ME și să formatați unitățile în FAT. Cu toate acestea, dacă lucrați nu numai la birou, ci și acasă, este mai bine să utilizați soluții moderne, profesionale și de încredere. Acest lucru va permite, în special, să organizați protecția împotriva intruziunilor în computerul dvs. prin Internet, să limitați accesul la directoare și fișiere cu date critice și, de asemenea, să creșteți șansele de recuperare cu succes a informațiilor în cazul diferitelor tipuri de defecțiuni.

Sisteme de gestionare a fișierelor.

Sistemul de fișiere GRAS. Sisteme de fișiere VFATȘiFAT32.

1. Zonele discului logic

2. Sectorul de pornire

3. Tabelul de alocare a fișierelor

4. Directorul rădăcină

5.sistem de fișiere VFAT

6.Sistem de fișiere FAT32

În sistemul de fișiere FAT, spațiul pe disc al oricărei unități logice este împărțit în două zone:

zona de sistem și

· zona de date.

Zona de sistem creat și inițializat în timpul formatării și actualizat ulterior când structura fișierului este manipulată.

Zona de sistem este formată din următoarele componente:

· sector de boot care conține înregistrarea de boot;

· sectoare rezervate (s-ar putea să nu existe);

· tabele de alocare a fișierelor (FAT, File Allocation Table);

· director rădăcină (director rădăcină).

Aceste componente sunt amplasate pe disc una după alta.

Zona de date conține directoare de fișiere subordonate celui rădăcină.

Spre deosebire de zona de sistem, zona de date este accesibilă prin interfața de utilizator DOS.

Sectorul de boot

Formarea unei înregistrări de boot are loc în timpul formatării (de exemplu, FORMAT Formatul sectorului de boot depinde de sistemul de operare și chiar de versiune).

Sectorul de boot este primul sector de pe un disc logic. Conține o înregistrare de boot.

Înregistrarea de pornire constă din două părți:

· bloc de parametri de disc - adesea numit. Bloc de parametri BIOS (BPB) sau BPB extins (pentru versiunile mai vechi ale sistemului de operare)

· Programe de bootstrap a sistemului de operare (system bootstrap).

Primii doi octeți ai înregistrării de pornire sunt comanda de a sări necondiționat la bootloader-ul sistemului - JMP 3Eh. Al treilea octet conține NOP (90h).

Acesta este urmat de un bloc de parametri ai discului, iar după aceea vine bootloader-ul sistemului de operare.

Blocul de parametri de disc conține următoarele informații

· dimensiunea sectorului,

numărul de sectoare din cluster,

· numărul de sectoare rezervate,

· numărul de copii FAT,

· numărul maxim de elemente ROOT,

numărul de sectoare din tabelul FAT,

numărul de sectoare de pe pistă,

etichetă de volum

numele sistemului de fișiere

· și alți parametri (byte-descriptor al mediului la offset 0Ah= F8H- calea ferată de orice capacitate; F0 - dischetă 1.44, 3.5’’).

Înregistrările de pornire ale diferitelor sisteme de operare diferă de obicei în structura blocului de parametri. Unele au câmpuri suplimentare.

Ne vom familiariza cu înregistrarea de boot în detaliu în munca de laborator.

Între sectorul de boot și FAT pot exista sectoare rezervate care sunt sectoare de servicii pentru sistemul de fișiere sau nu sunt utilizate. Numărul de sectoare rezervate este definit în BPB. (În vizualizarea format - Sectoare rezervate la început - dacă =1, atunci acesta este MBR)

Pentru a vizualiza și edita, precum și pentru a salva și a restaura înregistrarea de pornire, puteți utiliza utilitateEditor de disc.

Tabelul de alocare a fișierelor

T tabelul de alocare a fișierelor (File Allocation Table - FAT) este în esență o hartă a zonei de date.

