Πριν από την εμφάνιση του λειτουργικού συστήματος Microsoft Windows NT, οι χρήστες προσωπικών υπολογιστών σπάνια είχαν το πρόβλημα να επιλέξουν ένα σύστημα αρχείων. Όλοι οι κάτοχοι λειτουργικών συστημάτων (OS) MS-DOS και Microsoft Windows χρησιμοποίησαν μία από τις ποικιλίες του συστήματος αρχείων που ονομάζεται FAT (FAT-12, FAT-16 ή FAT-32).

Τώρα η κατάσταση έχει αλλάξει. Κατά την εγκατάσταση του Microsoft Windows NT/2000/XP OS, κατά τη διαμόρφωση ενός δίσκου, πρέπει να κάνετε μια επιλογή μεταξύ τριών συστημάτων αρχείων - FAT-16, FAT-32 ή NTFS.

Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για την εσωτερική δομή των αναφερόμενων συστημάτων αρχείων, θα εξετάσουμε τα εγγενή μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματά τους. Οπλισμένοι με αυτή τη γνώση, θα είστε σε θέση να κάνετε μια ενημερωμένη επιλογή υπέρ ενός συγκεκριμένου συστήματος αρχείων για τα Microsoft Windows.

Εν συντομία για το σύστημα αρχείων FAT

Το σύστημα αρχείων FAT εμφανίστηκε στην αυγή της ανάπτυξης των προσωπικών υπολογιστών και προοριζόταν αρχικά για την αποθήκευση αρχείων σε δισκέτες.

Οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε δίσκους και δισκέτες σε τμήματα, σε τομείς των 512 byte. Ολόκληρος ο χώρος μιας δισκέτας χωρίστηκε σε περιοχές σταθερού μήκους, που ονομάζονταν συμπλέγματα. Ένα σύμπλεγμα μπορεί να περιέχει έναν ή περισσότερους τομείς.

Κάθε αρχείο καταλαμβάνει ένα ή περισσότερα συμπλέγματα, πιθανώς μη συνεχόμενα. Τα ονόματα αρχείων και άλλες πληροφορίες σχετικά με αρχεία, όπως το μέγεθος και η ημερομηνία δημιουργίας, βρίσκονται στην αρχική περιοχή της δισκέτας που είναι αφιερωμένη στον ριζικό κατάλογο.

Εκτός από τον ριζικό κατάλογο, μπορούν να δημιουργηθούν και άλλοι κατάλογοι στο σύστημα αρχείων FAT. Μαζί με τον ριζικό κατάλογο, σχηματίζουν ένα δέντρο καταλόγων που περιέχουν πληροφορίες για αρχεία και καταλόγους. Όσον αφορά τη θέση των συμπλεγμάτων αρχείων στο δίσκο, αυτές οι πληροφορίες αποθηκεύονται στην αρχική περιοχή της δισκέτας, που ονομάζεται πίνακας εκχώρησης αρχείων (Πίνακας κατανομής αρχείων, FAT).

Για κάθε σύμπλεγμα, ο πίνακας FAT έχει το δικό του ξεχωριστό κελί, το οποίο αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο χρήσης αυτού του συμπλέγματος. Έτσι, ο πίνακας εκχώρησης αρχείων είναι ένας πίνακας που περιέχει πληροφορίες για συμπλέγματα. Το μέγεθος αυτού του πίνακα καθορίζεται από τον συνολικό αριθμό των συμπλεγμάτων στο δίσκο.

Ο κατάλογος αποθηκεύει τον αριθμό του πρώτου συμπλέγματος που έχει εκχωρηθεί σε ένα αρχείο ή υποκατάλογο. Οι αριθμοί των υπόλοιπων συμπλεγμάτων μπορούν να βρεθούν χρησιμοποιώντας τον πίνακα κατανομής αρχείων FAT.

Κατά την ανάπτυξη της μορφής πίνακα FAT, το καθήκον ήταν να εξοικονομήσετε χώρο, επειδή Η δισκέτα έχει πολύ μικρό μέγεθος (από 180 KB έως 2,44 MB). Επομένως, διατέθηκαν μόνο 12 δυαδικά ψηφία για την αποθήκευση των αριθμών συμπλέγματος. Ως αποτέλεσμα, ο πίνακας FAT ήταν γεμάτος τόσο σφιχτά που καταλάμβανε μόνο έναν τομέα της δισκέτας.

Ο πίνακας FAT περιέχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τη θέση των καταλόγων και των αρχείων. Εάν ο πίνακας FAT καταστραφεί ως αποτέλεσμα αποτυχίας υλικού, λογισμικού ή κακόβουλου λογισμικού, η πρόσβαση σε αρχεία και καταλόγους θα χαθεί. Επομένως, για λόγους ασφαλείας, συνήθως δημιουργούνται δύο αντίγραφα του πίνακα FAT στο δίσκο.

Διάφορες εκδόσεις FAT

Μετά την εμφάνιση των σκληρών δίσκων μεγάλης χωρητικότητας (εκείνες τις μέρες, οι δίσκοι μεγέθους 10-20 MB θεωρούνταν μεγάλοι), ο αριθμός των συμπλεγμάτων αυξήθηκε και τα 12 bit δεν ήταν αρκετά για την αποθήκευση του αριθμού τους. Αναπτύχθηκε μια νέα μορφή πίνακα εκχώρησης αρχείων 16 bit, όπου κατανεμήθηκαν δύο byte για την αποθήκευση του αριθμού ενός συμπλέγματος. Το παλιό σύστημα αρχείων που σχεδιάστηκε για δισκέτες έγινε γνωστό ως FAT-12 και το νέο έγινε FAT-16.

Ο διευρυμένος πίνακας FAT-16 δεν χωράει πλέον σε έναν τομέα, ωστόσο, με μεγάλους όγκους δίσκου, αυτό το μειονέκτημα δεν έπαιξε σημαντικό ρόλο. Όπως και πριν, για ασφάλιση, δύο αντίγραφα του πίνακα FAT αποθηκεύτηκαν στο δίσκο.

Ωστόσο, όταν ο όγκος του δίσκου άρχισε να μετριέται σε εκατοντάδες MB και ακόμη και σε gigabyte, το σύστημα αρχείων FAT-16 έγινε και πάλι αναποτελεσματικό. Προκειμένου οι αριθμοί συμπλέγματος να χωρούν σε 16 ψηφία, όταν μορφοποιείτε μεγάλους δίσκους, πρέπει να αυξήσετε το μέγεθος του συμπλέγματος στα 16 KB ή ακόμα περισσότερο. Αυτό προκάλεσε προβλήματα όταν χρειαζόταν αποθήκευση δίσκου ένας μεγάλος αριθμόςμικρά αρχεία. Δεδομένου ότι ο χώρος αποθήκευσης αρχείων κατανέμεται σε συμπλέγματα, ακόμη και ένα πολύ μικρό αρχείο πρέπει να εκχωρήσει πολύ χώρο στο δίσκο.

Ως αποτέλεσμα, έγινε μια άλλη, προφανώς, η τελευταία προσπάθεια βελτίωσης του συστήματος αρχείων FAT - το μέγεθος κελιών του πίνακα εκχώρησης αρχείων αυξήθηκε σε 32. Αυτό κατέστησε δυνατή τη μορφοποίηση δίσκων εκατοντάδων MB και μονάδων GB χρησιμοποιώντας ένα σχετικά μικρό μέγεθος συμπλέγματος. Το νέο σύστημα αρχείων έγινε γνωστό ως FAT-32.

Πρότυπο 8.3

Πριν από την εμφάνιση των Microsoft Windows 95, οι χρήστες προσωπικών υπολογιστών αναγκάζονταν να χρησιμοποιούν το πολύ άβολο "8.3 standard" για την ονομασία αρχείων, στο οποίο το όνομα του αρχείου έπρεπε να αποτελείται από 8 χαρακτήρες συν 3 χαρακτήρες επέκτασης. Αυτός ο περιορισμός επιβλήθηκε όχι μόνο από τη διεπαφή προγραμματισμού του λειτουργικού συστήματος MS-DOS, αλλά και από τη δομή εισαγωγής καταλόγου του συστήματος αρχείων FAT.

Μετά την τροποποίηση της δομής των καταχωρήσεων καταλόγου, το όριο στον αριθμό των χαρακτήρων σε ένα όνομα αρχείου ουσιαστικά καταργήθηκε. Το όνομα αρχείου μπορεί τώρα να έχει μήκος έως και 255 χαρακτήρες, το οποίο είναι προφανώς αρκετό στις περισσότερες περιπτώσεις. Ωστόσο, αυτό το τροποποιημένο σύστημα αρχείων FAT έγινε ασυμβίβαστο με το λειτουργικό σύστημα MS-DOS, καθώς και με το κέλυφος έκδοσης 3.1 και 3.11 των Microsoft Windows που εκτελείται στο περιβάλλον του.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τις μορφές των εσωτερικών δομών FAT στο άρθρο μας "Ανάκτηση δεδομένων σε χωρίσματα FAT" που δημοσιεύεται σε αυτόν τον ιστότοπο.

Περιορισμοί συστήματος αρχείων FAT

Όταν αποφασίζετε εάν θα χρησιμοποιήσετε το σύστημα αρχείων FAT για τη διαμόρφωση μιας μονάδας δίσκου, θα πρέπει να γνωρίζετε τους εγγενείς περιορισμούς του. Αυτοί οι περιορισμοί αφορούν, πρώτα απ 'όλα, το μέγιστο μέγεθος μιας μονάδας δίσκου FAT, καθώς και το μέγιστο μέγεθος ενός αρχείου που βρίσκεται σε αυτήν τη μονάδα.

Το μέγιστο μέγεθος μιας λογικής μονάδας FAT-16 είναι 4 GB, το οποίο είναι πολύ μικρό για τα σύγχρονα πρότυπα. Η Microsoft, ωστόσο, δεν συνιστά τη δημιουργία δίσκων FAT-16 μεγαλύτερων από 200 MB, καθώς Έτσι ο χώρος στο δίσκο θα χρησιμοποιηθεί πολύ αναποτελεσματικά.

Θεωρητικά, το μέγιστο μέγεθος μιας μονάδας FAT-32 μπορεί να είναι 8 TB, το οποίο θα πρέπει να είναι αρκετό για την ανάπτυξη οποιωνδήποτε σύγχρονων εφαρμογών. Αυτή η τιμή προκύπτει πολλαπλασιάζοντας τον μέγιστο αριθμό συμπλεγμάτων (268.435.445) με το μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος που επιτρέπεται στο FAT-32 (32 KB).

Ωστόσο, στην πράξη η κατάσταση φαίνεται λίγο διαφορετική.

Λόγω εσωτερικών περιορισμών, το βοηθητικό πρόγραμμα ScanDisk στο Microsoft 95/98 δεν μπορεί να λειτουργήσει με δίσκους μεγαλύτερους από 127,53 GB. Πριν από ένα χρόνο, ένας τέτοιος περιορισμός δεν θα προκαλούσε προβλήματα, αλλά σήμερα έχουν ήδη εμφανιστεί στην αγορά φθηνοί δίσκοι 160 GB και σύντομα ο όγκος τους θα είναι ακόμη μεγαλύτερος.

Όσο για τα νέα λειτουργικά συστήματα Microsoft Windows 2000/XP, δεν μπορούν να δημιουργήσουν διαμερίσματα FAT-32 μεγαλύτερα από 32 GB. Εάν χρειάζεστε διαμερίσματα αυτού του μεγέθους ή περισσότερων, η Microsoft θα σας προτείνει να χρησιμοποιήσετε το σύστημα αρχείων NTFS.

Ένας άλλος σημαντικός περιορισμός του FAT-32 επιβάλλεται στο μέγεθος των αρχείων - δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 4 GB. Αυτός ο περιορισμός θα επηρεάσει, για παράδειγμα, κατά την εγγραφή βίντεο κλιπ σε δίσκο ή κατά τη δημιουργία μεγάλων αρχείων βάσης δεδομένων.

Ένας κατάλογος FAT-32 μπορεί να αποθηκεύσει το πολύ 65534 αρχεία.

Μειονεκτήματα του FAT

Εκτός από τους περιορισμούς που συζητήθηκαν παραπάνω, το σύστημα αρχείων FAT έχει και άλλα μειονεκτήματα. Το πιο σημαντικό, προφανώς, είναι η πλήρης απουσία εργαλείων ελέγχου πρόσβασης, καθώς και η πιθανότητα απώλειας πληροφοριών σχετικά με τη θέση όλων των αρχείων μετά την καταστροφή ενός αρκετά συμπαγούς πίνακα FAT και του αντιγράφου του.

Με την εκκίνηση του υπολογιστή από μια δισκέτα συστήματος, ένας εισβολέας μπορεί εύκολα να έχει πρόσβαση σε όλα τα αρχεία που είναι αποθηκευμένα σε δίσκους με το σύστημα αρχείων FAT. Δεν θα είναι δύσκολο για αυτόν να αντιγράψει στη συνέχεια αυτά τα αρχεία σε μια συσκευή ZIP ή σε κάποιο άλλο εξωτερικό μέσο αποθήκευσης.

Όταν χρησιμοποιείτε FAT σε δίσκους διακομιστών, είναι αδύνατο να παρέχετε αξιόπιστη και ευέλικτη διαφοροποίηση της πρόσβασης των χρηστών στους καταλόγους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, και επίσης λόγω της χαμηλής ανοχής σφαλμάτων, το FAT δεν χρησιμοποιείται συνήθως σε διακομιστές.

Η παρουσία συμπαγών πινάκων κατανομής αρχείων FAT καθιστά αυτό το σύστημα αρχείων ευάλωτο στόχο για ιούς υπολογιστών - αρκεί να καταστραφεί το αρχικό τμήμα ενός δίσκου FAT και σχεδόν όλα τα δεδομένα θα χαθούν.

Σύστημα αρχείων NTFS

Το σύγχρονο σύστημα αρχείων NTFS, που αναπτύχθηκε από τη Microsoft για το λειτουργικό της σύστημα Microsoft Windows NT, δεν έχει τους περιορισμούς και τα μειονεκτήματα του FAT. Από την έναρξή του, το αναδυόμενο σύστημα αρχείων NTFS έχει υποστεί αρκετές βελτιώσεις, η πιο πρόσφατη από τις οποίες (τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές) έχει γίνει στα Microsoft Windows XP.

Στο σύστημα αρχείων NTFS, όλα τα χαρακτηριστικά του αρχείου (όνομα, μέγεθος, θέση των εκτάσεων αρχείων στο δίσκο, κ.λπ.) αποθηκεύονται στο κρυφό αρχείο συστήματος $MFT. Για την αποθήκευση πληροφοριών για κάθε αρχείο (και κατάλογο) στο $MFT εκχωρείται από ένα σε πολλά KB. Με μεγάλο αριθμό αρχείων που είναι αποθηκευμένα στο δίσκο, το μέγεθος του αρχείου $MFT μπορεί να φτάσει δεκάδες ή και εκατοντάδες MB.

Τα μικρά αρχεία (της τάξης των εκατοντάδων byte) αποθηκεύονται απευθείας σε $MFT, γεγονός που επιταχύνει σημαντικά την πρόσβαση σε αυτά.

Σημειώστε, ωστόσο, ότι η επιβάρυνση του NTFS για την αποθήκευση πληροφοριών συστήματος, αν και υπερβαίνει τα γενικά έξοδα του FAT, δεν είναι ακόμα πολύ μεγάλο σε σύγκριση με τον όγκο των σύγχρονων δίσκων. Λόγω του γεγονότος ότι το αρχείο $MFT βρίσκεται συνήθως πιο κοντά στη μέση του δίσκου, η καταστροφή των πρώτων κομματιών ενός δίσκου NTFS δεν οδηγεί σε τέτοιες θανατηφόρες συνέπειες όπως η καταστροφή των αρχικών περιοχών ενός δίσκου FAT.

Το σύστημα αρχείων NTFS έχει πολλές δυνατότητες που δεν βρίσκονται στο FAT. Σας επιτρέπουν να επιτύχετε πολύ μεγαλύτερη ευελιξία, αξιοπιστία και ασφάλεια σε σύγκριση με το FAT.

Ας παραθέσουμε μερικά από τα πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά του NTFS σε σύγχρονες εκδόσεις.

Εργαλεία ελέγχου πρόσβασης

Μέσα διαφοροποίησης Πρόσβαση NTFSείναι αρκετά ευέλικτα και σας επιτρέπουν να διαχειρίζεστε την πρόσβαση σε επίπεδο μεμονωμένων αρχείων και καταλόγων, παραχωρώντας (ή αποκλείοντας) πρόσβαση σε αυτά σε μεμονωμένους χρήστες ή ομάδες χρηστών.

Αν και με την πρώτη ματιά μπορεί να φαίνεται ότι τα εργαλεία ελέγχου πρόσβασης χρειάζονται μόνο για διακομιστές αρχείων, θα απαιτούνται επίσης εάν πολλοί χρήστες έχουν πρόσβαση στον υπολογιστή.

Κρυπτογράφηση αρχείων

Τα εργαλεία ελέγχου πρόσβασης που αναφέρονται παραπάνω θα είναι άχρηστα εάν ο φυσικός δίσκος NTFS πέσει στα χέρια ενός εισβολέα. Χρησιμοποιώντας σύγχρονα βοηθητικά προγράμματα, τα περιεχόμενα ενός τέτοιου δίσκου μπορούν εύκολα να διαβαστούν σε οποιοδήποτε περιβάλλον λειτουργικού συστήματος - DOS, Microsoft Windows ή Linux.

Για την προστασία των αρχείων χρήστη από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, τα λειτουργικά συστήματα Microsoft Windows 2000/XP παρέχουν πρόσθετη κρυπτογράφηση αρχείων που είναι αποθηκευμένα σε διαμερίσματα NTFS. Και παρόλο που η ισχύς μιας τέτοιας κρυπτογράφησης μπορεί να μην είναι πολύ υψηλή, είναι αρκετά επαρκής στις περισσότερες περιπτώσεις.

Λογισμικό RAID

Χρησιμοποιώντας το NTFS, μπορείτε να δημιουργήσετε μια λεγόμενη συστοιχία λογισμικού RAID 1 (Mirrored set). Αυτός ο πίνακας, που αποτελείται από δύο φυσικά ή λογικές κινήσειςτου ίδιου τόμου, σας επιτρέπει να αντιγράψετε (ή, όπως λένε, "καθρέφτη") αρχεία.

Ένας τέτοιος πίνακας μπορεί να αποθηκεύσει τα αρχεία σας σε περίπτωση φυσικής αστοχίας ενός από τους δίσκους που απαρτίζουν τη συστοιχία, επομένως χρησιμοποιείται συχνά για την αύξηση της αξιοπιστίας του συστήματος δίσκων.

Σετ όγκου

Το σύστημα αρχείων NTFS σάς επιτρέπει να συνδυάσετε πολλά διαμερίσματα που βρίσκονται σε έναν ή περισσότερους φυσικούς δίσκους σε έναν λογικό τόμο. Αυτό μπορεί να είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, για την αποθήκευση μεγάλων αρχείων βάσης δεδομένων που δεν χωρούν σε έναν φυσικό δίσκο ή για τη δημιουργία ενός καταλόγου με συνολικό όγκο αρχείων που υπερβαίνει το μέγεθος του φυσικού δίσκου.

Τα σύνολα που δημιουργούνται από πολλά διαμερίσματα ή φυσικούς δίσκους ονομάζονται Volume Set (στην ορολογία Microsoft Windows NT) ή Spanned Volume (στην ορολογία Windows 2000/XP).

