- NTFS – основна файлова система Семейство Windows NT;
- FAT (Таблица за разпределение на файлове) е проста файлова система, използвана от Windows за устройства с флаш памет, както и за съвместимост с други операционни системи, когато са инсталирани на дискове с много зареждане. Основният елемент на тази файлова система е FAT таблицата за разпределение на файловете (на която се нарича цялата файлова система), която е необходима за определяне на местоположението на файла на диска. Има три варианта на FAT, различаващи се по битовата дълбочина на идентификаторите, указващи местоположението на файловете: FAT12, FAT16 и FAT32;
- exFAT (Extended FAT) е разработка на файловата система FAT, която използва 64-битови идентификатори. Използва се главно за устройства с флаш памет;
- CDFS (CD ROM файлова система) е файлова система за CD дискове, която съчетава формати ISO 9660 1 ISO 9660 – ISO стандарт (Международна организация по стандартизация – Международна организацияспоред стандартизацията) за CD файлови системии Джолиет 2 Joliet е разширение на стандарта ISO 9660, разработен от Microsoft. Премахва строгите ограничения за именуване на файлове ;
- СДС (Универсален Формат на диска– универсален дисков формат) – файлова система за CD и DVD дискове, предназначен да замени ISO 9660.
За по-нататъшно обсъждане трябва да знаете следните важни понятия: диск, дял, прости и разширени томове, сектор, клъстер.
Диск (диск) – устройство външна памет , Например, HDDили оптичен диск (CD, DVD, Blu ray).
Преграда – непрекъсната част от харддиск. Един диск може да съдържа множество дялове.
Том (volume) или логически диск (logical disk) – област от външна памет, с която операционна системаработи като едно цяло. Обемите могат да бъдат прости или съставни.
Обикновен обем – обем, състоящ се от един дял.
Композитен том (многодялов том) – том, състоящ се от няколко дяла (не непременно на един диск).
Раздел концепции и прост обемсе различават: първо, секциите се формират главно само върху твърди дискове, а томовете се създават на други външни устройства с памет (например на оптични дисковеи устройства с флаш памет), второ, понятието „дял“ се свързва с физическо устройство, а понятието „обем“ – с логическо представяне на външна памет.
Сектор ( сектор ) – блок с данни с фиксиран размер на диска; най-малката единица информация за диск. Типичен размер на сектора за твърди дисковее равно на 512 байта, за оптични дискове– 2048 байта. Дискът се разделя на сектори веднъж по време на процеса на създаване на диска. форматиране на ниско нивои обикновено не могат да бъдат променени.
Клъстерът е логически блок от данни на диск, който включва един или повече сектора. Броят на секторите, които образуват клъстер, обикновено е кратно на степен две. Размерът на клъстера се задава от операционната система по време на процеса форматиране на високо нивокоито могат да се извършват многократно.
Когато се запише на диск, файлът винаги ще заема цял брой клъстери. Например файл от 100 байта във файлова система с размер на клъстера 4 KB ще заема точно 4 KB.
Изборът на размер на клъстера е свързан със следните съображения. Малките клъстери ви позволяват да намалите количеството практически неизползвано дисково пространство, създадено чрез поставяне на файл в няколко клъстера. Но в същото време общият брой на клъстерите на диска се увеличава и размерът на структурите на услугата на файловата система, в която се съхранява информация за файловете, се увеличава.
Функции на NTFS
Файлова система NTFS (New Technology File System) е разработена от Microsoft в началото на 90-те години. като основен файлова системаза сървърни версии на операционни системи Windows. NTFS беше въведен през 1993 г. в операционната система Windows NT 3.1.
Понастоящем NTFS се разглежда като избраната файлова система както за сървърните, така и за клиентските версии на Windows.
NTFS използва 64-битови идентификатори на клъстери, така че теоретично един NTFS том може да съдържа 264 клъстера (16 EB3 2 10 байта = 1 килобайт (KB), 2 20 байта = 1 мегабайт (MB), 2 30 байта = 1 гигабайт (GB), 2 40 байта = 1 терабайт (TB), 2 50 байта = 1 петабайт (PB), 2 60 байта = 1 екзабайт (EB), 2 70 байта = 1 зетабайт (ZB).). Настоящите реализации в Windows обаче поддържат само 32-битово адресиране на клъстери, което с максимален размер на клъстера от 64 KB (216 байта) позволява на NTFS да достигне размер до 256 TB:
2 32 * 2 16 байта = 2 48 байта = 2 8 * 2 40 байта = 256 TB.
За обеми, по-големи от 4 GB, когато форматиране на Windowsпредлага размер на клъстера по подразбиране от 4 KB.
