Ennen käyttöjärjestelmän olemassaoloa Microsoft Windows NT, henkilökohtaisten tietokoneiden käyttäjillä oli harvoin ongelmia tiedostojärjestelmän valinnassa. Kaikki käyttöjärjestelmien (OS) omistajat MS-DOS ja Microsoft Windows käyttivät yhtä FAT-nimistä tiedostojärjestelmistä (FAT-12, FAT-16 tai FAT-32).

Nyt tilanne on muuttunut. Kun asennat Microsoft Windows NT/2000/XP:tä, levyä alustaessasi sinun on valittava kolmesta tiedostojärjestelmästä - FAT-16, FAT-32 tai NTFS.

Tässä artikkelissa puhumme sisäinen rakenne luetelluista tiedostojärjestelmistä, harkitse niiden luontaisia ​​haittoja ja etuja. Tämän tiedon avulla voit tehdä tietoisen valinnan tietyn Microsoft Windowsin tiedostojärjestelmän hyväksi.

Lyhyesti FAT-tiedostojärjestelmästä

FAT-tiedostojärjestelmä ilmestyi henkilökohtaisten tietokoneiden kehityksen kynnyksellä, ja se oli alun perin tarkoitettu tiedostojen tallentamiseen levykkeille.

Tiedot tallennetaan levyille ja levykkeille osissa, 512 tavun sektoreissa. Koko levytila ​​oli jaettu kiinteäpituisiin alueisiin, joita kutsutaan klustereiksi. Klusteri voi sisältää yhden tai useamman sektorin.

Kukin tiedosto sisältää yhden tai useamman klusterin, jotka eivät mahdollisesti ole vierekkäisiä. Tiedostojen nimet ja muut tiedot tiedostoista, kuten koko ja luontipäivämäärä, sijaitsevat juurihakemistoon varatun levykkeen alkualueella.

FAT-tiedostojärjestelmään voidaan luoda juurihakemiston lisäksi muita hakemistoja. Yhdessä juurihakemiston kanssa ne muodostavat hakemistopuun, joka sisältää tietoja tiedostoista ja hakemistoista. Mitä tulee tiedostoklusterien sijaintiin levyllä, nämä tiedot tallennetaan levykkeen alkualueelle, jota kutsutaan tiedostojen allokaatiotaulukoksi (FAT).

Jokaisella FAT-taulukon klusterilla on oma yksittäinen solunsa, joka tallentaa tietoja tämän klusterin käytöstä. Siten tiedostojen varaustaulukko on taulukko, joka sisältää tietoa klustereista. Tämän taulukon koko määräytyy levyllä olevien klustereiden kokonaismäärän mukaan.

Hakemisto tallentaa tiedostolle tai alihakemistolle varatun ensimmäisen klusterin numeron. Jäljellä olevien klusterien numerot löytyvät FAT-tiedostojen varaustaulukosta.

FAT-taulukkomuotoa kehitettäessä tavoitteena oli säästää tilaa, koska... Levykkeen kapasiteetti on erittäin pieni (180 KB - 2,44 MB). Siksi vain 12 binäärinumeroa allokoitiin klusterinumeroiden tallentamiseen. Tämän seurauksena FAT-taulukko pakattiin niin tiukasti, että se vei levykkeellä vain yhden sektorin.

FAT-taulukko sisältää kriittisiä tärkeää tietoa hakemistojen ja tiedostojen sijainnista. Jos laitteistovian seurauksena ohjelmisto tai virusten haitalliset vaikutukset, FAT-taulukko vaurioituu ja pääsy tiedostoihin ja hakemistoihin menetetään. Siksi levylle luodaan yleensä kaksi kopiota FAT-taulukosta varmuuden vuoksi.

FATin eri versioita

Suuren kapasiteetin kiintolevyasemien syntymisen jälkeen (noin aikoina 10-20 Mt:n levyjä pidettiin suurina) klusterien määrä lisääntyi, ja 12 bittiä ei riittänyt niiden numeroiden tallentamiseen. Kehitettiin uusi 16-bittinen tiedostojen varaustaulukkomuoto, jossa yhden klusterin numeron tallentamiseen varattiin kaksi tavua. Vanha levykkeille suunniteltu tiedostojärjestelmä tunnettiin nimellä FAT-12 ja uusi FAT-16.

Laajennettu FAT-16-taulukko ei enää mahdu yhteen sektoriin, mutta suurilla levykooilla tällä haitalla ei ollut merkittävää roolia. Kuten ennenkin, kaksi kopiota FAT-taulukosta tallennettiin levylle vakuutusta varten.

Kuitenkin, kun levytilaa alettiin mitata sadoissa megatavuissa ja jopa gigatavuissa, FAT-16-tiedostojärjestelmästä tuli taas tehoton. Jotta klusterinumerot mahtuisivat 16 bittiin, suuria levyjä formatoitaessa on tarpeen kasvattaa klusterin koko 16 kilotavuun tai jopa enemmän. Tämä aiheutti ongelmia, kun levytilaa vaadittiin Suuri määrä pieniä tiedostoja. Koska tiedostojen tallennustila on varattu klustereissa, jopa erittäin pieni tiedosto vaatii liikaa levytilaa.

Tämän seurauksena tehtiin toinen, ilmeisesti viimeinen yritys FAT-tiedostojärjestelmän parantamiseksi - tiedostojen varaustaulukon solukoko nostettiin 32:een. Tämä mahdollisti satojen megatavujen ja muutaman gigatavun levyjen alustamisen suhteellisen pienellä klusterin koko. Uusi tiedostojärjestelmä tunnettiin nimellä FAT-32.

Vakio 8.3

Ennen Microsoft Windows 95:n tuloa henkilökohtaisten tietokoneiden käyttäjät joutuivat käyttämään erittäin hankalaa "8.3-standardia" tiedostojen nimeämiseen, jossa tiedostonimen piti koostua 8 merkistä plus 3 laajennusmerkistä. Tämä rajoitus ei johtunut pelkästään MS-DOS-käyttöjärjestelmän ohjelmaliittymästä, vaan myös FAT-tiedostojärjestelmän hakemistonsyöttörakenteesta.

Hakemistomerkintöjen rakenteen muuttamisen jälkeen tiedostonimen merkkien lukumäärän rajoitus poistettiin käytännössä. Tiedostonimi voi nyt olla enintään 255 merkkiä pitkä, mikä on luonnollisesti riittävä useimmissa tapauksissa. Tällainen muokattu FAT-tiedostojärjestelmä on kuitenkin tullut yhteensopimattomaksi MS-DOS-käyttöjärjestelmän kanssa, samoin kuin ympäristössään käynnissä olevien Microsoft Windows Shell -versioiden 3.1 ja 3.11 kanssa.

Voit lukea lisää sisäisten FAT-rakenteiden muodoista tällä sivustolla julkaistusta artikkelistamme "Tietojen palautus FAT-osioissa".

FAT-tiedostojärjestelmän rajoitukset

Kun päätät, käytetäänkö FAT-tiedostojärjestelmää levyn alustamiseen, sinun tulee olla tietoinen sen luontaisista rajoituksista. Nämä rajoitukset koskevat ensisijaisesti FAT-levyn enimmäiskokoa sekä tällä levyllä olevan tiedoston enimmäiskokoa.

Loogisen FAT-16-aseman enimmäiskoko on 4 Gt, mikä on hyvin pieni nykystandardien mukaan. Microsoft ei kuitenkaan suosittele yli 200 Mt:n FAT-16-levyjen luomista, koska... Tässä tapauksessa levytilaa käytetään erittäin tehottomasti.

Teoriassa FAT-32-levyn enimmäiskoko voi olla 8 TB, jonka pitäisi riittää kaikkien nykyaikaisten sovellusten käyttöönottoon. Tämä arvo saadaan kertomalla klusterien enimmäismäärä (268 435 445) FAT-32:n sallimalla klusterin enimmäiskoolla (32 kt).

Käytännössä tilanne näyttää kuitenkin hieman erilaiselta.

Sisäisten rajoitusten vuoksi Microsoft OS 95/98 -käyttöjärjestelmän ScanDisk-apuohjelma ei pysty toimimaan yli 127,53 Gt:n levyjen kanssa. Vuosi sitten tällainen rajoitus ei olisi aiheuttanut ongelmia, mutta tänään edullisia 160 Gt:n kiintolevyjä on jo ilmestynyt markkinoille, ja pian niiden kapasiteetti on vielä suurempi.

Mitä tulee uusiin Microsoft Windows 2000/XP -käyttöjärjestelmiin, ne eivät pysty luomaan FAT-32-osioita, joiden kapasiteetti on yli 32 Gt. Jos tarvitset tämän kokoisia tai suurempia osioita, Microsoft suosittelee NTFS-tiedostojärjestelmän käyttöä.

Toinen merkittävä FAT-32:n rajoitus on tiedostokoko - se ei saa ylittää 4 Gt. Tämä rajoitus vaikuttaa esimerkiksi videofragmenttien tallentamiseen levylle tai suuria tietokantatiedostoja luotaessa.

FAT-32-hakemistoon voi tallentaa enintään 65534 tiedostoa.

FATin haitat

Edellä käsiteltyjen rajoitusten lisäksi FAT-tiedostojärjestelmällä on myös muita haittoja. Merkittävin ilmeisesti on täydellinen poissaolo pääsynhallintakeinot sekä mahdollisuus menettää tiedot kaikkien tiedostojen sijainnista melko kompaktin FAT-taulukon ja sen kopion tuhoamisen jälkeen.

Käynnistämällä tietokoneen järjestelmän levykkeeltä, hyökkääjä voi helposti päästä käsiksi kaikkiin tiedostoihin, jotka on tallennettu levykkeille FAT-tiedostojärjestelmällä. Hänen on helppo kopioida nämä tiedostot ZIP-laitteeseen tai muuhun ulkoiseen tallennusvälineeseen.

Käytettäessä FATia palvelinlevyillä on mahdotonta varmistaa luotettavaa ja joustavaa käyttäjien pääsyn rajaamista hakemistoihin. Tästä syystä, ja myös sen alhaisen vikasietokyvyn vuoksi, FATia ei yleensä käytetä palvelimilla.

Kompaktien FAT-tiedostojen allokointitaulukoiden läsnäolo tekee tästä tiedostojärjestelmästä haavoittuvan kohteen tietokoneviruksille - riittää tuhoamaan FAT-levyn alkuperäisen fragmentin, ja melkein kaikki tiedot menetetään.

Tiedostojärjestelmä NTFS

Modernissa NTFS-tiedostojärjestelmässä, jonka Microsoft on kehittänyt Microsoft Windows NT -käyttöjärjestelmää varten, ei ole FATin rajoituksia ja haittoja. Kehittyvään NTFS-tiedostojärjestelmään on sen perustamisen jälkeen tehty useita parannuksia, joista viimeisimmät (tätä artikkelia kirjoitettaessa) tehtiin Microsoft Windows XP:ssä.

NTFS-tiedostojärjestelmässä kaikki tiedostoattribuutit (nimi, koko, tiedoston laajuuden sijainti levyllä jne.) tallennetaan piilotettuun järjestelmätiedostoon $MFT. Jokaisen tiedoston (ja hakemiston) tietojen tallentamiseen $MFT:ssä on varattu yhdestä useaan kilotavua. Jos levylle on tallennettu suuri määrä tiedostoja, $MFT-tiedoston koko voi olla kymmeniä tai jopa satoja megatavua.

Pienet tiedostot (satojen tavujen luokkaa) tallennetaan suoraan $MFT:hen, mikä nopeuttaa huomattavasti pääsyä niihin.

Huomaa kuitenkin, että vaikka NTFS:n yleiskustannukset järjestelmätietojen tallentamiseen ylittävät FAT:n, se ei silti ole kovin suuri verrattuna nykyaikaisten levyjen määrään. Koska $MFT-tiedosto sijaitsee yleensä lähempänä levyn keskiosaa, ensimmäiset raidat tuhoutuvat NTFS-levy ei johda sellaisiin kohtalokkaisiin seurauksiin kuin FAT-levyn alkualueiden tuhoutuminen.

NTFS-tiedostojärjestelmässä on monia ominaisuuksia, joita FATissa ei ole. Ne mahdollistavat paljon suuremman joustavuuden, luotettavuuden ja turvallisuuden FATiin verrattuna.

Listataanpa joitain NTFS:n mielenkiintoisimpia ominaisuuksia nykyaikaisissa versioissa.

Kulunvalvontatyökalut

NTFS-pääsynhallintatyökalut ovat melko joustavia, ja niiden avulla voit hallita pääsyä yksittäisten tiedostojen ja hakemistojen tasolla myöntämällä (tai estämällä) pääsyn yksittäisille käyttäjille tai käyttäjäryhmille.

Vaikka ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että kulunvalvontatyökaluja tarvitaan vain tiedostopalvelimille, niitä tarvitaan myös, jos usealla käyttäjällä on pääsy tietokoneeseen.

Tiedostojen salaus

Yllä mainitut kulunvalvontatyökalut ovat hyödyttömiä, jos fyysinen NTFS-levy joutuu hyökkääjän käsiin. Nykyaikaisten apuohjelmien avulla tällaisen levyn sisältö voidaan lukea ilman suuria vaikeuksia missä tahansa käyttöjärjestelmässä - DOS, Microsoft Windows tai Linux.

Käyttäjien tiedostojen suojaamiseksi luvattomalta käytöltä Microsoft Windows 2000/XP -käyttöjärjestelmät tarjoavat lisäsalauksen NTFS-osioihin tallennetuille tiedostoille. Ja vaikka tällaisen salauksen vahvuus ei ehkä ole liian korkea, se on useimmissa tapauksissa aivan riittävä.

Ohjelmistolevy RAID

NTFS:n avulla voit luoda niin sanotun ohjelmisto-RAID 1:n (peilattu sarja). Tämä ryhmä, joka koostuu kahdesta fyysisestä tai loogiset asemat samankokoisia, voit kopioida (tai, kuten he myös sanovat, "peili"-tiedostoja).

Tällainen ryhmä voi suojata tiedostojasi, jos jokin ryhmän muodostavista levyistä vioittuu, joten sitä käytetään usein lisäämään levyjärjestelmän luotettavuutta.

Äänenvoimakkuussarjat

NTFS-tiedostojärjestelmän avulla voit yhdistää useita osioita, jotka sijaitsevat yhdellä tai useammalla fyysisellä levyllä yhdeksi loogiseksi taltioksi. Tämä voi olla tarpeen esimerkiksi suurten tietokantatiedostojen tallentamiseksi, jotka eivät mahdu yhdelle fyysiselle levylle, tai hakemiston luomiseen, jossa tiedostojen kokonaismäärä ylittää koon. fyysinen levy.

Useista osioista tai fyysisistä levyistä luotuja sarjoja kutsutaan nimellä Volume Set (Microsoft Windows NT OS -terminologiassa) tai Spanned Volume (Windows 2000/XP OS -terminologiassa).