Συσκευασία αρχείων

Για να εξοικονομήσετε χώρο στο δίσκο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη δυνατότητα του NTFS για τη συσκευασία (συμπίεση) αρχείων. Επιπλέον, το NTFS σάς επιτρέπει να δημιουργείτε τα λεγόμενα αραιά (αραιά) αρχεία που περιέχουν περιοχές μηδενικών δεδομένων. Τέτοια αρχεία μπορεί να είναι μεγάλα, αλλά καταλαμβάνουν λίγο χώρο στο δίσκο, επειδή μόνο τα σημαντικά byte του αρχείου αποθηκεύονται στην πραγματικότητα.

Σημειώστε ότι η συσκευασία των αρχείων θα έχει ως αποτέλεσμα κάποια επιβράδυνση. Αυτή η περίσταση, ωστόσο, δεν θα έχει πάντα σημασία. Για παράδειγμα, τα έγγραφα γραφείου μπορούν να συσκευαστούν χωρίς αισθητή μείωση της ταχύτητας, αλλά αυτό δεν μπορεί να ειπωθεί για αρχεία βάσης δεδομένων στα οποία έχει πρόσβαση μεγάλος αριθμός χρηστών ταυτόχρονα. Με σχετικά φθηνούς δίσκους υψηλής χωρητικότητας στην αγορά, τα μέσα συσκευασίας θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο όταν πραγματικά χρειάζονται. Αυτό, ωστόσο, ισχύει και για άλλες δυνατότητες NTFS.

Αρχεία πολλαπλών νημάτων

Εάν είναι απαραίτητο, πολλές ροές πληροφοριών μπορούν να αποθηκευτούν σε ένα αρχείο που έχει εγγραφεί σε δίσκο NTFS. Αυτό καθιστά δυνατή, ειδικότερα, την παροχή αρχείων εγγράφων με πρόσθετες πληροφορίες, την αποθήκευση πολλών εκδόσεων εγγράφων σε ένα αρχείο (για παράδειγμα, σε διαφορετικές γλώσσες), την αποθήκευση κώδικα προγράμματος και δεδομένων σε ξεχωριστές ροές ενός αρχείου κ.λπ.

σκληρούς δεσμούς

Οι σκληροί σύνδεσμοι (σκληροί σύνδεσμοι) σας επιτρέπουν να εκχωρήσετε πολλά διαφορετικά ονόματα σε ένα φυσικό αρχείο τοποθετώντας αυτά τα ονόματα (δηλαδή συνδέσμους προς το αρχείο) σε διαφορετικούς καταλόγους. Η διαγραφή ενός συνδέσμου δεν διαγράφει το ίδιο το αρχείο. Μόνο όταν καταστραφούν όλοι οι σύνδεσμοι του αρχείου θα διαγραφεί το ίδιο το αρχείο.

Σημειώστε ότι τέτοιες δυνατότητες είναι τυπικές για συστήματα αρχείων που χρησιμοποιούνται σε λειτουργικά συστήματα παρόμοια με το Unix, για παράδειγμα, σε Linux, FreeBSD κ.λπ.

Παράκαμψη σημείων

Τα αντικείμενα του συστήματος NTFS, όπως τα σημεία αναδιάρθρωσης, σας επιτρέπουν να παρακάμψετε οποιοδήποτε αρχείο ή κατάλογο. Σε αυτήν την περίπτωση, για παράδειγμα, τα αρχεία ή οι κατάλογοι που χρησιμοποιούνται σπάνια μπορούν να αποθηκευτούν σε μαγνητική ταινία και να φορτωθούν στο δίσκο μόνο όταν είναι απαραίτητο.

Μεταβάσεις

Χρησιμοποιώντας μεταβάσεις NTFS, μπορείτε να προσαρτήσετε έναν άλλο σκληρό δίσκο ή CD στον κατάλογο της μονάδας. Αυτή η δυνατότητα υπήρχε αρχικά στα συστήματα αρχείων λειτουργικών συστημάτων που μοιάζουν με Unix.

Όριο χώρου στο δίσκο

Το σύστημα αρχείων NTFS, που χρησιμοποιείται στα Microsoft Windows 2000/XP, σας επιτρέπει να αναφέρετε ή να περιορίσετε τον διαθέσιμο χώρο στο δίσκο στους χρήστες. Αυτή η δυνατότητα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη κατά τη δημιουργία διακομιστών αρχείων.

Αλλαγή καταγραφής

Κατά τη διάρκεια της εργασίας του, το λειτουργικό σύστημα εκτελεί διάφορες ενέργειες σε αρχεία (δημιουργία, τροποποίηση, διαγραφή). Όλες αυτές οι αλλαγές αποθηκεύονται σε ένα ειδικό περιοδικό που δημιουργήθηκε στον τόμο NTFS και μπορούν να χρησιμοποιηθούν από προγράμματα δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας, συστήματα ευρετηρίασης κ.λπ. Η καταγραφή αλλαγών αυξάνει την αξιοπιστία του συστήματος αρχείων, επιτρέποντας σε ορισμένες περιπτώσεις τη συνέχιση της εργασίας μετά από μη κρίσιμες αποτυχίες του λειτουργικού συστήματος και του υλικού. Αν και, φυσικά, οι περισσότερες σοβαρές αποτυχίες έχουν ως αποτέλεσμα την ανάγκη ανάκτησης δεδομένων από αντιγράφων ασφαλείαςή χρησιμοποιώντας ειδικά βοηθητικά προγράμματα ανάκτησης δεδομένων.

Περιορισμοί NTFS

Παρά την αφθονία των δυνατοτήτων, το σύστημα αρχείων NTFS έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς. Ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις δεν παίζουν σημαντικό ρόλο.

Το μέγιστο μέγεθος μιας λογικής μονάδας NTFS είναι περίπου 18.446.744 TB, που είναι προφανώς αρκετό για όλες τις σύγχρονες εφαρμογές, καθώς και για εφαρμογές που θα εμφανιστούν στο εγγύς μέλλον. Το μέγιστο μέγεθος αρχείου είναι ακόμη μεγαλύτερο, επομένως αυτός ο περιορισμός δεν είναι επίσης σημαντικός.

Δεν υπάρχει όριο στον αριθμό των αρχείων που είναι αποθηκευμένα σε έναν μόνο κατάλογο NTFS, επομένως αυτό έχει επίσης ένα πλεονέκτημα έναντι του FAT.

Σύγκριση NTFS και FAT για ταχύτητα πρόσβασης αρχείων

Όσον αφορά το μέλλον, τη λειτουργικότητα, την ασφάλεια και την αξιοπιστία, το NTFS είναι πολύ μπροστά από το FAT. Ωστόσο, η σύγκριση της απόδοσης αυτών των συστημάτων αρχείων δεν δίνει ένα σαφές αποτέλεσμα, καθώς η απόδοση εξαρτάται από πολλούς διαφορετικούς παράγοντες.

Επειδή το FAT είναι πολύ πιο απλό στη λειτουργία και τις εσωτερικές δομές από το NTFS, το FAT είναι πιθανό να είναι πιο γρήγορο όταν ασχολείστε με μικρούς καταλόγους. Ωστόσο, εάν τα περιεχόμενα του καταλόγου είναι τόσο μικρά που χωρούν εξ ολοκλήρου σε μία ή περισσότερες καταχωρήσεις αρχείων $MFT, ή το αντίστροφο, εάν ο κατάλογος είναι πολύ μεγάλος, το NTFS θα "κερδίσει".

Η παλάμη πιθανότατα θα πάει στο NTFS κατά την αναζήτηση για ανύπαρκτα αρχεία ή καταλόγους (επειδή δεν απαιτεί πλήρη σάρωση των περιεχομένων του καταλόγου), κατά την πρόσβαση σε μικρά αρχεία (της τάξης των εκατοντάδων byte) και επίσης σε περίπτωση σοβαρού κατακερματισμού του δίσκου.

Για να αυξήσετε την απόδοση του NTFS, μπορείτε να αυξήσετε το μέγεθος του συμπλέγματος, αλλά αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σπάταλη χρήση του χώρου στο δίσκο κατά την αποθήκευση μεγάλου αριθμού αρχείων που είναι μεγαλύτερα από 1-2 KB και ανέρχονται σε δεκάδες KB. Αυξάνοντας το μέγεθος του συμπλέγματος στα 64 KB, μπορείτε να επιτύχετε τη μέγιστη βελτίωση απόδοσης, αλλά θα πρέπει να παραιτηθείτε από τη συσκευασία αρχείων και τη χρήση βοηθητικών προγραμμάτων ανασυγκρότησης.

Η συσκευασία αρχείων που βρίσκονται σε μικρούς δίσκους (περίπου 4 GB) μπορεί να αυξήσει την απόδοση, ενώ η συμπίεση μεγάλων δίσκων μπορεί να μειώσει την απόδοση. Σε κάθε περίπτωση, η συσκευασία θα προκαλέσει επιπλέον φορτίο στην CPU.

Τι να επιλέξετε λοιπόν - FAT ή NTFS;

Όπως μπορείτε να δείτε, το NTFS έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι του FAT και οι περιορισμοί του είναι αμελητέοι στις περισσότερες περιπτώσεις. Εάν αντιμετωπίζετε την επιλογή ενός συστήματος αρχείων, εξετάστε το ενδεχόμενο να χρησιμοποιήσετε πρώτα το NTFS και μετά το FAT.

Ποια μπορεί να είναι τα εμπόδια στην αντικατάσταση του FAT με το NTFS;

Το πιο σοβαρό εμπόδιο είναι η ανάγκη χρήσης των Microsoft Windows NT/2000/XP. Αυτό το λειτουργικό σύστημα απαιτεί τουλάχιστον 64 MB για να εκτελεστεί σωστά. μνήμη τυχαίας προσπέλασηςκαι επεξεργαστή με συχνότητα ρολογιού τουλάχιστον 200-300 MHz. Ωστόσο, αυτές οι απαιτήσεις δεν πληρούνται μόνο από πολύ παλιούς υπολογιστές που δεν είναι σε θέση να εκτελούν σύγχρονες εκδόσεις των Microsoft Windows.

Εάν ο υπολογιστής σας μπορεί να λειτουργήσει με Microsoft Windows 2000/XP και δεν έχετε ούτε μία εφαρμογή σχεδιασμένη αποκλειστικά για Microsoft Windows 95/98/ME, σας συνιστούμε να μεταβείτε σε ένα νέο λειτουργικό σύστημα το συντομότερο δυνατό, αντικαθιστώντας αυτό το FAT σε NTFS.

Ταυτόχρονα, θα έχετε επίσης μια αισθητή αύξηση στην αξιοπιστία της εργασίας, επειδή. Μετά την εγκατάσταση όλων των απαραίτητων Service Pack, καθώς και των σωστών εκδόσεων προγραμμάτων οδήγησης περιφερειακών συσκευών, τα Microsoft Windows 2000/XP θα λειτουργούν πολύ σταθερά.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, πρέπει να συνδυάσετε πολλά συστήματα αρχείων σε έναν φυσικό δίσκο. Για παράδειγμα, εάν ο υπολογιστής σας διαθέτει τρία λειτουργικά συστήματα Microsoft Windows ME, Microsoft Windows XP και Linux, μπορείτε να δημιουργήσετε τρία συστήματα αρχείων - FAT, NTFS και Ext2FS. Το πρώτο από αυτά θα είναι "ορατό" όταν εργάζεστε σε Microsoft Windows ME και Linux, το δεύτερο - μόνο στα Microsoft Windows XP και το τρίτο - μόνο σε Linux (σημειώστε ότι στο LINUX υπάρχει επίσης η δυνατότητα πρόσβασης σε κατατμήσεις NTFS).

Αλλά εάν δημιουργείτε έναν διακομιστή (αρχείο, βάση δεδομένων ή Web) που βασίζεται στο Microsoft Window NT/2000/XP, τότε το NTFS είναι η μόνη λογική επιλογή. Μόνο σε αυτή την περίπτωση θα είναι δυνατό να επιτευχθεί η απαραίτητη σταθερότητα, αξιοπιστία και ασφάλεια του διακομιστή.

Υπάρχει επίσης μια γενικά αποδεκτή (και, κατά τη γνώμη μας, εσφαλμένη) άποψη ότι οι χρήστες οικιακών υπολογιστών δεν χρειάζονται ούτε το λειτουργικό σύστημα Microsoft Window NT/2000/XP ούτε το σύστημα αρχείων NTFS.

Φυσικά, εάν ο υπολογιστής χρησιμοποιείται αποκλειστικά για παιχνίδια, για λόγους συμβατότητας, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε τα Microsoft Windows 98/ME και να διαμορφώσετε τους δίσκους σε FAT. Ωστόσο, εάν εργάζεστε όχι μόνο στο γραφείο, αλλά και στο σπίτι, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε σύγχρονες, επαγγελματικές και αξιόπιστες λύσεις. Αυτό θα επιτρέψει, ειδικότερα, να οργανώσετε την προστασία από εισβολή στον υπολογιστή σας μέσω Διαδικτύου, να περιορίσετε την πρόσβαση σε καταλόγους και αρχεία με κρίσιμα δεδομένα και επίσης να αυξήσετε τις πιθανότητες επιτυχούς ανάκτησης πληροφοριών σε περίπτωση διαφόρων ειδών αστοχιών.

Εισαγωγή

2.1 Σύστημα FAT16

2.2 Σύστημα FAT32

2.3 Σύγκριση FAT16 και FAT32

3.1 Σύστημα NTFS

3.2 Σύγκριση NTFS και FAT32

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Επί του παρόντος, κατά μέσο όρο, αρκετές δεκάδες χιλιάδες αρχεία καταγράφονται σε έναν δίσκο. Πώς να κατανοήσετε όλη αυτή την ποικιλομορφία για να αντιμετωπίσετε με ακρίβεια το αρχείο; Ο σκοπός του συστήματος αρχείων είναι μια αποτελεσματική λύση σε αυτό το πρόβλημα.

Το σύστημα αρχείων, από την πλευρά του χρήστη, είναι ο «χώρος» στον οποίο τοποθετούνται τα αρχεία. Και ως επιστημονικός όρος, είναι ένας τρόπος αποθήκευσης και οργάνωσης της πρόσβασης σε δεδομένα σε έναν φορέα πληροφοριών ή στην ενότητα του. Η παρουσία ενός συστήματος αρχείων σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε το όνομα του αρχείου, όπου βρίσκεται. Δεδομένου ότι οι πληροφορίες αποθηκεύονται κυρίως σε δίσκους σε υπολογιστές συμβατούς με IBM PC, τα συστήματα αρχείων που χρησιμοποιούνται σε αυτούς καθορίζουν την οργάνωση των δεδομένων σε δίσκους (ακριβέστερα, σε λογικούς δίσκους). Θα δούμε το σύστημα αρχείων FAT.

σύστημα αρχείων fat ntfs

1. Ιστορία της δημιουργίας και γενικά χαρακτηριστικάΣύστημα αρχείων FAT

Το σύστημα αρχείων FAT (File Allocation Table) αναπτύχθηκε από τους Bill Gates και Mark McDonald το 1977 και χρησιμοποιήθηκε αρχικά στο λειτουργικό σύστημα 86-DOS. Προκειμένου να επιτευχθεί φορητότητα προγραμμάτων από το λειτουργικό σύστημα CP/M στο 86-DOS, διατήρησε τους προηγούμενους περιορισμούς στα ονόματα αρχείων. Το 86-DOS εξαγοράστηκε αργότερα από τη Microsoft και έγινε η βάση για το MS-DOS 1.0, που κυκλοφόρησε τον Αύγουστο του 1981. Το FAT σχεδιάστηκε για να λειτουργεί με δισκέτες μικρότερες από 1 MB και δεν υποστήριζε αρχικά σκληρούς δίσκους. Το FAT υποστηρίζει προς το παρόν αρχεία και κατατμήσεις μεγέθους έως 2 GB.

Το FAT χρησιμοποιεί τις ακόλουθες συμβάσεις ονομασίας αρχείων:

το όνομα πρέπει να ξεκινά με ένα γράμμα ή έναν αριθμό και μπορεί να περιέχει οποιονδήποτε χαρακτήρα ASCII εκτός από το διάστημα και το "/\ :; |=,^*?

Το όνομα έχει μήκος έως 8 χαρακτήρες, ακολουθούμενο από μια τελεία και μια προαιρετική επέκταση μήκους έως 3 χαρακτήρες.

περίπτωση χαρακτήρων στα ονόματα αρχείων δεν διακρίνεται και δεν διατηρείται.

Η δομή του διαμερίσματος FAT φαίνεται στον Πίνακα 1.1 Το μπλοκ παραμέτρων BIOS περιέχει τις πληροφορίες που απαιτούνται από το BIOS σχετικά με τα φυσικά χαρακτηριστικά σκληρός δίσκος. Το σύστημα αρχείων FAT δεν μπορεί να ελέγξει κάθε τομέα ξεχωριστά, επομένως συνδυάζει παρακείμενους τομείς σε συμπλέγματα. Αυτό μειώνει τον συνολικό αριθμό των μονάδων αποθήκευσης που πρέπει να παρακολουθεί το σύστημα αρχείων. Το μέγεθος συμπλέγματος στο FAT είναι δύναμη δύο και καθορίζεται από το μέγεθος του τόμου κατά τη διαμόρφωση του δίσκου (Πίνακας 1.2). Ένα σύμπλεγμα είναι ο ελάχιστος χώρος που μπορεί να καταλάβει ένα αρχείο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη σπατάλη χώρου στο δίσκο. Το λειτουργικό σύστημα περιλαμβάνει διάφορα βοηθητικά προγράμματα (DoubleSpace, DriveSpace) που έχουν σχεδιαστεί για τη συμπύκνωση δεδομένων σε δίσκο.

Αυτί. 1.1 - Δομή διαμερίσματος FAT

Τομέας εκκίνησης Μπλοκ παραμέτρων BIOS (BPB) FATFAT (αντίγραφο) Περιοχή αρχείων καταλόγου ρίζας

Το FAT πήρε το όνομά του από τον ομώνυμο πίνακα εκχώρησης αρχείων. Ο πίνακας εκχώρησης αρχείων αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με συμπλέγματα λογικών δίσκων. Κάθε σύμπλεγμα στο FAT έχει μια ξεχωριστή καταχώρηση που δείχνει εάν είναι δωρεάν, απασχολημένο με δεδομένα αρχείου ή έχει επισημανθεί ως κακό (κατεστραμμένο). Εάν το σύμπλεγμα καταλαμβάνεται από ένα αρχείο, τότε η διεύθυνση του συμπλέγματος που περιέχει το επόμενο μέρος του αρχείου υποδεικνύεται στην αντίστοιχη καταχώρηση στον πίνακα εκχώρησης αρχείων. Εξαιτίας αυτού, το FAT ονομάζεται σύστημα αρχείων συνδεδεμένης λίστας. Η αρχική έκδοση του FAT, που αναπτύχθηκε για το DOS 1.00, χρησιμοποιούσε έναν πίνακα εκχώρησης αρχείων 12 bit και υποστήριζε κατατμήσεις μεγέθους έως 16 MB (μπορούν να δημιουργηθούν έως δύο κατατμήσεις FAT στο DOS). Για την υποστήριξη σκληρών δίσκων με μέγεθος μεγαλύτερο από 32 MB, το βάθος bit FAT έχει αυξηθεί στα 16 bit και το μέγεθος του συμπλέγματος σε 64 τομείς (32 KB). Δεδομένου ότι σε κάθε σύμπλεγμα μπορεί να εκχωρηθεί ένας μοναδικός αριθμός 16-bit, το FAT υποστηρίζει το πολύ 216 ή 65536 συμπλέγματα ανά τόμο.