Zona de date este împărțită în așa-numitele clustere. Un cluster este unul sau mai multe sectoare adiacente ale unei zone de date. Pe de altă parte, un cluster este unitatea minimă adresabilă de memorie de disc alocată unui fișier. Acestea. un fișier sau un director ocupă un număr întreg de clustere. Pentru a crea și a scrie un fișier nou pe disc, sistemul de operare îi alocă mai multe clustere de discuri gratuite. Aceste grupuri nu trebuie să se urmeze unele pe altele. Pentru fiecare fișier, este stocată o listă cu toate numerele de cluster care sunt atribuite acelui fișier.

Pe dischete, clusterul ocupă unul sau două sectoare, iar pe hard disk - în funcție de volumul partiției:

pentru partiții cu o capacitate de 16-127 MB - 4 sectoare într-un cluster (dimensiunea clusterului - 2 KB);

pentru partiții cu o capacitate de 128-255 MB - 8 sectoare într-un cluster (4 KB);

pentru partiții cu o capacitate de 256-511 MB - 16 sectoare într-un cluster (8 KB);

pentru partiții cu o capacitate de 512-1023 MB - 32 de sectoare în cluster (16 KB);

pentru partiții cu o capacitate de 1024-2047 MB ​​- 64 de sectoare în cluster (32 KB).

Împărțirea zonei de date în clustere în loc să folosiți sectoare vă permite să:

· reduce dimensiunea tabelului FAT;

· reduce fragmentarea fișierelor;

· se reduce lungimea lanțurilor de fișiere Þ accelerează accesul la fișiere.

Cu toate acestea, o dimensiune prea mare a clusterului duce la o utilizare ineficientă a zonei de date, mai ales în cazul unui număr mare de fișiere mici (la urma urmei, în medie, se pierde jumătate de cluster pentru fiecare fișier).

În sistemele de fișiere moderne (FAT32, HPFS, NTFS), această problemă este rezolvată prin limitarea dimensiunii clusterului (maximum 4 KB)

Fiecare element al tabelului FAT (12, 16 sau 32 de biți) corespunde unui cluster de discuri și caracterizează starea acestuia: liber, ocupat sau un cluster defect.

· Dacă un cluster este alocat unui fișier (adică, ocupat), atunci elementul FAT corespunzător conține numărul următorului cluster de fișiere;

· ultimul cluster al fișierului este marcat cu un număr în intervalul FF8h - FFFh (FFF8h - FFFFh);

· dacă clusterul este liber, acesta conține valoarea zero 000h (0000h);

· un cluster care este inutilizabil (eșuat) este marcat cu numărul FF7h (FFF7h).

Astfel, în tabelul FAT, clusterele aparținând aceluiași fișier sunt legate în lanțuri.

Primul element FAT descrie mediul sectorului de boot. Primul său octet coincide cu octetul descriptor al mediului media (offset 0Ah - vezi tabelul 4) si este egal cu 0F0h pentru magnetic flexibil 3,5 dm. disc sau 0F8h pentru hard disk. Următorii 5 octeți (7 octeți) pentru formatul pe 12 biți (16 biți) conțin valoarea 0FFh.

Tabelul de alocare a fișierelor este stocat imediat după ce înregistrarea de pornire a discului logic este descrisă într-un câmp special din sectorul de pornire.

Este stocat în două copii identice, care se succed. Când prima copie a tabelului este distrusă, se folosește a doua.

Datorită faptului că FAT este folosit foarte intens în timpul accesului la disc, acesta este de obicei încărcat în RAM (în buffer-uri I/O sau cache) și rămâne acolo cât mai mult timp posibil.

Principalul dezavantaj al FAT este procesarea lentă a fișierelor. La crearea unui fișier, regula este că primul cluster gratuit este alocat. Acest lucru duce la fragmentarea discului și la lanțuri complexe de fișiere. Acest lucru are ca rezultat munca mai lentă cu fișierele.

Pentru a vizualiza și edita tabelul FAT îl puteți folosi utilitateEditor de disc.

Directorul rădăcinăRĂDĂCINĂ

Informațiile detaliate despre fișierul în sine sunt stocate într-o altă structură numită director rădăcină. Fiecare unitate logică are propriul director rădăcină (ROOT).

Directorul rădăcină descrie fișiere și alte directoare. Un element de director este un descriptor de fișier.