Нека изброим някои от характеристиките на NTFS [, стр. 761]:
- Възстановимостта е способността на файловата система да се върне в работно състояние след възникване на повреда. Тази възможност се реализира, първо, поради поддръжката на атомарни транзакции, и второ, поради излишъка на съхранение на информация. Атомната транзакция е операция във файловата система, която води до промяна във файловата система, която или е успешна напълно, или изобщо се проваля (т.е. ако атомна транзакция е неуспешна, всички промени се връщат назад). Излишъкът се използва при съхраняване на най-важните данни от файловата система, които са критични за нейната правилна работа;
- сигурност – защита на файлове от неоторизиран достъп. Реализира се чрез модела за сигурност на Windows, разгледан в Лекция 9 „Сигурност в Windows”;
- криптиране - конвертиране на файл в криптиран код, който не може да бъде прочетен без ключ. Конвенционалните механизми за сигурност, като присвояване на потребителски разрешения за файлове, не предоставят пълна защитаинформация, например, ако преместите диск на друг компютър. Администратор операционна системавинаги може да има достъп до файловете на други потребители, дори на NTFS том. Следователно NTFS включва поддръжка за шифрованата файлова система (EFS), която улеснява шифроването и дешифрирането на файлове;
- Поддръжка на RAID (Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks - масив от евтини (независими) дискове с излишък) - възможност за използване на няколко диска за съхраняване на информация; данните от един диск автоматично се копират на други, като по този начин се гарантира повишена надеждност;
- дискови квоти за потребители (Per-User Volume Quotas) – възможност за разпределяне на конкретно дисково пространство (квоти) за всеки потребител; NTFS не позволява на потребителя да записва данни на диска над разпределената квота.
NTFS структура
Структурата на NTFS том е показана на Фиг. 17.1.
Ориз. 17.1.
В началото на тома е запис за зарежданеобем (Volume Boot Record), който съдържа кода Стартиране на Windows, информация за тома (по-специално типа файлова система), адреси на системни файлове ($ Mft и $ MftMirr - вижте по-долу). Записът за зареждане обикновено заема 8 KB (първите 16 сектора).
В определена област на тома (адресът на началото на тази област е посочен в записа за зареждане) основната система NTFS структура– основна файлова таблица (Master File Table, MFT). Записите в тази таблица съдържат цялата информация за местоположението на файловете на тома, а малките файлове се съхраняват директно в MFT записи.
Важна характеристика на NTFS е, че цялата информация, както потребителска, така и системна, се съхранява като файлове. Имената на системните файлове започват със знака "$". Например записът за зареждане на тома се съдържа във файла $Boot, а таблицата на главния файл се съдържа във файла $Mft. Тази организация на информацията ви позволява да работите еднакво както с потребителски, така и със системни данни на тома.
Тъй като MFT е критичен структура на системата, който е най-често достъпен по време на обемни операции, е изгодно да съхранявате файла $Mft в съседна област логическо устройствоза да се избегне фрагментирането му (поставяне в различни области на диска) и следователно да се увеличи скоростта на работа с него. За тази цел при форматиране на том се отделя съседна област, наречена зона.
операционна система Семейство Microsoft Windows NT не може да се представи без файловата система NTFS - една от най-сложните и успешни от съществуващите на пазара. този моментфайлови системи. Тази статия ще ви разкаже какви са характеристиките и недостатъците на тази система, на какви принципи се основава организацията на информацията и как да поддържате системата в стабилно състояние, какви функции предлага NTFS и как обикновеният потребител може да ги използва.
Част 1. Физическа структура NTFS
Да започнем с общи факти. Един NTFS дял на теория може да бъде почти всякакъв размер. Разбира се, има граница, но дори няма да я посочвам, тъй като ще е достатъчна за следващите сто години на развитие. компютърна технология- при всякакъв темп на растеж. Как става това на практика? Почти същото. Максимален размерВ момента NTFS дялът е ограничен само от размера на твърдите дискове. NT4 обаче ще изпита проблеми при опит за инсталиране на дял, ако някоя част от него е повече от 8 GB от физическото начало на диска, но този проблем засяга само дяла за зареждане.
Лирично отклонение. Методът за инсталиране на NT4.0 на празен диск е доста оригинален и може да доведе до грешни мисли за възможностите на NTFS. Ако кажете на инсталатора, че искате да форматирате устройството в NTFS, максималният размер, който ще ви предложи, е само 4 GB. Защо толкова малък, ако размерът на NTFS дял всъщност е практически неограничен? Факт е, че секцията за инсталиране просто не познава тази файлова система :) Инсталационната програма форматира този диск в обикновен FAT, чийто максимален размер в NT е 4 GB (използвайки не съвсем стандартен огромен клъстер от 64 KB) и NT се инсталира на този FAT. Но още по време на първото зареждане на самата операционна система (все още във фазата на инсталиране), дялът бързо се преобразува в NTFS; така че потребителят не забелязва нищо освен странното \"ограничение\" на NTFS размерпо време на монтажа. :)
Структура на разрез - общ изглед
Както всяка друга система, NTFS споделя всичко полезно мястоза клъстери - блокове данни, използвани в даден момент. NTFS поддържа почти всеки размер на клъстера - от 512 байта до 64 KB, докато клъстер от 4 KB се счита за определен стандарт. Без аномалии клъстерна структураТой няма NTFS, така че няма много какво да се каже по тази, като цяло, доста банална тема.