Tiedostojen pakkaus

Voit säästää levytilaa käyttämällä NTFS:n kykyä pakata (pakkata) tiedostoja. Lisäksi NTFS mahdollistaa niin sanottujen harvalukuisten tiedostojen luomisen, jotka sisältävät alueita, joissa dataa ei ole. Tällaiset tiedostot voivat olla suuria, mutta vievät vähän levytilaa, koska vain tiedoston merkittävät tavut tallennetaan.

Huomaa, että tiedostojen pakkaaminen hidastaa toimintaa hieman. Tällä seikalla ei kuitenkaan aina ole merkitystä. Esimerkiksi toimistoasiakirjat voidaan pakata ilman huomattavaa työnopeuden laskua, mutta tätä ei voida sanoa tietokantatiedostoista, joita samanaikaisesti käyttää suuri joukko käyttäjiä. Koska markkinoilla on saatavilla suhteellisen edullisia, valtavan volyymin levyjä, pakkaustuotteita tulisi käyttää vain silloin, kun niitä todella tarvitaan. Tämä pätee kuitenkin myös muihin NTFS-ominaisuuksiin.

Monisäikeiset tiedostot

Tarvittaessa useita tietovirtoja voidaan tallentaa yhteen tiedostoon, joka on kirjoitettu NTFS-levylle. Tämä mahdollistaa erityisesti asiakirjatiedostojen toimittamisen lisätiedoilla, useiden asiakirjojen versioiden tallentamisen yhteen tiedostoon (esimerkiksi eri kielillä), ohjelmakoodin ja datan tallentamisen yhden tiedoston erillisinä virroina jne.

Kovat liitännät

Kovien linkkien avulla voit antaa useita eri nimiä yhdelle fyysiselle tiedostolle sijoittamalla nämä nimet (eli linkit tiedostoon) eri hakemistoihin. Kun poistat linkin, itse tiedostoa ei poisteta. Vasta kun tiedoston kaikki yhteydet on tuhottu, tiedosto itse poistetaan.

Huomaa, että tällaiset ominaisuudet ovat tyypillisiä tiedostojärjestelmille, joita käytetään Unix-tyyppisissä käyttöjärjestelmissä, esimerkiksi Linuxissa, FreeBSD:ssä jne.

Ohita pisteet

NTFS-järjestelmäobjektien, kuten uudelleen jäsentelypisteiden, avulla voit määrittää uudelleen minkä tahansa tiedoston tai hakemiston. Tässä tapauksessa esimerkiksi harvoin käytetyt ohitetut tiedostot tai hakemistot voidaan todellakin tallentaa magneettinauhalle, ladata levylle vain tarvittaessa.

Siirtymät

NTFS-hyppyjä käyttämällä voit liittää toisen kiintolevyn tai CD-levyn levyhakemistoon. Tämä ominaisuus oli alun perin Unix-tyyppisten käyttöjärjestelmien tiedostojärjestelmissä.

Levytilakiintiöt

Microsoft Windows 2000/XP:ssä käytetyn NTFS-tiedostojärjestelmän avulla voit kiintiöidä tai rajoittaa käyttäjien käytettävissä olevaa levytilaa. Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen tiedostopalvelimia luotaessa.

Muuta kirjausta

Hänen työnsä prosessissa käyttöjärjestelmä suorittaa erilaisia ​​toimintoja tiedostoille (luominen, muokkaaminen, poistaminen). Kaikki tällaiset muutokset tallennetaan erityiseen lokiin, joka on luotu NTFS-taltiolle, ja ohjelmat voivat käyttää niitä Varakopio, indeksijärjestelmät jne. Muutosten kirjaaminen lisää tiedostojärjestelmän luotettavuutta, mikä mahdollistaa joissain tapauksissa toiminnan jatkamisen käyttöjärjestelmän ja laitteiston ei-kriittisten vikojen jälkeen. Vaikka tietysti useimmat vakavat viat johtavat tarpeeseen palauttaa tiedot varmuuskopio tai käyttämällä erityisiä tietojen palautusohjelmia.

NTFS rajoitukset

Mahdollisuuksien runsaudesta huolimatta NTFS-tiedostojärjestelmällä on myös joitain rajoituksia. Useimmissa tapauksissa niillä ei kuitenkaan ole merkittävää roolia.

Loogisen NTFS-levyn enimmäiskoko on noin 18 446 744 TB, mikä on ilmeisesti riittävä kaikille nykyaikaisille sovelluksille sekä lähitulevaisuudessa ilmestyville sovelluksille. Tiedoston enimmäiskoko on vielä suurempi, joten tämä rajoitus on myös merkityksetön.

Yhteen NTFS-hakemistoon tallennettujen tiedostojen määrä on rajoittamaton, joten tämä on myös etu FATiin verrattuna.

NTFS:n ja FAT:n vertailu tiedostojen käyttönopeuden suhteen

Lupauksen, toiminnallisuuden, turvallisuuden ja luotettavuuden suhteen NTFS on paljon FAT:ia edellä. Näiden tiedostojärjestelmien suorituskyvyn vertailu ei kuitenkaan anna selvää tulosta, koska suorituskyky riippuu monista eri tekijöistä.

Koska FAT:n toimintaperiaatteet ja sisäiset rakenteet ovat paljon yksinkertaisempia kuin NTFS, FAT on todennäköisesti nopeampi käytettäessä pieniä hakemistoja. Jos hakemiston sisältö on kuitenkin niin pieni, että se mahtuu kokonaan yhteen tai useampaan $MFT-tiedostoon, tai päinvastoin, jos hakemisto on erittäin suuri, NTFS voittaa.

NTFS ottaa todennäköisimmin johtoaseman, kun etsitään ei-olemassa olevia tiedostoja tai hakemistoja (koska se ei vaadi hakemiston koko sisällön tarkistamista), käytettäessä pieniä tiedostoja (satojen tavujen luokkaa) ja myös vakavan levyn pirstoutumisen tapauksessa.

Voit lisätä NTFS-suorituskykyä lisäämällä klusterin kokoa, mutta tämä voi johtaa turhaan levytilan käyttöön tallennettaessa suurta määrää tiedostoja, joiden koko on yli 1-2 kt ja kymmeniä kilotavuja. Lisäämällä klusterin koon 64 kilotavuun saat parhaan suorituskyvyn parannuksen, mutta sinun on lopetettava tiedostojen pakkaaminen ja eheytysapuohjelmien käyttö.

Kun pakkaat pienillä levyillä (noin 4 Gt) olevia tiedostoja, suorituskyky voi kasvaa, mutta suuria levyjä pakatessa suorituskyky saattaa heikentyä. Joka tapauksessa pakkaus lisää keskusprosessorin kuormitusta.

Joten mitä valita - FAT vai NTFS?

Kuten näet, NTFS:llä on lukuisia etuja FATiin verrattuna, ja sen rajoitukset ovat useimmissa tapauksissa merkityksettömiä. Jos sinun on valittava tiedostojärjestelmä, harkitse ensin NTFS:n käyttöä ja vasta sitten FAT:ia.

Mitkä voivat olla esteitä, jotka vaikeuttavat FATin korvaamista NTFS:llä?

Vakavin este on Microsoft Windows NT/2000/XP -käyttöjärjestelmän käyttö. Tämä käyttöjärjestelmä vaatii vähintään 64 Mt normaalia toimintaa varten RAM-muisti ja prosessori, jonka kellotaajuus on vähintään 200-300 MHz. Näitä vaatimuksia eivät kuitenkaan täytä vain erittäin vanhat tietokoneet, jotka eivät pysty käyttämään Microsoft Windowsin moderneja versioita.

Jos tietokoneesi voi toimia Microsoft Windows 2000/XP -ympäristössä, eikä sinulla ole yhtään sovellusta, joka on suunniteltu yksinomaan Microsoft Windows 95/98/ME -käyttöjärjestelmälle, suosittelemme, että vaihdat uuteen käyttöjärjestelmään heti kun mahdollista ja korvaat tämän on FAT NTFS:ssä.

Samalla saat myös huomattavan lisäyksen käyttövarmuuteen, koska Kun olet asentanut kaikki tarvittavat Service Pack -paketit sekä oikeat versiot oheislaitteiden ohjaimista, Microsoft Windows 2000/XP toimii erittäin vakaasti.

Joissakin tapauksissa on tarpeen yhdistää useita tiedostojärjestelmiä yhdelle fyysiselle levylle. Jos tietokoneellesi on esimerkiksi asennettu kolme käyttöjärjestelmää: Microsoft Windows ME, Microsoft Windows XP ja Linux, voit luoda kolme tiedostojärjestelmää - FAT, NTFS ja Ext2FS. Ensimmäinen niistä on "näkyvä" työskennellessään Microsoft Windows ME:ssä ja Linuxissa, toinen - vain Microsoft Windows XP:ssä ja kolmas - vain Linuxissa (huomaa, että LINUX-käyttöjärjestelmässä on myös mahdollista käyttää NTFS-osioita).

Mutta jos luot palvelimen (tiedoston, tietokannan tai Webin) Microsoft Window NT/2000/XP:n pohjalta, NTFS on ainoa järkevä valinta. Vain tässä tapauksessa on mahdollista saavuttaa palvelimen tarvittava vakaus, luotettavuus ja turvallisuus.

On myös yleisesti hyväksytty (ja mielestämme virheellinen) mielipide, jonka mukaan kotitietokoneiden käyttäjät eivät tarvitse Microsoft Window NT/2000/XP -käyttöjärjestelmää tai NTFS-tiedostojärjestelmää.

Jos tietokonetta käytetään yksinomaan pelaamiseen, yhteensopivuussyistä on tietysti parasta asentaa Microsoft Windows 98/ME ja alustaa asemat FAT-muotoon. Kuitenkin, jos työskentelet paitsi toimistossa myös kotona, on parempi käyttää nykyaikaisia, ammattimaisia ​​ja luotettavia ratkaisuja. Tämä mahdollistaa erityisesti suojauksen järjestämisen tietokoneellesi Internetin kautta tapahtuvaa tunkeutumista vastaan, rajoittaa pääsyä hakemistoihin ja tiedostoihin, joissa on tärkeitä tietoja, ja lisää myös mahdollisuuksia onnistuneeseen tietojen palauttamiseen erilaisten vikojen sattuessa.

Johdanto

2.1 FAT16-järjestelmä

2.2 FAT32-järjestelmä

2.3 FAT16:n ja FAT32:n vertailu

3.1 NTFS-järjestelmä

3.2 NTFS:n ja FAT32:n vertailu

Johtopäätös

Bibliografia

Johdanto

Tällä hetkellä yhdelle levylle on tallennettu keskimäärin useita kymmeniä tuhansia tiedostoja. Kuinka lajitella kaikki tämä monimuotoisuus, jotta tiedosto voidaan käsitellä tarkasti? Tiedostojärjestelmän tarkoitus on tehokas ratkaisu tähän ongelmaan.

Tiedostojärjestelmä on käyttäjän näkökulmasta "tila", jossa tiedostot sijaitsevat. Tieteellisenä terminä se on tapa tallentaa ja järjestää pääsy tietovälineelle tai sen osalle. Tiedostojärjestelmän olemassaolon avulla voit määrittää, mikä tiedosto on nimeltään ja missä se sijaitsee. Koska IBM PC -yhteensopivissa tietokoneissa tiedot tallennetaan pääosin levyille, niissä käytetyt tiedostojärjestelmät määrittävät tietojen järjestämisen levyille (tarkemmin sanottuna loogisille levyille). Tarkastellaan FAT-tiedostojärjestelmää.

fat ntfs-tiedostojärjestelmä

1. Luomisen historia ja Yleiset luonteenpiirteet FAT-tiedostojärjestelmä

FAT-tiedostojärjestelmän (File Allocation Table) kehittivät Bill Gates ja Mark McDonald vuonna 1977, ja sitä käytettiin alun perin 86-DOS-käyttöjärjestelmässä. Ohjelmien siirrettävyyden saavuttamiseksi CP/M-käyttöjärjestelmästä 86-DOS:iin säilytettiin aiemmin hyväksytyt tiedostonimien rajoitukset. Microsoft osti myöhemmin 86-DOSin, ja siitä tuli elokuussa 1981 julkaistun MS-DOS 1.0:n perusta. FAT on suunniteltu toimimaan alle 1 Mt:n levykkeillä, eikä se alun perin tarjonnut tukea kiintolevyille. FAT tukee tällä hetkellä enintään 2 Gt:n kokoisia tiedostoja ja osioita.

FAT käyttää seuraavia tiedostojen nimeämiskäytäntöjä:

nimen tulee alkaa kirjaimella tai numerolla ja se voi sisältää mitä tahansa ASCII-merkkiä paitsi välilyöntiä ja merkkejä "/\ :; |=,^*?

Nimessä on enintään 8 merkkiä, jota seuraa piste ja valinnainen enintään 3 merkin laajennus.

Tiedostonimien kirjainkokoa ei eroteta, eikä sitä säilytetä.

FAT-osion rakenne on esitetty taulukossa 1.1 lohkossa BIOS-asetukset sisältää tarvittavat BIOS-tiedot fyysisistä ominaisuuksista kovalevy. FAT-tiedostojärjestelmä ei voi ohjata jokaista sektoria erikseen, joten se ryhmittelee vierekkäiset sektorit klustereihin. Tämä vähentää tallennusyksiköiden kokonaismäärää, joita tiedostojärjestelmän on seurattava. Klusterin koko FATissa on potenssi kaksi ja se määräytyy levyn alustuksen koon mukaan (taulukko 1.2). Klusteri edustaa vähimmäistilaa, jonka tiedosto voi viedä. Tämä johtaa siihen, että osa levytilasta menee hukkaan. Käyttöjärjestelmä sisältää useita apuohjelmia (DoubleSpace, DriveSpace), jotka on suunniteltu tiivistämään tietoja levylle.

Pöytä 1.1 - FAT-osiorakenne

Käynnistyssektorin BIOS-parametrilohko (BPB) FATFAT (kopioi) Juurihakemisto Tiedostoalue

FAT on saanut nimensä samannimisestä tiedostojen varaustaulukosta. Tiedostojen varaustaulukko tallentaa tietoja loogisen levyn klustereista. Jokaisella FAT-klusterilla on erillinen merkintä, joka osoittaa, onko se vapaa, tiedostotietojen varaama vai merkitty epäonnistuneeksi (vioittuneeksi). Jos klusterissa on tiedosto, niin tiedoston seuraavan osan sisältävän klusterin osoite ilmoitetaan vastaavassa tiedostovaraustaulukon merkinnässä. Tästä syystä FATia kutsutaan linkitetyksi luettelotiedostojärjestelmäksi. Alkuperäinen FAT-versio, joka on kehitetty DOS 1.00:lle, käytti 12-bittistä tiedostojen varaustaulukkoa ja tuki osioita 16 megatavuun asti (DOS:n avulla voit luoda enintään kaksi FAT-osiota). Yli 32 megatavun kiintolevyjen tukemiseksi FAT-bitin leveys kasvatettiin 16 bittiin ja klusterin koko kasvatettiin 64 sektoriin (32 KB). Koska jokaiselle klusterille voidaan määrittää yksilöllinen 16-bittinen numero, FAT tukee enintään 216 tai 65 536 klusteria yhdellä taltiolla.