Fiecare descriptor de fișier și director îl include

nume (8 octeți)

· extensie (3)

data creării sau ultimei modificări (2)

· ora creării sau ultimei modificări (2)

· atribute (1) (arhivă, atribut director, atribut volum, sistem, ascuns, numai citire)

· lungimea fișierului (pentru director - 0) (4)

· câmp rezervat care nu este utilizat (10)

· numărul primului cluster din lanțul de clustere alocat unui fișier sau director; După ce a primit acest număr, sistemul de operare, referindu-se la tabelul FAT, află toate celelalte numere de cluster ale fișierului (2 octeți).

Deci, utilizatorul lansează fișierul pentru execuție. Sistemul de operare caută un fișier cu numele dorit, uitându-se la descrierile fișierelor din directorul curent. Când elementul necesar este găsit în directorul curent, sistemul de operare citește primul număr de cluster al acestui fișier și apoi utilizează tabelul FAT pentru a determina numerele de cluster rămase. Datele din aceste clustere sunt citite în RAM, combinându-se într-o secțiune continuă. Sistemul de operare transferă controlul fișierului, iar programul începe să ruleze.

Pentru a vizualiza și edita directorul rădăcină ROOT puteți utiliza și utilitateEditor de disc.

Cometariu. Recent, volumul mecanismelor de disc a depășit cu mult dimensiunea maximă acceptabilă pentru FAT - 8,4 GB. Această limită se explică prin valorile maxime posibile în adresa sectorului, pentru care sunt alocați doar 3 octeți. Prin urmare, în marea majoritate a cazurilor, atunci când se lucrează într-un mediu Windows, nu se utilizează FAT (se folosește fie FAT32, fie NTFS).

Sistemul de fișiereVFAT

Sistemul de fișiere VFAT (FAT virtual) a apărut pentru prima dată în Windows for Workgroups 3.11 și a fost proiectat pentru I/O fișier în modul protejat.

Acest sistem de fișiere este utilizat în Windows 95. Este acceptat și în Windows NT 4.

VFAT este sistemul de fișiere Windows95 nativ pe 32 de biți. Este controlat de driverul VFAT.VXD.

Gestionează diverse sisteme de fișiere și aplicații prin Managerul sistemului de fișiere instalabile -Manager de sisteme de fișiere instalabile.

VFAT folosește cod pe 32 de biți pentru toate operațiunile cu fișiere și poate folosi drivere pentru modul protejat pe 32 de biți.

DAR, intrările din tabelul de alocare a fișierelor rămân pe 12 sau 16 biți, așa că pe disc este utilizată aceeași structură de date (FAT). Acestea. f format de tabelVFAT este același, precum formatul FAT.

VFAT împreună cu numele „8.3”. acceptă nume lungi de fișiere. (VFAT se spune adesea că este FAT cu suport pentru nume lungi).

Există un mecanism special pentru conversia numelor lungi în nume scurte și invers.

Vă amintiți că lungimea numelui pentru DOS este supusă regulii „8.3”, adică lungimea numelui nu trebuie să depășească 8 caractere, A extensii - 3. Caracteristica principală a sistemului de fișiere Windows 95 pentru utilizator este că lungimea maximă a numelui fișierului în Windows 95 poate avea până la 256 de caractere, inclusiv spatiile. Lungimea numelui fișierului este limitată de calea către fișier: lungimea totală a căii și a numelui fișierului nu poate depăși 260 de caractere.

Când creați un fișier înWindows95 i se atribuie două nume simultan - lung și scurt (8.3). Un nume scurt se formează dintr-unul lung prin eliminarea spațiilor și a caracterelor / : * ? “ “< >eu. Un nume de fișier din opt litere folosește primele șase caractere rămase ale numelui lung, caracterul „~“ (tilde) și numărul secvenţial. Pentru o extensie de trei litere, sunt utilizate primele trei caractere după ultima punct din numele lung al fișierului.