Един NTFS диск условно е разделен на две части. Първите 12% от диска се разпределят в така наречената MFT зона - пространството, в което расте MFT метафайлът (повече за това по-долу). Не е възможно да се записват никакви данни в тази област. MFT зоната винаги се поддържа празна - това се прави, така че най-важният обслужващ файл (MFT) да не се фрагментира, докато расте. Останалите 88% от диска са нормално пространство за съхранение на файлове.
Свободното дисково пространство обаче включва цялото физически свободно пространство - незапълнените части от MFT зоната също са включени там. Механизмът за използване на MFT зоната е следният: когато файловете вече не могат да се записват в редовно пространство, MFT зоната просто се намалява (в текущи версииоперационни системи точно два пъти), като по този начин се освобождава място за запис на файлове. Когато се освободи място в нормалната MFT зона, зоната може да се разшири отново. В същото време не може да се изключи ситуация, когато има също редовни файлове: Тук няма аномалия. Е, системата се опита да я запази свободна, но нищо не проработи. Животът продължава... MFT метафайлът все още може да бъде фрагментиран, въпреки че това би било нежелателно.
MFT и неговата структура
Файловата система NTFS е изключително постижение на структурирането: всеки елемент от системата е файл - дори служебната информация. Повечето основен файлна NTFS се нарича MFT, или Master File Table - обща файлова таблица. Той се намира в MFT зоната и е централизирана директория на всички останали дискови файлове и, парадоксално, себе си. MFT е разделен на записи с фиксиран размер (обикновено 1 KB) и всеки запис съответства на файл (в общия смисъл на думата). Първите 16 файла са със сервизен характер и са недостъпни за операционната система - наричат се метафайлове, като първият метафайл е самият MFT. Тези първи 16 MFT елемента са единствената част от диска, която има фиксирана позиция. Интересното е, че второто копие на първите три записа, за надеждност - те са много важни - се съхранява точно в средата на диска. Останалата част от MFT файла може да бъде разположена, както всеки друг файл, на произволни места на диска - можете да възстановите позицията му, като използвате самия файл, като „закачите“ на самата основа - първия MFT елемент.
Метафайлове
Първите 16 NTFS файла (метафайла) са от сервизен характер. Всеки от тях отговаря за определен аспект от работата на системата. Предимството на такъв модулен подход е неговата невероятна гъвкавост - например при FAT физическата повреда в самата FAT област е фатална за функционирането на целия диск, а NTFS може да премести, дори да фрагментира по диска, цялата си услуга зони, заобикаляйки всякакви повърхностни грешки - с изключение на първите 16 MFT елемента.
Метафайловете са разположени главна директория NTFS дискове - започват с името \"$\", въпреки че не можете да получите никаква информация за тях стандартни средстватруден. Любопитно е, че за тези файлове е посочено изцяло действителен размер- Можете да разберете например колко харчи операционната система за каталогизиране на целия ви диск, като погледнете размера на $MFT файла. Следната таблица показва използваните в момента метафайлове и тяхното предназначение.
| $MFT | самият MFT |
| $MFTmirr | копие на първите 16 MFT записа, поставени в средата на диска |
| $LogFile | поддържащ файл за регистриране (вижте по-долу) |
| $ Обем | сервизна информация - етикет на том, версия на файловата система и др. |
| $AttrDef | списък със стандартни файлови атрибути на тома |
| $. | главна директория |
| $Bitmap | карта свободно пространствообеми |
| $Boot | зареждащ сектор (ако дялът е зареждащ) |
| $квота | файл, който записва потребителски права за използване на дисково пространство (започна да работи само в NT5) |
| $ Upcase | файл - таблица на съответствие между столици и главни буквикъм имена на файлове в текущия том. Нужен е най-вече защото в NTFS имената на файловете се изписват в Unicode, което е 65 хиляди различни герои, търсенето на големи и малки еквиваленти на което е много нетривиално. |
Файлове и потоци
И така, системата има файлове - и нищо друго освен файлове. Какво включва тази концепция в NTFS?
Преди всичко, задължителен елемент- запис в MFT, тъй като, както беше казано по-рано, всички дискови файлове се споменават в MFT. Цялата информация за файла се съхранява на това място, с изключение на самите данни. Име на файла, размер, местоположение на диска на отделни фрагменти и др. Ако една информация липсва MFT записи, тогава се използват няколко, а не непременно подред.