Taulukko 1.2 - Klusterin koot

Osion kokoKlusterin kokoFAT-tyyppi< 16 Мб4 КбFAT1216 Мб - 127 Мб2 КбFAT16128 Мб - 255 Мб4 КбFAT16256 Мб - 511 Мб8 КбFAT16512 Мб - 1023 Мб16 КбFAT161 Гб - 2 Гб32 КбFAT16

Koska käynnistystietue on liian pieni tallentaakseen järjestelmätiedoston hakualgoritmin levylle, niin järjestelmätiedostot on oltava tietyssä paikassa, jotta käynnistystietue löytää ne. Järjestelmätiedostojen kiinteä sijainti tietoalueen alussa asettaa tiukan rajoituksen juurihakemiston ja tiedostojen varaustaulukon koolle. Tämän seurauksena FAT-aseman juurihakemistossa olevien tiedostojen ja alihakemistojen kokonaismäärä on rajoitettu 512:een.

Jokainen FAT-tiedosto ja alihakemisto on liitetty 32-tavuiseen hakemistoelementtiin, joka sisältää tiedostonimen, sen attribuutit (arkisto, piilotettu, järjestelmä ja vain luku -muotoinen ), luomispäivämäärä ja -aika (tai siihen kirjautuminen). viimeisimmät muutokset), sekä muita tietoja (taulukko 1.3).

Taulukko 1.3 - Katalogin elementit

FAT-tiedostojärjestelmä täyttää aina vapaan levytilan peräkkäin alusta loppuun. Kun luot uutta tiedostoa tai lisäät olemassa olevaa tiedostoa, se etsii tiedostojen varaustaulukosta aivan ensimmäisen vapaan klusterin. Jos käytön aikana joitain tiedostoja poistettiin ja toisten kokoa muutettiin, tuloksena olevat tyhjät klusterit ovat hajallaan levyllä. Jos tiedostotiedot sisältävät klusterit eivät sijaitse rivissä, tiedosto pirstoutuu. Voimakkaasti pirstoutuneet tiedostot vähentävät merkittävästi tehokkuutta, koska luku-/kirjoituspäiden on siirryttävä levyn alueelta toiselle, kun etsitään seuraavaa tiedostotietuetta. FATia tukevat käyttöjärjestelmät sisältävät yleensä erityisiä levyn eheytysapuohjelmia, jotka on suunniteltu parantamaan tiedostotoimintojen suorituskykyä.

Toinen FAT:n haittapuoli on, että sen suorituskyky riippuu suuresti yhteen hakemistoon tallennettujen tiedostojen määrästä. Jos tiedostoja on suuri määrä (noin tuhat), hakemiston tiedostoluettelon lukeminen voi kestää useita minuutteja. Tämä johtuu siitä, että FATissa hakemistolla on lineaarinen, järjestämätön rakenne ja hakemistoissa olevien tiedostojen nimet ovat siinä järjestyksessä, jossa ne luotiin. Seurauksena on, että mitä enemmän hakemistossa on merkintöjä, sitä hitaammin ohjelmat toimivat, koska tiedostoa haettaessa täytyy käydä läpi kaikki hakemiston merkinnät peräkkäin. Koska FAT on alun perin suunniteltu yhden käyttäjän DOS-käyttöjärjestelmää varten, se ei sisällä tietojen, kuten omistajatietojen tai tiedostojen/hakemistojen käyttöoikeuksien tallentamista. Se on yleisin tiedostojärjestelmä, ja useimmat nykyaikaiset tukevat sitä tavalla tai toisella. käyttöjärjestelmät. Monipuolisuuden ansiosta FATia voidaan käyttää eri käyttöjärjestelmien tukemilla levyillä.

Vaikka ei ole mitään estettä muiden tiedostojärjestelmien käyttämiselle levykkeiden alustuksessa, useimmat käyttöjärjestelmät käyttävät FAT-yhteensopivuutta. Tämä selittyy osittain sillä, että yksinkertainen FAT-rakenne vaatii vähemmän tilaa overhead-tietojen tallentamiseen kuin muut järjestelmät. Muiden tiedostojärjestelmien edut tulevat havaittaviksi vain, kun niitä käytetään yli 100 Mt:n medialla.

On huomattava, että FAT on yksinkertainen tiedostojärjestelmä, joka ei estä tiedostojen vioittumista tietokoneen epänormaalin sammutuksen vuoksi. FATia tukevissa käyttöjärjestelmissä on erityisiä apuohjelmia, jotka tarkistavat rakenteen ja korjaavat tiedostojärjestelmän epäjohdonmukaisuudet.

2. FAT16- ja FAT32-tiedostojärjestelmien ominaisuudet ja niiden vertailu

.1 FAT16-järjestelmä

FAT 16 -tiedostojärjestelmä on tärkein käyttöjärjestelmille DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP, ja sitä tukevat myös useimmat muut järjestelmät. FAT 16 on yksinkertainen tiedostojärjestelmä, joka on suunniteltu pienille asemille ja yksinkertaisille hakemistorakenteille. Nimi tulee tiedoston organisointimenetelmän nimestä - Tiedostojen allokaatiotaulukko. Tämä taulukko sijaitsee levyn alussa. Numero 16 tarkoittaa, että tiedostojärjestelmä on 16-bittinen – klustereiden osoitettamiseen käytetään 16 bittiä. Käyttöjärjestelmä paikantaa tiedoston ja määrittää klusterit, jotka tiedostot ovat kiintolevyllä tiedostonjakotaulukon avulla. Lisäksi taulukko tallentaa tiedot vapaista ja viallisista klustereista. FAT16-tiedostojärjestelmän ymmärtämisen helpottamiseksi kuvittele kirjan sisällysluettelo ja kuinka käytät tätä sisällysluetteloa; juuri näin käyttöjärjestelmä toimii FAT 16:n kanssa.

Tiedoston lukemista varten käyttöjärjestelmän on etsittävä kansion merkinnän tiedostonimi ja luettava tiedoston ensimmäinen klusterin numero. Ensimmäinen klusteri edustaa tiedoston alkua. Sitten sinun on luettava tiedoston ensimmäistä klusteria vastaava FAT-elementti. Jos elementti sisältää etiketin - ketjun viimeisen, ei tarvitse etsiä enempää: koko tiedosto mahtuu yhteen klusteriin. Jos klusteri ei ole viimeinen, taulukkoelementti sisältää seuraavan klusterin numeron. Seuraavan klusterin sisältö tulee lukea ensimmäisen jälkeen. Kun ketjun viimeinen klusteri löytyy, niin jos tiedosto ei peitä koko klusteria, on tarpeen leikata pois klusterin ylimääräiset tavut. Ylimääräiset tavut leikataan kansiomerkintään tallennetun tiedoston pituuden mukaan.

Tiedoston kirjoittamista varten käyttöjärjestelmän on suoritettava seuraava toimintosarja. Vapaaseen kansiomerkintään luodaan tiedoston kuvaus, sitten etsitään ilmainen FAT-merkintä ja linkki siihen lisätään kansiomerkintään. Ensimmäinen löydetyn FAT-elementin kuvaama klusteri on varattu. Tämä FAT-elementti sisältää ketjun seuraavan klusterin numeron tai viimeisen klusterin etumerkin.

Käyttöjärjestelmä toimii siten, että se kerää ketjuja naapuriklustereista kasvavassa määrin. On selvää, että peräkkäin sijaitseviin klustereihin pääseminen on paljon nopeampaa kuin levylle satunnaisesti hajallaan olevien klustereiden käyttö. Tässä tapauksessa jo varatut klusterit, jotka on merkitty FAT:ssa viallisiksi, ohitetaan.

FAT16-tiedostojärjestelmässä klusterin numerolle on varattu 16 bittiä. Siksi enimmäismäärä Klusterien määrä on 65525 ja klusterin enimmäiskoko on 128 sektoria. Tässä tapauksessa osioiden tai levyjen enimmäiskoko FAT16:ssa on 4,2 gigatavua. Kun levy tai osio alustetaan loogisesti, käyttöjärjestelmä yrittää käyttää klusterin vähimmäiskokoa, jotta tuloksena oleva klusterien määrä ei ylitä 65525:tä. Ilmeisesti mitä suurempi osion koko on, sitä suurempi klusterin koon tulisi olla. Monet käyttöjärjestelmät eivät toimi kunnolla, kun klusterin koko on 128 sektoria. Tämän seurauksena FAT16-osion enimmäiskoko pienenee 2 gigatavuun. Tyypillisesti mitä suurempi klusterin koko on, sitä enemmän levytilaa hukkaa. Tämä johtuu siitä, että tiedoston viimeinen klusteri on täytetty vain osittain. Jos esimerkiksi 17 kt:n tiedosto kirjoitetaan osioon, jonka klusterikoko on 16 kt, tämä tiedosto varaa kaksi klusteria, jolloin ensimmäinen klusteri on täysin täynnä ja vain 1 kt:n dataa kirjoitetaan toiseen klusteriin, jolloin jäljelle jää Toisen klusterin jäljellä oleva 15 kt tila on tyhjä, eikä sitä voi kirjoittaa muihin tiedostoihin. Jos päällä suuria levyjä Jos kirjoitetaan suuri määrä pieniä tiedostoja, levytilan menetys on merkittävä. Seuraavassa taulukossa 2.1 on tietoja mahdollisesta levytilan menetyksestä eri osiokokoissa.

Pöytä 2.1.1 - Levytilan hukkaa

Osion kokoKlusterin koko Levytilan menetys 127 MB2 KB2% 128-255 MB4 KB4% 256-511 MB8 KB10% 512-1023 MB16 KB25% 1024-2047 MB32 KB40% 2048-4096 5MB04096

On kaksi mahdollista tapaa vähentää levytilan tuhlausta. Ensimmäinen on levytilan jakaminen pieniin osioihin, joissa on pieni klusterikoko. Toinen on käyttää FAT32-tiedostojärjestelmää<#"center">2.2 FAT32-järjestelmä

FAT32-tiedostojärjestelmä on uudempi tiedostojärjestelmä, joka perustuu FAT-muotoon, ja sitä tukevat Windows 95 OSR2, Windows 98 ja Windows Millennium Edition. FAT32 käyttää 32-bittisiä klusteritunnuksia, mutta varaa merkittävimmät 4 bittiä, joten tehokas klusterin ID-koko on 28 bittiä. Koska FAT32-klusterien enimmäiskoko on 32 kt, FAT32 voi teoriassa käsitellä 8 teratavun levyjä. Windows 2000 rajoittaa uusien FAT32-taltioiden koon 32 Gt:iin, vaikka se tukee olemassa olevia suurempia (muissa käyttöjärjestelmissä luotuja) FAT32-taltioita. FAT32:n tukema suurempi määrä klustereita mahdollistaa levyjen hallinnan tehokkaammin kuin FAT 16. FAT32 voi käyttää 512-tavuisia klustereita jopa 128 megatavun taltioille.

FAT 32 -tiedostojärjestelmää käytetään oletustiedostojärjestelmänä Windows 98:ssa. Tämän käyttöjärjestelmän mukana tulee erityinen ohjelma levyn muuntamiseen FAT 16:sta FAT 32:ksi. Windows NT ja Windows 2000 voivat myös käyttää FAT-tiedostojärjestelmää, joten voit käynnistää tietokoneesi DOS-levyltä ja käyttää kaikkia tiedostoja. . Jotkut Windows NT:n ja Windows 2000:n edistyneimmistä ominaisuuksista ovat kuitenkin saatavilla sen omassa NTFS-tiedostojärjestelmässä (NT File System). NTFS mahdollistaa jopa 2 TB:n levyosioiden luomisen (kuten FAT 32), mutta lisäksi siinä on sisäänrakennetut tiedostojen pakkaus-, suojaus- ja valvontatoiminnot, joita tarvitaan verkkoympäristössä työskentelyssä. Ja Windows 2000:ssa on toteutettu tuki tiedostojärjestelmälle FAT 32. Windows NT -käyttöjärjestelmän asennus alkaa FAT-levyltä, mutta halutessaan levyllä olevat tiedot voidaan muuntaa asennuksen lopussa. NTFS-muotoon.

Voit tehdä tämän myöhemmin käyttämällä Muunna-apuohjelmaa. exe toimitetaan käyttöjärjestelmän mukana. NTFS-muotoon muutettu levyosio ei ole muiden käyttöjärjestelmien käytettävissä. Palataksesi DOS-, Windows 3.1- tai Windows 9x -käyttöjärjestelmään sinun on poistettava NTFS-osio ja luotava sen sijaan FAT-osio. Windows 2000 voidaan asentaa levylle FAT 32- ja NTFS-tiedostojärjestelmillä.

FAT32-tiedostojärjestelmien ominaisuudet ovat paljon laajemmat kuin FAT16:n. Tärkein ominaisuus on, että se tukee jopa 2047 Gt:n levyjä ja toimii pienempien klustereiden kanssa, mikä vähentää merkittävästi käyttämättömän levytilan määrää. Esimerkiksi 2 Gt:n kiintolevy FAT16:ssa käyttää 32 kt:n klustereita, kun taas FAT32 käyttää 4 kt:n klustereita. Yhteensopivuuden ylläpitämiseksi olemassa olevien ohjelmien, verkkojen ja laiteajureiden kanssa aina kun mahdollista, FAT32 on toteutettu tekemällä mahdollisimman vähän muutoksia arkkitehtuuriin, API:ihin, sisäisiin tietorakenteisiin ja levymuotoon. Mutta koska FAT32-taulukkoelementit ovat nyt neljä tavua kooltaan, monia sisäisiä ja levyllä olevia tietorakenteita ja API:ita on jouduttu tarkistamaan tai laajentamaan. Tietyt FAT32-asemien API:t on estetty, jotta vanhat levyapuohjelmat eivät vahingoittaisi FAT32-asemien sisältöä. Nämä muutokset eivät vaikuta useimpiin ohjelmiin. Nykyinen työkaluja ja ajurit toimivat FAT32-levyillä. MS-DOS-lohkolaiteajureita (kuten Aspidisk.sys) ja levyapuohjelmia on kuitenkin muokattava tukemaan FAT32:ta. Kaikki Microsoftin toimittamat levyapuohjelmat (Format, Fdisk, Defrag ja ScanDisk todellista ja suojattua tilaa varten) on suunniteltu uudelleen tukemaan täysin FAT32:ta. Lisäksi Microsoft auttaa johtavia levyapuohjelmien ja laiteajureiden toimittajia muokkaamaan tuotteitaan FAT32:ta tukeviksi. FAT32 on tehokkaampi kuin FAT16, kun työskentelet suurempien levyjen kanssa, eikä niitä tarvitse osioida 2 Gt:n osioihin. Windows 98 tukee välttämättä FAT16:ta, koska tämä tiedostojärjestelmä on yhteensopiva muiden käyttöjärjestelmien kanssa, mukaan lukien kolmannen osapuolen käyttöjärjestelmät. MS-DOS reaalitilassa ja sisään turva tila Windows 98, FAT32-tiedostojärjestelmä on huomattavasti hitaampi kuin FAT16. Siksi, kun ohjelmia suoritetaan MS DOS -tilassa, on suositeltavaa sisällyttää Autoexec. bat tai PIF-tiedostokomento ladataksesi Smartdrv. exe, joka nopeuttaa levyn toimintaa. Jonkin verran vanhentuneita ohjelmia, joka on suunniteltu FAT16-spesifikaatiolle, saattaa raportoida vääriä tietoja vapaan tai kokonaislevytilan määrästä, jos se on yli 2 Gt. Windows 98 tarjoaa uusia MS-DOS- ja Win32-sovellusliittymiä, joiden avulla voit määrittää nämä tiedot oikein.