Πίνακας 1.2 - Μεγέθη συμπλέγματος

Μέγεθος διαμερίσματος Μέγεθος συμπλέγματος Τύπος FAT< 16 Мб4 КбFAT1216 Мб - 127 Мб2 КбFAT16128 Мб - 255 Мб4 КбFAT16256 Мб - 511 Мб8 КбFAT16512 Мб - 1023 Мб16 КбFAT161 Гб - 2 Гб32 КбFAT16

Επειδή η εγγραφή εκκίνησης είναι πολύ μικρή για να αποθηκεύσει τον αλγόριθμο αναζήτησης αρχείων συστήματος στο δίσκο, τα αρχεία συστήματος πρέπει να βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη θέση για να τα βρει η εγγραφή εκκίνησης. Η σταθερή θέση των αρχείων συστήματος στην αρχή της περιοχής δεδομένων επιβάλλει ένα αυστηρό όριο στο μέγεθος του ριζικού καταλόγου και του πίνακα εκχώρησης αρχείων. Ως αποτέλεσμα, ο συνολικός αριθμός αρχείων και υποκαταλόγων κάτω από τον ριζικό κατάλογο σε μια μονάδα FAT περιορίζεται σε 512.

Κάθε αρχείο και υποκατάλογος στο FAT έχει μια καταχώρηση καταλόγου 32 byte που περιέχει το όνομα του αρχείου, τα χαρακτηριστικά του (αρχειοθέτηση, κρυφό, σύστημα και μόνο για ανάγνωση). ), ημερομηνία και ώρα δημιουργίας (ή τις τελευταίες αλλαγές που έγιναν σε αυτήν), καθώς και άλλες πληροφορίες (Πίνακας 1.3).

Πίνακας 1.3 - Στοιχεία καταλόγου

Το σύστημα αρχείων FAT γεμίζει πάντα τον ελεύθερο χώρο στο δίσκο διαδοχικά από την αρχή μέχρι το τέλος. Κατά τη δημιουργία ενός νέου αρχείου ή την επέκταση ενός υπάρχοντος, αναζητά το πρώτο ελεύθερο σύμπλεγμα στον πίνακα εκχώρησης αρχείων. Εάν κατά τη διάρκεια της εργασίας ορισμένα αρχεία διαγράφηκαν, ενώ άλλα άλλαξαν σε μέγεθος, τότε τα κενά συμπλέγματα που προκύπτουν θα διασκορπιστούν σε όλο το δίσκο. Εάν τα συμπλέγματα που περιέχουν τα δεδομένα του αρχείου δεν βρίσκονται σε μια σειρά, τότε το αρχείο είναι κατακερματισμένο. Τα πολύ κατακερματισμένα αρχεία μειώνουν σημαντικά την απόδοση εργασίας, καθώς οι κεφαλές ανάγνωσης / εγγραφής, κατά την αναζήτηση της επόμενης εγγραφής αρχείου, θα πρέπει να μετακινηθούν από τη μια περιοχή του δίσκου στην άλλη. Τα λειτουργικά συστήματα που υποστηρίζουν FAT περιλαμβάνουν συνήθως ειδικά βοηθητικά προγράμματα ανασυγκρότησης δίσκων που έχουν σχεδιαστεί για τη βελτίωση της απόδοσης των λειτουργιών αρχείων.

Ένα άλλο μειονέκτημα του FAT είναι ότι η απόδοσή του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον αριθμό των αρχείων που είναι αποθηκευμένα σε έναν μόνο κατάλογο. Με μεγάλο αριθμό αρχείων (περίπου χίλια), η λειτουργία ανάγνωσης της λίστας αρχείων στον κατάλογο μπορεί να διαρκέσει αρκετά λεπτά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στο FAT ένας κατάλογος έχει μια γραμμική μη ταξινομημένη δομή και τα ονόματα των αρχείων στους καταλόγους είναι με τη σειρά που δημιουργήθηκαν. Ως αποτέλεσμα, όσο περισσότερες καταχωρήσεις στον κατάλογο, τόσο πιο αργά λειτουργούν τα προγράμματα, καθώς κατά την αναζήτηση ενός αρχείου, είναι απαραίτητο να κοιτάξετε διαδοχικά όλες τις εγγραφές στον κατάλογο. Δεδομένου ότι το FAT σχεδιάστηκε αρχικά για το λειτουργικό σύστημα DOS ενός χρήστη, δεν παρέχει αποθήκευση πληροφοριών όπως πληροφορίες κατόχου ή δικαιώματα πρόσβασης σε αρχεία/καταλόγου. Είναι το πιο κοινό σύστημα αρχείων και τα περισσότερα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα το υποστηρίζουν σε ένα βαθμό ή αλλο. Λόγω της ευελιξίας του, το FAT μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τόμους που λειτουργούν με διαφορετικά λειτουργικά συστήματα.

Αν και δεν υπάρχουν εμπόδια στη χρήση οποιουδήποτε άλλου συστήματος αρχείων κατά τη διαμόρφωση δισκέτας, τα περισσότερα λειτουργικά συστήματα χρησιμοποιούν FAT για συμβατότητα. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί εν μέρει από το γεγονός ότι η απλή δομή FAT απαιτεί λιγότερο χώρο για την αποθήκευση δεδομένων υπηρεσίας από άλλα συστήματα. Τα πλεονεκτήματα άλλων συστημάτων αρχείων γίνονται αισθητά μόνο όταν χρησιμοποιούνται σε μέσα μεγαλύτερα από 100 MB.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το FAT είναι ένα απλό σύστημα αρχείων που δεν αποτρέπει την καταστροφή αρχείων λόγω μη φυσιολογικού τερματισμού λειτουργίας του υπολογιστή. Τα λειτουργικά συστήματα που υποστηρίζουν FAT περιλαμβάνουν ειδικά βοηθητικά προγράμματα που ελέγχουν τη δομή και διορθώνουν τις ασυνέπειες στο σύστημα αρχείων.

2. Χαρακτηριστικά των συστημάτων αρχείων FAT16 και FAT32 και σύγκρισή τους

.1 Σύστημα FAT16

Το σύστημα αρχείων FAT 16, το οποίο είναι το κύριο σύστημα αρχείων για τα λειτουργικά συστήματα DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP, και υποστηρίζεται επίσης από τα περισσότερα άλλα συστήματα. Το FAT 16 είναι ένα απλό σύστημα αρχείων σχεδιασμένο για μικρές μονάδες δίσκου και απλές δομές καταλόγου. Το όνομα προέρχεται από το όνομα της μεθόδου οργάνωσης αρχείων - Πίνακας κατανομής αρχείων. Αυτός ο πίνακας τοποθετείται στην αρχή του δίσκου. Ο αριθμός 16 σημαίνει ότι αυτό το σύστημα αρχείων είναι 16-bit - 16 bit χρησιμοποιούνται για τη διεύθυνση συμπλεγμάτων. Το λειτουργικό σύστημα χρησιμοποιεί τον Πίνακα εκχώρησης αρχείων για να βρει ένα αρχείο και να προσδιορίσει τα συμπλέγματα που καταλαμβάνει το αρχείο στον σκληρό δίσκο. Επιπλέον, ο Πίνακας περιέχει πληροφορίες σχετικά με ελεύθερα και ελαττωματικά συμπλέγματα. Για να γίνει πιο εύκολη η κατανόηση του συστήματος αρχείων FAT16, φανταστείτε τον πίνακα περιεχομένων ενός βιβλίου και πώς εργάζεστε με αυτόν τον πίνακα περιεχομένων, έτσι ακριβώς λειτουργεί το λειτουργικό σύστημα με το FAT 16.

Για να διαβάσετε ένα αρχείο, το λειτουργικό σύστημα πρέπει να βρει την καταχώρηση στο φάκελο με το όνομα του αρχείου και να διαβάσει τον αριθμό του πρώτου συμπλέγματος του αρχείου. Το πρώτο σύμπλεγμα αντιπροσωπεύει την αρχή του αρχείου. Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να διαβάσετε το στοιχείο FAT που αντιστοιχεί στο πρώτο σύμπλεγμα του αρχείου. Εάν το στοιχείο περιέχει μια ετικέτα - την τελευταία στην αλυσίδα, τότε δεν χρειάζεται να αναζητήσετε τίποτα περισσότερο: ολόκληρο το αρχείο χωράει σε ένα σύμπλεγμα. Εάν το σύμπλεγμα δεν είναι το τελευταίο, τότε το στοιχείο του πίνακα περιέχει τον αριθμό του επόμενου συμπλέγματος. Τα περιεχόμενα του επόμενου συμπλέγματος πρέπει να διαβαστούν μετά το πρώτο. Όταν βρεθεί το τελευταίο σύμπλεγμα στην αλυσίδα, τότε εάν το αρχείο δεν καταλαμβάνει ολόκληρο το σύμπλεγμα, είναι απαραίτητο να αποκοπούν τα επιπλέον byte του συμπλέγματος. Τα υπερβολικά byte περικόπτονται ανάλογα με το μήκος του αρχείου που είναι αποθηκευμένο στην καταχώρηση του φακέλου.

Για να γράψετε ένα αρχείο, το λειτουργικό σύστημα πρέπει να εκτελέσει την ακόλουθη σειρά ενεργειών. Δημιουργείται μια περιγραφή αρχείου σε ένα στοιχείο ελεύθερου φακέλου, στη συνέχεια αναζητείται ένα ελεύθερο στοιχείο FAT και τοποθετείται ένας σύνδεσμος προς αυτό στην καταχώριση φακέλου. Το πρώτο σύμπλεγμα που περιγράφεται από το στοιχείο FAT που βρέθηκε είναι κατειλημμένο. Αυτό το στοιχείο FAT είναι γεμάτο με τον αριθμό του επόμενου συμπλέγματος ή το πρόσημο του τελευταίου συμπλέγματος στην αλυσίδα.

Το λειτουργικό σύστημα ενεργεί με τέτοιο τρόπο ώστε να συλλέγει αλυσίδες από γειτονικά συμπλέγματα με αύξουσα σειρά. Είναι σαφές ότι η πρόσβαση σε διαδοχικά συμπλέγματα θα είναι πολύ πιο γρήγορη από ό,τι σε συμπλέγματα τυχαία διασκορπισμένα σε όλο το δίσκο. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ήδη κατειλημμένα και σημειωμένα στο FAT ως κακά συμπλέγματα αγνοούνται.

Στο σύστημα αρχείων FAT16, δεσμεύονται 16 bit για τον αριθμό συμπλέγματος. ως εκ τούτου μέγιστο ποσόσυμπλέγματα είναι 65525 και το μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος είναι 128 τομείς. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέγιστο μέγεθος κατατμήσεων ή δίσκων στο FAT16 είναι 4,2 gigabyte. Κατά τη λογική μορφοποίηση ενός δίσκου ή ενός διαμερίσματος, το λειτουργικό σύστημα προσπαθεί να χρησιμοποιήσει το ελάχιστο μέγεθος συμπλέγματος που θα έχει ως αποτέλεσμα το μέγιστο 65525 συμπλέγματα. Προφανώς, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του διαμερίσματος, τόσο μεγαλύτερο θα πρέπει να είναι το μέγεθος του συμπλέγματος. Πολλά λειτουργικά συστήματα δεν λειτουργούν σωστά με ένα σύμπλεγμα τομέων 128. Ως αποτέλεσμα, το μέγιστο μέγεθος ενός διαμερίσματος FAT16 μειώνεται στα 2 gigabyte. Συνήθως, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του συμπλέγματος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο χαμένος χώρος στο δίσκο. Αυτό συμβαίνει επειδή το τελευταίο σύμπλεγμα που καταλαμβάνεται από το αρχείο είναι μόνο εν μέρει γεμάτο. Για παράδειγμα, εάν ένα αρχείο 17 KB γραφτεί σε ένα διαμέρισμα με μέγεθος συμπλέγματος 16 KB, τότε το αρχείο θα καταλαμβάνει δύο συμπλέγματα, με το πρώτο σύμπλεγμα να είναι γεμάτο, το δεύτερο σύμπλεγμα να γράφει μόνο 1 KB δεδομένων και τα υπόλοιπα 15 KB χώρου στο δεύτερο σύμπλεγμα παραμένει αχρησιμοποίητο, γεμάτο και δεν θα μπορεί να εγγραφεί από άλλα αρχεία. Εάν ένας μεγάλος αριθμός μικρών αρχείων εγγραφεί σε μεγάλους δίσκους, τότε η απώλεια χώρου στο δίσκο θα είναι σημαντική. Ο παρακάτω πίνακας 2.1 παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον πιθανό χαμένο χώρο στο δίσκο για διαφορετικά μεγέθη διαμερισμάτων.

Αυτί. 2.1.1 - Απώλεια χώρου στο δίσκο

Μέγεθος διαμερίσματος Μέγεθος συμπλέγματος Μέγεθος δίσκου Σπατάλη χώρου127MB2Kb2%128-255MB4Kb4%256-511MB8Kb10%512-1023MB16Kb25%1024-2047MB32Kb40%2048-40956MB%4

Υπάρχουν δύο τρόποι για να μειώσετε τη σπατάλη χώρου στο δίσκο. Το πρώτο είναι ο διαχωρισμός του χώρου του δίσκου σε μικρά διαμερίσματα με μικρό μέγεθος συμπλέγματος. Το δεύτερο χρησιμοποιεί το σύστημα αρχείων FAT32<#"center">2.2 Σύστημα FAT32

Το σύστημα αρχείων FAT32 είναι ένα νεότερο σύστημα αρχείων που βασίζεται στη μορφή FAT και υποστηρίζεται από τα Windows 95 OSR2, Windows 98 και Windows Millennium Edition. Το FAT32 χρησιμοποιεί αναγνωριστικά συμπλέγματος 32 bit, αλλά διατηρεί τα ανώτερα 4 bit, επομένως το πραγματικό μέγεθος αναγνωριστικού συμπλέγματος είναι 28 bit. Δεδομένου ότι το μέγιστο μέγεθος των συμπλεγμάτων FAT32 είναι 32 KB, το FAT32 μπορεί θεωρητικά να χειριστεί τόμους 8 terabyte. Τα Windows 2000 περιορίζουν το μέγεθος των νέων τόμων FAT32 στα 32 GB, αν και υποστηρίζουν υπάρχοντες μεγαλύτερους τόμους FAT32 (που δημιουργούνται σε άλλα λειτουργικά συστήματα). Ο μεγαλύτερος αριθμός συμπλεγμάτων που υποστηρίζονται από το FAT32 του επιτρέπει να διαχειρίζεται τους δίσκους πιο αποτελεσματικά από το FAT 16. Το FAT32 μπορεί να χρησιμοποιήσει συμπλέγματα 512 byte για όγκους έως 128 MB.

Το σύστημα αρχείων FAT 32 στα Windows 98 χρησιμοποιείται ως προεπιλογή. Αυτό το λειτουργικό σύστημα συνοδεύεται από ένα ειδικό πρόγραμμα μετατροπής δίσκου από FAT 16 σε FAT 32. Τα Windows NT και τα Windows 2000 μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν το σύστημα αρχείων FAT και επομένως μπορείτε να εκκινήσετε τον υπολογιστή σας από έναν δίσκο DOS και να έχετε πλήρη πρόσβαση σε όλα τα αρχεία. Ωστόσο, ορισμένες από τις πιο προηγμένες δυνατότητες των Windows NT και των Windows 2000 παρέχονται από το δικό τους σύστημα αρχείων NTFS (NT File System). Το NTFS σάς επιτρέπει να δημιουργείτε διαμερίσματα έως 2 TB σε έναν δίσκο (όπως το FAT 32), αλλά, επιπλέον, έχει ενσωματωμένες λειτουργίες συμπίεσης αρχείων, ασφάλειας και ελέγχου που είναι απαραίτητες όταν εργάζεστε σε περιβάλλον δικτύου. Και τα Windows 2000 υλοποιούν υποστήριξη για το σύστημα αρχείων FAT 32. συστήματα WindowsΤο NT ξεκινά σε δίσκο FAT, αλλά στο τέλος της εγκατάστασης, τα δεδομένα στο δίσκο μπορούν να μετατραπούν σε μορφή NTFS στο τέλος της εγκατάστασης.

Μπορείτε επίσης να το κάνετε αργότερα χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα Convert. exe που συνοδεύει το λειτουργικό σύστημα. Ένα διαμέρισμα δίσκου που έχει μετατραπεί σε NTFS γίνεται απρόσιτο σε άλλα λειτουργικά συστήματα. Για να επιστρέψετε στο DOS, τα Windows 3.1 ή τα Windows 9x, πρέπει να καταργήσετε το διαμέρισμα NTFS και να δημιουργήσετε ένα διαμέρισμα FAT. Τα Windows 2000 μπορούν να εγκατασταθούν σε μονάδα δίσκου με σύστημα αρχείων FAT 32 και NTFS.

Οι δυνατότητες των συστημάτων αρχείων FAT32 είναι πολύ ευρύτερες από αυτές του FAT16. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του είναι ότι υποστηρίζει δίσκους έως 2047 GB και λειτουργεί με μικρότερα συμπλέγματα, μειώνοντας έτσι σημαντικά τον χαμένο χώρο στο δίσκο. Για παράδειγμα, ένας σκληρός δίσκος 2 GB στο FAT16 χρησιμοποιεί συμπλέγματα 32 KB, ενώ το FAT32 χρησιμοποιεί συμπλέγματα 4 KB. Για να διατηρηθεί η συμβατότητα με υπάρχοντα προγράμματα, δίκτυα και προγράμματα οδήγησης συσκευών όπου είναι δυνατόν, το FAT32 υλοποιείται με ελάχιστες αλλαγές στην αρχιτεκτονική, τα API, τις εσωτερικές δομές δεδομένων και τη μορφή του δίσκου. Όμως, καθώς το μέγεθος των στοιχείων του πίνακα FAT32 είναι πλέον τέσσερα byte, πολλές εσωτερικές δομές δεδομένων και δομές δεδομένων δίσκου, καθώς και API, έπρεπε να αναθεωρηθούν ή να επεκταθούν. Ορισμένα API σε μονάδες δίσκου FAT32 είναι αποκλεισμένα για να αποτρέψουν τα βοηθητικά προγράμματα παλαιού τύπου δίσκων από το να καταστρέψουν τα περιεχόμενα των μονάδων δίσκου FAT32. Τα περισσότερα προγράμματα δεν θα επηρεαστούν από αυτές τις αλλαγές. Υπάρχον εργαλείακαι τα προγράμματα οδήγησης θα λειτουργούν και σε μονάδες FAT32. Ωστόσο, τα προγράμματα οδήγησης συσκευών μπλοκ MS-DOS (όπως το Aspidisk.sys) και τα βοηθητικά προγράμματα δίσκου πρέπει να τροποποιηθούν ώστε να υποστηρίζουν το FAT32. Όλα τα βοηθητικά προγράμματα δίσκου που παρέχονται από τη Microsoft (Format, Fdisk, Defrag και ScanDisk για πραγματικές και προστατευμένες λειτουργίες) έχουν επανασχεδιαστεί για να υποστηρίζουν πλήρως το FAT32. Επιπλέον, η Microsoft βοηθά τους κορυφαίους προμηθευτές βοηθητικών προγραμμάτων δίσκων και προγραμμάτων οδήγησης συσκευών να τροποποιήσουν τα προϊόντα τους ώστε να υποστηρίζουν το FAT32. Το FAT32 είναι πιο αποτελεσματικό από το FAT16 όταν εργάζεστε με μεγαλύτερους δίσκους και δεν απαιτεί να χωριστούν σε διαμερίσματα των 2 GB. Τα Windows 98 υποστηρίζουν απαραιτήτως το FAT16, καθώς αυτό το σύστημα αρχείων είναι συμβατό με άλλα λειτουργικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων τρίτων εταιρειών. Σε πραγματική λειτουργία MS-DOS και σε λειτουργία ασφαλείας Windows 98, το σύστημα αρχείων FAT32 είναι σημαντικά πιο αργό από το FAT16. Επομένως, όταν εκτελείτε προγράμματα σε λειτουργία MS DOS, είναι επιθυμητό να συμπεριλάβετε το Autoexec. εντολή αρχείου bat ή PIF για λήψη του Smartdrv. exe, το οποίο θα επιταχύνει τις λειτουργίες του δίσκου. Ορισμένα παλαιότερα προγράμματα FAT16 ενδέχεται να αναφέρουν λανθασμένες πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα του ελεύθερου ή του συνολικού χώρου στο δίσκο, εάν είναι περισσότερο από 2 GB. Τα Windows 98 παρέχουν νέα API για MS-DOS και Win32 που επιτρέπουν τον σωστό προσδιορισμό αυτών των μετρήσεων.