De exemplu, nume scurte pentru fișiere (în următoarea ordine)

Articol despre Windows 95.DOS

Articolul următor despre Windows 95.DOS

Articol despre Windows NT.DOS

Microsoft office.HTML

Microsoft Windows. HTML

va arata asa

În acest caz, în structura ROOT, împreună cu un descriptor obișnuit (numit alias), sunt create tipuri speciale de descriptori pentru un fișier sau director, în care este stocat numele lung. Pentru descriptori speciali, sunt setate atributele Numai citire, Sistem, Ascuns, Etichetă volum. Numărul de descriptori speciali depinde de lungimea numelui.

Descriptorul special se referă la numărul cluster O. Numărul real al primului cluster alocat fișierului sau directorului se află în descriptorul standard (alias) situat imediat după cele speciale.

Pentru volumele VFAT, nu puteți utiliza alte utilitare decât cele care „înțeleg” VFAT

Principalul dezavantaj al VFAT este pierderile mari de clustering cu dimensiuni mari de disc logic și restricții asupra dimensiunii discului logic în sine.

Sistemul de fișiereFAT32

Aceasta este o nouă implementare a ideii de a utiliza tabelul FAT.

FAT 32 este un sistem de fișiere complet autonom pe 32 de biți.

Prima dată folosită în Windows OSR2 (OEM Service Release 2).

În prezent, FAT32 este utilizat în Windows 98 și Windows ME.

Conține numeroase îmbunătățiri și completări față de implementările FAT anterioare.

1. Utilizează mult mai eficient spațiul pe disc datorită faptului că folosește clustere mai mici (4 KB) – se estimează că economii de până la 15%.

2. Are o înregistrare extinsă de pornire care vă permite să creați copii ale structurilor de date critice Þ crește rezistența discului la deteriorarea structurilor discului

3. Poate utiliza backup FAT în loc de unul standard.

4. Poate muta directorul rădăcină, cu alte cuvinte, directorul rădăcină poate fi în orice locație Þ elimină limitarea dimensiunii directorului rădăcină (512 elemente, deoarece ROOT trebuia să ocupe un cluster).

5. Structura directorului rădăcină îmbunătățită

Au apărut câmpuri suplimentare:

timpul de creare (2)

data creării (2)

data ultimului acces (2)

cuvânt înalt al numărului inițial de grup

· cuvânt mic al numărului inițial de grup

· verifica suma

Există încă mai multe mânere pentru un nume lung de fișier.

Pentru volumele FAT32, nu puteți utiliza alte utilitare decât cele care „înțeleg” FAT32

Există multe modalități de a stoca informații și programe pe un hard disk. Un sistem foarte cunoscut este cel care salvează diverse informații sub formă de fișiere, grupându-le în foldere și atribuind un . Cu toate acestea, puțini oameni s-au gândit la modul în care are loc de fapt stocarea fizică a informațiilor pe un mediu.

Pentru ca informațiile să fie stocate pe un mediu fizic, acestea trebuie pregătite pentru a fi utilizate într-un sistem de operare pentru computer. Sistemul de operare alocă spațiu liber pe disc pentru a salva informații. Pentru a face acest lucru, trebuie să împărțiți discul în containere mici - sectoare. Formatarea discului la nivel scăzut alocă o dimensiune specifică fiecărui sector. Sistemul de operare grupează aceste sectoare în clustere. Formatarea de nivel superior setează toate clusterele la aceeași dimensiune, de obicei variind de la 2 la 16 sectoare. Ulterior, unul sau mai multe clustere sunt alocate pentru fiecare fișier. Dimensiunea clusterului depinde de sistemul de operare, capacitatea discului și viteza de operare necesară.

Pe lângă zona de stocare a fișierelor pe disc, există zone necesare funcționării sistemului de operare. Aceste zone sunt concepute pentru a stoca informații de pornire și informații pentru a mapa adresele fișierelor la locații fizice de pe disc. Zona de boot este folosită pentru a porni sistemul de operare. După încărcarea BIOS-ului, zona de pornire a discului este citită și executată pentru a porni sistemul de operare.