Незадължителен елемент - файлови потоци от данни. Определението за „незадължително“ може да изглежда странно, но въпреки това тук няма нищо странно. Първо, файлът може да няма данни - в този случай той не заема свободното пространство на самия диск. Второ, файлът може да няма много голям размер. След това върви доста добре добро решение: Файловите данни се съхраняват директно в MFT, в пространството, оставащо от основните данни в рамките на един MFT запис. Файловете, които заемат стотици байтове, обикновено нямат своето "физическо" въплъщение в областта на главния файл - всички данни на такъв файл се съхраняват на едно място - в MFT.
Доста интересна е ситуацията с файловите данни. Всеки файл в NTFS като цяло има донякъде абстрактна структура - няма данни като такива, но има потоци. Един от потоците има познатото ни значение – файлови данни. Но повечето файлови атрибути също са потоци! Така се оказва, че файлът има само един основен обект - номерът в MFT, а всичко останало е по желание. Тази абстракция може да се използва за създаване на доста удобни неща - например можете да „прикачите“ друг поток към файл, като записвате всякакви данни в него - например информация за автора и съдържанието на файла, както се прави в Windows 2000 (най-десния раздел във файловете със свойства, гледани от Explorer). Интересното е, че тези допълнителни потоци не се виждат със стандартни средства: наблюдаваният размер на файла е само размерът на основния поток, който съдържа традиционните данни. Можете например да имате файл с нулева дължина, изтриването на който ще освободи 1 GB свободно пространство - просто защото някои хитра програмаили технологията е поставила в него допълнителен поток с размер на гигабайт (алтернативни данни). Но всъщност в този моментнишките практически не се използват, така че внимавайте подобни ситуациине трябва, въпреки че хипотетично са възможни. Само имайте предвид, че файл в NTFS е по-дълбок и глобална концепцияотколкото можете да си представите, като просто преглеждате дисковите директории. И накрая: името на файла може да съдържа всякакви символи, включително празен набор национални азбуки, тъй като данните са представени в Unicode - 16-битово представяне, което дава 65535 различни знака. Максималната дължина на името на файла е 255 знака.
Каталози
NTFS директорията е специфичен файл, който съхранява връзки към други файлове и директории, създавайки йерархична структура от данни на диска. Каталожният файл е разделен на блокове, всеки от които съдържа името на файла, основните атрибути и връзка към MFT елемента, който вече предоставя пълна информация за каталожния елемент. Структурата на вътрешната директория е двоично дърво. Ето какво означава това: за да намери файл с дадено име в линейна директория, като например FAT, операционната система трябва да прегледа всички елементи на директорията, докато намери правилния. Двоичното дърво подрежда имената на файловете по такъв начин, че търсенето на файл отнема повече време. по бърз начин- чрез получаване на двуцифрени отговори на въпроси относно местоположението на файла. Въпросът, на който бинарното дърво може да отговори е: в коя група, относително на този елемент, името, което търсиш - горе или долу? Започваме с такъв въпрос към средния елемент и всеки отговор стеснява зоната на търсене средно два пъти. Файловете са, да речем, просто сортирани по азбучен ред и въпросът е отговорен по очевиден начин- сравнение на начални букви. Зоната за търсене, стеснена наполовина, започва да се изследва по подобен начин, започвайки отново от средния елемент.
Файлова система NTFS (Нови технологииФайлова система– нова технологична файлова система) беше пуснат заедно с операционната система Windows NT 3.5през 1993 г. Преди Версия на Windows 2000 г. Разработката на двете линии на ОС беше отделна и потребителска ОС Windows 95/98/Meбяха ограничени за употреба FAT16или FAT32. За разлика от него владетелят NT, включително Уиндоус експи, поддържа всички системи (с изключение на Windows NT4, не е запознат с FAT32).
Система NTFSсъдържа много подобрения спрямо системите ДЕБЕЛ. Най-важните са свързани с:
· оптимизирано използване на пространството при големи обеми,
· коригиране на грешки след аварии,
· защита на данните от неоторизиран достъп,
услуга за индексиране
компресия и криптиране на данни,
· възстановяване на системата след сериозни повреди.
NTFSможе да управлява дялове с размер от няколкостотин терабайта. Що се отнася до сигурността, администраторите можеха да използват вградени функции за сигурност: правила за потребителски достъп до файлове и папки, системи за криптиране на файлове EFS (Файлова система за криптиране– криптирана файлова система).
Система NTFS, използвани във версии на Windows до Windows 2000, не отговаря на съвременните изисквания, по-специално:
· ограничава броя на томовете до 26 (дискове от A до Z);
· промяната на дял винаги изисква рестартиране;
· в системния регистър се съхраняваше информация за томовете на NTFS, което затрудняваше използването на диска с друга система.
Тези проблеми бяха решени през Windows 2000като се използва LDM(Логично Мениджър на дискове – мениджър на логически диск), който вече не изисква присвояване на букви на устройства. Подобрения NTFS, използвано в Уиндоус експи, бяха свързани с:
· подобряване на производителността способности за данни,
· въвеждане на възможност за задаване на стойности на размера на клъстера, различни от фиксираната от 512 байта;
· подобрени административни функции: индексиране на папки и ограничаване на неочакваното потребление на памет.