.3 FAT16:n ja FAT32:n vertailu

Taulukko 2.3.1 - FAT16- ja FAT32-tiedostojärjestelmien vertailu

FAT16FAT32Toteutettu ja käytetty useimmissa käyttöjärjestelmissä (MS-DOS, Windows 98, Windows NT, OS/2, UNIX). Tällä hetkellä tuettu vain Windows 95 OSR2:ssa ja Windows 98:ssa. Erittäin tehokas alle 256 Mt:n loogisille asemille. Ei toimi alle 512 MB levyjen kanssa. Tukee levypakkausta esimerkiksi DriveSpace-algoritmin avulla. Ei tue levyn pakkausta. Käsittelee enintään 65 525 klusteria, joiden koko riippuu loogisen levyn koosta. Koska klusterin enimmäiskoko on 32 kt, FAT16 voi toimia enintään 2 Gt:n loogisten asemien kanssa. Pystyy työskentelemään jopa 2 047 Gt:n loogisten levyjen kanssa, joiden klusterin enimmäiskoko on 32 kt.

Suurin mahdollinen tiedostopituus FAT32:ssa on 4 Gt miinus 2 tavua. Win32-sovellukset voivat avata tämän pituisia tiedostoja ilman erityistä käsittelyä. Muiden sovellusten tulee käyttää Int 21h -keskeytystä, toimintoa 716C (FAT32) avoimen lipun ollessa EXTEND-SIZE (1000h).

FAT32-tiedostojärjestelmässä jokaiselle klusterille on varattu 4 tavua tiedostojen varaustaulukossa, kun taas FAT16 - 2 ja FAT12 - 1.5.

32-bittisen FAT32-taulukkoelementin merkittävimmät 4 bittiä on varattu eivätkä osallistu klusterin numeron muodostukseen. Ohjelmien, jotka lukevat suoraan FAT32-taulukkoa, tulee peittää nämä bitit ja suojata ne muuttumiselta uusia arvoja kirjoitettaessa.

Joten FAT32:lla on seuraavat edut FAT-tiedostojärjestelmän aikaisempiin toteutuksiin verrattuna:

tukee levyjä 2 TB asti;

järjestää levytilan tehokkaammin. FAT32 käyttää pienempiä klustereita (4 kt levyille 8 Gt asti), mikä säästää jopa 10-15 % tilaa suurilla levyillä FATiin verrattuna;

FAT 32:n juurihakemisto, kuten kaikki muutkin hakemistot, on nyt rajoittamaton, se koostuu klusteriketjusta ja voi sijaita missä tahansa levyllä;

on korkeampi luotettavuus: FAT32 pystyy siirtämään juurihakemistoa ja työskentelemään FAT-varmuuskopion kanssa, lisäksi FAT32-asemien käynnistystietue on laajennettu sisältämään kriittisten tietorakenteiden varmuuskopion, mikä tarkoittaa, että FAT32-asemat ovat vähemmän herkkiä yksittäisten huonojen alueiden esiintyminen kuin olemassa olevat FAT-määrät;

ohjelmat latautuvat 50 % nopeammin.

Taulukko 2.3.2 - Klusterien kokojen vertailu

Levyn koko Klusterin koko FAT16:ssa, kt Klusterin koko FAT32:ssa, KB256 MB-511 MB8 Ei tuettu 512 Mt - 1023 MB1641024 MB - 2 GB3242 Gt - 8 GtEi tuettu48 GB-16 GBEi tuettu816 ei tueta GB-32 GB326 GB32

3. Vaihtoehtoinen tiedostojärjestelmä NTFS ja sen vertailu FAT32:een

3.1 NTFS-järjestelmä

(New Technology File System) on suosituin tiedostojärjestelmä käytettäessä Windows NT:tä, koska se on suunniteltu erityisesti tätä järjestelmää varten. Windows NT sisältää muunnosapuohjelman, joka muuntaa FAT- ja HPFS-taltiot NTFS-taltioiksi. NTFS on merkittävästi laajentanut mahdollisuuksia hallita pääsyä yksittäisiin tiedostoihin ja hakemistoihin, ottanut käyttöön suuren määrän attribuutteja, ottanut käyttöön vikasietoisuuden, dynaamisen tiedostojen pakkaamisen ja tuen POSIX-standardin vaatimuksille. NTFS sallii tiedostojen nimet, joiden pituus on enintään 255 merkkiä, ja se käyttää samaa algoritmia lyhyen nimen luomiseen kuin VFAT. NTFS pystyy palautumaan itsestään käyttöjärjestelmän tai laitteiston vian sattuessa, jotta levytila ​​pysyy käytettävissä eikä hakemistorakenne häiriinny.

Jokaista NTFS-taltiolla olevaa tiedostoa edustaa merkintä erityisessä tiedostossa - MFT:ssä (Master File Table). NTFS varaa ensimmäiset 16 taulukkomerkintää, kooltaan noin 1 Mt, erityisiä tietoja varten. Ensimmäinen taulukkomerkintä kuvaa itse päätiedostotaulukkoa. Tätä seuraa MFT-peilimerkintä. Jos ensimmäinen MFT-tietue on vioittunut, NTFS lukee toisen tietueen löytääkseen peilatun MFT-tiedoston, jonka ensimmäinen tietue on identtinen ensimmäisen MFT-tietueen kanssa. MFT-datasegmenttien ja peilikuvan MFT-tiedoston sijainti tallennetaan bootstrap-sektoriin. Käynnistyssektorin kopio sijaitsee levyn loogisessa keskustassa. Kolmas MFT-merkintä sisältää lokitiedoston, jota käytetään tiedostojen palauttamiseen. Päätiedostotaulukon seitsemästoista ja sitä seuraavat merkinnät käyttävät taltion varsinaiset tiedostot ja hakemistot.

Tapahtumaloki (lokitiedosto) tallentaa kaikki toiminnot, jotka vaikuttavat taltion rakenteeseen, mukaan lukien tiedostojen luonti ja kaikki hakemistorakennetta muuttavat komennot. Tapahtumalokia käytetään NTFS-taltion palauttamiseen järjestelmävian jälkeen. Päähakemiston merkintä sisältää luettelon juurihakemistoon tallennetuista tiedostoista ja hakemistoista.

Volyymien allokointimalli on tallennettu bittikarttatiedostoon. Tämän tiedoston data-attribuutti sisältää bittikartan, jonka jokainen bitti edustaa yhtä taltion klusteria ja osoittaa, onko klusteri vapaa vai onko siinä jokin tiedosto. , joka sisältää taltion nimen, NTFS-version ja bitin, joka asetetaan, kun taltio vioittuu. Lopuksi on tiedosto, joka sisältää attribuuttimääritystaulukon, joka määrittää taltiolla tuettujen attribuuttien tyypit ja voidaanko ne indeksoida, palauttaa järjestelmän palautuksella jne. varaa tilaa klusteille ja käyttää niille 64-bittistä numerointia, mikä mahdollistaa 264 klusterin, joista jokainen on kooltaan 64 kt. Kuten FATissa, klusterin koko voi vaihdella, mutta ei välttämättä kasva suhteessa levyn kokoon. Oletusklusterin koot osiota alustettaessa on esitetty taulukossa 3.1.

Osion kokoClusterin koko< 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 kt Voit tallentaa jopa 16 eksatavun (264 tavun) kokoisia tiedostoja ja siinä on sisäänrakennettu reaaliaikainen tiedostojen pakkaus. Pakkaus on yksi tiedoston tai hakemiston attribuuteista ja, kuten kaikki attribuutit, se voidaan poistaa tai asentaa milloin tahansa (pakkaus on mahdollista osioissa, joiden klusterin koko on enintään 4 kt). Toisin kuin FATissa käytetyt tiivistysmenetelmät, tiedoston pakkaamisessa käytetään tiedostokohtaista tiivistystä, joten levyn pienen osan vahingoittuminen ei johda muiden tiedostojen tietojen katoamiseen.

Hajanaisuuden vähentämiseksi NTFS yrittää aina tallentaa tiedostot vierekkäisiin lohkoihin. Tämä järjestelmä käyttää B-puun hakemistorakennetta, joka on samanlainen kuin tehokas HPFS-tiedostojärjestelmä, eikä FAT:ssa käytettyä linkitettyjen luettelorakennetta. Tämä nopeuttaa tiedostojen etsimistä hakemistosta, koska tiedostojen nimet tallennetaan leksikografiseen järjestykseen. on suunniteltu palautettavaksi tiedostojärjestelmäksi tapahtumankäsittelymallilla. Järjestelmä pitää jokaista I/O-toimintoa, joka muokkaa NTFS-taltiolla olevaa tiedostoa, tapahtumana, ja se voidaan suorittaa jakamattomana lohkona. Kun käyttäjä muokkaa tiedostoa, lokitiedostopalvelu tallentaa kaikki tiedot, jotka ovat tarpeen tapahtuman toistamiseksi tai peruuttamiseksi. Jos tapahtuma on suoritettu onnistuneesti, tiedostoa muutetaan. Jos ei, NTFS peruuttaa tapahtuman.

Huolimatta suojasta luvatonta pääsyä vastaan, NTFS ei tarjoa tarvittavaa tallennettujen tietojen luottamuksellisuutta. Pääset käsiksi tiedostoihin käynnistämällä tietokoneesi DOS:iin levykkeeltä ja käyttämällä jotakin kolmannen osapuolen NTFS-ohjainta tälle järjestelmälle.

Alkaen Windows-versiot NT 5.0 (uusi Windowsin nimi 2000) Microsoft tukee uutta NTFS 5.0 -tiedostojärjestelmää. Uusi NTFS-versio lisäsi tiedostomääritteitä; Käyttöoikeuden rinnalle on otettu käyttöön pääsyn eston käsite, jonka avulla esimerkiksi kun käyttäjä perii ryhmäoikeudet tiedostoon, voidaan estää häntä muuttamasta sen sisältöä. Uusi järjestelmä sallii myös:

ottaa käyttöön rajoituksia (kiintiöitä) käyttäjille tarjottavan levytilan määrälle;

projisoi mikä tahansa hakemisto (sekä paikallinen että etätietokone) paikallisen levyn alihakemistoon.

Mielenkiintoinen ominaisuus Windows NT:n uudessa versiossa on tiedostojen ja hakemistojen dynaaminen salaus, joka lisää tiedon tallennuksen luotettavuutta. Windows NT 5.0 sisältää EFS (Encrypting File System) -järjestelmän, joka käyttää jaetun avaimen salausalgoritmeja. Jos salausattribuutti on asetettu tiedostolle, silloin kun käyttäjäohjelma käyttää tiedostoa kirjoittamista tai lukemista varten, tiedosto koodataan ja puretaan läpinäkyvästi ohjelmalle.

.2 NTFS:n ja FAT32:n vertailu

Edut:

Nopea pääsy pieniin tiedostoihin;

Levytilan koko on nykyään käytännössä rajaton;

Tiedostojen pirstoutuminen ei vaikuta itse tiedostojärjestelmään.

Tietojen tallennuksen ja itse tiedostorakenteen korkea luotettavuus;

Korkea suorituskyky työskennellessäsi suurten tiedostojen kanssa;

Virheet:

Suuremmat RAM-vaatimukset verrattuna FAT 32:een;

Keskikokoisten hakemistojen kanssa työskentely on vaikeaa niiden pirstoutuneisuuden vuoksi.

Hitaampi toimintanopeus verrattuna FAT 3232:een

Edut:

Suuri nopeus;

Alhainen RAM-vaatimus;

Tehokas työskentely keskikokoisten ja pienten tiedostojen kanssa;

Vähemmän levyn kulumista, koska luku-/kirjoituspään liikkeitä on vähemmän.

Virheet:

Matala suojaus järjestelmävikoja vastaan;

Tehoton työskentely suurten tiedostojen kanssa;

Osion ja tiedoston enimmäismäärän rajoitus;

Vähentynyt suorituskyky pirstoutumisen vuoksi;

Vähentynyt suorituskyky työskenneltäessä hakemistojen kanssa, jotka sisältävät suuren määrän tiedostoja;

Joten molemmat tiedostojärjestelmät tallentavat tiedot klustereihin, joiden vähimmäiskoko on 512 b. Tavallinen klusterin koko on yleensä 4 kt. Tähän yhtäläisyydet todennäköisesti loppuvat. Jotain pirstoutumisesta: NTFS-suorituskyky heikkenee jyrkästi, kun levy on 80–90 % täynnä. Tämä johtuu palvelu- ja työtiedostojen pirstoutumisesta. Mitä enemmän työskentelet niin kiireisen levyn kanssa, sitä voimakkaampi pirstoutuminen ja huonompi suorituskyky. FAT 32:ssa levyn työalueen pirstoutuminen tapahtuu aikaisemmissa vaiheissa. Asia riippuu siitä, kuinka usein kirjoitat/poistat tietoja. Kuten NTFS:ssä, pirstoutuminen heikentää huomattavasti suorituskykyä. Nyt RAM-muistista. Itse äänenvoimakkuus laskentataulukko FAT 32 voi viedä useita megatavuja RAM-muistia. Mutta välimuisti tulee apuun. Mitä välimuistiin kirjoitetaan:

Eniten käytetyt hakemistot;

Tiedot kaikista tällä hetkellä käytössä olevista tiedostoista;

Tietoja aiheesta Vapaa tila levy;

Entä NTFS? Suuria hakemistoja on vaikea tallentaa välimuistiin, ja niiden koko voi olla useita kymmeniä megatavuja. Plus MFT sekä tietoa vapaasta levytilasta. Vaikka on huomattava, että NTFS käyttää edelleen RAM-resursseja melko taloudellisesti. Meillä on onnistunut tiedontallennusjärjestelmä; MFT:ssä jokainen tietue on noin 1 kt. Mutta silti vaatimukset RAM-muistin määrälle ovat korkeammat kuin FAT 32:lla. Lyhyesti sanottuna, jos muistisi on pienempi tai yhtä suuri kuin 64 Mt, FAT 32 on tehokkaampi nopeuden suhteen. Jos sitä on enemmän, nopeusero on pieni ja usein ei ollenkaan. Nyt itse kiintolevystä. NTFS:n käyttäminen edellyttää väylänhallintaa. Mikä tämä on? Tämä on kuljettajan ja ohjaimen erityinen toimintatila. BM:ää käytettäessä vaihto tapahtuu ilman prosessorin osallistumista. Virtuaalikoneen puuttuminen vaikuttaa järjestelmän suorituskykyyn. Lisäksi monimutkaisemman tiedostojärjestelmän käytöstä johtuen luku-/kirjoituspäiden liikkeiden määrä kasvaa, mikä vaikuttaa myös nopeuteen. Levyvälimuistin olemassaolo vaikuttaa yhtä positiivisesti sekä NTFS:ään että FAT 32:een.