.3 Σύγκριση FAT16 και FAT32

Πίνακας 2.3.1 - Σύγκριση συστημάτων αρχείων FAT16 και FAT32

FAT16FAT32 Υλοποιείται και χρησιμοποιείται από τα περισσότερα λειτουργικά συστήματα (MS-DOS, Windows 98, Windows NT, OS/2, UNIX). Προς το παρόν υποστηρίζεται μόνο σε Windows 95 OSR2 και Windows 98. Πολύ αποτελεσματικό για λογικούς δίσκους μικρότερους από 256 MB. Δεν λειτουργεί με δίσκους μικρότερους από 512 MB. Υποστηρίζει συμπίεση δίσκου, όπως ο αλγόριθμος DriveSpace. Δεν υποστηρίζει συμπίεση δίσκου. Χειρίζεται το πολύ 65.525 συμπλέγματα, το μέγεθος των οποίων εξαρτάται από το μέγεθος της λογικής μονάδας δίσκου. Δεδομένου ότι το μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος είναι 32 KB, το FAT16 μπορεί να χειριστεί μόνο λογικούς δίσκους έως 2 GB. Δυνατότητα εργασίας με λογικούς δίσκους έως 2047 GB με μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος 32 KB.

Το μέγιστο δυνατό μήκος αρχείου στο FAT32 είναι 4 GB μείον 2 byte. Οι εφαρμογές Win32 μπορούν να ανοίξουν αρχεία αυτού του μήκους χωρίς ειδική επεξεργασία. Άλλες εφαρμογές θα πρέπει να χρησιμοποιούν διακοπή Int 21h, συνάρτηση 716C (FAT32) με ανοιχτή σημαία ίση με EXTEND-SIZE (1000h).

Στο σύστημα αρχείων FAT32, στον πίνακα εκχώρησης αρχείων εκχωρούνται 4 byte για κάθε σύμπλεγμα, ενώ στο FAT16 - 2 byte και στο FAT12 - 1,5 byte.

Τα επάνω 4 bit της καταχώρισης του πίνακα FAT32 32 bit είναι δεσμευμένα και δεν συμμετέχουν στον σχηματισμό του αριθμού συμπλέγματος. Τα προγράμματα που διαβάζουν απευθείας τον πίνακα FAT32 πρέπει να συγκαλύπτουν αυτά τα bit και να εμποδίζουν την αλλαγή τους όταν γράφονται νέες τιμές.

Έτσι, το FAT32 έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα σε σχέση με προηγούμενες υλοποιήσεις του συστήματος αρχείων FAT:

υποστηρίζει μονάδες έως 2 TB.

οργανώνει το χώρο στο δίσκο πιο αποτελεσματικά. Το FAT32 χρησιμοποιεί μικρότερα συμπλέγματα (4 KB για μονάδες έως 8 GB), γεγονός που εξοικονομεί έως και 10-15% του χώρου σε μεγάλες μονάδες δίσκου σε σύγκριση με το FAT.

ο ριζικός κατάλογος FAT 32, όπως όλοι οι άλλοι κατάλογοι, είναι πλέον απεριόριστος, αποτελείται από μια αλυσίδα συμπλεγμάτων και μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε στο δίσκο.

έχει υψηλότερη αξιοπιστία: Το FAT32 μπορεί να μετακινήσει τον ριζικό κατάλογο και να εργαστεί με ένα αντίγραφο ασφαλείας FAT, επιπλέον, η εγγραφή εκκίνησης στις μονάδες δίσκου FAT32 έχει επεκταθεί για να περιλαμβάνει αντίγραφο ασφαλείας κρίσιμων δομών δεδομένων, πράγμα που σημαίνει ότι οι μονάδες FAT32 είναι λιγότερο ευαίσθητες στις εμφάνιση ξεχωριστών κακών μπαλωμάτων από τους υπάρχοντες όγκους FAT.

τα προγράμματα φορτώνονται 50% πιο γρήγορα.

Πίνακας 2.3.2 - Σύγκριση μεγεθών συστάδων

Μέγεθος δίσκουFAT16 Μέγεθος συμπλέγματος KBFAT32 Μέγεθος συμπλέγματος KB256MB-511MB8Δεν υποστηρίζεται512MB-1023MB1641024MB-2GB3242GB-8GBΔεν υποστηρίζεται48GB-16GBΔεν υποστηρίζεται816GB-32GBΔεν υποστηρίζεται32GBΔεν υποστηρίζεται3

3. Εναλλακτικό σύστημα αρχείων NTFS και σύγκρισή του με το FAT32

3.1 Σύστημα NTFS

Το (New Technology File System) είναι το πιο προτιμώμενο σύστημα αρχείων όταν εργάζεστε με Windows NT, καθώς σχεδιάστηκε ειδικά για αυτό το σύστημα. Τα Windows NT περιλαμβάνουν ένα βοηθητικό πρόγραμμα μετατροπής που μετατρέπει τόμους FAT και HPFS σε τόμους NTFS. Στο NTFS, οι δυνατότητες διαχείρισης της πρόσβασης σε μεμονωμένα αρχεία και καταλόγους επεκτείνονται σημαντικά, εισάγεται ένας μεγάλος αριθμός χαρακτηριστικών, εφαρμόζεται ανοχή σφαλμάτων, υλοποιούνται εργαλεία δυναμικής συμπίεσης αρχείων και υποστήριξη για τις απαιτήσεις του προτύπου POSIX. Το NTFS επιτρέπει ονόματα αρχείων με μήκος έως 255 χαρακτήρες και χρησιμοποιεί τον ίδιο αλγόριθμο δημιουργίας σύντομων ονομάτων με το VFAT. Το NTFS αυτο-θεραπεύεται σε περίπτωση βλάβης του λειτουργικού συστήματος ή του υλικού, έτσι ώστε ο τόμος του δίσκου να παραμένει διαθέσιμος και η δομή του καταλόγου να είναι ανέπαφη.

Κάθε αρχείο σε έναν τόμο NTFS αντιπροσωπεύεται από μια καταχώρηση σε ένα ειδικό αρχείο, το MFT (Master File Table). Το NTFS διατηρεί τις πρώτες 16 καταχωρήσεις πίνακα, μεγέθους περίπου 1 MB, για ειδικές πληροφορίες. Η πρώτη καταχώρηση πίνακα περιγράφει απευθείας τον ίδιο τον κύριο πίνακα αρχείων. Ακολουθείται από μια είσοδο MFT με καθρέφτη. Εάν η πρώτη καταχώρηση MFT είναι κατεστραμμένη, το NTFS διαβάζει τη δεύτερη καταχώρηση για να βρει ένα κατοπτρισμένο αρχείο MFT του οποίου η πρώτη καταχώρηση είναι πανομοιότυπη με την πρώτη καταχώρηση MFT. Η θέση των τμημάτων δεδομένων MFT και του αρχείου καθρέφτη MFT αποθηκεύεται στον τομέα εκκίνησης. Ένα αντίγραφο του τομέα bootstrap βρίσκεται στο λογικό κέντρο του δίσκου. Η τρίτη καταχώρηση MFT περιέχει το αρχείο καταγραφής που χρησιμοποιείται για την επαναφορά αρχείων. Η δέκατη έβδομη και οι επόμενες καταχωρήσεις στον πίνακα του κύριου αρχείου χρησιμοποιούνται από τα πραγματικά αρχεία και τους καταλόγους στον τόμο.

Το αρχείο καταγραφής συναλλαγών (αρχείο καταγραφής) καταγράφει όλες τις λειτουργίες που επηρεάζουν τη δομή του τόμου, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας ενός αρχείου και τυχόν εντολών που αλλάζουν τη δομή του καταλόγου. Το αρχείο καταγραφής συναλλαγών χρησιμοποιείται για την ανάκτηση ενός τόμου NTFS μετά από αποτυχία συστήματος. Η καταχώρηση για τον ριζικό κατάλογο περιέχει μια λίστα αρχείων και καταλόγων που είναι αποθηκευμένα στον ριζικό κατάλογο.

Το σχήμα κατανομής χώρου σε έναν τόμο αποθηκεύεται σε ένα αρχείο bitmap. Το χαρακτηριστικό δεδομένων αυτού του αρχείου περιέχει ένα bitmap, κάθε bit του οποίου αντιπροσωπεύει ένα σύμπλεγμα τόμων και υποδεικνύει εάν το δεδομένο σύμπλεγμα είναι ελεύθερο ή καταλαμβάνεται από κάποιο αρχείο. Υποστηρίζει επίσης ένα αρχείο κακής συμπλέγματος για την καταχώριση κακών περιοχών σε έναν τόμο και ένα αρχείο τόμου A που περιέχει το όνομα του τόμου, την έκδοση NTFS και το bit που ορίζεται όταν ο τόμος είναι κατεστραμμένος. Τέλος, υπάρχει ένα αρχείο που περιέχει έναν πίνακα ορισμού χαρακτηριστικών που ορίζει τους τύπους των χαρακτηριστικών που υποστηρίζονται στον τόμο και αν μπορούν να ευρετηριαστούν, να αποκατασταθούν με επαναφορά συστήματος κ.λπ. εκχωρεί χώρο σε συμπλέγματα και χρησιμοποιεί 64 bit για την αρίθμησή τους είναι δυνατό να υπάρχουν 264 συμπλέγματα, το καθένα με μέγεθος έως 64 KB. Όπως και στο FAT, το μέγεθος του συμπλέγματος μπορεί να αλλάξει, αλλά δεν αυξάνεται απαραίτητα ανάλογα με το μέγεθος του δίσκου. Τα μεγέθη συμπλέγματος που έχουν οριστεί από προεπιλογή κατά τη μορφοποίηση ενός διαμερίσματος εμφανίζονται στον Πίνακα 3.1.

Μέγεθος διαμερίσματος Μέγεθος συμπλέγματος< 512 Мб512 байт513 Мб - 1024 Мб (1 Гб) 1 Кб1 Гб - 2 Гб2 Кб2 Гб - 4 Гб4 Кб4 Гб - 8 Гб8 Кб8 Гб - 16 Гб16 Кб16 Гб - 32 Гб32 Кб>32 GB64 KB σας επιτρέπει να αποθηκεύετε αρχεία έως και 16 exabyte (264 byte) και έχει ενσωματωμένη συμπίεση αρχείων σε πραγματικό χρόνο. Η συμπίεση είναι ένα από τα χαρακτηριστικά ενός αρχείου ή καταλόγου και, όπως κάθε χαρακτηριστικό, μπορεί να αφαιρεθεί ή να οριστεί ανά πάσα στιγμή (η συμπίεση είναι δυνατή σε διαμερίσματα με μέγεθος συμπλέγματος όχι μεγαλύτερο από 4 KB). Κατά τη συμπίεση ενός αρχείου, σε αντίθεση με τα σχήματα συμπίεσης που χρησιμοποιούνται στο FAT, χρησιμοποιείται συμπίεση ανά αρχείο, επομένως η ζημιά σε μια μικρή περιοχή του δίσκου δεν οδηγεί σε απώλεια πληροφοριών σε άλλα αρχεία.

Για να μειώσει τον κατακερματισμό, το NTFS προσπαθεί πάντα να αποθηκεύει αρχεία σε συνεχόμενα μπλοκ. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί μια δομή καταλόγου B-tree παρόμοια με το σύστημα αρχείων HPFS υψηλής απόδοσης, αντί για τη δομή συνδεδεμένης λίστας που χρησιμοποιείται από το FAT. Αυτό κάνει την αναζήτηση αρχείων σε έναν κατάλογο ταχύτερη, επειδή τα ονόματα αρχείων αποθηκεύονται ταξινομημένα με λεξικογραφική σειρά. Σχεδιάστηκε ως ένα ανακτήσιμο σύστημα αρχείων που χρησιμοποιεί ένα μοντέλο επεξεργασίας συναλλαγών. Κάθε λειτουργία I/O που αλλάζει ένα αρχείο σε έναν τόμο NTFS αντιμετωπίζεται ως συναλλαγή από το σύστημα και μπορεί να εκτελεστεί ως αδιαίρετο μπλοκ. Όταν ένα αρχείο τροποποιείται από έναν χρήστη, η υπηρεσία αρχείων καταγραφής καταγράφει όλες τις πληροφορίες που απαιτούνται για την επανάληψη ή την επαναφορά της συναλλαγής. Εάν η συναλλαγή ολοκληρωθεί με επιτυχία, το αρχείο τροποποιείται. Εάν όχι, το NTFS επαναφέρει τη συναλλαγή.

Παρά την παρουσία προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε δεδομένα, το NTFS δεν παρέχει την απαραίτητη εμπιστευτικότητα των αποθηκευμένων πληροφοριών. Για να αποκτήσετε πρόσβαση στα αρχεία, αρκεί να εκκινήσετε τον υπολογιστή στο DOS από μια δισκέτα και να χρησιμοποιήσετε κάποιο πρόγραμμα οδήγησης NTFS τρίτου κατασκευαστή για αυτό το σύστημα.

Ξεκινώντας με εκδόσεις Windows NT 5.0 (νέο Όνομα Windows 2000) Η Microsoft υποστηρίζει το νέο σύστημα αρχείων NTFS 5.0. Η νέα έκδοση του NTFS εισήγαγε πρόσθετα χαρακτηριστικά αρχείου. μαζί με το δικαίωμα πρόσβασης, εισήχθη η έννοια της απαγόρευσης πρόσβασης, η οποία επιτρέπει, για παράδειγμα, όταν ένας χρήστης κληρονομεί δικαιώματα ομάδας σε ένα αρχείο, να του απαγορεύει να αλλάξει το περιεχόμενό του. Το νέο σύστημα επιτρέπει επίσης:

επιβάλλει περιορισμούς (ποσοστώσεις) στην ποσότητα του χώρου στο δίσκο που παρέχεται στους χρήστες·

προβάλετε οποιοδήποτε κατάλογο (τόσο τοπικό όσο και απομακρυσμένος υπολογιστής) σε έναν υποκατάλογο στην τοπική μονάδα δίσκου.

Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της νέας έκδοσης των Windows NT είναι η δυναμική κρυπτογράφηση αρχείων και καταλόγων, η οποία αυξάνει την αξιοπιστία της αποθήκευσης πληροφοριών. Τα Windows NT 5.0 περιλαμβάνουν ένα σύστημα κρυπτογράφησης αρχείων (EFS) που χρησιμοποιεί αλγόριθμους κρυπτογράφησης κοινόχρηστου κλειδιού. Εάν το χαρακτηριστικό κρυπτογράφησης έχει οριστεί για ένα αρχείο, τότε όταν το πρόγραμμα χρήστη έχει πρόσβαση στο αρχείο για εγγραφή ή ανάγνωση, το αρχείο κρυπτογραφείται και αποκωδικοποιείται με διαφάνεια για το πρόγραμμα.

.2 Σύγκριση NTFS και FAT32

Πλεονεκτήματα:

Γρήγορη πρόσβαση σε μικρά αρχεία.

Το μέγεθος του χώρου στο δίσκο σήμερα είναι πρακτικά απεριόριστο.

Ο κατακερματισμός αρχείων δεν επηρεάζει το ίδιο το σύστημα αρχείων.

Υψηλή αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων και της ίδιας της δομής του αρχείου.

Υψηλή απόδοση κατά την εργασία με μεγάλα αρχεία.

Μειονεκτήματα:

Υψηλότερες απαιτήσεις μνήμης σε σύγκριση με το FAT 32.

Η εργασία με καταλόγους μεσαίου μεγέθους είναι δύσκολη λόγω του κατακερματισμού τους.

Χαμηλότερη ταχύτητα λειτουργίας σε σύγκριση με το FAT 3232

Πλεονεκτήματα:

Υψηλή ταχύτητα εργασίας.

Χαμηλή απαίτηση RAM.

Αποτελεσματική εργασία με αρχεία μεσαίου και μικρού μεγέθους.

Λιγότερη φθορά του δίσκου λόγω της λιγότερης κίνησης της κεφαλής ανάγνωσης/εγγραφής.

Μειονεκτήματα:

Χαμηλή προστασία από βλάβες του συστήματος.

Αναποτελεσματική εργασία με μεγάλα αρχεία.

Περιορισμός στο μέγιστο μέγεθος της ενότητας και του αρχείου.

Μειωμένη απόδοση κατά τον κατακερματισμό.

Μειωμένη απόδοση κατά την εργασία με καταλόγους που περιέχουν μεγάλο αριθμό αρχείων.

Έτσι, και τα δύο συστήματα αρχείων αποθηκεύουν δεδομένα σε συμπλέγματα, το ελάχιστο μέγεθος των οποίων είναι 512 b. Κατά κανόνα, το συνηθισμένο μέγεθος συμπλέγματος είναι 4 Kb. Εδώ μάλλον τελειώνουν οι ομοιότητες. Κάτι σχετικά με τον κατακερματισμό: Η ταχύτητα NTFS μειώνεται δραματικά όταν ο δίσκος είναι γεμάτος κατά 80 - 90%. Αυτό οφείλεται στον κατακερματισμό των αρχείων υπηρεσίας και εργασίας. Όσο περισσότερο εργάζεστε με έναν τόσο φορτωμένο δίσκο, τόσο περισσότερο κατακερματισμός και χαμηλότερη είναι η απόδοση. Στο FAT 32, ο κατακερματισμός της περιοχής εργασίας του δίσκου εμφανίζεται επίσης σε προηγούμενα στάδια. Το θέμα εδώ εξαρτάται από το πόσο συχνά γράφετε / διαγράφετε δεδομένα. Όπως και με το NTFS, ο κατακερματισμός μειώνει σημαντικά την απόδοση. Τώρα για τη μνήμη RAM. Ο όγκος του ίδιου του υπολογιστικού φύλλου FAT 32 μπορεί να καταλαμβάνει αρκετά megabyte στη μνήμη RAM. Αλλά η προσωρινή αποθήκευση έρχεται στη διάσωση. Τι είναι αποθηκευμένο στην κρυφή μνήμη:

Καταλόγους που χρησιμοποιούνται περισσότερο.

Δεδομένα για όλα τα αρχεία που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή.

Πληροφορίες σχετικά με τον ελεύθερο χώρο στο δίσκο.