Файлова система NTFSпредставлява изключително постижение на структурирането: всеки елемент от системата е файл - дори служебната информация. Най-важният файл в NTFSНаречен MFT (Главна файлова таблица– обща файлова таблица). За разлика от ДЕБЕЛ, който съхранява таблици отделно, в началото на тома, NTFSместа MFTв скрити файлове.
Глава NTFSможе да бъде почти всякакъв размер. Максималният му размер е ограничен само от размера на твърдите дискове.
NTFSразделя цялото полезно пространство за съхранение на клъстери - блокове от данни, като размерът на клъстера варира от 512 байта до 64 KB (клъстер от 4 KB се счита за стандарт).
диск NTFSусловно разделена на две части. Първите 12% от диска са посветени на MFT зона- пространството, в което се разраства метафайлът MFT. Не е възможно да се записват никакви данни в тази област. MFT зоната винаги се поддържа празна - това се прави така, че най-важният обслужващ файл ( MFT) не се фрагментира по време на растежа си. Останалите 88% от диска е обикновено пространство за съхранение на файлове (Фигура 9).
Ориз. 9.Физическа структура на NTFS
Механизмът за използване на MFT зоната е следният: когато файловете вече не могат да се записват в редовно пространство, MFT зоната просто се намалява (в текущите версии на OS точно наполовина), като по този начин се освобождава място за запис на файлове. Когато се освободи място в нормалната област, MFT зоната може да се разшири отново. Въпреки това е възможно обикновените файлове да останат в тази зона.
MFTсе намира в зона МФТ и представлява централизирана директория на всички други дискови файлове(включително себе си). MFTуправлява всички обемни файлове и т.нар метаданникато се използва релационна базаданни. Информацията за файловете се поставя в редове, а атрибутите на файла (скрити, криптирани, компресирани, системни и т.н.) се записват в колони.
MFTразделена на записи с фиксиран размер(обикновено 1 KB) и всеки запис съответства на файл. Първите 16 файла са със сервизен характер и не са достъпни за ОС - извикват се метафайлове, а първият метафайл е самият той MFT. Файлове с размер до 900 байта могат да се поберат изцяло в един запис. За файлове по-голям размер MFTсъдържа указатели към местоположението им в дискова памет. Същото важи и за папките: ако са достатъчно малки, те са напълно включени MFT.
Първите 16 елемента MFT- единствената част от диска, която има фиксирана позиция. Второто копие на първите три записа, за надеждност (те са много важни), се съхранява точно в средата на диска. Останалата част от MFT файла може да бъде разположена, както всеки друг файл, на произволни места на диска - можете да възстановите позицията му, като използвате самия файл, "хващайки" на самата основа - на първия елемент MFT.
Всеки метафайл е отговорен за някои аспекти от работата на системата. Предимството на този подход е гъвкавостта. Например във файловата система ДЕБЕЛфизическо увреждане на самата зона ДЕБЕЛфатално за функционирането на целия диск и NTFSможе да измества, дори да фрагментира по диска, всички негови обслужващи зони, заобикаляйки всякакви повърхностни грешки - с изключение на първите 16 елемента MFT.
Метафайловете са в основната директория NTFSдиск – те започват със символа на името „$“. В момента се използват следните метафайлове:
· $MFT– самата MFT;
· $MFTmirr– копие на първите 16 MFT записа, разположени в средата на диска;
· $LogFile– поддържащ файл за регистриране;
· $ Обем– сервизна информация (етикет на том, версия на файловата система и др.);
· $AttrDef– списък със стандартни атрибути на файлове на тома;
· $. - главна директория;
· $Bitmap– обемна карта на свободното пространство;
· $Boot– зареждащ сектор (ако дялът е зареждащ);
· $квота- файл, който записва потребителските права за използване на дисково пространство;
· $ Upcase– файлова таблица на съответствието между главни и малки букви в имената на файловете в текущия том.
Всички файлове, намиращи се на диска, са споменати в MFT. Цялата информация за файла (с изключение на самите данни) се съхранява на това място: име на файла, размер, дисково местоположение на отделни фрагменти и т.н. Ако един запис липсва за информация MFT, тогава се използват няколко, а не непременно подред.
Малки файлове (до 900 байта) се съхраняват директно в MFT, в пространството, оставащо от основните данни в рамките на един запис MFT. Файловете, които заемат стотици байтове, обикновено нямат своето „физическо“ въплъщение в основната файлова област - всички данни на такъв файл се съхраняват на едно място - в MFT.
Името на файла може да съдържа всякакви знаци, включително пълен комплектнационални азбуки, тъй като данните са представени в Unicode– 16-битово представяне, което дава 65535 различни символа. Максималната дължина на името на файла е 255 знака.