Johtopäätös

FATin etuja ovat alhaiset tiedontallennuskustannukset ja täydellinen yhteensopivuus useiden käyttöjärjestelmien ja laitteistoalustojen kanssa. Tätä tiedostojärjestelmää käytetään edelleen levykkeiden formatointiin, missä muiden tiedostojärjestelmien tukeman osion suurella volyymilla ei ole merkitystä ja alhainen ylikuormitus mahdollistaa pienen levykkeen taloudellisen käytön (NTFS vaatii enemmän tilaa tietojen tallentamiseen, mikä on täysin mahdotonta hyväksyä levykkeille ).

FAT32:n laajuus on itse asiassa paljon kapeampi - tätä tiedostojärjestelmää tulisi käyttää, jos aiot käyttää osioita Windowsin avulla 9x ja Windows 2000/XP. Mutta koska Windows 9x:n merkitys nykyään on käytännössä kadonnut, tämän tiedostojärjestelmän käyttö ei ole erityisen kiinnostavaa.

Bibliografia

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

FAT-tiedostojärjestelmät

FAT16

FAT16-tiedostojärjestelmä juontaa juurensa MS-DOS-aikoihin, ja kaikki Microsoftin käyttöjärjestelmät tukevat sitä yhteensopivuuden vuoksi. Sen nimi File Allocation Table kuvastaa täydellisesti tiedostojärjestelmän fyysistä organisaatiota, jonka tärkeimpiin ominaisuuksiin kuuluu se, että tuetun taltion (kiintolevyn tai kiintolevyn osion) enimmäiskoko ei ylitä 4095 Mt. MS-DOS-aikoina 4 Gt:n kiintolevyt tuntuivat unelmalta (20-40 Mt:n kiintolevyt olivat luksusta), joten tällainen varaus oli varsin perusteltu.

FAT16:ta varten alustettu taltio on jaettu klusteriin. Oletusklusterin koko riippuu taltion koosta ja voi vaihdella 512 tavusta 64 kilotavuun. Taulukossa Kuva 2 näyttää kuinka klusterin koko vaihtelee tilavuuden koon mukaan. Huomaa, että klusterin koko voi poiketa oletusarvosta, mutta sillä on oltava jokin taulukossa määritetyistä arvoista. 2.

FAT16-tiedostojärjestelmän käyttöä ei suositella yli 511 Mt:n taltioille, koska suhteellisen pienille tiedostoille levytilaa käytetään erittäin tehottomasti (1-tavuinen tiedosto vie 64 kt). Riippumatta klusterin koosta, FAT16-tiedostojärjestelmää ei tueta yli 4 Gt:n taltioilla.

FAT32

Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2:sta (OSR2) alkaen Windows otti käyttöön 32-bittisen FAT-tuen. Windows NT -pohjaisissa järjestelmissä tätä tiedostojärjestelmää tuettiin ensimmäisen kerran Microsoft Windows 2000:ssa. Vaikka FAT16 voi tukea jopa 4 Gt:n levyjä, FAT32 voi tukea jopa 2 Tt:n taltioita. FAT32:n klusterin koko voi vaihdella 1 (512 tavua) 64 sektoriin (32 kt). FAT32-klusteriarvot vaativat 4 tavua (32 bittiä, ei 16 bittiä kuten FAT16:ssa) klusterin arvojen tallentamiseen. Tämä tarkoittaa erityisesti sitä, että jotkut tiedostoapuohjelmat, suunniteltu FAT16:lle, ei toimi FAT32:n kanssa.

Suurin ero FAT32:n ja FAT16:n välillä on, että levyn loogisen osion koko on muuttunut. FAT32 tukee jopa 127 Gt:n levyjä. Lisäksi, jos FAT16:ta käytettäessä 2 Gt:n levyillä vaadittiin 32 kt:n kokoinen klusteri, niin FAT32:ssa 4 kt:n klusteri sopii levyille, joiden kapasiteetti on 512 Mt - 8 Gt (taulukko 4).

Tämä tarkoittaa vastaavasti tehokkaampaa levytilan käyttöä - mitä pienempi klusteri, sitä vähemmän tilaa tarvitaan tiedoston tallentamiseen ja sen seurauksena levyn epätodennäköisyys pirstoutua.

FAT32:ta käytettäessä tiedostojen enimmäiskoko voi olla 4 Gt miinus 2 tavua. Jos FAT16:ta käytettäessä juurihakemiston merkintöjen enimmäismäärä oli rajoitettu 512:een, FAT32 mahdollistaa tämän määrän lisäämisen 65 535:een.

FAT32 asettaa rajoituksia vähimmäismäärälle - sen on oltava vähintään 65 527 klusteria. Tässä tapauksessa klusterin koko ei voi olla sellainen, että FAT vie yli 16 MB–64 KB / 4 tai 4 miljoonaa klusteria.

Pitkiä tiedostonimiä käyttämällä FAT16:sta ja FAT32:sta käytettävät tiedot eivät mene päällekkäin. Kun luot tiedoston pitkällä nimeltä Windows luo vastaavan nimen 8.3-muodossa ja yhden tai useamman merkinnän hakemistoon pitkän nimen tallentamiseksi (13 merkkiä pitkästä tiedostonimestä per merkintä). Jokainen myöhempi esiintymä tallentaa vastaavan osan tiedostonimestä Unicode-muodossa. Tällaisilla esiintymillä on attribuutit "volyymitunniste", "vain luku", "järjestelmä" ja "piilotettu" - joukko, jonka MS-DOS jättää huomiotta; tässä käyttöjärjestelmässä tiedostoa käytetään sen "aliaksella" 8.3-muodossa.

Tiedostojärjestelmä NTFS

Microsoft Windows 2000 sisältää tuen NTFS-tiedostojärjestelmän uudelle versiolle, joka tarjoaa erityisesti työskentelyn Active Directory -hakemistopalvelujen, uudelleenparsipisteiden, tietoturvatyökalujen, kulunvalvonnan ja useiden muiden ominaisuuksien kanssa.

Kuten FAT:ssa, NTFS:n pääasiallinen tietoyksikkö on klusteri. Taulukossa Kuva 5 näyttää oletusklusterin koot eri kapasiteettien volyymeille.

Kun luot NTFS-tiedostojärjestelmän, muotoilija luo MTF (Master File Table) -tiedoston ja muita alueita metatietojen tallentamiseen. NTFS käyttää metatietoja tiedostorakenteen toteuttamiseen. NTFS itse varaa 16 ensimmäistä MFT-merkintää. Metatietotiedostojen $Mft ja $MftMirr sijainti tallennetaan levyn käynnistyssektoriin. Jos MFT:n ensimmäinen merkintä on vioittunut, NTFS lukee toisen merkinnän löytääkseen kopion ensimmäisestä. Täydellinen kopio käynnistyssektorista sijaitsee levyn lopussa. Taulukossa Kuvassa 6 on lueteltu tärkeimmät MFT:hen tallennetut metatiedot.

Loput MFT-merkinnät sisältävät merkinnät jokaiselle taltiolla sijaitsevalle tiedostolle ja hakemistolle.

Tyypillisesti yksi tiedosto käyttää yhtä MFT-merkintää, mutta jos tiedostossa on suuri joukko attribuutteja tai tiedosto on liian pirstoutunut, sitä koskevien tietojen tallentamiseen voidaan tarvita lisämerkintöjä. Tässä tapauksessa tiedoston ensimmäinen tietue, jota kutsutaan perustietueeksi, tallentaa muiden tietueiden sijainnit. Tiedot pienistä tiedostoista ja hakemistoista (jopa 1500 tavua) sisältyvät kokonaan ensimmäiseen tietueeseen.

Tiedoston attribuutit NTFS:ssä

Jokainen NTFS-taltion varattu sektori kuuluu johonkin tiedostoon. Jopa tiedostojärjestelmän metatiedot ovat osa tiedostoa. NTFS käsittelee jokaista tiedostoa (tai hakemistoa) tiedostomääritteinä. Elementit, kuten tiedoston nimi, sen suojaustiedot ja jopa sen sisältämät tiedot, ovat tiedostoattribuutteja. Jokainen attribuutti tunnistetaan tietyllä tyyppikoodilla ja valinnaisesti määritteen nimellä.

Jos tiedostoattribuutit mahtuvat tiedostotietueeseen, niitä kutsutaan pysyväksi attribuutiksi. Nämä määritteet ovat aina tiedoston nimi ja luontipäivämäärä. Tapauksissa, joissa tiedostotiedot ovat liian suuria mahtuakseen yhteen MFT-tietueeseen, joistakin tiedostomääritteistä tulee ulkopuolisia. Resident-attribuutit on tallennettu yhteen tai useampaan klusteriin, ja ne edustavat vaihtoehtoista datavirtaa nykyiselle volyymille (lisätietoja alla). NTFS luo Attribuuttiluettelo-attribuutin kuvaamaan paikallisten ja muiden attribuuttien sijainnin.

Taulukossa Kuva 7 näyttää tärkeimmät NTFS:ssä määritetyt tiedostoattribuutit. Tätä listaa voidaan laajentaa tulevaisuudessa.

CDFS-tiedostojärjestelmä

Windows 2000 tukee CDFS-tiedostojärjestelmää, joka on ISO'9660-standardin mukainen, joka kuvaa CD-ROM-levyn tietojen asettelua. Pitkiä tiedostonimiä tuetaan ISO'9660 Level 2:n mukaisesti.

klo CD-ROM-levyn luominen alla käytettäväksi Windowsin ohjaus 2000 kannattaa pitää mielessä seuraavat asiat:

• kaikkien hakemistojen ja tiedostojen nimien tulee sisältää alle 32 merkkiä;
• kaikkien hakemistojen ja tiedostojen nimien tulee sisältää vain isoja merkkejä;
• hakemiston syvyys ei saa ylittää 8 tasoa juuresta;
• Tiedostonimitunnisteiden käyttö on valinnaista.

Tiedostojärjestelmien vertailu

Microsoft Windows 2000:ssa on mahdollista käyttää tiedostojärjestelmiä FAT16, FAT32, NTFS tai niiden yhdistelmiä. Käyttöjärjestelmän valinta riippuu seuraavista kriteereistä:

• miten tietokonetta käytetään;
• laitteisto foorumi;
• kiintolevyjen koko ja lukumäärä;
• tietoturva

FAT-tiedostojärjestelmät

Kuten olet ehkä jo huomannut, tiedostojärjestelmien - FAT16 ja FAT32 - nimissä olevat numerot osoittavat, kuinka monta bittiä tarvitaan tallentamaan tietoja tiedoston käyttämistä klusterinumeroista. Näin ollen FAT16 käyttää 16-bittistä osoitusta ja sen mukaisesti on mahdollista käyttää jopa 2 16 osoitetta. Windows 2000:ssa FAT32-tiedoston sijaintitaulukon neljää ensimmäistä bittiä käytetään omiin tarkoituksiinsa, joten FAT32:ssa osoitteiden määrä on 2 28 .

Taulukossa Kuva 8 näyttää klusterin koot FAT16- ja FAT32-tiedostojärjestelmille.

Merkittävien klusterikoon erojen lisäksi FAT32 mahdollistaa myös juurihakemiston laajentamisen (FAT16:ssa merkintöjen määrä on rajoitettu 512:een ja voi olla jopa pienempi, jos käytetään pitkiä tiedostonimiä).

FAT16:n edut

FAT16:n etuja ovat seuraavat:

• tiedostojärjestelmää tukevat käyttöjärjestelmät MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 sekä jotkin UNIX-käyttöjärjestelmät;
• on olemassa suuri määrä ohjelmia, joiden avulla voit korjata tämän tiedostojärjestelmän virheet ja palauttaa tiedot;
• jos kiintolevyltä käynnistettäessä ilmenee ongelmia, järjestelmä voidaan käynnistää levykkeeltä;
• Tämä tiedostojärjestelmä on varsin tehokas alle 256 Mt:n taltioille.

FAT16:n haitat

FAT16:n tärkeimmät haitat ovat:

• juurihakemistossa voi olla enintään 512 elementtiä. Pitkien tiedostonimien käyttäminen vähentää merkittävästi näiden elementtien määrää.
• FAT16 tukee enintään 65 536 klusteria, ja koska jotkin klusterit ovat käyttöjärjestelmän varaamia, käytettävissä olevien klusterien määrä on 65 524. Jokaisella klusterilla on kiinteä koko tietylle loogiselle laitteelle. Kun klusterien enimmäismäärä saavutetaan klusterin enimmäiskoossa (32 kt), tuettu enimmäistaltion koko on rajoitettu 4 Gt:iin (Windows 2000:ssa). Yhteensopivuuden säilyttämiseksi MS-DOS:n, Windows 95:n ja Windows 98:n kanssa FAT16-taltion koko ei saa ylittää 2 Gt;
• FAT16 ei tue sisäänrakennettua tiedostojen suojausta ja pakkausta;
• Suurilla levyillä menetetään paljon tilaa, koska klusterin enimmäiskokoa käytetään. Tilaa tiedostolle ei varata tiedoston koon, vaan klusterin koon perusteella.

FAT32:n edut

FAT32:n etuja ovat seuraavat:

• levytilan varaaminen on tehokkaampaa, erityisesti suurille levyille;
• FAT32:n juurihakemisto on tavallinen klusteriketju, ja se voi sijaita missä tahansa levyllä. Tämän ansiosta FAT32 ei aseta rajoituksia juurihakemiston elementtien lukumäärälle;
• pienempien klustereiden käytöstä johtuen (4 kt levyillä aina 8 Gt asti), varattu levytila ​​on yleensä 10-15 % vähemmän kuin FAT16:ssa;
• FAT32 on luotettavampi tiedostojärjestelmä. Erityisesti se tukee mahdollisuutta siirtää juurihakemistoa ja käyttää FAT-varmuuskopiota. Lisäksi käynnistystietue sisältää useita tiedostojärjestelmän kannalta kriittisiä tietoja.