Sistemul de fișiere FAT

Sistemul de fișiere FAT a apărut împreună cu sistemul de operare Microsoft DOS, după care a fost îmbunătățit de mai multe ori. Are versiuni FAT12, FAT16 și FAT32. Numele FAT în sine provine de la utilizarea de către sistemul de fișiere a unui fel de bază de date sub forma unui „Tabel de alocare a fișierelor”, care conține o intrare pentru fiecare cluster de pe disc. Numerele versiunii se referă la numărul de biți utilizați în numerele de elemente din tabel. Prin urmare, sistemul de fișiere are o limită a dimensiunii discului pe care îl poate suporta. În 1987, nu suporta discuri mai mari de 32 MB. Odată cu apariția Windows 95, a fost lansată o nouă versiune a sistemului de fișiere FAT32 cu suport teoretic pentru discuri cu capacități de până la 2 TB. Problemele persistente cu suportarea dimensiunilor mari ale discurilor apar din numărul fix de elemente, limitat de numărul de biți utilizați la determinarea locației clusterului. De exemplu, versiunea FAT16 nu acceptă mai mult de 2 clustere 16 sau 65536. Numărul de sectoare dintr-un cluster este, de asemenea, limitat.

O altă problemă a discurilor mari a fost incapacitatea de a utiliza spațiul imens alocat fișierelor mici. Datorită faptului că numărul de clustere este limitat, dimensiunea acestora a fost mărită astfel încât să poată fi acoperită întreaga capacitate de disc. Acest lucru are ca rezultat utilizarea ineficientă a spațiului de stocare pentru majoritatea fișierelor care nu sunt un multiplu al mărimii clusterului. De exemplu, FAT32 alocă clustere de 16 KB pentru partițiile de disc care variază de la 16 la 32 GB. Pentru a stoca un fișier de 20 KB, veți avea nevoie de două clustere de 16 KB, care vor ocupa 32 KB de spațiu pe disc. Fișierele de 1 KB ocupă 16 KB de spațiu pe disc. Astfel, în medie, 30-40% din capacitatea discului este irosită pentru stocarea fișierelor mici. Partiționarea discului în partiții mici vă permite să reduceți dimensiunea clusterului, dar nu este utilizată în practică pentru discuri cu o capacitate mai mare de 200 GB.

De asemenea, fragmentarea fișierelor nu este o mică problemă a sistemului de fișiere. Deoarece plasarea unui fișier poate necesita mai multe clustere, care este posibil să nu fie localizate fizic secvențial, timpul necesar pentru a-l citi încetinește programele. Prin urmare, nevoia de .

Sistem de fișiere NTFS

La începutul anilor 90, Microsoft a început să dezvolte un software complet nou conceput pentru medii care consumau mai multe resurse decât utilizatorul casnic mediu. Pentru nevoile afacerilor și industriei, resursele oferite de sistemele de operare Windows bazate pe DOS au devenit insuficiente. Microsoft Corporation împreună cu IBM au lucrat la sistemul de operare OS/2 cu sistemul de fișiere HPFS (High Performance File System). Dezvoltarea corporativă nu a adus succes și în curând fiecare companie a urmat din nou drumul său. Microsoft a dezvoltat diverse versiuni ale sistemului de operare Windows NT, pe care sunt construite Windows 2000 și Windows XP. Fiecare dintre ele folosește propria versiune a sistemului de fișiere NTFS, care continuă să evolueze.

NTFS (New Technology File System) este sistemul de fișiere standard pentru sistemele de operare bazate pe Windows NT. A fost dezvoltat pentru a înlocui FAT. NTFS este cel mai flexibil în comparație cu FAT. Zonele sale de sistem stochează în mare parte fișiere, mai degrabă decât structuri fixe, cum ar fi FAT, care le permite să fie modificate, extinse sau mutate în timpul utilizării. Un exemplu simplu este Master File Table (MFT). MFT este un fel de bază de date cu diverse informații despre fișierele de pe disc. Fișierele mici (1 KB sau mai puțin) pot fi stocate direct în MFT. Pentru fișierele mari, NTFS alocă clustere, dar spre deosebire de FAT, dimensiunea clusterului nu depășește de obicei 4 KB, iar metoda de compresie încorporată elimină problemele legate de spațiul neutilizat alocat fișierelor. Puteți folosi și .