Каталог при NTFSе специфичен файл, който съхранява връзки към други файлове и директории, създавайки йерархична структура от данни на диска. Каталожният файл е разделен на блокове, всеки от които съдържа името на файла, основните атрибути и връзка към елемента MFT, който вече предоставя пълна информация за елемента от директорията. Вътрешната структура на директорията е двоично дърво (B-дърво). Това означава, че за да намери файл с дадено име в линейна директория, като FAT, операционната система трябва да прегледа всички записи в директорията, докато намери този, от който се нуждае. Двоичното дърво подрежда имената на файловете по такъв начин, че търсенето на файл се извършва по по-бърз начин - чрез получаване на двуцифрени отговори на въпроси за местоположението на файла. Въпросът, на който бинарното дърво може да отговори е: в коя група, спрямо даден елемент, се търси името, отгоре или отдолу? Такова търсене започва с въпрос към средния елемент и всеки отговор стеснява областта на търсене средно два пъти. Файловете са подредени по азбучен ред, а отговорът на въпроса се осъществява по очевидния начин - чрез сравняване на началните букви. Зоната за търсене, стеснена наполовина, започва да се изследва по подобен начин, започвайки отново от средния елемент. Пример за търсене в B-дърво е показано на фиг. 10.
По този начин, за да търсите един файл сред, например, 1000, ДЕБЕЛще трябва да се направят средно 500 сравнения (най-вероятно файлът ще бъде намерен по средата на търсенето), докато система, базирана на B-дърво, ще трябва да направи само около 10 (2 10 = 1024).
Основната директория на диска - коренът - не се различава от обикновените директории, с изключение на специална връзка към нея от началото на метафайла MFT.
NTFS– система, устойчива на грешки, която може да се възстанови до правилното състояние в случай на почти всякакви реални повреди.
В табл 4 са показани ограниченията, наложени на файлови системи NTFSИ ДЕБЕЛ.
Таблица 4.Ограничения на файловата система
За нова ОС Vista компания Microsoftразработва нова файлова система Windows Future Storage (WinFS – « предстояща система за съхранение“), предназначени да заменят NTFSИ ДЕБЕЛ. В основата WinFSлъжи модифицирани NTFSс подобрени административни функции, организиране на достъпа до файлове, синхронизиране и защита на файловите ресурси.
Новата файлова система е предназначена да съхранява файлове на база критерии за тяхното съдържание, т.е. автор, съдържание, име, източник и последно достъпен потребител. Структурата на папката се показва в Диригент, е просто виртуална карта.
Същността WinFSе т.нар модел на данни- механизъм, който постоянно администрира и структурира цифрови елементиили "елементи" ( елементи). Елементите използват описателни елементи, които надхвърлят концепцията за файл. Тези описателни елементи не присъстват във файла, но са изцяло собственост и се контролират от WinFS. С тази схема можете да регистрирате не само файлове като обекти, но и например контакти, интернет връзки, писма и др.
От гледна точка на потребителите елементите премахват необходимостта от използване на физическо местоположение на файла. Вместо това ОС организира данните в зависимост от тяхното съдържание виртуални папки. Когато търсите данни, персонализирани критерии като " Всички документи по курса по ИКТ за последните две години» заместване на информация за файлов формат, автори и местоположение.
Microsoft внедри променящ се модел на елемент в WinFS, т.е. потребителите могат сами да дефинират елементи с помощта на метаданни XMLи посочва връзките между обектите. В този случай е възможно например да се покажат всички документи на даден автор заедно с информация за неговия адрес и свързани документи.
| Задача № 4 1. Определете какви файлови системи се използват на твърдия диск на вашия работна станция: · следвайте командите на главния Меню на Windows: Старт Þ Настройки Þ Контролен панел Þ Администриране Þ Управление на компютъра; · в левия панел на конзолата за управление на компютъра разгънете секцията Устройства за съхранение и щракнете двукратно върху опцията Управление на дискове; · В десен панелконзолата за управление на компютъра ще покаже информация за структурата на дисковете и използваните файлови системи; · запишете тази информация в работната си книга; · затворете прозореца на конзолата. 2. Определете характеристиките на логическите и физическите дискове на вашата работна станция: · изпълнете командите от главното меню на Windows: Старт Þ Програми Þ Стандартни Þ Системни Þ Системна информация; · в левия панел на конзолата System Information разгънете секцията Components, а в нея – подсекцията Storage devices; · Щракнете двукратно върху първата опция Дискове. Десният панел показва характеристиките на логическите устройства. Запишете значенията в работната си тетрадка; · Щракнете два пъти върху втората опция Дискове. Десният панел показва характеристиките на физическите дискове. Запишете основните значения в работната си тетрадка; · затворете прозореца на конзолата. |
Тази статия е посветена на файлови системи . Когато инсталирате операционната система, Windows ви подканва да изберете файлова система на дяла, където ще бъде инсталирана, а потребителите на компютри трябва да избират от две опции ДЕБЕЛили NTFS.