Τι γίνεται όμως με το NTFS; Η αποθήκευση στην κρυφή μνήμη είναι δύσκολη για μεγάλους καταλόγους και μπορούν να φτάσουν αρκετές δεκάδες megabyte σε μέγεθος. Plus MFT, καθώς και πληροφορίες σχετικά με τον ελεύθερο χώρο στο δίσκο. Αν και πρέπει να σημειωθεί ότι το NTFS εξακολουθεί να καταναλώνει πόρους RAM αρκετά οικονομικά. Με την παρουσία ενός επιτυχημένου συστήματος αποθήκευσης δεδομένων, στο MFT κάθε καταχώρηση είναι περίπου ίση με 1 Kb. Ωστόσο, οι απαιτήσεις για RAM είναι υψηλότερες από ό,τι για το FAT 32. Εν ολίγοις, εάν η μνήμη σας είναι μικρότερη ή ίση με 64 Mb, τότε το FAT 32 θα είναι πιο αποτελεσματικό όσον αφορά την ταχύτητα. Εάν είναι μεγαλύτερη, η διαφορά στην ταχύτητα θα είναι μικρό και συχνά καθόλου. Τώρα για τον ίδιο τον σκληρό δίσκο. Για να χρησιμοποιήσετε το NTFS, είναι επιθυμητό το Bus Mastering. Τι είναι αυτό? Αυτός είναι ένας ειδικός τρόπος λειτουργίας του προγράμματος οδήγησης και του ελεγκτή. Όταν χρησιμοποιείτε BM, η ανταλλαγή πραγματοποιείται χωρίς τη συμμετοχή του επεξεργαστή. Η απουσία εικονικής μηχανής θα επηρεάσει την απόδοση του συστήματος. Επιπλέον, λόγω της χρήσης ενός πιο περίπλοκου συστήματος αρχείων, ο αριθμός των κινήσεων της κεφαλής ανάγνωσης/εγγραφής αυξάνεται, γεγονός που επηρεάζει επίσης την ταχύτητα. Η παρουσία μιας κρυφής μνήμης δίσκου έχει εξίσου θετική επίδραση τόσο στο NTFS όσο και στο FAT 32.

συμπέρασμα

Τα πλεονεκτήματα του FAT είναι το χαμηλό κόστος αποθήκευσης δεδομένων και η πλήρης συμβατότητα με έναν τεράστιο αριθμό λειτουργικών συστημάτων και πλατφορμών υλικού. Αυτό το σύστημα αρχείων εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση δισκέτας, όπου ο μεγάλος όγκος του διαμερίσματος που υποστηρίζεται από άλλα συστήματα αρχείων δεν παίζει ρόλο και η χαμηλή επιβάρυνση σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε οικονομικά έναν μικρό χώρο στο δίσκο (το NTFS απαιτεί περισσότερο χώρο για την αποθήκευση δεδομένων, κάτι που είναι εντελώς απαράδεκτο για δισκέτες ).

Το εύρος του FAT32 είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο στενό - αυτό το σύστημα αρχείων αξίζει να το χρησιμοποιήσετε εάν πρόκειται να αποκτήσετε πρόσβαση σε διαμερίσματα με Windows 9x και Windows 2000/XP. Αλλά επειδή η συνάφεια των Windows 9x σήμερα έχει πρακτικά εξαφανιστεί, η χρήση αυτού του συστήματος αρχείων δεν παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

Βιβλιογραφία

1. http://yura. puslapiai. lt/archiv/per/fat.html

Συστήματα αρχείων FAT

FAT16

Το σύστημα αρχείων FAT16 είναι προγενέστερο του MS-DOS και υποστηρίζεται από όλα τα λειτουργικά συστήματα της Microsoft για συμβατότητα. Το όνομά του File Allocation Table (πίνακας τοποθεσίας αρχείων) αντικατοπτρίζει τέλεια τη φυσική οργάνωση του συστήματος αρχείων, τα κύρια χαρακτηριστικά του οποίου περιλαμβάνουν το γεγονός ότι το μέγιστο μέγεθος ενός υποστηριζόμενου τόμου (σκληρός δίσκος ή διαμέρισμα σε σκληρό δίσκο) δεν υπερβαίνει τα 4095 MB. Την εποχή του MS-DOS, οι σκληροί δίσκοι των 4 GB έμοιαζαν σαν ένα αδύνατο όνειρο (οι μονάδες δίσκου 20-40 MB ήταν πολυτέλεια), επομένως μια τέτοια κράτηση ήταν απολύτως δικαιολογημένη.

Ένας τόμος που έχει διαμορφωθεί για χρήση FAT16 χωρίζεται σε συμπλέγματα. Το προεπιλεγμένο μέγεθος συμπλέγματος εξαρτάται από το μέγεθος του τόμου και μπορεί να κυμαίνεται από 512 byte έως 64 KB. Στον πίνακα. Το σχήμα 2 δείχνει πώς το μέγεθος του συμπλέγματος εξαρτάται από το μέγεθος του όγκου. Σημειώστε ότι το μέγεθος του συμπλέγματος μπορεί να διαφέρει από την προεπιλεγμένη τιμή, αλλά πρέπει να έχει μία από τις τιμές που καθορίζονται στον Πίνακα 1. 2.

Δεν συνιστάται η χρήση του συστήματος αρχείων FAT16 σε όγκους μεγαλύτερους από 511 MB, καθώς ο χώρος στο δίσκο θα χρησιμοποιηθεί εξαιρετικά αναποτελεσματικά για σχετικά μικρά αρχεία (ένα αρχείο 1 byte χρειάζεται 64 KB). Ανεξάρτητα από το μέγεθος του συμπλέγματος, το σύστημα αρχείων FAT16 δεν υποστηρίζεται για τόμους μεγαλύτερους από 4 GB.

FAT32

Ξεκινώντας με το Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2), τα Windows παρουσίασαν υποστήριξη για FAT 32-bit. Για συστήματα που βασίζονται σε Windows NT, αυτό το σύστημα αρχείων υποστηρίχθηκε για πρώτη φορά στα Microsoft Windows 2000. Ενώ το FAT16 μπορεί να υποστηρίξει τόμους έως 4 GB, το FAT32 μπορεί να υποστηρίξει τόμους έως 2 TB. Το μέγεθος συμπλέγματος στο FAT32 μπορεί να ποικίλλει από 1 (512 byte) έως 64 τομείς (32 KB). Οι τιμές συμπλέγματος FAT32 απαιτούν 4 byte για αποθήκευση (32 bit, όχι 16 όπως στο FAT16). Αυτό σημαίνει, συγκεκριμένα, ότι ορισμένα βοηθητικά προγράμματα αρχείων που έχουν σχεδιαστεί για το FAT16 δεν μπορούν να λειτουργήσουν με το FAT32.

Η κύρια διαφορά μεταξύ FAT32 και FAT16 είναι ότι το μέγεθος του λογικού διαμερίσματος του δίσκου έχει αλλάξει. Το FAT32 υποστηρίζει όγκους έως 127 GB. Ταυτόχρονα, εάν κατά τη χρήση του FAT16 με δίσκους 2 GB, απαιτείται σύμπλεγμα 32 KB, τότε στο FAT32 ένα σύμπλεγμα 4 KB είναι κατάλληλο για δίσκους από 512 MB έως 8 GB (Πίνακας 4).

Αυτό σημαίνει συνεπώς πιο αποτελεσματική χρήση του χώρου στο δίσκο - όσο μικρότερο είναι το σύμπλεγμα, τόσο λιγότερος χώρος απαιτείται για την αποθήκευση του αρχείου και, ως εκ τούτου, ο δίσκος γίνεται λιγότερο κατακερματισμένος.

Όταν χρησιμοποιείτε το FAT32, το μέγιστο μέγεθος αρχείου μπορεί να είναι έως και 4 GB μείον 2 byte. Εάν κατά τη χρήση του FAT16 ο μέγιστος αριθμός καταχωρήσεων στον ριζικό κατάλογο περιοριζόταν σε 512, τότε το FAT32 σάς επιτρέπει να αυξήσετε αυτόν τον αριθμό σε 65.535.

Το FAT32 επιβάλλει περιορισμούς στο ελάχιστο μέγεθος όγκου - πρέπει να είναι τουλάχιστον 65.527 συμπλέγματα. Ταυτόχρονα, το μέγεθος του συμπλέγματος δεν μπορεί να είναι τέτοιο ώστε το FAT να καταλαμβάνει περισσότερα από 16 MB - 64 KB / 4 ή 4 εκατομμύρια συμπλέγματα.

Όταν χρησιμοποιείτε μεγάλα ονόματα αρχείων, τα δεδομένα που απαιτούνται για πρόσβαση από το FAT16 και το FAT32 δεν επικαλύπτονται. Όταν δημιουργείτε ένα αρχείο με μακρύ Όνομα Windowsδημιουργεί το αντίστοιχο όνομα μορφής 8.3 και μία ή περισσότερες καταχωρήσεις καταλόγου για να κρατήσει το μεγάλο όνομα (13 χαρακτήρες από το μεγάλο όνομα αρχείου ανά καταχώρηση). Κάθε επόμενη εμφάνιση αποθηκεύει το αντίστοιχο τμήμα του ονόματος αρχείου σε μορφή Unicode. Τέτοιες εγγραφές έχουν τα χαρακτηριστικά "αναγνωριστικό τόμου", "μόνο για ανάγνωση", "σύστημα" και "κρυφό", ένα σύνολο που αγνοείται από το MS-DOS. Σε αυτό το λειτουργικό σύστημα, γίνεται πρόσβαση σε ένα αρχείο με το "ψευδώνυμο" του σε μορφή 8.3.

Σύστημα αρχείων NTFS

Τα Microsoft Windows 2000 περιλαμβάνουν υποστήριξη για μια νέα έκδοση του συστήματος αρχείων NTFS, η οποία, ειδικότερα, παρέχει εργασία με υπηρεσίες καταλόγου Active Directory, σημεία επανεξέτασης, εργαλεία ασφάλειας πληροφοριών, έλεγχο πρόσβασης και μια σειρά από άλλες δυνατότητες.

Όπως και με το FAT, η βασική μονάδα πληροφοριών στο NTFS είναι το σύμπλεγμα. Στον πίνακα. Το σχήμα 5 δείχνει τα προεπιλεγμένα μεγέθη συμπλέγματος για τόμους διαφόρων μεγεθών.

Όταν δημιουργείτε ένα σύστημα αρχείων NTFS, ο μορφοποιητής δημιουργεί ένα αρχείο Master File Table (MTF) και άλλες περιοχές για την αποθήκευση μεταδεδομένων. Τα μεταδεδομένα χρησιμοποιούνται από το NTFS για την υλοποίηση της δομής του αρχείου. Οι πρώτες 16 καταχωρήσεις στο MFT δεσμεύονται από το ίδιο το NTFS. Η θέση των αρχείων μεταδεδομένων $Mft και $MftMirr καταγράφεται στον τομέα εκκίνησης του δίσκου. Εάν η πρώτη καταχώρηση στο MFT είναι κατεστραμμένη, το NTFS διαβάζει τη δεύτερη καταχώρηση για να βρει ένα αντίγραφο της πρώτης. Ένα πλήρες αντίγραφο του τομέα εκκίνησης βρίσκεται στο τέλος του τόμου. Στον πίνακα. 6 παραθέτει τα κύρια μεταδεδομένα που είναι αποθηκευμένα στο MFT.

Οι υπόλοιπες εγγραφές MFT περιέχουν καταχωρήσεις για κάθε αρχείο και κατάλογο που βρίσκεται στον τόμο.

Συνήθως, ένα αρχείο χρησιμοποιεί μία καταχώρηση στο MFT, αλλά εάν το αρχείο έχει ένα μεγάλο σύνολο χαρακτηριστικών ή κατακερματίζεται υπερβολικά, ενδέχεται να απαιτούνται πρόσθετες καταχωρίσεις για την αποθήκευση πληροφοριών σχετικά με αυτό. Σε αυτήν την περίπτωση, η πρώτη εγγραφή σχετικά με το αρχείο, που ονομάζεται εγγραφή βάσης, αποθηκεύει τη θέση των άλλων εγγραφών. Τα δεδομένα σχετικά με αρχεία και καταλόγους μικρού μεγέθους (έως 1500 byte) περιέχονται πλήρως στην πρώτη καταχώριση.

Χαρακτηριστικά αρχείου σε NTFS

Κάθε κατειλημμένος τομέας σε έναν τόμο NTFS ανήκει σε ένα συγκεκριμένο αρχείο. Ακόμη και τα μεταδεδομένα του συστήματος αρχείων είναι μέρος του αρχείου. Το NTFS αντιμετωπίζει κάθε αρχείο (ή κατάλογο) ως ένα σύνολο χαρακτηριστικών αρχείου. Στοιχεία όπως το όνομα του αρχείου, οι πληροφορίες προστασίας του, ακόμη και τα δεδομένα σε αυτό είναι χαρακτηριστικά του αρχείου. Κάθε χαρακτηριστικό προσδιορίζεται από έναν συγκεκριμένο κωδικό τύπου και, προαιρετικά, από ένα όνομα χαρακτηριστικού.

Εάν τα χαρακτηριστικά ενός αρχείου ταιριάζουν σε μια εγγραφή αρχείου, ονομάζονται χαρακτηριστικά κατοίκου. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι πάντα το όνομα του αρχείου και η ημερομηνία δημιουργίας του. Σε περιπτώσεις όπου οι πληροφορίες σχετικά με ένα αρχείο είναι πολύ μεγάλες για να χωρέσουν σε μία εγγραφή MFT, ορισμένα από τα χαρακτηριστικά του αρχείου γίνονται μη μόνιμα. Τα χαρακτηριστικά κατοίκου αποθηκεύονται σε ένα ή περισσότερα συμπλέγματα και αντιπροσωπεύουν μια ροή εναλλακτικών δεδομένων για τον τρέχοντα τόμο (περισσότερα για αυτό παρακάτω). Για να περιγράψει τη θέση των χαρακτηριστικών κατοίκου και μη, το NTFS δημιουργεί ένα χαρακτηριστικό Λίστας χαρακτηριστικών.

Στον πίνακα. Το 7 δείχνει τα κύρια χαρακτηριστικά του αρχείου που ορίζονται στο NTFS. Αυτή η λίστα μπορεί να επεκταθεί στο μέλλον.

Σύστημα αρχείων CDFS

Τα Windows 2000 παρέχουν υποστήριξη για το σύστημα αρχείων CDFS, το οποίο συμμορφώνεται με το πρότυπο ISO'9660, το οποίο περιγράφει τη θέση των πληροφοριών σε ένα CD-ROM. Τα μεγάλα ονόματα αρχείων υποστηρίζονται σύμφωνα με το ISO'9660 Επίπεδο 2.

Στο δημιουργία ενός CD-ROMΓια χρήση στα Windows 2000, έχετε υπόψη σας τα εξής:

• όλα τα ονόματα καταλόγων και αρχείων πρέπει να είναι λιγότερο από 32 χαρακτήρες.
• όλα τα ονόματα καταλόγων και αρχείων πρέπει να περιέχουν μόνο κεφαλαίους χαρακτήρες.
• το βάθος των καταλόγων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 8 επίπεδα από τη ρίζα.
• η χρήση επεκτάσεων ονομάτων αρχείου είναι προαιρετική.

Σύγκριση συστημάτων αρχείων

Στα Microsoft Windows 2000, μπορούν να χρησιμοποιηθούν FAT16, FAT32, NTFS ή συνδυασμοί αυτών των συστημάτων αρχείων. Η επιλογή του λειτουργικού συστήματος εξαρτάται από τα ακόλουθα κριτήρια:

• πώς χρησιμοποιείται ο υπολογιστής.
• πλατφόρμα υλικού?
• μέγεθος και αριθμός σκληρών δίσκων.
• ασφάλεια πληροφοριών

Συστήματα αρχείων FAT

Όπως ίσως έχετε παρατηρήσει, οι αριθμοί στα ονόματα των συστημάτων αρχείων - FAT16 και FAT32 - υποδεικνύουν τον αριθμό των bit που απαιτούνται για την αποθήκευση πληροφοριών σχετικά με τους αριθμούς συμπλέγματος που χρησιμοποιούνται από το αρχείο. Έτσι, το FAT16 χρησιμοποιεί διευθυνσιοδότηση 16-bit και, κατά συνέπεια, είναι δυνατή η χρήση έως και 216 διευθύνσεων. Στα Windows 2000, τα πρώτα τέσσερα bit του πίνακα θέσης αρχείων FAT32 χρειάζονται για εσωτερική χρήση, επομένως το FAT32 φτάνει τις 228 διευθύνσεις.

Στον πίνακα. Το 8 δείχνει μεγέθη συμπλέγματος για συστήματα αρχείων FAT16 και FAT32.

Εκτός από τις σημαντικές διαφορές στο μέγεθος του συμπλέγματος, το FAT32 επιτρέπει επίσης την επέκταση του ριζικού καταλόγου (στο FAT16, ο αριθμός των καταχωρήσεων περιορίζεται σε 512 και μπορεί να είναι ακόμη μικρότερος όταν χρησιμοποιείτε μεγάλα ονόματα αρχείων).

Τα οφέλη του FAT16

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του FAT16 είναι τα ακόλουθα:

• Το σύστημα αρχείων υποστηρίζεται από MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 και ορισμένα λειτουργικά συστήματα UNIX.
• υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός προγραμμάτων που σας επιτρέπουν να διορθώσετε σφάλματα σε αυτό το σύστημα αρχείων και να ανακτήσετε δεδομένα.
• Εάν υπάρχουν προβλήματα με την εκκίνηση από τον σκληρό δίσκο, το σύστημα μπορεί να εκκινηθεί από τη δισκέτα.
• αυτό το σύστημα αρχείων είναι αρκετά αποδοτικό για όγκους μικρότερους από 256 MB.

Μειονεκτήματα του FAT16

Τα κύρια μειονεκτήματα του FAT16 περιλαμβάνουν:

• ο ριζικός κατάλογος δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από 512 στοιχεία. Η χρήση μεγάλων ονομάτων αρχείων μειώνει σημαντικά τον αριθμό αυτών των στοιχείων.
• Το FAT16 υποστηρίζει έως και 65.536 συμπλέγματα και επειδή ορισμένα συμπλέγματα είναι δεσμευμένα από το λειτουργικό σύστημα, ο αριθμός των διαθέσιμων συμπλεγμάτων είναι 65.524. Κάθε σύμπλεγμα έχει ένα σταθερό μέγεθος για ένα δεδομένο LUN. Όταν επιτευχθεί ο μέγιστος αριθμός συμπλεγμάτων στο μέγιστο μέγεθός τους (32 KB), ο μέγιστος υποστηριζόμενος όγκος περιορίζεται στα 4 GB (στα Windows 2000). Για να διατηρηθεί η συμβατότητα με MS-DOS, Windows 95 και Windows 98, το μέγεθος ενός τόμου FAT16 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 GB.
• Το FAT16 δεν υποστηρίζει ενσωματωμένη προστασία και συμπίεση αρχείων.
• σε μεγάλους δίσκους, χάνεται πολύς χώρος λόγω του γεγονότος ότι χρησιμοποιείται το μέγιστο μέγεθος συμπλέγματος. Ο χώρος για το αρχείο εκχωρείται βάσει του μεγέθους του συμπλέγματος και όχι του αρχείου.

Πλεονεκτήματα του FAT32

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του FAT32 είναι τα ακόλουθα:

• Η κατανομή χώρου στο δίσκο εκτελείται πιο αποτελεσματικά, ειδικά για μεγάλους δίσκους.
• ο ριζικός κατάλογος στο FAT32 είναι μια κανονική αλυσίδα συμπλεγμάτων και μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε στο δίσκο. Εξαιτίας αυτού, το FAT32 δεν επιβάλλει περιορισμούς στον αριθμό των στοιχείων στον ριζικό κατάλογο.
• Λόγω της χρήσης μικρότερων συμπλεγμάτων (4 KB σε δίσκους έως 8 GB), ο κατειλημμένος χώρος στο δίσκο είναι συνήθως 10-15% μικρότερος από ό,τι στο FAT16.
• Το FAT32 είναι το πιο ασφαλές σύστημα αρχείων. Συγκεκριμένα, υποστηρίζει τη δυνατότητα μετακίνησης του ριζικού καταλόγου και χρήσης αντιγράφου ασφαλείας FAT. Επιπλέον, η εγγραφή εκκίνησης περιέχει έναν αριθμό κρίσιμων δεδομένων για το σύστημα αρχείων.