Sistemul de fișiere NTFS este proiectat pentru un mediu multi-utilizator și are mecanisme de securitate și drepturi de acces încorporate. De exemplu, sistemele de operare Windows 2000 și Windows XP (cu excepția ediției Home) vă permit să setați permisiuni de acces la fișiere individuale și să le criptați. Cu toate acestea, nivelul ridicat de securitate îngreunează pentru utilizatorii obișnuiți să lucreze cu un computer. Trebuie să fiți extrem de atenți când setați parole și permisiuni pentru fișiere pentru a evita pierderea datelor importante.

Acest sistem de fișiere este utilizat de sisteme de operare precum Windows NT/2000/XP. La instalarea NTFS, discul este împărțit în două părți inegale: prima este alocată pentru MFT (Master File Table - un tabel de fișiere comun), numită zonă MFT și ocupă aproximativ 12% din dimensiunea totală a discului, a doua parte este ocupat de datele dvs. în sine. Există și o a treia zonă, dar mai multe despre asta mai târziu. Ce fel de fiară este acest MFT? Aceasta este baza NTFS. Se află, așa cum am menționat mai devreme, în zona MFT, adică la începutul discului. Fiecare intrare în MFT corespunde unui fișier și ocupă aproximativ 1 Kb. În esență, acesta este un director cu toate fișierele aflate pe disc. Trebuie remarcat faptul că orice element de date din NTFS este considerat un fișier, chiar și MFT. Primele 16 fișiere (metafișiere) din zona MFT sunt o castă specială. Conțin informații de service, au o poziție fixă ​​și sunt inaccesibile chiar și sistemului de operare. Apropo, primul dintre aceste 16 este fișierul MFT în sine. Există o copie a primelor trei intrări. Amintiți-vă, am vorbit despre a treia zonă, așa că acolo se află și cu poziția sa, ca să spunem așa, împarte discul în jumătate. De ce s-a făcut asta? Da, pentru a fi în siguranță, în caz de pierdere a informațiilor din fișierul MFT, puteți oricând să restaurați informațiile, iar apoi este o chestiune de tehnică, după cum se spune. Toate celelalte fișiere din zona MFT pot fi localizate în mod arbitrar. Trebuie remarcat faptul că teoretic nu există nimic în zona MFT cu excepția fișierelor de serviciu. Dar există cazuri în care nu mai rămâne spațiu pe partea de disc care este rezervată utilizatorului: - (și apoi zona MFT este redusă. În consecință, spațiul apare în a doua jumătate a discului pentru înregistrarea datelor. Când este suficient Spațiul liber este eliberat în această zonă, zona se extinde din nou și aici apare fișierele obișnuite în zona MFT și începe să se fragmenteze cu simbolul de nume. pentru cei care sunt implicați în programare, pictograma este cunoscută).

• MFT nu este altceva decât MFT în sine
• MFTmirr - aceeași copie care se află în mijlocul discului
• LogFile este un fișier jurnal
• Boot - după cum sugerează și numele, Majestatea Sa este sectorul de boot
• Bitmap - harta spațiului liber al partiției

Și așa mai departe. Informațiile despre metafișiere se află în fișierul MFT. Dificil? Există așa ceva. Dar tot acest gunoi a fost inventat pentru a crește fiabilitatea NTFS și este justificat. Sa trecem peste. NTFS nu are practic nicio restricție privind dimensiunile discurilor (cel puțin cu tehnologiile actuale de producție a hard disk-urilor). Dimensiunea clusterului poate varia de la 512 b la 64 Kb, deși dimensiunea sa obișnuită este de 4 Kb.

Să vorbim acum despre catalog. Acesta este un metafișier cu notația $. . Este împărțit în părți, fiecare dintre acestea conținând numele fișierului, atributele sale și un link către fișierul MFT. Și toate celelalte informații sunt deja acolo. Directorul este un arbore binar. Să încercăm să ne dăm seama ce fel de prostie este asta. În director, informațiile despre datele de pe disc sunt localizate în așa fel încât atunci când căutați un fișier, directorul este împărțit în două părți și răspunsul constă în ce parte conține ceea ce căutați. Aceeași operație se repetă apoi pe jumătatea selectată. Și așa mai departe până când este găsit fișierul dorit.