FAT32:n haitat

FAT32:n tärkeimmät haitat:

• Taltion koko on rajoitettu 32 Gt:een käytettäessä FAT32:ta Windows 2000:ssa;
• FAT32-taltiot eivät ole saatavilla muista käyttöjärjestelmistä - vain Windows 95 OSR2 ja Windows 98;
• Käynnistyssektorin varmuuskopiointia ei tueta;
• FAT32 ei tue sisäänrakennettua tiedostojen suojausta ja pakkausta.

Tiedostojärjestelmä NTFS

Kun käytössä on Windows 2000, Microsoft suosittelee kaikkien kiintolevyosien alustamista NTFS:ään lukuun ottamatta kokoonpanoja, joissa käytetään useita käyttöjärjestelmiä (paitsi Windows 2000 ja Windows NT). Kun käytät NTFS:ää FAT:n sijaan, voit käyttää NTFS:n ominaisuuksia. Näitä ovat erityisesti:

• toipumisen mahdollisuus. Tämä ominaisuus on sisäänrakennettu tiedostojärjestelmään. NTFS takaa tietojen turvallisuuden, koska se käyttää protokollaa ja joitakin tietojen palautusalgoritmeja. Järjestelmävian sattuessa NTFS palauttaa automaattisesti tiedostojärjestelmän eheyden protokollan ja lisätietojen avulla.
• tiedon pakkaus. NTFS-taltioilla Windows 2000 tukee yksittäisten tiedostojen pakkausta. Windows-sovellukset voivat käyttää tällaisia ​​pakattuja tiedostoja ilman edeltävää purkamista, joka tapahtuu automaattisesti tiedostosta luettaessa. Kun tiedosto suljetaan ja tallennetaan, se pakataan uudelleen.
• Lisäksi voidaan korostaa seuraavia NTFS:n etuja:

Jotkut käyttöjärjestelmän ominaisuudet vaativat NTFS:n;

Käyttönopeus on paljon suurempi - NTFS minimoi tiedoston löytämiseen tarvittavien levykäyttöjen määrän;

Suojaa tiedostoja ja hakemistoja. Vain NTFS-taltioilla on mahdollista asettaa pääsymääritteitä tiedostoille ja kansioihin;

NTFS:ää käytettäessä Windows 2000 tukee enintään 2 TB:n taltiota;

Tiedostojärjestelmä ylläpitää käynnistyssektorin varmuuskopiota - se sijaitsee taltion lopussa;

NTFS tukee salattua tiedostojärjestelmää (EFS), joka suojaa tiedostojen sisällön luvattomalta käytöltä.

Kun käytät kiintiöitä, voit rajoittaa käyttäjien käyttämän levytilan määrää.

NTFS:n haitat

NTFS-tiedostojärjestelmän haitoista puhuttaessa on huomattava, että:

• NTFS-taltiot eivät ole saatavilla MS-DOS-, Windows 95- ja Windows 98 -käyttöjärjestelmissä. Lisäksi monet NTFS:ssä Windows 2000:ssa toteutetut ominaisuudet eivät ole käytettävissä Windows 4.0:ssa ja aiemmissa versioissa.
• Pienillä taltioilla, jotka sisältävät monia pieniä tiedostoja, suorituskyky saattaa heikentyä FATiin verrattuna.

Tiedostojärjestelmä ja nopeus

Kuten olemme jo havainneet, pienille määrille FAT16 tai FAT32 tarjoaa nopeamman pääsyn tiedostoihin verrattuna NTFS:ään, koska:

• FATilla on yksinkertaisempi rakenne;
• hakemiston koko on pienempi;
• FAT ei tue tiedostojen suojaamista luvattomalta käytöltä - järjestelmän ei tarvitse tarkistaa tiedostojen käyttöoikeuksia.

NTFS minimoi levykäyttöjen määrän ja tiedoston löytämiseen kuluvan ajan. Lisäksi, jos hakemiston koko on tarpeeksi pieni mahtumaan yhteen MFT-merkintään, koko merkintä luetaan kerralla.

Yksi FAT-merkintä sisältää hakemiston ensimmäisen klusterin klusterin numeron. Katsoa FAT-tiedosto vaatii etsimisen koko tiedostorakenteesta.

Kun vertaat lyhyitä ja pitkiä tiedostonimiä sisältävien hakemistojen toimintojen nopeutta, muista, että FAT-toimintojen nopeus riippuu itse toiminnasta ja hakemiston koosta. Jos FAT etsii olematonta tiedostoa, se etsii koko hakemistosta – tämä toimenpide kestää kauemmin kuin NTFS:n käyttämän B-puupohjaisen rakenteen etsiminen. Keskimääräinen tiedoston löytämiseen kuluva aika ilmaistaan ​​funktiona N/2 FAT:ssa ja log N:na NTFS:ssä, missä N on tiedostojen lukumäärä.

Seuraavat tekijät vaikuttavat nopeuteen, jolla Windows 2000 voi lukea ja kirjoittaa tiedostoja:

• tiedostojen pirstoutuminen. Jos tiedosto on erittäin pirstoutunut, NTFS vaatii yleensä vähemmän levykäyttöä kuin FAT löytääkseen kaikki fragmentit.
• klusterin koko. Molemmissa tiedostojärjestelmissä klusterin oletuskoko riippuu taltion koosta ja ilmaistaan ​​aina potenssina 2. FAT16:n osoitteet ovat 16-bittisiä, FAT32:ssa 32-bittisiä ja NTFS:ssä 64-bittisiä.
• FAT:n oletusklusterin koko perustuu siihen, että tiedoston sijaintitaulukossa voi olla enintään 65 535 merkintää - klusterin koko on funktio volyymin koosta jaettuna luvulla 65 535. Näin ollen FAT-taltion oletusklusterin koko on aina suurempi kuin klusterin koko samankokoiselle NTFS-taltiolle. Huomaa, että FAT-määrien suurempi klusterin koko tarkoittaa, että FAT-määrät voivat olla vähemmän hajanaisia;
• pienten tiedostojen sijainti. Käyttämällä NTFS-tiedostoja pieni koko sisältyy MFT-tietueeseen. Yhteen MFT-tietueeseen sopivan tiedoston koko riippuu kyseisen tiedoston attribuuttien määrästä.

NTFS-taltioiden enimmäiskoko

Teoriassa NTFS tukee levyjä, joissa on jopa 2 32 klusteria. Mutta kuitenkin, tämän kokoisten kiintolevyjen puutteen lisäksi on muita rajoituksia enimmäistaltion kokoon.

Yksi tällainen rajoitus on osiotaulukko. Alan standardit rajoittavat osiotaulukon 2 koon 32 sektoriin. Toinen rajoitus on sektorin koko, joka on tyypillisesti 512 tavua. Koska sektorin koko voi muuttua tulevaisuudessa, nykyinen koko rajoittaa yksittäisen taltion koon 2 Tt (2 32 x 512 tavua = 2 41). Näin ollen 2 Tt on käytännöllinen raja fyysisille ja loogisille NTFS-taltioille.

Taulukossa Kuva 11 näyttää NTFS:n tärkeimmät rajoitukset.

Hallitsee pääsyä tiedostoihin ja hakemistoihin

Kun käytät NTFS-taltioita, voit määrittää tiedostojen ja hakemistojen käyttöoikeudet. Nämä käyttöoikeudet osoittavat, millä käyttäjillä ja ryhmillä on pääsy niihin ja mikä käyttöoikeustaso on sallittu. Tällaiset käyttöoikeudet koskevat sekä käyttäjiä, jotka työskentelevät sillä tietokoneella, jossa tiedostot sijaitsevat, että käyttäjiä, jotka käyttävät tiedostoja verkon kautta, kun tiedosto sijaitsee hakemistossa, joka on avoinna etäkäytölle.

NTFS:ssä voit myös määrittää etäkäyttöoikeudet yhdistettynä tiedostojen ja hakemistojen käyttöoikeuksiin. Lisäksi tiedoston määritteet (vain luku, piilotettu, järjestelmä) rajoittavat myös pääsyä tiedostoon.

FAT16:ssa ja FAT32:ssa on myös mahdollista asettaa tiedostomääritteitä, mutta ne eivät tarjoa tiedostojen käyttöoikeuksia.

Windows 2000:ssa käytetty NTFS-versio esitteli uudentyyppiset käyttöoikeudet - perityt käyttöoikeudet. Suojaus-välilehti sisältää vaihtoehdon Salli vanhemman periytyvien oikeuksien leviäminen tähän tiedostoobjektiin, joka on oletuksena aktiivinen. Tämä vaihtoehto vähentää huomattavasti aikaa, joka tarvitaan tiedostojen ja alihakemistojen käyttöoikeuksien muuttamiseen. Jos esimerkiksi haluat muuttaa satoja alihakemistoja ja tiedostoja sisältävän puun käyttöoikeuksia, ota tämä vaihtoehto käyttöön - Windows NT 4:ssä sinun on muutettava kunkin yksittäisen tiedoston ja alihakemiston attribuutteja.

Kuvassa Kuvassa 5 on Ominaisuudet-valintaikkuna ja Suojaus-välilehti (Lisäasetukset-osio) - tiedoston laajennetut käyttöoikeudet on lueteltu.

Muistutetaan, että FAT-äänenvoimakkuuksilla voit ohjata pääsyä vain äänenvoimakkuuden tasolla ja tällainen ohjaus on mahdollista vain etäkäytöllä.

Tiedostojen ja hakemistojen pakkaaminen

Windows 2000 tukee NTFS-taltioilla olevien tiedostojen ja hakemistojen pakkausta. Pakatut tiedostot voidaan lukea ja kirjoittaa millä tahansa Windows-sovelluksella. Tätä varten niitä ei tarvitse purkaa valmiiksi pakkauksesta. Käytetty pakkausalgoritmi on samanlainen kuin DoubleSpacessa (MS-DOS 6.0) ja DriveSpacessa (MS-DOS 6.22), mutta siinä on yksi merkittävä ero - MS-DOS:ssa koko ensisijainen osio tai looginen laite pakataan, kun taas NTFS:ssä voi pakata yksittäisiä tiedostoja ja hakemistoja.

NTFS-pakkausalgoritmi on suunniteltu tukemaan enintään 4 kt:n kokoisia klustereita. Jos klusterin koko on suurempi kuin 4 kt, NTFS-pakkausominaisuudet eivät ole käytettävissä.

Itsekorjautuva NTFS

NTFS-tiedostojärjestelmä pystyy korjaamaan itsensä ja säilyttää eheytensä käyttämällä suoritettujen toimien lokia ja useita muita mekanismeja.

NTFS pitää jokaista toimintoa, joka muokkaa NTFS-taltioiden järjestelmätiedostoja, tapahtumana ja tallentaa tiedot tällaisesta tapahtumasta lokiin. Aloitettu tapahtuma voidaan joko suorittaa kokonaan loppuun (commit) tai peruuttaa (palautus). Jälkimmäisessä tapauksessa NTFS-taltio palaa tilaan ennen tapahtuman alkamista. Tapahtumien hallintaa varten NTFS kirjoittaa kaikki tapahtumaan sisältyvät toiminnot lokitiedostoon ennen levylle kirjoittamista. Kun kauppa on suoritettu, kaikki toiminnot on suoritettu. Siten NTFS-hallinnassa ei voi olla odottavia toimintoja. Levyvirheiden sattuessa odottavat toiminnot yksinkertaisesti keskeytetään.

NTFS suorittaa myös toimintoja, joiden avulla se voi tunnistaa vialliset klusterit lennossa ja varata uusia klustereita tiedostotoimintoja varten. Tätä mekanismia kutsutaan klusterin uudelleenkuvaukseksi.

SISÄÄN tämä arvostelu Tarkastelimme erilaisia ​​Microsoft Windows 2000:n tukemia tiedostojärjestelmiä, keskustelimme niiden suunnittelusta ja panimme merkille niiden edut ja haitat. Lupaavin on NTFS-tiedostojärjestelmä, jossa on suuri joukko toimintoja, joita ei ole saatavilla muissa tiedostojärjestelmissä. Microsoft Windows 2000:n tukemassa uudessa NTFS-versiossa on entistä enemmän toimintoja, ja siksi sitä suositellaan käytettäväksi Win 2000 -käyttöjärjestelmän asennuksessa.

ComputerPress 7"2000

Tiedostojärjestelmä tämä on vain tapa järjestää tietoja välineellä, tässä organisaatiossa ei ole mitään monimutkaista.

Ehkä ajattelet: "että tiedostojärjestelmä on monimutkainen ja käsittämätön asia, koska käyttöjärjestelmät toimivat sen kanssa, eikä kaikkea voi yksinkertaisesti olla siellä..."

Olet osittain oikeassa, mutta kaikki rusinat ovat tiedostojärjestelmän ajureissa, ts. ohjelmassa, joka tarjoaa sovellusliittymän muille sovellusohjelmia. Se tekee vain seuraavan:

• luo tiedosto
• poista tiedosto
• nimeä uudelleen
• kopio
• näytä hakemiston sisältö
• siirtyä toiseen hakemistoon jne.

Tiedostojärjestelmän järjestämisen periaate on yksinkertainen.

Tässä viestissä en tarkastele, kuinka ohjain toimii ja kuinka se luo / poistaa tiedostoja, kerron sinulle tiedostojen järjestämisen periaatteesta FAT16-järjestelmät.

(ajurin kirjoittamisesta on erillinen osio)

Miksi FAT16?

Minusta se on kätevin oppimisen kannalta, se on helppo ymmärtää. Ja kun tiedät idean, ei ole enää vaikeaa tutkia muita tiedostojärjestelmiä - FAT32, NTFS jne.

Miksi minun pitää tietää, miten tiedostojärjestelmä toimii?

Tietäen tiedostojärjestelmän organisoinnin periaatteen, voit kehittää oman ohjaimen tai Tiedostonhallinta millä tahansa tietokonelaitteella.

Kuvaus FAT16-tiedostojärjestelmästä

Viestin läpi navigoinnin helpottamiseksi annan luettelon kysymyksistä, joihin löydät vastaukset:

Tiedostojärjestelmä FAT16 jakaa median koko osoiteavaruuden kahdelle alueelle:

• järjestelmän alue
• tietoalue

Selvyyden vuoksi kuvataan koko osoiteavaruus suorakulmiona. Suorakulmion pieni yläosa (osoiteavaruus) on järjestelmäalue, alempi massiivinen osa on data-alue.

Kaikki tiedot, jotka tallennamme tallennusvälineillemme, esim. kaikki tiedostot ja hakemistot tallennetaan tietoalueelle. Järjestelmäalueelle tallennetaan tämän tietovälineen parametrit sekä tiedostojen ja hakemistojen ominaisuudet - tiedoston nimi, hakemiston nimi, tiedostoattribuutit jne.

Aloitetaan yksinkertaisella, muutamalla sanalla data-alueesta ja siitä, kuinka dataa sinne tallennetaan

Tietoja tietoalueesta...