Μειονεκτήματα του FAT32

Τα κύρια μειονεκτήματα του FAT32:

• το μέγεθος του όγκου κατά τη χρήση του FAT32 στα Windows 2000 περιορίζεται στα 32 GB.
• Οι τόμοι FAT32 δεν είναι διαθέσιμοι από άλλα λειτουργικά συστήματα - μόνο από Windows 95 OSR2 και Windows 98.
• Το αντίγραφο ασφαλείας του τομέα εκκίνησης δεν υποστηρίζεται.
• Το FAT32 δεν υποστηρίζει ενσωματωμένη προστασία και συμπίεση αρχείων.

Σύστημα αρχείων NTFS

Όταν χρησιμοποιείτε Windows 2000, η ​​Microsoft συνιστά να διαμορφώνετε όλα τα διαμερίσματα του σκληρού δίσκου σε NTFS, εκτός από τις διαμορφώσεις όπου χρησιμοποιούνται πολλά λειτουργικά συστήματα (εκτός των Windows 2000 και των Windows NT). Η χρήση NTFS αντί για FAT σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε τις δυνατότητες που είναι διαθέσιμες στο NTFS. Αυτά περιλαμβάνουν, ειδικότερα:

• τη δυνατότητα ανάκαμψης. Αυτή η δυνατότητα είναι "ενσωματωμένη" στο σύστημα αρχείων. Το NTFS εγγυάται την ασφάλεια των δεδομένων λόγω του γεγονότος ότι χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο και ορισμένους αλγόριθμους ανάκτησης πληροφοριών. Σε περίπτωση αποτυχίας του συστήματος, το NTFS χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο και πρόσθετες πληροφορίες για να επαναφέρει αυτόματα την ακεραιότητα του συστήματος αρχείων.
• συμπίεση πληροφοριών. Για τόμους NTFS, τα Windows 2000 υποστηρίζουν συμπίεση ενός αρχείου. Τέτοια συμπιεσμένα αρχεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν από εφαρμογές των Windows χωρίς προηγούμενη αποσυμπίεση, η οποία πραγματοποιείται αυτόματα κατά την ανάγνωση από το αρχείο. Κατά το κλείσιμο και την αποθήκευση του αρχείου συσκευάζεται ξανά.
• Επιπλέον, μπορούν να διακριθούν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα του NTFS:

Ορισμένες λειτουργίες του λειτουργικού συστήματος απαιτούν NTFS.

Η ταχύτητα πρόσβασης είναι πολύ μεγαλύτερη - το NTFS ελαχιστοποιεί τον αριθμό των προσβάσεων στο δίσκο που απαιτούνται για την εύρεση ενός αρχείου.

Προστασία αρχείων και καταλόγων. Μόνο σε τόμους NTFS είναι δυνατό να ορίσετε χαρακτηριστικά πρόσβασης αρχείων και φακέλων.

Όταν χρησιμοποιείτε NTFS, τα Windows 2000 υποστηρίζουν τόμους έως 2 TB.

Το σύστημα αρχείων διατηρεί ένα αντίγραφο ασφαλείας του τομέα εκκίνησης - βρίσκεται στο τέλος του τόμου.

Το NTFS υποστηρίζει το σύστημα κρυπτογράφησης Encrypted File System (EFS), το οποίο παρέχει προστασία από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση στα περιεχόμενα των αρχείων.

Όταν χρησιμοποιείτε quotas, μπορείτε να περιορίσετε τον χώρο στο δίσκο που χρησιμοποιείται από τους χρήστες.

Μειονεκτήματα του NTFS

Μιλώντας για τις αδυναμίες του συστήματος αρχείων NTFS, πρέπει να σημειωθεί ότι:

• Οι τόμοι NTFS δεν είναι διαθέσιμοι σε MS-DOS, Windows 95 και Windows 98. Επιπλέον, ορισμένες δυνατότητες που είναι διαθέσιμες στο NTFS στα Windows 2000 δεν είναι διαθέσιμες στα Windows 4.0 και παλαιότερες εκδόσεις.
• Οι μικροί τόμοι που περιέχουν πολλά μικρά αρχεία ενδέχεται να παρουσιάσουν υποβάθμιση της απόδοσης σε σύγκριση με το FAT.

Σύστημα αρχείων και ταχύτητα

Όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, για μικρούς όγκους, το FAT16 ή το FAT32 παρέχει ταχύτερη πρόσβαση σε αρχεία σε σύγκριση με το NTFS, αφού:

• Το FAT έχει απλούστερη δομή.
• Οι κατάλογοι είναι μικρότεροι.
• Το FAT δεν υποστηρίζει την προστασία αρχείων από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση - το σύστημα δεν χρειάζεται να ελέγχει τα δικαιώματα των αρχείων.

Το NTFS ελαχιστοποιεί τον αριθμό των προσβάσεων στο δίσκο και τον χρόνο που απαιτείται για την εύρεση ενός αρχείου. Επίσης, εάν το μέγεθος του καταλόγου είναι αρκετά μικρό ώστε να χωράει σε μία καταχώρηση MFT, ολόκληρη η καταχώρηση διαβάζεται με μία κίνηση.

Μία καταχώρηση στο FAT περιέχει τον αριθμό συμπλέγματος για το πρώτο σύμπλεγμα στον κατάλογο. Η προβολή ενός αρχείου FAT απαιτεί αναζήτηση σε ολόκληρη τη δομή του αρχείου.

Κατά τη σύγκριση της ταχύτητας των λειτουργιών που εκτελούνται για καταλόγους που περιέχουν σύντομα και μεγάλα ονόματα αρχείων, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι η ταχύτητα των λειτουργιών για το FAT εξαρτάται από την ίδια τη λειτουργία και το μέγεθος του καταλόγου. Εάν το FAT αναζητά ένα αρχείο που δεν υπάρχει, αναζητά ολόκληρο τον κατάλογο, μια λειτουργία που διαρκεί περισσότερο από την αναζήτηση της δομής B-tree που χρησιμοποιείται από το NTFS. Ο μέσος χρόνος που χρειάζεται για την εύρεση ενός αρχείου στο FAT εκφράζεται ως συνάρτηση του N/2, στο NTFS εκφράζεται ως log N, όπου N είναι ο αριθμός των αρχείων.

Ένας αριθμός από τους ακόλουθους παράγοντες επηρεάζουν την ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής αρχείων στα Windows 2000:

• κατακερματισμός αρχείων. Εάν το αρχείο είναι πολύ κατακερματισμένο, το NTFS απαιτεί συνήθως λιγότερες προσβάσεις στο δίσκο από το FAT για να βρει όλα τα τμήματα.
• μέγεθος συμπλέγματος. Και για τα δύο συστήματα αρχείων, το προεπιλεγμένο μέγεθος συμπλέγματος εξαρτάται από το μέγεθος του τόμου και εκφράζεται πάντα ως ισχύς 2. Οι διευθύνσεις στο FAT16 είναι 16-bit, στο FAT32 είναι 32-bit, στο NTFS είναι 64-bit.
• το προεπιλεγμένο μέγεθος συμπλέγματος στο FAT βασίζεται στο γεγονός ότι ο πίνακας θέσης αρχείου δεν μπορεί να έχει περισσότερες από 65.535 καταχωρήσεις - το μέγεθος του συμπλέγματος είναι συνάρτηση του μεγέθους του τόμου διαιρεμένο με 65.535. Επομένως, το προεπιλεγμένο μέγεθος συμπλέγματος για έναν τόμο FAT είναι πάντα μεγαλύτερο από το μέγεθος του συμπλέγματος για έναν τόμο NTFS του ίδιου μεγέθους. Σημειώστε ότι ένα μεγαλύτερο μέγεθος συμπλέγματος για όγκους FAT σημαίνει ότι οι όγκοι FAT μπορούν να είναι λιγότερο κατακερματισμένοι.
• θέση μικρών αρχείων. Όταν χρησιμοποιείτε NTFS, μικρά αρχεία περιέχονται σε μια εγγραφή MFT. Το μέγεθος ενός αρχείου που χωράει σε μία εγγραφή MFT εξαρτάται από τον αριθμό των χαρακτηριστικών σε αυτό το αρχείο.

Μέγιστο μέγεθος τόμων NTFS

Θεωρητικά, το NTFS υποστηρίζει τόμους με έως και 232 συμπλέγματα. Ωστόσο, εκτός από την έλλειψη σκληρών δίσκων αυτού του μεγέθους, υπάρχουν και άλλοι περιορισμοί στο μέγιστο μέγεθος της έντασης.

Ένας τέτοιος περιορισμός είναι ο πίνακας κατατμήσεων. Τα βιομηχανικά πρότυπα περιορίζουν το μέγεθος του πίνακα διαμερισμάτων 2 σε 32 τομείς. Ένας άλλος περιορισμός είναι το μέγεθος του τομέα, το οποίο είναι συνήθως 512 byte. Επειδή το μέγεθος του τομέα μπορεί να αλλάξει στο μέλλον, το τρέχον μέγεθος περιορίζει το μέγεθος ενός μεμονωμένου τόμου στα 2 TB (2 32 x 512 byte = 2 41). Έτσι, τα 2 TB είναι το πρακτικό όριο για φυσικούς και λογικούς τόμους NTFS.

Στον πίνακα. Το σχήμα 11 δείχνει τους κύριους περιορισμούς του NTFS.

Διαχείριση πρόσβασης σε αρχεία και καταλόγους

Όταν χρησιμοποιείτε τόμους NTFS, μπορείτε να ορίσετε δικαιώματα αρχείων και καταλόγου. Αυτά τα δικαιώματα πρόσβασης καθορίζουν ποιοι χρήστες και ομάδες έχουν πρόσβαση σε αυτά και ποιο επίπεδο πρόσβασης επιτρέπεται. Αυτά τα δικαιώματα πρόσβασης ισχύουν τόσο για χρήστες που εργάζονται στον υπολογιστή στον οποίο βρίσκονται τα αρχεία όσο και για χρήστες που έχουν πρόσβαση σε αρχεία μέσω του δικτύου όταν το αρχείο βρίσκεται σε έναν κατάλογο ανοιχτό για απομακρυσμένη πρόσβαση.

Στο NTFS, μπορείτε επίσης να ορίσετε δικαιώματα απομακρυσμένης πρόσβασης σε συνδυασμό με δικαιώματα αρχείων και καταλόγου. Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά του αρχείου (μόνο για ανάγνωση, κρυφά, σύστημα) περιορίζουν επίσης την πρόσβαση στο αρχείο.

Στα FAT16 και FAT32, είναι επίσης δυνατό να ορίσετε χαρακτηριστικά αρχείου, αλλά δεν παρέχουν δικαιώματα αρχείων.

Η έκδοση του NTFS που χρησιμοποιείται στα Windows 2000 εισήγαγε έναν νέο τύπο άδειας πρόσβασης που ονομάζεται κληρονομικά δικαιώματα. Η καρτέλα Ασφάλεια περιέχει την επιλογή Να επιτρέπεται η μετάδοση κληρονομούμενων δικαιωμάτων από τον γονέα σε αυτό το αντικείμενο αρχείου, το οποίο είναι ενεργό από προεπιλογή. Αυτή η επιλογή μειώνει σημαντικά τον χρόνο που απαιτείται για την αλλαγή των δικαιωμάτων για αρχεία και υποκαταλόγους. Για παράδειγμα, για να αλλάξετε τα δικαιώματα ενός δέντρου που περιέχει εκατοντάδες υποκαταλόγους και αρχεία, αρκεί να ενεργοποιήσετε αυτήν την επιλογή - στα Windows NT 4, πρέπει να αλλάξετε τα χαρακτηριστικά κάθε μεμονωμένου αρχείου και υποκαταλόγου.

Στο σχ. Το σχήμα 5 δείχνει το πλαίσιο διαλόγου Ιδιότητες και την καρτέλα Ασφάλεια (Ενότητα για προχωρημένους) που παραθέτει τα εκτεταμένα δικαιώματα αρχείων.

Θυμηθείτε ότι για τόμους FAT, η πρόσβαση μπορεί να ελεγχθεί μόνο σε επίπεδο έντασης και αυτός ο έλεγχος είναι δυνατός μόνο με απομακρυσμένη πρόσβαση.

Συμπίεση αρχείων και καταλόγων

Τα Windows 2000 υποστηρίζουν τη συμπίεση αρχείων και καταλόγων που βρίσκονται σε τόμους NTFS. Τα συμπιεσμένα αρχεία είναι αναγνώσιμα και εγγράψιμα από οποιαδήποτε εφαρμογή των Windows. Για αυτό, δεν υπάρχει ανάγκη για προκαταρκτική αποσυσκευασία τους. Ο αλγόριθμος συμπίεσης που χρησιμοποιείται είναι παρόμοιος με αυτόν που χρησιμοποιείται στο DoubleSpace (MS-DOS 6.0) και στο DriveSpace (MS-DOS 6.22), αλλά έχει μια σημαντική διαφορά - στο MS-DOS, ένα ολόκληρο κύριο διαμέρισμα ή λογική συσκευή συμπιέζεται, ενώ στο NTFS μπορείτε να συσκευάσετε μεμονωμένα αρχεία και καταλόγους.

Ο αλγόριθμος συμπίεσης στο NTFS έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει συμπλέγματα μεγέθους έως 4 KB. Εάν το μέγεθος του συμπλέγματος είναι μεγαλύτερο από 4 KB, οι δυνατότητες συμπίεσης NTFS δεν είναι διαθέσιμες.

Αυτο-θεραπευόμενο NTFS

Το σύστημα αρχείων NTFS αυτοθεραπεύεται και μπορεί να διατηρήσει την ακεραιότητά του μέσω της χρήσης ενός αρχείου καταγραφής ενεργειών που έχουν πραγματοποιηθεί και ορισμένων άλλων μηχανισμών.

Το NTFS αντιμετωπίζει κάθε λειτουργία που τροποποιεί αρχεία συστήματος σε τόμους NTFS ως συναλλαγή και αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με μια τέτοια συναλλαγή σε ένα αρχείο καταγραφής. Μια συναλλαγή που ξεκίνησε μπορεί είτε να ολοκληρωθεί πλήρως (δέσμευση) είτε να επαναφερθεί (επαναστροφή). Στην τελευταία περίπτωση, ο τόμος NTFS επιστρέφει στην κατάσταση πριν από την έναρξη της συναλλαγής. Για τη διαχείριση των συναλλαγών, το NTFS εγγράφει όλες τις λειτουργίες που εμπλέκονται σε μια συναλλαγή σε ένα αρχείο καταγραφής πριν εγγραφεί στο δίσκο. Αφού ολοκληρωθεί η συναλλαγή, εκτελούνται όλες οι λειτουργίες. Έτσι, υπό τη διαχείριση NTFS, δεν μπορούν να υπάρχουν εκκρεμείς λειτουργίες. Σε περίπτωση αστοχίας του δίσκου, οι εκκρεμείς λειτουργίες απλώς ακυρώνονται.

Υπό τον έλεγχο του NTFS, εκτελούνται επίσης λειτουργίες που σας επιτρέπουν να εντοπίζετε κακά συμπλέγματα εν κινήσει και να εκχωρείτε νέα συμπλέγματα για λειτουργίες αρχείων. Αυτός ο μηχανισμός ονομάζεται remapping συστάδων.

Σε αυτήν την ανασκόπηση, εξετάσαμε τα διάφορα συστήματα αρχείων που υποστηρίζονται στα Microsoft Windows 2000, συζητήσαμε τη σχεδίαση καθενός από αυτά, σημειώσαμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Το πιο πολλά υποσχόμενο είναι το σύστημα αρχείων NTFS, το οποίο έχει ένα μεγάλο σύνολο δυνατοτήτων που δεν είναι διαθέσιμες σε άλλα συστήματα αρχείων. Η νέα έκδοση του NTFS που υποστηρίζεται από τα Microsoft Windows 2000 έχει ακόμη περισσότερες λειτουργίες και επομένως συνιστάται για χρήση κατά την εγκατάσταση του λειτουργικού συστήματος Win 2000.

ComputerPress 7"2000

Σύστημα αρχείωνείναι απλώς ένας τρόπος οργάνωσης δεδομένων στα μέσα ενημέρωσης, δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο σε αυτόν τον οργανισμό.

Ίσως σκέφτεστε: "ότι το σύστημα αρχείων είναι ένα περίπλοκο και ακατανόητο πράγμα, επειδή τα λειτουργικά συστήματα λειτουργούν με αυτό και όλα απλά δεν μπορούν να είναι εκεί ..."

Έχετε εν μέρει δίκιο, αλλά όλες οι σταφίδες βρίσκονται στο πρόγραμμα οδήγησης του συστήματος αρχείων, δηλ. σε ένα πρόγραμμα που παρέχει ένα API για άλλα προγράμματα εφαρμογών. Κάνει απλώς πράγματα όπως:

• δημιουργήστε ένα αρχείο
• διαγράψτε ένα αρχείο
• μετονομάζω
• αντίγραφο
• εμφάνιση περιεχομένων καταλόγου
• μετακίνηση σε άλλο κατάλογο κ.λπ.

Η ίδια η αρχή της οργάνωσης του συστήματος αρχείων είναι απλή.

Σε αυτήν την ανάρτηση, δεν θα εξετάσω πώς λειτουργεί το πρόγραμμα οδήγησης και πώς δημιουργεί / διαγράφει αρχεία, θα σας πω σχετικά με την αρχή της οργάνωσης αρχείων Συστήματα FAT16.

(σχετικά με το πώς να γράψετε ένα πρόγραμμα οδήγησης, υπάρχει ένα ξεχωριστό)

Γιατί FAT16;

Το βρίσκω το πιο βολικό για μάθηση, είναι εύκολο να το κατανοήσεις. Και γνωρίζοντας την ιδέα, δεν είναι πλέον δύσκολο να μάθετε άλλα συστήματα αρχείων - FAT32, NTFS κ.λπ.

Γιατί πρέπει να μάθω πώς λειτουργεί το σύστημα αρχείων;

Γνωρίζοντας την αρχή της οργάνωσης του συστήματος αρχείων, μπορείτε να αναπτύξετε το δικό σας πρόγραμμα οδήγησης ή διαχείριση αρχείωνσε οποιαδήποτε υπολογιστική συσκευή.

Περιγραφή του συστήματος αρχείων FAT16

Για τη διευκόλυνσή σας, ακολουθεί μια λίστα ερωτήσεων στις οποίες θα βρείτε απαντήσεις:

Σύστημα αρχείων FAT16διαιρεί ολόκληρο τον χώρο διευθύνσεων των μέσων σε δύο τομείς:

• περιοχή συστήματος
• περιοχή δεδομένων

Για λόγους σαφήνειας, θα απεικονίσουμε ολόκληρο τον χώρο διευθύνσεων ως ορθογώνιο. Το μικρό πάνω μέρος του ορθογωνίου (χώρος διευθύνσεων) είναι η περιοχή του συστήματος, το κάτω μάζα είναι η περιοχή δεδομένων.

Όλα τα δεδομένα που αποθηκεύουμε στα μέσα μας, π.χ. όλα τα αρχεία και οι κατάλογοι αποθηκεύονται στην περιοχή δεδομένων. Η περιοχή συστήματος, από την άλλη πλευρά, αποθηκεύει τις παραμέτρους αυτού του μέσου και τα χαρακτηριστικά των αρχείων και των καταλόγων - το όνομα αρχείου, το όνομα καταλόγου, τα χαρακτηριστικά αρχείου κ.λπ.

Ας ξεκινήσουμε με ένα απλό, λίγα λόγια για την περιοχή δεδομένων και τον τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων εκεί

Σχετικά με την περιοχή δεδομένων...

Για να μην αντιμετωπίζεται κάθε byte (αν και ορισμένα μέσα αποθήκευσης σάς επιτρέπουν να εργάζεστε byte byte), μια διαφορετική ελάχιστη διευθυνσιοδοτούμενη μονάδα χρησιμοποιείται στο σύστημα αρχείων - τομέας. Το μέγεθος τομείς 512 byte. Εκτός από τον τομέα, το σύστημα αρχείων FAT16 χρησιμοποιεί επίσης μια τέτοια έννοια όπως σύμπλεγμα. ομαδοποιήστε το έναν ή περισσότερους συνεχόμενους τομείς.