Și acum despre fișiere. Ele nu există ca atare. Normal, da! Există așa-numitele fluxuri, sau în limba rusă normală - fluxuri. Adică, orice unitate de informație reprezintă mai multe fluxuri. Un fir este datele în sine, este cel principal. Alte fluxuri sunt atribute de fișier. Puteți atașa orice alt fișier la orice fișier. Pur și simplu, puteți atașa un flux complet nou la fluxurile de aceleași date și puteți scrie date noi acolo. Dar informațiile despre dimensiunea fișierului sunt luate în funcție de volumul fluxului principal. Fișierele goale sau mici de pe disc sunt afișate numai în metafișiere. Acest lucru a fost făcut pentru a economisi spațiu pe disc. În general, trebuie remarcat faptul că conceptul de fișier este mult mai profund și mai larg și este destul de dificil să descrii toate proprietățile. Vă rugăm să rețineți că lungimea maximă a numelui fișierului poate ajunge la 255 de caractere.

În plus, fișierele NTFS au un atribut atât de minunat precum comprimat. Orice fișier sau chiar director poate fi comprimat. Operația de compresie în sine are loc neobservată, deoarece viteza sa este destul de mare. Înainte de heap, se folosește așa-numita compresie virtuală, adică o parte a fișierului poate fi comprimată, dar cealaltă nu poate. Compresia se realizează în blocuri. Fiecare bloc este egal cu 16 clustere.

NTFS folosește criptarea datelor. Astfel, dacă ați demolat sistemul și l-ați instalat din nou, nu veți putea citi fișierele criptate fără autorizația corespunzătoare.

Acum despre logare. Dar mai întâi, să definim conceptul de tranzacție. O tranzacție este o acțiune care trebuie efectuată în întregime (citește corect), altfel nu va fi efectuată deloc. Deci, pe baza acestui gunoi, dacă există o eroare la scrierea datelor pe disc, în metafișiere nu vor fi făcute note despre noul fișier. Iar locul unde a început înregistrarea va fi considerat curat. Acest lucru este necesar pentru a proteja :-) de diferite tipuri de hemoroizi. Pe scurt, am finalizat acțiunea până la capăt - am făcut o înregistrare, nu a reușit - și nu este nevoie să o înregistrez. Dar trebuie remarcat faptul că funcția de jurnalizare păstrează funcționalitatea sistemului de fișiere, nu datele dumneavoastră.

Și, în sfârșit, NTFS mai are două funcții: Linkuri simbolice - capacitatea de a crea directoare virtuale și Linkuri rigide - suport pentru mai multe nume pentru același fișier.

În acest moment, acest sistem de fișiere este cel mai comun, deși își pierde treptat poziția după lansarea Windows XP. Toate sistemele de operare ale familiei Windows, începând cu Windows 95 OSR2, acceptă FAT 32. Deci, FAT 32 (File Allocation Table) este o foaie de calcul pentru alocarea fișierelor. Este situat aproape la începutul discului. Structura discului FAT:

1. sectoarele de boot ale partițiilor principale și suplimentare;

2. sectorul de boot al discului logic;

3. director rădăcină;

4. zona de date;

5. cilindru pentru efectuarea operatiilor de diagnosticare citire/scriere;

Principalul avantaj al FAT 32 față de FAT 16 este că, în loc de intrări de 16 biți, sunt folosite intrări de 32 de biți. Aceasta, la rândul său, crește numărul de clustere din partiție la 268.435.456 (în FAT - 65.536). Când utilizați FAT 32, dimensiunea volumului este de 2 Tb, iar dimensiunea unui fișier poate ajunge la 4 Gb. O diferență notabilă între FAT 32 și tabelele anterioare este că directorul rădăcină nu ocupă spațiu fix pe disc și poate fi de orice dimensiune.