Jotta jokaista tavua ei osoitettaisi (vaikka jotkin tallennusvälineet mahdollistavat työskentelyn tavu kerrallaan), tiedostojärjestelmässä käytetään toista vähimmäisosoitteellista yksikköä - alalla. Koko sektorit 512 tavua. Sektorin lisäksi FAT16-tiedostojärjestelmä käyttää myös sellaista käsitettä kuin klusterin. Klusteri on yksi tai useampi peräkkäinen sektori.

Tätä parametria (klusterin sektoreiden lukumäärää) käsitellään usein tallennusvälinettä alustettaessa. Koska työn nopeus ja "tietojen pakkausaste" riippuvat siitä. FAT16, kuten kaikki tiedostojärjestelmät, käyttää tiedoston käsitettä. Tiedosto on tietoalue, jolla on nimi ja joitain määritteitä. Fyysisesti tietoalueella se on yksi tai useampi varattu klusteri, jossa tiedostossa on kokonaislukumäärä klustereita. Vaikka siinä olisi hieman enemmän kuin kaksi klusteria, tiedoston käyttämä tiedostojärjestelmä katsotaan kolmeksi klusteriksi. Siksi mitä pienempi klusterin koko on, sitä suurempi on "datan pakkausaste" ja sitä taloudellisempi data-alue on käytössä. Toisaalta tiedoston lukeminen suurista muistipaloista, ts. klusterit ovat nopeampia kuin pienistä. Siksi klusterin koon valinta on kompromissi.

Tiedostojärjestelmä FAT16 asettaa rajoituksia klusterin koosta, enintään 128 sektoria(eli enintään 64 kb) ja edelleen klustereiden lukumäärä enintään 65525 kappaletta. Jos käytät kaiken maksimissaan, ts. sektorin enimmäiskoon ja klustereiden enimmäismäärän, käy ilmi FAT16 ei voi käsitellä enempää kuin 4,2 gigatavua tietoa.

Jos suoritamme muotoilun automaattitilassa (kun emme määritä klusterin kokoa), klusterin koko valitaan minimaaliseksi, jolloin tuloksena oleva klusterien määrä ei ylitä 65525.

Tietoja järjestelmäalueesta...

Järjestelmäalue luodaan, kun media alustetaan ja on kuvaava. Se koostuu seuraavista osista:

Katsotaanpa jokaista osaa yksityiskohtaisemmin.

1. Käynnistyssektori

Käynnistyssektori on parametritaulukko ja käynnistyslatausohjelma. Käynnistyssektorin koko on yleensä 512 tavua, mutta se voisi olla enemmän.

Katsotaanpa käynnistyssektorin rakennetta.

Älä huolestu käynnistyssektorin kenttien suuresta määrästä, se on tarpeeton. Se tallentaa esimerkiksi tietoja, jotka eivät liity flash-asemiin: raidan sektoreiden lukumäärä, päiden lukumäärä. Joten kaikki parametrit eivät ole hyödyllisiä meille.

Jos katsot HEX-koodi, jonkin verran FAT16-muotoon alustettu tallennusväline, niin näemme kenttien arvot. Annan esimerkkinä WinImagessa luodun kuvan HEX-koodin FAT16-muodossa. Koodissa liikkumisen helpottamiseksi olen värikoodannut, mikä HEX-koodin fragmentti kuuluu mihinkin parametriin.

P.S. Kunkin solun arvo otetaan huomioon oikealta vasemmalle esimerkiksi jos se on kirjoitettu 00 02 h, tämä on itse asiassa 02 00 h, ts. 512

P.S. Käynnistyssektori päättyy aina 55AAh:iin.

On tärkeää kiinnittää huomiota parametriin " Varatut sektorit» — varattujen sektoreiden lukumäärä siirtymän mukaan 0 Eh. Aivan alussa sanoin, että käynnistyssektori on yleensä 512 tavua, mutta se voi olla suurempi. Sen koko määräytyy parametrilla " Varatut sektorit", meidän tapauksessamme Varatut sektorit = 01h, mikä tarkoittaa, että käynnistyssektori on käytössä 1. sektori tai 512 tavua.

2. RASVA

Koolla olevan käynnistyssektorin jälkeen 512* ReservedSectors tavua, pöytä tulee FAT1, sen koko määräytyy kaksitavuinen kenttä - SectorPerFat (16h) käynnistyssektori. Yllä olevassa esimerkissä tämän kentän arvo on 0001h tai 1 , eli yksi sektori tai 512 tavua.

Mikä on FAT?

Ensinnäkin tämä on lyhenne - Tiedostojen jakotaulukko, joka tarkoittaa "tiedoston sijaintitaulukkoa". Tämä pöytä Kanssa yksi sarake Ja 512/2 rivien määrä(jos FAT-taulukon koko on 512 tavua tai SectorPerFat on 0001h, kuten meidän tapauksessamme). Jokainen linja FAT-taulukot vie 2 tavua muistia, joten tapauksemme rivien määrä on 512/2 .

Pöytä toimii karttana klusteille, jokainen hänestä linja luonnehtii mitä tahansa klusteria, ensimmäinen rivi on ensimmäinen klusteri, toinen on toinen ja niin edelleen kaikille tietoalueella oleville klusteille. Pöytää edeltää pöydän kahva F8FFh(sama arvo kuin 15h käynnistyssektori) ja paikkamerkki FFFFh. Seuraavaksi ovat taulukon rivit, joiden arvot voivat olla seuraavat:

• 0000h- ilmainen klusteri;
• 0002h-FFEFh- ketjun seuraavan elementin numero;
• FFF0h-FFF6h- varattu;
• FFF7h- viallinen;
• FFF8h-FFFFh- ketjun viimeinen;

Annan sinulle esimerkin HEX-koodi selityksellä.

Sininen merkitsin kehyksellä FAT1 taulukko, punainen FAT2-pöytä(kopio FAT1-taulukosta). Varjostettu vihreä neliö Tämä pöydän kahva F8FFh ja paikkamerkki FFFFh. Täyttämättömät ruudut ovat taulukon rivejä. En merkinnyt kaikkia viivoja vihreällä kehyksellä, ympyröin vain nollasta poikkeavat.

Selitän vähän myöhemmin, miten FATia käytetään ja miksi sitä tarvitaan.

3. Juurihakemisto

FAT-taulukoiden jälkeen tulee " juurihakemisto" Tämä on muistialue, joka sisältää 32 tavun elementit. Joka elementti kuvaa, mikä tahansa juurihakemistossa oleva tiedosto tai hakemisto tai muulla kiintolevyn/flash-aseman "juuressa" olevalla kielellä. Osoittautuu, että juurihakemisto kuvaa kaiken, mikä on juurissa.

Juurihakemiston koko riippuu parametrista RootEntries (11h) käynnistyssektori. Se toteaa 32-tavuisten elementtien enimmäismäärä juurihakemistossa. Osoittautuu, että hakemiston koko on RootEntries * 32, meidän tapauksessamme se on 512 * 32 = 16384 tavua.

Jokaisella elementillä on seuraava rakenne:

Annan esimerkin HEX-koodista selityksellä.

Vihreä merkitsin kehyksellä juurihakemistosta vastaava muistialue, siniset 32-tavuiset juurihakemiston elementit. Maalasin ei-tyhjät 32-tavuiset elementit siniseksi.

Tässä on kaksi ei-tyhjää 32-tavuista elementtiä, mikä tarkoittaa juurihakemistossa tallentaa kaksi "jotain", se voi olla sekä tiedostot että muut hakemistot. Tässä tapauksessa esimerkin yksinkertaisuuden vuoksi juureen on tallennettu kaksi tiedostoa " 1.txt"ja" testi.txt».

Tarkastellaanpa tarkemmin näitä kahta 32-tavuista elementtiä, olen merkinnyt väreillä mukavuuden vuoksi taulukossa HEX-koodin fragmentin ja vastaavan parametrin 32-tavuisesta elementistä.

P.S.. Jos tiedostonimen ensimmäinen tavu korvataan "E5", Tuo Windowsin Resurssienhallinta laskee sen etä. Tällainen tiedosto voidaan palauttaa korvaamalla nimen ensimmäinen E5-merkki sen aikaisemmalla arvolla. En ole täysin varma, mutta mielestäni Roskakori toimii näin Windowsissa. Kun laitat sen roskakoriin, käyttöjärjestelmä tallentaa tiedostonimen jonnekin ja korvaa nimen ensimmäisen tavun E5:llä ja palauttaessaan sen antaa tiedostolle aiemman nimensä.

P.S.. FAT16-järjestelmän tiedostonimet tallennetaan muodossa 8.3 . Nuo. 8 -tavua on varattu nimelle ja 3 tavua laajennukselle. Nimet on koodattu muodossa ASCII, yksi merkki on yksi tavu. Siksi nimi ei voi olla pidempi kuin 8 merkkiä, ja laajennukset enemmän kuin 3. Jos nimi alle 8 merkkiä, Tuo puuttuvat tavut täytetään 20 tunnissa(välilyöntimerkki ASCII-koodissa).

P.S.. Haluan muistuttaa, että jokaisen solun arvo lasketaan oikealta vasemmalle, esimerkiksi jos se on kirjoitettu 00 02 h, tämä on itse asiassa 02 00 h, ts. 512 desimaalijärjestelmässä.

Meille tärkein parametri sijaitsee osoitteessa 1 Ah — « ensimmäisen tiedostoklusterin pieni sana" Se tallentaa sen klusterin numeron, jossa tiedoston sisältö sijaitsee, mikä tarkoittaa, että voimme työskennellä tietojen kanssa Tämä tiedosto, eli lukea, muokata jne.

Esimerkiksi " 1.txt» tallennettu klusteriin numero 0x0003 tai 3 desimaalijärjestelmässä. Ja tämä tarkoittaa, että jos me siirrytään eteenpäin Vastaanottaja klusteri nro 3 tietoalueella (muistutan teitä, tietoalue on yksinkertaisesti peräkkäisiä klustereita) me mennään tämän tiedoston sisältöön.

Sinulla saattaa olla "käytännöllinen" kysymys, mutta kuinka löytää tämä kolmas klusteri? Tekijä: missä osoitteessa se sijaitsee?

Kuinka löytää klusterin osoite, kun tiedät sen numeron?

Jotta voit tehdä tämän, sinun on tiedettävä kuinka paljon tilaa järjestelmäalueesi vie? Ja minkä kokoisia klusterit ovat(eli kuinka monta sektoria (tai 512 tavua) klusteri sisältää).

Seuraava kuva auttaa sinua selvittämään järjestelmäalueen koon:

Esimerkki minun tapauksestani

Käynnistyssektorilla on volyymi 512*Varatut sektorit tavu, minun tapauksessani 512 tavua. Seuraavaksi FAT-taulukko vie minut yksi sektori, nuo. 512 tavua(koska SectroPerFat on yhtä suuri kuin 1). Kaksi pöytää(koska NumberOfFATs on 2), mikä tarkoittaa yhteensä kahta taulukkoa 512*2=1024 tavua. Juurihakemiston koko on 512 32-merkkistä elementtiä, ts. 512*32=16384 tavua. Me laskemme:

512 (käynnistyssektori) + 1024 (kaksi FAT-taulukkoa) + 16384 (juurihakemisto) = 17920 tavua tai 4600 heksadesimaalilukujärjestelmässä.

Tämän seurauksena meidän tapauksessamme data-alue alkaa 0x4600, Katsotaan:

Näemme joidenkin tiedostojen sisällön, mutta emme omaamme. Meitä kiinnostavan tiedoston (1.txt) tiedot tallennetaan klusterissa nro 3.

Nyt meidän on selvitettävä klusterin koko, käynnistyssektorin parametri auttaa meitä tässä - SectorPerCluster(0xD, parametrin koko 1 tavu). Meidän tapauksessamme klusterin koko 4 sektoria, eli 512*4=2048 tavua tai 800 heksadesimaalilukujärjestelmässä. On tärkeää huomata, että klusterit on numeroitu kahdesta, ei yhdestä (!).

Laskemme mistä osoitteet alkavat klusteri nro 3:

0x4600 (järjestelmäalue) + 0x800 (toinen klusteri) = 0x4E00

Lasketaan millä osoite päättyy klusteriin nro 3:

0x4E00 (klusterin nro 3 alku) + 0x800 (512*4 tai yhden klusterin koko HEX-muodossa) = 0x5600

Tämän seurauksena klusteri Nro 3 on osoitealueella 0x4E00 — 0x5600.

Katsotaanpa HEX-koodia

Sininen kehys osoitin tiedoston 1.txt sisältö. Kaikki kehyksen yläpuolella on toisen tiedoston sisältöä. Sektorin tyhjät alueet täytetään 0x00:lla.

Joten miksi tarvitsemme FAT-taulukon?

Jos tiedostolla on useampi kuin yksi klusteri (tapauksessamme, jos tiedosto on suurempi kuin 2048 tavua), niin FAT-taulukko tulee avuksemme. Se on jotain kuin klusterien "kartta". Nuo. milloin saamme tietää sektorin numero, josta meitä kiinnostava tiedosto alkaa, meidän on ensin katsottava sama rivinumero FATissa.

Jos merkkijonolla on arvo 0xFF8-0xFFFF, tämä tarkoittaa sitä tämä on viimeinen ryhmä tietylle tiedostolle, ts. tiedosto varaa vain yksi klusteri.

Jos merkkijonolla on arvo 0x0002-0xFFEF, tämä tarkoittaa sitä tiedosto on laajentunut yhdeksi klusteriksi. Määrä tarkoittaa seuraava klusterin numero, joka tallentaa tiedoston jatkon. Meidän on jatkettava tiedoston lukemista mennessä tähän numeroon klusterin.

Kun olet lukenut uuden klusterin, sinun on tarkasteltava tämän luvun rivin arvoa FATissa. Jos rivin arvo on 0x FF8-0xFFFF, tämä tarkoittaa, että tämä klusteri on tiedoston viimeinen. Jos 0x0002-0xFFEF, tämä on seuraavan klusterin numero, lue lisää ja toista toimenpide. Tiedoston lukeminen on silmukka, jossa on ehto.

Joten olemme käsitelleet tiedostot, nyt on aika käsitellä hakemistoja.

Mikä on hakemisto?

FAT16-tiedostojärjestelmän (ja monien muiden) hakemisto on erityinen nollakokoinen tiedosto, joka tallentaa luettelon sen sisällöstä.

Oletetaan, että lisäsimme hakemiston " TEST_DIR» tiedostolla « in_dir.txt" Sitten juurihakemistoon uusi 32-tavuinen elementti tulee näkyviin, se kuvaa hakemistoa sama kuin tiedosto, mutta pienillä eroilla.

Olen merkinnyt punaisella hakemistokohtaiset parametrit, nämä ovat 0x10– hakemistotunniste ja 0x00000000- Tiedoston koko.

Kuten sinisestä neliöstä näet, meillä on hakemisto klusterissa nro 5, katsotaan mitä siellä on.

"tiedoston" sisältö TEST_DIR itse asiassa, tämä on sama juurihakemisto, eli 32 tavun elementtien joukko. Olen merkinnyt jokaisen elementin vihreällä reunuksella.