Αυτή η παράμετρος (ο αριθμός των τομέων ανά σύμπλεγμα) πραγματοποιείται συχνά κατά τη μορφοποίηση μέσων αποθήκευσης. Επειδή Η ταχύτητα της εργασίας και ο «βαθμός συσκευασίας δεδομένων» εξαρτώνται από αυτό. Το FAT16, όπως όλα τα συστήματα αρχείων, χρησιμοποιεί την έννοια του αρχείου. Ένα αρχείο είναι μια περιοχή δεδομένων που έχει ένα όνομα και ορισμένα χαρακτηριστικά. Φυσικά, στην περιοχή δεδομένων, αυτό είναι ένα ή περισσότερα απασχολημένα συμπλέγματα και το αρχείο καταλαμβάνει έναν ακέραιο αριθμό συμπλεγμάτων. Ακόμα κι αν καταλαμβάνει λίγο περισσότερα από δύο συμπλέγματα, θα ληφθούν υπόψη τρία συμπλέγματα για το σύστημα αρχείων που καταλαμβάνει το αρχείο. Επομένως, όσο μικρότερο είναι το μέγεθος του συμπλέγματος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο «βαθμός συσκευασίας δεδομένων» και τόσο πιο οικονομικά χρησιμοποιείται η περιοχή δεδομένων. Από την άλλη πλευρά, η ανάγνωση ενός αρχείου από μεγάλα κομμάτια μνήμης, π.χ. συστάδες γρηγορότερα από τα μικρά. Επομένως, η επιλογή του μεγέθους του συμπλέγματος είναι θέμα συμβιβασμού.

Σύστημα αρχείων Το FAT16 επιβάλλει όρια στο μέγεθος του συμπλέγματος, όχι περισσότερους από 128 τομείς(δηλαδή όχι περισσότερο από 64 kb) και μετά ο αριθμός των συστάδων δεν είναι μεγαλύτερος από 65525 τεμάχια. Εάν χρησιμοποιείτε τα πάντα στο μέγιστο, π.χ. το μέγιστο μέγεθος των τομέων και τον μέγιστο αριθμό συστάδων, αποδεικνύεται ότι Το FAT16 δεν μπορεί να αντιμετωπίσει περισσότερα από 4,2 gigabyte πληροφοριών.

Εάν εκτελούμε μορφοποίηση σε αυτόματη λειτουργία (όταν δεν καθορίζουμε το μέγεθος του συμπλέγματος), τότε το μέγεθος του συμπλέγματος επιλέγεται ως ελάχιστο, οπότε ο αριθμός συμπλεγμάτων που προκύπτει δεν υπερβαίνει τα 65525.

Σχετικά με την περιοχή του συστήματος...

Η περιοχή συστήματος δημιουργείται όταν διαμορφώνεται το μέσο και είναι περιγραφική. Αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:

Ας αναλύσουμε κάθε μέρος με περισσότερες λεπτομέρειες.

1. Τομέας εκκίνησης

Ο τομέας εκκίνησης είναι πίνακας παραμέτρων και πρόγραμμα φόρτωσης. Το μέγεθος του τομέα εκκίνησης είναι συνήθως 512 byte, αλλά θα μπορούσε να είναι περισσότερο.

Εξετάστε τη δομή του τομέα εκκίνησης.

Μην φοβάστε τον μεγάλο αριθμό πεδίων στον τομέα εκκίνησης, είναι περιττός. Για παράδειγμα, αποθηκεύει πληροφορίες που δεν είναι σχετικές με τις μονάδες flash: τον αριθμό των τομέων σε ένα κομμάτι, τον αριθμό των κεφαλών. Έτσι, δεν θα είναι χρήσιμες όλες οι παράμετροι για εμάς.

Αν κοιτάξεις Κωδικός HEX, μερικοί μέσα μορφοποιημένα σε μορφή FAT16, τότε θα δούμε την τιμή των πεδίων. Ως παράδειγμα, θα δώσω τον κωδικό HEX μιας εικόνας σε μορφή FAT16 που δημιουργήθηκε στο WinImage. Για τη διευκόλυνση του προσανατολισμού στον κώδικα, σημείωσα με χρώματα ποιο τμήμα του κώδικα HEX ανήκει σε ποια παράμετρο.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Λαμβάνεται υπόψη η τιμή για κάθε κελί από δεξιά προς τα αριστερά, για παράδειγμα, αν είναι γραμμένο 00 02 η, τότε είναι στην πραγματικότητα 02 00 η, δηλ. 512

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Ο τομέας εκκίνησης τελειώνει πάντα στις 55 AAh.

Είναι σημαντικό να προσέχετε την παράμετρο " ReservedSectors» - ο αριθμός των δεσμευμένων τομέων, κατά μετατόπιση 0Ε. Στην αρχή, είπα ότι ο τομέας εκκίνησης έχει συνήθως μέγεθος 512 byte, αλλά μπορεί να είναι και περισσότερο. Το μέγεθός του καθορίζεται από την παράμετρο " ReservedSectors", στην περίπτωσή μας ReservedSectors = 01h, άρα ο τομέας εκκίνησης καταλαμβάνει 1ος τομέαςή 512 byte.

2. ΛΙΠΟΣ

Μετά την εκκίνηση τομέα με μέγεθος 512* ReservedSectors byte, το τραπέζι πάει FAT1, προσδιορίζεται το μέγεθός του πεδίο δύο byte - SectorPerFat (16h)τομέας εκκίνησης. Στο παραπάνω παράδειγμα, η τιμή αυτού του πεδίου είναι ίση με 0001hή 1 , δηλ. ένας τομέας ή 512 byte.

Τι είναι το ΛΙΠΟΣ;

Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι μια συντομογραφία - Πίνακας κατανομής αρχείων, που σημαίνει "πίνακας θέσης αρχείου". το τραπέζιΜε μία στήληκαι 512/2 αριθμός γραμμών(αν το μέγεθος του πίνακα FAT είναι 512 byte ή το SectorPerFat είναι 0001h, όπως στην περίπτωσή μας). Καθε γραμμή FAT τραπέζια καταλαμβάνει 2 byte μνήμης, οπότε ο αριθμός των γραμμών για την περίπτωσή μας είναι 512/2 .

Τραπέζι χρησιμεύει ως χάρτης μεταξύ των συστάδων, καθε γραμμή χαρακτηρίζει κάθε συστάδα, η πρώτη γραμμή είναι το πρώτο σύμπλεγμα, η δεύτερη είναι η δεύτερη και ούτω καθεξής για όλα τα συμπλέγματα που βρίσκονται στην περιοχή δεδομένων. Πριν από τον πίνακα υπάρχει ένας περιγραφέας πίνακα F8FFh(ίδια τιμή με τον τομέα εκκίνησης 15 ωρών) και σύμβολο κράτησης θέσης FFFFh. Ακολουθούν οι σειρές του πίνακα, οι τιμές των οποίων μπορεί να είναι οι εξής:

• 0000h- δωρεάν σύμπλεγμα
• 0002h-FFEFh- αριθμός του επόμενου στοιχείου στην αλυσίδα.
• FFF0h-FFF6h- κατοχυρωμένα;
• FFF7h- ελαττωματικός;
• FFF8h-FFFFh- το τελευταίο στην αλυσίδα.

Θα δώσω ένα παράδειγμα Κωδικός HEX με επεξήγηση.

Μπλεέχω πλαισιώσει Πίνακας FAT1, κόκκινο τραπέζι FAT2(αντίγραφο πίνακα FAT1). βαμμένο πάνω πράσινη πλατείααυτό είναι περιγραφέας πίνακα F8FFh και σύμβολο κράτησης θέσης FFFFh. Τα μη συμπληρωμένα τετράγωνα είναι σειρές πίνακα. Δεν σημείωσα όλες τις γραμμές με πράσινο πλαίσιο, κύκλωσα μόνο μη μηδενικές.

Πώς χρησιμοποιείται και γιατί χρειάζεται FAT, θα σας εξηγήσω λίγο αργότερα.

3. Κατάλογος ρίζας

Μετά τα τραπέζια FAT έρχονται " ριζικός κατάλογος". Αυτή είναι η περιοχή της μνήμης που περιέχει Στοιχεία 32 byte. Κάθε στοιχείο περιγράφει, οποιοδήποτε αρχείο ή κατάλογο που βρίσκεται στον ριζικό κατάλογοή άλλη γλώσσα "στην ρίζα" του σκληρού δίσκου / μονάδας flash. Αποδεικνύεται ότι ο ριζικός κατάλογος περιγράφει όλα όσα βρίσκονται στη ρίζα.

Το μέγεθος του ριζικού καταλόγου εξαρτάται από τη ρύθμιση Root Entries (11h)τομέας εκκίνησης. Υποδεικνύει μέγιστος αριθμός στοιχείων 32 byteστον ριζικό κατάλογο. Αποδεικνύεται ότι το μέγεθος του καταλόγου είναι Root Entries * 32, για την περίπτωσή μας είναι 512 * 32 = 16384 byte.

Κάθε στοιχείο έχει την ακόλουθη δομή:

Θα δώσω ένα παράδειγμα κώδικα HEX με μια εξήγηση.

Πράσινοςέχω πλαισιώσει περιοχή μνήμης που είναι υπεύθυνη για τον ριζικό κατάλογο, μπλε καταχωρήσεις ριζικού καταλόγου 32 byte. Δεν είναι κενά στοιχεία 32 byte που ζωγράφισα με μπλε.

Ακολουθούν δύο μη κενά στοιχεία 32 byte, σημαίνει στον ριζικό κατάλογο αποθηκεύστε δύο "κάτι", μπορεί να είναι τόσο αρχεία όσο και άλλους καταλόγους. Σε αυτήν την περίπτωση, για λόγους απλότητας του παραδείγματος, δύο αρχεία αποθηκεύονται στο root " 1.txt" και " test.txt».

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτά τα δύο στοιχεία των 32 byte· για ευκολία, σημείωσα με χρώματα το τμήμα του κώδικα HEX και την αντίστοιχη παράμετρο του στοιχείου των 32 byte στον πίνακα.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.. Εάν το πρώτο byte του ονόματος αρχείου αντικατασταθεί από "Ε5", τότε Windows Explorerθα το μετρήσει ως μακρινός. Ένα τέτοιο αρχείο μπορεί να αποκατασταθεί αντικαθιστώντας τον πρώτο χαρακτήρα E5 στο όνομα με την προηγούμενη τιμή. Δεν είμαι απολύτως σίγουρος, αλλά νομίζω ότι έτσι λειτουργεί ο κάδος ανακύκλωσης στα Windows. Κατά την τοποθέτησή του στον κάδο απορριμμάτων, το λειτουργικό σύστημα αποθηκεύει το όνομα του αρχείου κάπου και αντικαθιστά το πρώτο byte στο όνομα με το E5 και κατά την επαναφορά, εκχωρεί στο αρχείο το προηγούμενο όνομά του.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.. Τα ονόματα αρχείων στο σύστημα FAT16 αποθηκεύονται στη μορφή 8.3 . Εκείνοι. 8 -bytes που διατίθενται για το όνομα και 3 byte που διατίθενται για επέκταση. Τα ονόματα κωδικοποιούνται στη μορφή ASCII, ένας χαρακτήρας είναι ένα byte. Επομένως, το όνομα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 8 χαρακτήρεςκαι επεκτάσεις περισσότερα από 3. Αν το όνομα μικρότερο από 8 χαρακτήρες, τότε Τα byte που λείπουν συμπληρώνονται σε 20 ώρες(χαρακτήρας διαστήματος σε κώδικα ASCII).

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.. Να σας υπενθυμίσω ότι η τιμή για κάθε κελί θεωρείται από δεξιά προς τα αριστερά, για παράδειγμα, εάν είναι γραμμένο 00 02 η, τότε είναι στην πραγματικότητα 02 00 η, δηλ. 512 στο δεκαδικό σύστημα.

Η πιο σημαντική παράμετρος για εμάς βρίσκεται στο 1 Αχ — « χαμηλή λέξη του πρώτου συμπλέγματος αρχείων". Αποθηκεύει τον αριθμό του συμπλέγματος στο οποίο βρίσκονται τα περιεχόμενα του αρχείου, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να εργαστούμε με τις πληροφορίες αυτού του αρχείου, π.χ. διαβάστε το, επεξεργαστείτε το κ.λπ.

Για παράδειγμα " 1.txt» αποθηκεύονται σε ένα σύμπλεγμα αριθμός 0x0003ή 3 στο δεκαδικό σύστημα. Και αυτό σημαίνει ότι αν εμείς ας προχωρήσουμεπρος την συστάδα №3στην περιοχή δεδομένων (θυμηθείτε, η περιοχή δεδομένων είναι απλώς διαδοχικά συμπλέγματα) εμείς μεταβείτε στα περιεχόμενα αυτού του αρχείου.

Μπορεί να έχετε μια «πρακτική» ερώτηση, αλλά πώς να βρείτε αυτό το τρίτο σύμπλεγμα;Με τι διεύθυνση είναι;

Πώς να βρείτε τη διεύθυνση του συμπλέγματος γνωρίζοντας τον αριθμό του;

Για αυτό, πρέπει να ξέρετε πόσο χώρο έχετε στο σύστημακαι πόσο μεγάλες είναι οι συστάδες(δηλαδή πόσους τομείς (ή 512 byte) περιέχει το σύμπλεγμα).

Το παρακάτω σχήμα θα σας βοηθήσει να μάθετε το μέγεθος της περιοχής του συστήματος:

Παράδειγμα για την περίπτωσή μου

Ο τομέας εκκίνησης έχει όγκο 512*ReservedSectors bytes, στην περίπτωσή μου 512 byte. Περαιτέρω, ο πίνακας FAT με απασχολεί έναν τομέα, εκείνοι. 512 byte(αφού το SectroPerFat είναι 1). Πίνακας δύο(επειδή το NumberOfFATs είναι ίσο με 2), τότε δύο πίνακες συνολικά 512*2=1024 byte. Το μέγεθος του ριζικού καταλόγου είναι 512 στοιχεία 32 χαρακτήρων, δηλ. 512*32=16384 byte. Πιστεύουμε:

512 (τομέας εκκίνησης) + 1024 (δύο πίνακες FAT) + 16384 (κατάλογος ρίζας) = 17920 byteή 4600 σε δεκαεξαδικό σύστημα.

Ως αποτέλεσμα, στην περίπτωσή μας, η περιοχή δεδομένων ξεκινά με 0x4600, ας δούμε:

Βλέπουμε τα περιεχόμενα κάποιου αρχείου, αλλά όχι το δικό μας. Τα δεδομένα του αρχείου που μας ενδιαφέρει (1.txt) αποθηκεύονται στο σύμπλεγμα №3.

Τώρα πρέπει να μάθουμε το μέγεθος του συμπλέγματος, η παράμετρος τομέας εκκίνησης θα μας βοηθήσει σε αυτό - SectorPerCluster(0xD, μέγεθος παραμέτρου 1 byte). Στην περίπτωσή μας μέγεθος συμπλέγματος 4ος τομείς, δηλ. 512*4=2048 byteή 800 σε δεκαεξαδικό σύστημα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα συμπλέγματα αριθμούνται από δύο, όχι από ένα (!).

Υπολογίζουμε από τι διευθύνσεις ξεκινά συστάδα №3:

0x4600 (περιοχή συστήματος) + 0x800 (δεύτερο σύμπλεγμα) = 0x4E00

Ας υπολογίσουμε τι άκρα διευθύνσεων σύμπλεγμα αριθμός 3:

0x4E00 (αρχή του συμπλέγματος #3) + 0x800 (512*4 ή μέγεθος ενός συμπλέγματος σε HEX) = 0x5600

Ως αποτέλεσμα, το σύμπλεγμα Το Νο. 3 βρίσκεται στο εύρος διευθύνσεων 0x4E00 — 0x5600.

Ας δούμε τον κωδικό HEX

μπλε πλαίσιοσημάδεψα Περιεχόμενο αρχείου 1.txt. Όλα πάνω από το πλαίσιο είναι τα περιεχόμενα ενός άλλου αρχείου. Οι κενές περιοχές του τομέα γεμίζουν με 0x00.

Γιατί λοιπόν χρειαζόμαστε ένα FAT τραπέζι;

Εάν το αρχείο καταλαμβάνει περισσότερα από ένα σύμπλεγμα (στην περίπτωσή μας, εάν το αρχείο είναι μεγαλύτερο από 2048 byte), τότε ο πίνακας FAT έρχεται στη διάσωση. Είναι κάτι σαν «χάρτης» συστάδων. Εκείνοι. πότε θα μάθουμε αριθμός τομέα, με το οποίο ξεκινά το αρχείο που μας ενδιαφέρει, το πρώτο πράγμα που πρέπει να δούμε τον ίδιο αριθμό γραμμής στο FAT.

Αν η χορδή έχει σημασία 0xFF8-0xFFFF, τότε αυτό σημαίνει ότι αυτό είναι το τελευταίο σύμπλεγμαγια ένα δεδομένο αρχείο, π.χ. αρχείο καταλαμβάνει μόνο ένα σύμπλεγμα.

Αν η χορδή έχει σημασία 0x0002-0xFFEF, τότε αυτό σημαίνει ότι το αρχείο επεκτάθηκε σε άλλο σύμπλεγμα. Αριθμόςπου σημαίνει επόμενος αριθμός συμπλέγματος, που περιέχει τη συνέχεια του αρχείου. Πρέπει να συνεχίσουμε να διαβάζουμε το αρχείο μέχρι δεδομένου αριθμούσύμπλεγμα.

Αφού διαβάσετε ένα νέο σύμπλεγμα, πρέπει να δείτε την τιμή της γραμμής σε αυτόν τον αριθμό στο FAT. Εάν η τιμή της γραμμής είναι 0x FF8-0xFFFF, τότε αυτό σημαίνει ότι αυτό το σύμπλεγμα είναι το τελευταίο στο αρχείο. Εάν 0x0002-0xFFEF, τότε αυτός είναι ο αριθμός για το επόμενο σύμπλεγμα, διαβάστε περαιτέρω και επαναλάβετε την ενέργεια. Η ανάγνωση ενός αρχείου είναι ένας βρόχος υπό όρους.

Καταλάβαμε λοιπόν τα αρχεία, τώρα ήρθε η ώρα να ασχοληθούμε με τους καταλόγους.

Τι είναι ένας κατάλογος;

Ο κατάλογος για το σύστημα αρχείων FAT16 (και για πολλά άλλα) είναι ένα ειδικό αρχείο μηδενικού μεγέθους που αποθηκεύει μια λίστα με τα περιεχόμενά του.

Ας πούμε ότι προσθέσαμε τον κατάλογο " TEST_DIR» με αρχείο « in_dir.txt". Στη συνέχεια στον ριζικό κατάλογο θα εμφανιστεί ένα νέο στοιχείο 32 byte, περιγράφει έναν κατάλογο ίδιο με το αρχείο, αλλά με μικρές διαφορές.

Σημείωσα με κόκκινο τις παραμέτρους που αφορούν τους καταλόγους, αυτές είναι 0x10- ετικέτα καταλόγου και 0x00000000- μέγεθος αρχείου.

Όπως μπορείτε να δείτε στο μπλε τετράγωνο, έχουμε έναν κατάλογο στο σύμπλεγμα №5ας δούμε τι υπάρχει.

Τα περιεχόμενα του "αρχείου" TEST_DIRστην πραγματικότητα, αυτός είναι ο ίδιος ριζικός κατάλογος, δηλ. σύνολο στοιχείων 32 byte. Έχω σημειώσει κάθε στοιχείο με ένα πράσινο περίγραμμα.