В повечето случаи потребителите са доволни да знаят това NTFS е "по-добър"и изберете тази опция.
Понякога обаче се чудят и какво точно е по-добре?
В тази статия ще се опитам да обясня какво е файлова система, какви са те, как се различават и коя трябва да се използва.
Статията опростява някои технически характеристики на файловите системи за по-разбираемо възприемане на материала.
Файлова системае начин за организиране на данни върху носители за съхранение. Файловата система определя къде и как ще се записват файлове на носителя за съхранение и дава на операционната система достъп до тези файлове.
Съвременните файлови системи имат допълнителни изисквания: възможност за криптиране на файлове, контрол на достъпа до файлове и допълнителни атрибути. Обикновено файловата система се записва в началото на твърдия диск. ().
От гледна точка на операционната система твърдият диск е колекция от клъстери.
Клъстер– това е областта на диска определен размерза съхранение на данни. Минималният размер на клъстера е 512 байта. Защото се използва двоична системанотация, тогава размерите на клъстерите са кратни на степени на две.
Потребителят образно може да си представи твърдия диск като кариран бележник. Една клетка на страницата е един клъстер. Файловата система е съдържанието на бележника, а файлът е думата.
За твърди дискове в компютри в момента има две най-често срещани файлови системи: ДЕБЕЛили NTFS. Появи се първи ДЕБЕЛ (FAT16), тогава FAT32, и тогава NTFS.
ДЕБЕЛ(FAT16) – е съкращение от Таблица за разпределение на файлове(в превод Таблица за разпределение на файлове).
FAT рамката е разработена от Бил Гейтс и Марк Макдоналд през 1977 г. Използва се като основна файлова система в операционните системи DOS системиИ Microsoft Windows(преди Windows версииАЗ).
Има четири версии на FAT - FAT12, FAT16, FAT32И exFAT. Те се различават по броя на битовете, разпределени за съхраняване на номера на клъстера.
FAT12използва се главно за флопи дискове, FAT16- за малки дискове, и новия exFATпредимно за флашки. Максималният размер на клъстера, поддържан във FAT, е 64 Kb. ()
FAT16въведен за първи път през ноември 1987 г. Индекс 16 в името показва, че 16 бита се използват за номера на клъстера. В резултат на това максималният размер на дисковия дял (том), който тази система може да поддържа, е 4 GB.
По-късно, с развитието на технологиите и появата на дискове с капацитет над 4 GB, се появи файлова система FAT32. Той използва 32-битово клъстерно адресиране и е въведен с Windows 95 OSR2 през август 1996 г. FAT32ограничен обем до 128GB. Също така тази система може да поддържа дълги именафайлове. ().
NTFS(съкращение НовтехнологияФайлСистема - Нова технологична файлова система) - стандартна файлова система за семейството на операционната система системи на Microsoft Windows NT.
Представен на 27 юли 1993 г. заедно с Windows NT 3.1. NTFS е разработен на базата на файл HPFS системи(съкращение ВисокопроизводителностФайлСистема - Високопроизводителна файлова система), създаден от Microsoft съвместно с IBM за операционната система OS/2.
Основен Функции на NTFS: вградени възможности за ограничаване на достъпа до данни за различни потребители и потребителски групи, както и задаване на квоти (ограничения за максимален обемдисково пространство, заето от определени потребители), използвайки система за журналиране за повишаване на надеждността на файловата система.
Спецификациите на файловата система са частна собственост. Обикновено размерът на клъстера е 4Kb. На практика не се препоръчва създаването на томове, по-големи от 2TB. Твърди дисковетоку-що достигнали този размер, може би в бъдеще ни очаква нова файлова система. ().
По време на инсталирането на Windows XP ще бъдете подканени да форматирате диска в системата. ДЕБЕЛили NTFS. Това означава FAT32.
Всички файлови системи са изградени на принципа: един клъстер - един файл. Тези. един клъстер съхранява данни само от един файл.
Основната разлика за редовен потребителмежду тези системи е размерът на клъстера. „Преди много време, когато дисковете бяха малки и файловете бяха много малки“, това беше много забележимо.
Нека да разгледаме примера на един том на диск с капацитет 120GB и файл с размер 10KB.
За FAT32размерът на клъстера ще бъде 32Kb, а за NTFS - 4Kb.
IN FAT32такъв файл ще заема 1 клъстер, оставяйки 32-10=22Kb неразпределено пространство.
IN NTFSтакъв файл ще заема 3 клъстера, оставяйки 12-10 = 2Kb неразпределено пространство.
По аналогия с бележника, клъстерът е клетка. И след като поставим точка в клетка, ние вече логично я заемаме цялата, но в действителност остава много свободно място.
Така преходът от FAT32Да се NTFSви позволява да използвате вашия твърд диск по-оптимално, когато в системата има голям брой малки файлове.