Elementit kuvaavat tiedoston tai hakemiston nimeä, attribuutteja ja sen klusterin numeroa, jossa sen tiedot sijaitsevat. Jokaisessa kansiossa on aina kaksi luetteloa Nimen kanssa "." Ja "..".

Ensimmäinen on klusterissa №5 , eli Tämä sama hakemisto, A toiseksi klusterin numero 0. Tämän alla numero viittaa "juurihakemistoon", eli tämä on uloskäynti juurihakemistoon.

Tiedoston kuvaus " in_dir.txt» vakio, kuten juurihakemistossa (katso juurihakemisto). Meille tärkeintä on sen klusterin numero, jossa tämän tiedoston sisältö sijaitsee (merkitty punaisella neliöllä).

Katsotaan klusteri nro 6 ja katso tiedoston sisältö" in_dir.txt" Merkitsin klusterin alun punaisella viivalla.

Saatat olla kiinnostunut:

FAT-tiedostojen nimet ovat 8.3-muodossa ja sisältävät vain ASCII-merkkejä. VFAT on lisännyt tuen pitkille (enintään 255 merkkiä) tiedostonimille. Pitkä tiedostonimi, LFN). Lyhyt tiedostonimi). LFN:t eivät erota kirjainkoosta haettaessa, mutta toisin kuin SFN:t, jotka tallennetaan isoilla kirjaimilla, LFN:t säilyttävät tiedoston luomisen yhteydessä määritetyn kirjainkoon.

FAT-järjestelmän rakenne

FAT-tiedostojärjestelmässä vierekkäiset levysektorit yhdistetään yksiköiksi, joita kutsutaan klustereiksi. Sektoreiden määrä klusterissa on yhtä suuri kuin kahden potenssi (katso alla). Tiedostotietojen tallentamiseen on varattu kokonaislukumäärä klustereita (vähintään yksi), joten jos tiedoston koko on esimerkiksi 40 tavua ja klusterin koko on 4 kt, vain 1 % sille varatusta tilasta on varattu. tiedostotietojen mukaan. Tällaisten tilanteiden välttämiseksi on suositeltavaa pienentää klusterien kokoa ja vähentää osoitetietojen määrää ja lisätä tiedostotoimintojen nopeutta, päinvastoin. Käytännössä valitaan jokin kompromissi. Koska levykapasiteettia ei välttämättä ilmaista kokonaisena klusterimääränä, yleensä taltion lopussa on ns. ylijäämäsektorit - klusterin kokoa pienempi "jäännös", jota käyttöjärjestelmä ei voi varata tietojen tallentamiseen.

FAT32-taltiotila on jaettu loogisesti kolmeen vierekkäiseen alueeseen:

• Varattu alue. Sisältää palvelurakenteita, jotka kuuluvat osion käynnistystietueeseen (Partition Boot Record - PBR, erottamaan se Master Boot Record -levystä - levyn pääkäynnistystietueesta; PBR:tä kutsutaan usein myös virheellisesti käynnistyssektoriksi) ja joita käytetään alustattaessa tilavuus;
• FAT-taulukon alue, joka sisältää joukon indeksiosoittimia ("soluja"), jotka vastaavat tietoalueen klustereita. Yleensä levyllä on kaksi kopiota FAT-taulukosta luotettavuussyistä;
• Tietoalue, johon tiedostojen todellinen sisältö on tallennettu - eli teksti tekstitiedostoja, koodattu kuva kuvatiedostoille, digitoitu ääni äänitiedostoille jne. - samoin kuin ns. metatiedot - tiedot tiedostojen ja kansioiden nimistä, niiden ominaisuuksista, luonti- ja muokkausajoista, kooista ja sijoittelusta levylle.

FAT12 ja FAT16 osoittavat myös erityisesti juurihakemistoalueen. Sillä on kiinteä sijainti (välittömästi FAT-taulukon viimeisen elementin jälkeen) ja kiinteä koko sektoreissa.

Jos klusteri kuuluu tiedostoon, vastaava solu sisältää saman tiedoston seuraavan klusterin numeron. Jos solu vastaa tiedoston viimeistä klusteria, se sisältää erityisen arvon (FFFF 16 FAT16:lle). Tällä tavalla rakennetaan tiedostoklusteriketju. Taulukon käyttämättömät klusterit vastaavat nollia. "Huonot" klusterit (jotka jätetään käsittelyn ulkopuolelle esimerkiksi laitteen vastaavan alueen lukukyvyttömyyden vuoksi) vastaavat myös erityistä koodia.

Kun tiedosto poistetaan, nimen ensimmäinen merkki korvataan erikoiskoodilla E5 16 ja kohdetaulukon tiedostoklusteriketju nollataan. Koska tiedot tiedoston koosta (joka sijaitsee hakemistossa tiedostonimen vieressä) säilyvät ennallaan, jos tiedostoklusterit sijaitsivat peräkkäin levyllä eikä niitä ole korvattu uusilla tiedoilla, on mahdollista palauttaa poistettu tiedosto.

Käynnistyssyöttö

Ensimmäinen FAT-tilavuusrakenne on nimeltään BPB. BIOS-parametrilohko ) ja sijaitsee varatulla alueella, sektorissa nolla. Tämä rakenne sisältää tietoja, jotka tunnistavat tiedostojärjestelmän tyypin ja tallennusvälineen (levyke tai kiintolevyosio) fyysiset ominaisuudet.

BIOS-parametrilohko

BPB puuttui olennaisesti MS-DOS 1.x:ää palvelevasta FAT:sta, koska tuolloin oli olemassa vain kaksi erityyppistä taltiota - yksipuoliset ja kaksipuoliset viiden tuuman 360 kilotavun levykkeet, joiden taltiomuodon määritti FAT-alueen ensimmäinen tavu. BPB otettiin käyttöön MS-DOS 2.x:ssä vuoden 1983 alussa pakollisena käynnistyssektorirakenteena, joka määritteli tästä lähtien taltiomuodon; Vanha menetelmä, jossa määritetään FAT:n ensimmäisen tavun perusteella, on menettänyt tuen. Myös MS-DOS 2.0:ssa otettiin käyttöön tiedostojen ja kansioiden hierarkia (ennen tätä kaikki tiedostot tallennettiin juurihakemistoon).

MS-DOS 2.x:n BPB-rakenne sisälsi 16-bittisen "sektorien kokonaismäärä" -kentän, mikä tarkoitti, että tätä FAT-versiota ei pohjimmiltaan voitu soveltaa yli 2 16 = 65 536 sektorin, eli yli 32 MB:n levyille. joiden vakiosektorin koko on 512 tavua. MS-DOS 4.0:ssa (1988) yllä oleva BPB-kenttä laajennettiin 32-bittiseksi, mikä tarkoitti, että teoreettinen volyymikoko kasvoi 232 = 4 294 967 296 sektoriin tai 2 Tt 512-tavuisella sektorilla.

Seuraava BPB:n modifikaatio ilmestyi Windows 95 OSR2:ssa, joka esitteli FAT32:n (elokuussa 1996). Kahden gigatavun rajoitus talteen koosta on poistettu, FAT32-taltio voi teoriassa olla jopa 8 TB kokoinen. Kunkin yksittäisen tiedoston koko ei kuitenkaan saa ylittää 4 Gt. BIOS-parametrilohko FAT32 toistaa BPB FAT16:n BPB_TotSec32-kenttään asti, minkä jälkeen erot ovat yhteensopivia FAT:n aikaisempien versioiden kanssa.

FAT32:n "käynnistyssektori" on itse asiassa kolme 512-tavuista sektoria - sektorit 0, 1 ja 2. Jokainen niistä sisältää 0xAA55-allekirjoituksen osoitteessa 0x1FE, eli kahdessa viimeisessä tavussa, jos sektorin koko on 512 tavua. Jos sektorin koko on yli 512 tavua, niin allekirjoitus sisältyy sekä osoitteeseen 0x1FE että nollasektorin kahteen viimeiseen tavuun, eli se kopioidaan.

FSIinfo

FAT32-osion käynnistystietue sisältää rakenteen nimeltä FSIinfo, jota käytetään tallentamaan ilmaisten klustereiden lukumäärä taltiolle. FSInfo sijaitsee pääsääntöisesti sektorilla 1 (katso BPB_FSInfo-kenttä) ja sillä on seuraava rakenne (osoitteet suhteessa sektorin alkuun):

• FSI_LeadSig. 4-tavuinen allekirjoitus 0x41615252 osoittaa, että sektoria käytetään FSIinfo-rakenteessa.
• FSI_Varattu1. Intervalli sektorin 4. tavusta 483. tavuun, mukaan lukien, nollataan.
• FSI_StrucSig. Toinen allekirjoitus sijaitsee osoitteessa 0x1E4 ja sisältää arvon 0x61417272.
• FSI_Free_Count. Nelitavuinen kenttä osoitteessa 0x1E8 sisältää järjestelmän tunteman taltion vapaiden klustereiden lukumäärän viimeisen arvon. Arvo 0xFFFFFFFF tarkoittaa, että vapaiden klustereiden määrä on tuntematon ja se on laskettava.
• FSI_Nxt_Free. Nelitavuinen kenttä osoitteessa 0x1EC sisältää klusterin numeron, josta vapaiden klustereiden etsintä tulee aloittaa indeksiosoittimien taulukossa. Tyypillisesti tämä kenttä sisältää viimeisen tiedoston tallentamiseen varatun FAT-klusterin numeron. Arvo 0xFFFFFFFF tarkoittaa, että vapaan klusterin haku tulee suorittaa FAT-taulukon alusta alkaen eli toisesta klusterista.
• FSI_Varattu2. Varattu 12-tavuinen kenttä osoitteessa 0x1F0.
• FSI_TrailSig. Allekirjoitus 0xAA550000 - FSIinfo-sektorin 4 viimeistä tavua.

FSInfon käyttöönoton tarkoitus on optimoida järjestelmän toiminta, sillä FAT32:ssa indeksiosoittimien taulukko voi olla merkittävä ja sen skannaus tavu kerrallaan voi viedä huomattavasti aikaa. FSI_Free_Count- ja FSI_Nxt_Free-kenttien arvot eivät kuitenkaan välttämättä ole oikein, ja niiden riittävyys on tarkistettava. Lisäksi niitä ei edes päivitetä FSInfo-varmuuskopiossa, joka yleensä sijaitsee sektorissa 7.

FAT-tilavuustyypin määrittäminen

Taltion FAT-tyypin määrityksen (eli valinnan FAT12, FAT16 ja FAT32 välillä) tekee käyttöjärjestelmä taltion klustereiden lukumäärän perusteella, joka puolestaan ​​määräytyy BPB-kentistä. Ensinnäkin lasketaan juurihakemiston sektoreiden määrä:

RootDirSectors = (BPB_RootEntCnt * 32) / BPB_BytsPerSec

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

Lopuksi määritetään tietoalueklusterien lukumäärä:

CountofClusters = DataSec / BPB_SecPerClus

Klusterien lukumäärän perusteella on selkeä vastaavuus tiedostojärjestelmän kanssa:

• Klusterien määrä< 4085 - FAT12
• Klusterien määrä = 4085 ÷ 65524 - FAT16
• Klusterien määrä > 65524 - FAT32

Virallisten määritelmien mukaan tämä on ainoa oikea tapa määrittää FAT-tyyppi. Määritettyjen vaatimustenmukaisuussääntöjen vastaisen taltion luominen keinotekoisesti johtaa siihen, että Windows käsittelee sen väärin. On kuitenkin suositeltavaa välttää CountofClusters-arvoja, jotka ovat lähellä kriittisiä (4085 ja 65525), jotta tiedostojärjestelmätyyppi voidaan määrittää oikein millä tahansa, usein väärin kirjoitetulla ohjaimilla.

Ajan myötä FATia alettiin käyttää laajasti eri laitteissa DOS:n, Windowsin, OS/2:n ja Linuxin yhteensopivuuden varmistamiseksi. Microsoft ei ole osoittanut aikomusta pakottaa heitä lisensoimaan [ täsmentää] .

Helmikuussa 2009 Microsoft haastoi oikeuteen TomTomin, Linux-pohjaisten autonavigointijärjestelmien valmistajan, väittäen patentin loukkauksesta.

Huomautuksia

1. http://cd.textfiles.com/megademo2/INFO/OS2_HPFS.TXT
2. www.microsoft.com/mscorp/ip/tech/fathist.asp osoitteessa archive.org
3. Microsoft Extensible Firmware Initiative FAT32 -tiedostojärjestelmän määritys 1.03. Microsoft (6. joulukuuta 2000). - Asiakirjan muoto Microsoft Word, 268 kt. Arkistoitu
4. Entä VFAT? . TechNet-arkisto. Microsoft (15. lokakuuta 1999). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 5. huhtikuuta 2010.
5. VFAT-tiedostojärjestelmän laajennusta ei pidä sekoittaa samannimiseen tiedostojärjestelmäohjaimeen, joka ilmestyi Windows for Workgroups 3.11:ssä ja on suunniteltu käsittelemään MS-DOS (INT 21h) -toimintokutsuja suojatussa tilassa (katso: KB126746: Windows for Workgroups -versiohistoria. VERSIO 3.11 → Muut kuin verkkoominaisuudet. Microsoft (14. marraskuuta 2003). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 5. huhtikuuta 2010.)
6. Liittovaltion patenttituomioistuin julistaa Microsoftin FAT-patentin mitättömäksi (englanniksi). heise verkossa. Heise Zeitschriften Verlag (2. maaliskuuta 2007). Arkistoitu
7. Brian Kahin. Microsoft pyörittää maailmaa FAT-patenteilla. Huffington Post (10. maaliskuuta 2009). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 10. maaliskuuta 2009.
8. Ryan Paul. FAT-patentteja koskeva Microsoft-puku voi avata OSS Pandoran lippaan (englanniksi). Ars Technica. Condé Nast -julkaisut (25. helmikuuta 2009). Arkistoitu
9. Glyn Moody.(Englanti) . ComputerworldUK. IDG (5. maaliskuuta 2009). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 9. maaliskuuta 2009.
10. Steven J. Vaughan-Nichols. Linux-yritykset allekirjoittavat Microsoftin patenttisuojasopimukset (englanniksi). Tietokonemaailman blogit. IDG (5. maaliskuuta 2009). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 9. maaliskuuta 2009.
11. Erica Ogg. TomTom haastaa Microsoftin patenttikiistaan. CNet (19. maaliskuuta 2009). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. Haettu 20. maaliskuuta 2009.

Linkit

• ECMA-107 (englanninkielinen) FAT-standardi

Microsoft Windows -komponentit
Perus
Palvelut hallinta
Sovellukset	DVD-valmistajan yhteystiedot Faksit ja skannaus Internet Explorer Aikakauslehti Suurennuslasi Mediakeskus Windows Media Player Yhteistyöohjelma Keskusta Windows-laitteet mobiili Liikkumiskeskus Narrator Paint Henkilökohtainen symbolieditori Etätuki Puheentunnistus