Τα στοιχεία περιγράφουν το όνομα του αρχείου ή του καταλόγου, τα χαρακτηριστικά και τον αριθμό του συμπλέγματος στο οποίο βρίσκονται τα δεδομένα του. Σε οποιονδήποτε φάκελο, πάντα εκεί δύο καταλόγουςΜε όνομα "." και "..".

Το πρώτο βρίσκεται στο σύμπλεγμα №5 , δηλ. αυτό είναι τον ίδιο κατάλογο, ένα το δεύτερο είναι για το σύμπλεγμα 0. Κάτω από αυτό αριθμός σημαίνει "αρχικός κατάλογος", δηλ. αυτή είναι η έξοδος στον ριζικό κατάλογο.

Περιγραφή του αρχείου " in_dir.txt» στάνταρ, όπως για τον ριζικό κατάλογο (βλ. ριζικό κατάλογο). Για εμάς, το κύριο πράγμα είναι ο αριθμός του συμπλέγματος στο οποίο βρίσκονται τα περιεχόμενα αυτού του αρχείου (σημειώνεται με ένα κόκκινο τετράγωνο).

παρακολουθούμε συστάδα №6και δείτε το περιεχόμενο του αρχείου in_dir.txt". Σημείωσα την αρχή του συμπλέγματος με την κόκκινη γραμμή.

Θα σας ενδιαφέρει:

Στο FAT, τα ονόματα αρχείων είναι σε μορφή 8.3 και αποτελούνται μόνο από χαρακτήρες ASCII. Η υποστήριξη για μεγάλα ονόματα αρχείων (έως 255 χαρακτήρες) έχει προστεθεί στο VFAT. Μεγάλο όνομα αρχείου, LFN) κωδικοποιούνται σε UTF-16LE, με LFN αποθηκευμένα ταυτόχρονα με ονόματα 8.3, που αναφέρονται αναδρομικά ως SFN. Σύντομο όνομα αρχείου). Τα LFN δεν έχουν διάκριση πεζών-κεφαλαίων κατά την αναζήτηση, ωστόσο, σε αντίθεση με τα SFN, τα οποία αποθηκεύονται με κεφαλαία, τα LFN διατηρούν την πεζογραφία που καθορίστηκε κατά τη δημιουργία του αρχείου.

Δομή του συστήματος FAT

Στο σύστημα αρχείων FAT, συνεχόμενοι τομείς δίσκου συνδυάζονται σε μονάδες που ονομάζονται συμπλέγματα. Ο αριθμός των τομέων σε ένα σύμπλεγμα είναι ίσος με δύναμη δύο (βλ. παρακάτω). Ένας ακέραιος αριθμός συμπλεγμάτων (τουλάχιστον ένα) εκχωρείται για την αποθήκευση δεδομένων αρχείου, έτσι, για παράδειγμα, εάν το μέγεθος του αρχείου είναι 40 byte και το μέγεθος του συμπλέγματος είναι 4 kbyte, μόνο το 1% του χώρου που έχει εκχωρηθεί για αυτό θα καταληφθεί πραγματικά από τις πληροφορίες του αρχείου. Για να αποφύγετε τέτοιες καταστάσεις, συνιστάται να μειώσετε το μέγεθος των συμπλεγμάτων και αντίστροφα για να μειώσετε τον όγκο των πληροφοριών διεύθυνσης και να αυξήσετε την ταχύτητα των λειτουργιών αρχείων. Στην πράξη επιλέγεται κάποιος συμβιβασμός. Δεδομένου ότι η χωρητικότητα ενός δίσκου μπορεί κάλλιστα να μην εκφράζεται σε έναν ακέραιο αριθμό συμπλεγμάτων, υπάρχουν συνήθως οι λεγόμενες "μονάδες" στο τέλος του τόμου. πλεονασματικοί τομείς - ένα "υπόλειμμα" μικρότερο από ένα σύμπλεγμα σε μέγεθος, το οποίο δεν μπορεί να εκχωρηθεί από το ΛΣ για την αποθήκευση πληροφοριών.

Ο χώρος τόμου FAT32 χωρίζεται λογικά σε τρεις συνεχόμενες περιοχές:

• αποκλειστική περιοχή. Περιέχει δομές υπηρεσιών που ανήκουν σε μια εγγραφή εκκίνησης διαμερίσματος (Partition Boot Record - PBR, για να το διακρίνουμε από το Master Boot Record - η κύρια εγγραφή εκκίνησης ενός δίσκου· επίσης το PBR συχνά ονομάζεται εσφαλμένα τομέας εκκίνησης) και χρησιμοποιούνται κατά την προετοιμασία ενός τόμου ;
• Μια περιοχή ενός πίνακα FAT που περιέχει μια σειρά δεικτών ευρετηρίου ("κελιά") που αντιστοιχούν σε συστάδες περιοχών δεδομένων. Συνήθως υπάρχουν δύο αντίγραφα του πίνακα FAT στο δίσκο για λόγους αξιοπιστίας.
• Η περιοχή δεδομένων όπου γράφονται τα πραγματικά περιεχόμενα των αρχείων - δηλαδή το κείμενο αρχεία κειμένου, κωδικοποιημένη εικόνα για αρχεία εικόνας, ψηφιοποιημένος ήχος για αρχεία ήχου κ.λπ. - καθώς και τα λεγόμενα. μεταδεδομένα - πληροφορίες σχετικά με τα ονόματα αρχείων και φακέλων, τα χαρακτηριστικά τους, τους χρόνους δημιουργίας και τροποποίησης, το μέγεθος και τη θέση στο δίσκο.

Τα FAT12 και FAT16 διαθέτουν επίσης μια ειδική περιοχή για τον ριζικό κατάλογο. Έχει σταθερή θέση (αμέσως μετά την τελευταία καταχώρηση στον πίνακα FAT) και σταθερό μέγεθος σε τομείς.

Εάν ένα σύμπλεγμα ανήκει σε ένα αρχείο, τότε το κελί που αντιστοιχεί σε αυτό περιέχει τον αριθμό του επόμενου συμπλέγματος του ίδιου αρχείου. Εάν το κελί αντιστοιχεί στο τελευταίο σύμπλεγμα του αρχείου, τότε περιέχει μια ειδική τιμή (FFFF 16 για FAT16). Έτσι, δημιουργείται μια αλυσίδα συμπλεγμάτων αρχείων. Τα μηδενικά αντιστοιχούν σε αχρησιμοποίητα συμπλέγματα στον πίνακα. Τα "κακά" συμπλέγματα (τα οποία εξαιρούνται από την επεξεργασία, για παράδειγμα, επειδή η αντίστοιχη περιοχή της συσκευής δεν είναι αναγνώσιμη) έχουν επίσης έναν ειδικό κωδικό.

Όταν διαγράφεται ένα αρχείο, ο πρώτος χαρακτήρας του ονόματος αντικαθίσταται με έναν ειδικό κωδικό E5 16 και η αλυσίδα των συμπλεγμάτων αρχείων στον πίνακα εκχώρησης μηδενίζεται. Δεδομένου ότι οι πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος του αρχείου (που βρίσκεται στον κατάλογο δίπλα στο όνομα του αρχείου) παραμένουν άθικτες, εάν τα συμπλέγματα αρχείων βρίσκονταν διαδοχικά στο δίσκο και δεν είχαν αντικατασταθεί με νέες πληροφορίες, είναι δυνατή η ανάκτηση του διαγραμμένου αρχείου .

εγγραφή εκκίνησης

Η πρώτη δομή ενός όγκου FAT ονομάζεται BPB. Μπλοκ παραμέτρων BIOS ) και βρίσκεται στη δεσμευμένη περιοχή, στον τομέα μηδέν. Αυτή η δομή περιέχει πληροφορίες που προσδιορίζουν τον τύπο του συστήματος αρχείων και τα φυσικά χαρακτηριστικά του μέσου (δισκέτα ή διαμέρισμα σκληρού δίσκου).

Μπλοκ παραμέτρων BIOS

Κατ 'αρχήν, το BPB απουσίαζε στο FAT, το οποίο εξυπηρετούσε το MS-DOS 1.x, καθώς εκείνη την εποχή θεωρούνταν μόνο δύο διαφορετικοί τύποι τόμου - δισκέτες μονής και δύο όψεων πέντε ιντσών 360 kb και η μορφή τόμου ήταν καθορίζεται από το πρώτο byte της περιοχής FAT. Το BPB εισήχθη στο MS-DOS 2.x στις αρχές του 1983 ως μια υποχρεωτική δομή τομέα εκκίνησης από την οποία προσδιορίζεται η μορφή τόμου εφεξής. το παλιό σύστημα ανίχνευσης πρώτου byte FAT δεν υποστηρίζεται πλέον. Επίσης στο MS-DOS 2.0, εισήχθη μια ιεραρχία αρχείων και φακέλων (πριν από αυτό, όλα τα αρχεία αποθηκεύονταν στον ριζικό κατάλογο).

Η δομή BPB στο MS-DOS 2.x περιείχε ένα πεδίο "συνολικού αριθμού τομέων" 16-bit, πράγμα που σήμαινε ότι αυτή η έκδοση του FAT δεν ήταν ουσιαστικά εφαρμόσιμη για όγκους μεγαλύτερους από 2 16 = 65.536 τομείς, δηλαδή περισσότερους από 32 MB με τυπικό μέγεθος τομέα 512 byte. Στο MS-DOS 4.0 (1988), το παραπάνω πεδίο BPB επεκτάθηκε στα 32 bit, πράγμα που σήμαινε αύξηση του θεωρητικού μεγέθους όγκου σε 232 = 4.294.967.296 τομείς, δηλαδή έως 2 TB με τομέα 512 byte.

Η επόμενη τροποποίηση του BPB εμφανίστηκε με το Windows 95 OSR2, το οποίο εισήγαγε το FAT32 (τον Αύγουστο του 1996). Το όριο των δύο gigabyte στο μέγεθος του όγκου έχει καταργηθεί, ένας όγκος FAT32 μπορεί θεωρητικά να έχει μέγεθος έως 8 TB. Ωστόσο, το μέγεθος κάθε μεμονωμένου αρχείου δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 4 GB. Το BIOS Parameter Block FAT32 επαναλαμβάνει το BPB FAT16 μέχρι και το πεδίο BPB_TotSec32 για συμβατότητα με προηγούμενες εκδόσεις του FAT, ακολουθούμενο από διαφορές.

Ο "τομέας εκκίνησης" του FAT32 είναι στην πραγματικότητα τρεις τομείς 512 byte - τομείς 0, 1 και 2. Καθένας από αυτούς περιέχει την υπογραφή 0xAA55 στη διεύθυνση 0x1FE, δηλαδή στα δύο τελευταία byte, εάν το μέγεθος του τομέα είναι 512 byte. Εάν το μέγεθος του τομέα είναι μεγαλύτερο από 512 byte, τότε η υπογραφή περιέχεται τόσο στη διεύθυνση 0x1FE όσο και στα δύο τελευταία byte του μηδενικού τομέα, δηλαδή είναι διπλό.

FSIinfo

Η εγγραφή εκκίνησης ενός διαμερίσματος FAT32 περιέχει μια δομή που ονομάζεται FSIinfo, χρησιμοποιείται για την αποθήκευση της τιμής του αριθμού των ελεύθερων συμπλεγμάτων στον τόμο. Το FSInfo, κατά κανόνα, καταλαμβάνει τον τομέα 1 (δείτε το πεδίο BPB_FSIinfo) και έχει την ακόλουθη δομή (διευθύνσεις σε σχέση με την αρχή του τομέα):

• FSI_LeadSig. Η υπογραφή 4 byte 0x41615252 υποδηλώνει ότι ο τομέας χρησιμοποιείται για τη δομή FSIinfo.
• FSI_Reserved1. Το διάστημα από το 4ο έως το 483ο byte του τομέα, συμπεριλαμβανομένων, μηδενίζεται.
• FSI_StrucSig. Μια άλλη υπογραφή βρίσκεται στο 0x1E4 και περιέχει την τιμή 0x61417272.
• FSI_Free_Count. Το πεδίο τεσσάρων byte στη διεύθυνση 0x1E8 περιέχει τον τελευταίο αριθμό ελεύθερων συστάδων στον τόμο που είναι γνωστός στο σύστημα. Η τιμή 0xFFFFFFFF σημαίνει ότι ο αριθμός των ελεύθερων συστάδων είναι άγνωστος και πρέπει να υπολογιστεί.
• FSI_Nxt_Free. Ένα πεδίο τεσσάρων byte στη διεύθυνση 0x1EC περιέχει τον αριθμό συμπλέγματος από τον οποίο θα πρέπει να ξεκινήσει η αναζήτηση για ελεύθερα συμπλέγματα στον πίνακα δείκτη ευρετηρίου. Συνήθως, αυτό το πεδίο περιέχει τον αριθμό του τελευταίου συμπλέγματος FAT που έχει εκχωρηθεί για την αποθήκευση του αρχείου. Η τιμή 0xFFFFFFFF σημαίνει ότι η αναζήτηση για ένα ελεύθερο σύμπλεγμα πρέπει να πραγματοποιείται από την αρχή του πίνακα FAT, δηλαδή από το δεύτερο σύμπλεγμα.
• FSI_Reserved2. Δεσμευμένο πεδίο 12 byte στη διεύθυνση 0x1F0.
• FSI_TrailSig. Υπογραφή 0xAA550000 - τα τελευταία 4 byte του τομέα FSIinfo.

Το θέμα της εισαγωγής του FSInfo είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος, καθώς στο FAT32 ο πίνακας δείκτη ευρετηρίου μπορεί να είναι μεγάλος και η αναζήτηση ανά byte μπορεί να διαρκέσει σημαντικό χρόνο. Ωστόσο, οι τιμές των πεδίων FSI_Free_Count και FSI_Nxt_Free ενδέχεται να μην αντιστοιχούν στην πραγματικότητα και θα πρέπει να ελέγχονται για επάρκεια. Επιπλέον, δεν ενημερώνονται καν στο αντίγραφο ασφαλείας FSIinfo, το οποίο συνήθως βρίσκεται στον τομέα 7.

Προσδιορισμός του τύπου όγκου FAT

Ο προσδιορισμός του τύπου του όγκου FAT (δηλαδή η επιλογή μεταξύ FAT12, FAT16 και FAT32) γίνεται από το ΛΣ με βάση τον αριθμό των συστάδων στον τόμο, ο οποίος με τη σειρά του καθορίζεται από τα πεδία BPB. Πρώτα απ 'όλα, υπολογίζεται ο αριθμός των τομέων του ριζικού καταλόγου:

RootDirSectors = (BPB_RootEntCnt * 32) / BPB_BytsPerSec

DataSec = TotSec - (BPB_ResvdSecCnt + (BPB_NumFATs * FATSz) + RootDirSectors)

Τέλος, προσδιορίζεται ο αριθμός των συστάδων περιοχών δεδομένων:

CountofClusters = DataSec / BPB_SecPerClus

Με τον αριθμό των συμπλεγμάτων, υπάρχει μια αντιστοιχία ένα προς ένα με το σύστημα αρχείων:

• CountofClusters< 4085 - FAT12
• CountofClusters = 4085 ÷ 65524 - FAT16
• CountofClusters > 65524 - FAT32

Σύμφωνα με τις επίσημες προδιαγραφές, αυτός είναι ο μόνος έγκυρος τρόπος προσδιορισμού του τύπου FAT. Η τεχνητή δημιουργία ενός τόμου που παραβαίνει τους καθορισμένους κανόνες αντιστοίχισης θα έχει ως αποτέλεσμα τον εσφαλμένο χειρισμό του από τα Windows. Ωστόσο, συνιστάται η αποφυγή τιμών των CountofClusters που είναι κοντά στις κρίσιμες τιμές (4085 και 65525) προκειμένου να προσδιοριστεί σωστά ο τύπος του συστήματος αρχείων από οποιοδήποτε, συχνά εσφαλμένα γραμμένο, προγράμματα οδήγησης.

Με την πάροδο του χρόνου, το FAT χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε διάφορες συσκευές για συμβατότητα μεταξύ DOS, Windows, OS / 2, Linux. Η Microsoft δεν έχει δείξει καμία πρόθεση να τους αναγκάσει να λάβουν άδεια [ διευκρινίζω] .

Τον Φεβρουάριο του 2009, η Microsoft μήνυσε την TomTom, έναν κατασκευαστή συστημάτων πλοήγησης αυτοκινήτου που βασίζονται σε Linux, για παραβίαση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας.

Σημειώσεις

1. http://cd.textfiles.com/megademo2/INFO/OS2_HPFS.TXT
2. www.microsoft.com/mscorp/ip/tech/fathist.asp στο archive.org
3. Microsoft Extensible Firmware Initiative FAT32 File System Specification 1.03. Microsoft (6 Δεκεμβρίου 2000). - Μορφή εγγράφου Microsoft Word, 268 Kb. Αρχειοθετημένα
4. Τι γίνεται με το VFAT; . Αρχείο TechNet. Microsoft (15 Οκτωβρίου 1999). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 5 Απριλίου 2010.
5. Μην συγχέετε την επέκταση συστήματος αρχείων VFAT με το πρόγραμμα οδήγησης συστήματος αρχείων με το ίδιο όνομα, το οποίο εμφανίστηκε στα Windows για Workgroups 3.11 και έχει σχεδιαστεί για την επεξεργασία κλήσεων λειτουργιών MS-DOS (INT 21h) σε προστατευμένη λειτουργία (βλ. KB126746: Ιστορικό εκδόσεων Windows για ομάδες εργασίας . ΕΚΔΟΣΗ 3.11 → Λειτουργίες εκτός δικτύου. Microsoft (14 Νοεμβρίου 2003). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 5 Απριλίου 2010.)
6. Το Ομοσπονδιακό Δικαστήριο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας κηρύσσει το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας FAT της Microsoft άκυρο. heise online. Heise Zeitschriften Verlag (2 Μαρτίου 2007). Αρχειοθετημένα
7. Μπράιαν Κάιν.Η Microsoft ξεσηκώνει τον κόσμο με πατέντες FAT. The Huffington Post (10 Μαρτίου 2009). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 10 Μαρτίου 2009.
8. Ράιαν Πολ.Το κοστούμι της Microsoft πάνω από πατέντες FAT θα μπορούσε να ανοίξει το OSS Pandora's Box (Αγγλικά) . Ars Technica. Εκδόσεις Condé Nast (25 Φεβρουαρίου 2009). Αρχειοθετημένα
9. Γκλιν Μούντι.(Αγγλικά) . ComputerworldUK. IDG (5 Μαρτίου 2009). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 9 Μαρτίου 2009.
10. Steven J. Vaughan-Nichols.Οι εταιρείες Linux υπογράφουν συμφωνίες προστασίας διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της Microsoft. Blogs. IDG (5 Μαρτίου 2009). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 9 Μαρτίου 2009.
11. Έρικα Ογκ.Η TomTom προσάπτει τη Microsoft σε διαφωνία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας. CNet (19 Μαρτίου 2009). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Αυγούστου 2011. Ανακτήθηκε στις 20 Μαρτίου 2009.

Συνδέσεις

• Πρότυπο ECMA-107 FAT

Microsoft Windows Components
Κύριος
Υπηρεσίες διαχείριση
Εφαρμογές	Επικοινωνήστε με το DVD Maker Φαξ και σάρωση Internet ExplorerΕφημερίδα Μεγεθυντικός φακός κέντρο πολυμέσων Windows Media Player Πρόγραμμα Συνεργασίας Κέντρο συσκευές WindowsΚινητό Κέντρο ΚινητικότηταςΑφηγητής Paint Προσωπικός επεξεργαστής χαρακτήρων Απομακρυσμένη βοήθεια Αναγνώρισης ομιλίας