Dimensiunea clusterului atunci când utilizați FAT 32 într-o partiție de 2 Gb cu 5.000 de fișiere este de 4 Kb (în FAT 16 - 32 Kb), tabelul va folosi până la 524.288 de înregistrări. În acest caz, tabelul în sine va cântări aproximativ 2 MB.

Comparație între NTFS și FAT 32.

Ei bine, să trecem la sarcina ingrată de a compara două sisteme de fișiere.

Avantaje:

1. Viteză de acces rapidă la fișiere mici;

2. Mărimea spațiului pe disc este practic nelimitată astăzi;

3. Fragmentarea fișierelor nu afectează sistemul de fișiere în sine;

4. Fiabilitate ridicată a stocării datelor și a structurii fișierelor în sine;

5. Performanță ridicată atunci când lucrați cu fișiere mari;

Defecte:

1. Cerințe mai mari pentru capacitatea RAM în comparație cu FAT 32;

2. Lucrul cu cataloage de dimensiuni medii este dificil din cauza fragmentării acestora;

3. Viteză de operare mai mică în comparație cu FAT 32

Avantaje:

1. Viteză mare;

2. Cerință RAM scăzută;

3. Lucru eficient cu fișiere medii și mici;

4. Uzură redusă a discului datorită mai puține mișcări ale capului de citire/scriere.

Defecte:

1. Protecție scăzută împotriva defecțiunilor sistemului;

2. Lucru ineficient cu fișiere mari;

3. Limitarea volumului maxim al unei partiții și al fișierului;

4. Performanță redusă din cauza fragmentării;

5. Performanță redusă atunci când lucrați cu directoare care conțin un număr mare de fișiere;

Deci, câteva gânduri. Ambele sisteme de fișiere stochează date în clustere a căror dimensiune minimă este 512 b. De regulă, dimensiunea obișnuită a clusterului este de 4 Kb. Aici probabil se termină asemănările. Ceva despre fragmentare: performanța NTFS scade brusc atunci când discul este plin la 80 - 90%. Acest lucru se datorează fragmentării fișierelor de serviciu și de lucru. Cu cât lucrați mai mult cu un disc atât de ocupat, cu atât fragmentarea este mai puternică și performanța este mai scăzută. În FAT 32, fragmentarea zonei de lucru a discului are loc în stadii anterioare. Ideea aici depinde de cât de des scrieți/ștergeți datele. Ca și în cazul NTFS, fragmentarea reduce foarte mult performanța. Acum despre RAM. Volumul foii de calcul FAT 32 în sine poate ocupa aproximativ câțiva megaocteți în RAM. Dar stocarea în cache vine în ajutor. Ce este scris în cache:

1. Cele mai utilizate directoare;

2. Date despre toate fișierele utilizate în prezent;

3. Date despre spațiul liber pe disc;

Dar NTFS? Directoarele mari sunt greu de memorat în cache și pot atinge o dimensiune de câteva zeci de megaocteți. Plus MFT, plus informații despre spațiul liber pe disc. Deși trebuie menționat că NTFS încă folosește resursele RAM destul de economic. Avem un sistem de stocare de date de succes în MFT, fiecare înregistrare este de aproximativ 1 Kb. Dar totuși, cerințele pentru cantitatea de RAM sunt mai mari decât pentru FAT 32. Pe scurt, dacă memoria ta este mai mică sau egală cu 64 Mb, atunci FAT 32 va fi mai eficient în ceea ce privește viteza diferența de viteză va fi mică și, adesea, deloc. Acum despre hard disk-ul în sine. Pentru a utiliza NTFS, este necesară Mastering-ul magistralei. Ce este asta? Acesta este un mod special de operare al șoferului și controlerului. Când utilizați BM, schimbul are loc fără participarea procesorului. Absența unei VM va afecta performanța sistemului. În plus, datorită utilizării unui sistem de fișiere mai complex, crește numărul de mișcări ale capetelor de citire/scriere, ceea ce afectează și viteza. Prezența unui cache pe disc are un efect la fel de pozitiv atât asupra NTFS, cât și asupra FAT 32.