През 2003 г. имах диск от 120GB, разделен на томове от 40 и 80GB. Когато преминах от Windows 98 към Windows XP и конвертирах диска с FAT32 V NTFS, имам около 1 GB освободено дисково пространство. По това време това беше значително „увеличение“.
За да разберете коя файлова система се използва в обемите на твърдия диск на вашия компютър, трябва да отворите прозореца със свойства на тома и в раздела "Обичайни са"прочетете тези данни.
Сила на звукае синоним на дял на диска; потребителите обикновено наричат том „устройство C“, „устройство D“ и т.н. Пример е показан на снимката по-долу:
В момента широко се използват дискове с капацитет от 320GB или повече. Затова препоръчвам използването на системата NTFSЗа оптимално използванедисково пространство.
Освен това, ако има няколко потребители на компютъра, NTFS ви позволява да конфигурирате достъпа до файлове по такъв начин, че различни потребителине може да чете или променя файлове на други потребители.
В организации при работа в локална мрежасистемните администратори също използват други функции на NTFS.
Ако се интересувате от организиране на достъп до файлове за няколко потребители на един компютър, тогава следващите статии ще опишат това подробно.
При писането на тази статия са използвани материали от сайтовете ru.wikipedia.org.
Автор на статията: Максим Телпари
Потребител на компютър с 15 години опит. Специалист по поддръжка на видео курсове Уверен потребител PC", след като изучавате, ще научите как да сглобите компютър, да инсталирате Windows XP и драйвери, да възстановите системата, да работите в програми и много други.
Правете пари с тази статия!
Регистрирайте се в партньорска програма. Заменете връзката към курса в статията с вашата партньорска връзка. Добавете статия към вашия сайт. Можете да получите препечатана версия.
При Инсталиране на Windows XP ще бъдете подканени да форматирате съществуваща секция, на който е инсталирана операционната система, във файловата система NTFS. Трябва да разберете какво е то.
NTFS е единствената файлова система в Windows, която ви позволява да зададете права за достъп различни файлове. Инсталиране за потребителите определени разрешенияза файлове и директории, потребителят може да защити поверителна информация от неоторизиран достъп.
Основните цели на NTFS са:
- осигуряване на бързо изпълнение стандартни операциинад файлове като четене, писане, търсене
- осигуряване на осигуряване допълнителни функции, включително възстановяване на повредени файлови системи на изключително големи дискове.
NTFS започва да се използва с Windows NT 3.1 през 1993 г. Ето основните му технологични постижения:
- Работи с големи дискове. NTFS има размер на клъстера от 512 байта, но може да се променя до 64K.
- Устойчивост. NTFS съдържа две копия на FAT аналога, които се наричат MFT (Master File Table). Ако оригиналният MFT е повреден в случай на хардуерна грешка, системата използва копие на MFT при следващото зареждане и автоматично. създава нов оригинал, като вече се вземат предвид щетите. NTFS използва транзакционна система, когато записва файлове на диск.
- Сигурност. NTFS третира файловете като обекти. Всеки файлов обект има свойства като име, дата на създаване, дата последна актуализация, архивно състояние. Файловият обект също така съдържа набор от методи, които ви позволяват да работите с него, като отваряне, затваряне, четене и запис.
- Компресиране на данни. NTFS ви позволява да компресирате отделни директории и файлове. Това ви позволява да спестите дисково пространство, например можете да компресирате големи графични файлове BMP формат, или текстови файлове.
- Поддръжка на ISO Unicode формат. Форматът Unicode използва 16 бита за кодиране на всеки знак. Един прост потребител може да наименува файлове на всеки език - системата ще поддържа това, без да изисква промени кодова страница, точно както направиха DOS и W9x.
Основни свойства на файловата система NTFS:
- NTFS има характеристики за сигурност, позволява ви да контролирате достъпа до данни и привилегиите на собственика, за да гарантирате целостта на важни данни. NTFS папките и файловете могат да имат присвоени права за достъп.
- NTFS има възможност за въвеждане на квоти. Това свойство обикновено е необходимо на системните администратори, големи компании, където има голям брой потребители, които не поддържат информацията актуална и съхраняват ненужни файлове, като по този начин заемат дисково пространство. Тъй като администраторът не може да наблюдава всичко това, той може да наложи квота за използване на диска на конкретен потребител. Ако потребителят превиши определената му квота, ще бъде направен съответен запис в регистъра на събитията. За да активирате дисковите квоти:
- така че дискът да е вътре NTFS формат
- в свойствата на папката Tools-Folder Options-View премахнете отметката от квадратчето Simple File Sharing.
- В раздела Квота, който се появява, трябва да поставите отметка в квадратчето за Активиране на управлението на квоти. Това ще зададе мека квота, която ще издаде предупреждение, че потребителят е превишил квотата, но той ще има право да пише. За да сте сигурни, че на потребителя ще бъде отказан достъп до този том, ако квотата е надвишена, трябва да поставите отметка в квадратчето Отказ дисково пространствоза потребители, превишаващи ограничението на квотата
