Mitä fs fat -muotoa pidetään. Mitä tehdä, jos tiedot katoavat. Fat-tiedostojärjestelmän järjestäminen

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 pääsyä koskeviin tietoihin tietoväline tai sen osa. 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 Kovalevyt. 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 BIOS-parametrilohko 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 järjestelmätiedostojen hakualgoritmin tallentamiseen levylle, järjestelmätiedostojen on oltava tietyssä paikassa, jotta käynnistystietue voi 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 täyttyy aina vapaa paikka levyllä 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 apuohjelmia Levyn eheytys, joka 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 FAT:ia voidaan käyttää volyymeillä, jotka toimivat eri kanssa OS.

Vaikka minkään muun tiedostojärjestelmän käyttämiselle ei ole estettä 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 yksinkertaiset rakenteet luetteloita. 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 klusterien enimmäismäärä on 65 525 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 loput 15 kt tilaa toisessa klusterissa tyhjä.täytetty, eikä niitä voi kirjoittaa muihin tiedostoihin. Jos suuri määrä pieniä tiedostoja kirjoitetaan suurille levyille, levytilan menetys on merkittävä. Seuraavassa taulukossa 2.1 on tietoja mahdollisesta levytilan menetyksestä, kun eri kokoja osio.

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. Tämä käyttöjärjestelmä tulee mukana erikoisohjelma aseman muuntaminen FAT 16:sta FAT 32:ksi. Windows NT ja Windows 2000 voivat myös käyttää FAT-tiedostojärjestelmää, joten voit käynnistää tietokoneesi DOS-levyltä ja täysi pääsy kaikkiin tiedostoihin. 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 FAT 32 -tiedostojärjestelmälle. Käyttöjärjestelmän asennus Windows-järjestelmät NT käynnistyy FAT-levyltä, mutta jos käyttäjä haluaa, levyllä olevat tiedot voidaan muuntaa NTFS-muotoon asennuksen lopussa.

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, HDD 2 Gt FAT16:ssa käyttää 32 kt:n kokoisia klustereita ja FAT32:ssa 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. Nykyiset työkalut ja ohjaimet toimivat FAT32-asemilla. 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. Jotkin FAT16-spesifikaatiolle suunnitellut vanhat ohjelmat voivat 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). Päällä Tämä hetki 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 tiedosto NTFS-järjestelmä 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 korkean suorituskyvyn HPFS-tiedostojärjestelmä. linkitetty lista käytetään FATissa. 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 nimi Windows 2000:lle) Microsoft tukee uutta NTFS 5.0 -tiedostojärjestelmää. Uusi NTFS-versio esitteli lisää tiedoston attribuutteja; 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;

yhdistä mikä tahansa hakemisto (sekä paikallisessa että etätietokoneessa) 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 korkea luotettavuus ja tiedostorakenne;

Korkea suorituskyky työskennellessäsi suurten tiedostojen kanssa;

Vikoja:

Suuremmat äänenvoimakkuusvaatimukset RAM-muisti verrattuna FAT 32:een;

Keskikokoisten hakemistojen kanssa työskentely on vaikeaa niiden pirstoutuneisuuden vuoksi.

Lisää alhainen nopeus työtä 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.

Vikoja:

Matala suojaus järjestelmävikoja vastaan;

Ei tehokasta työtä suurilla tiedostoilla;

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: Nopeus NTFS toimii laskee jyrkästi, kun levy on täytetty 80 - 90 %:iin. 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 FAT 32 -laskentataulukon tilavuus voi viedä noin useita megatavuja RAM-muistissa. Mutta välimuisti tulee apuun. Mitä välimuistiin kirjoitetaan:

Eniten käytetyt hakemistot;

Tiedot kaikista tällä hetkellä käytössä olevista tiedostoista;

Tiedot vapaasta levytilasta;

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 ennen MS-DOS:aa, ja kaikki käyttöjärjestelmät tukevat sitä. Microsoftin järjestelmät yhteensopivuuden varmistamiseksi. 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-DOSin päivinä 4 Gt kovalevyjä tuntui unelmalta (20-40 MB levyt 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

Alkaen Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) esitteli tuen 32-bittiselle FAT:lle Windowsissa. 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 jotkin FAT16:lle suunnitellut tiedostoapuohjelmat eivät 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, jolla on pitkä nimi, Windows luo vastaavan nimen 8.3-muodossa ja yhden tai useamman merkinnän hakemistoon tallentaakseen pitkän nimen (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

SISÄÄN Microsoftin koostumus Windows 2000 sisältää tuen uudelle NTFS-tiedostojärjestelmän versiolle, joka toimii erityisesti hakemistopalveluiden kanssa Active Directory, jäsentää pisteitä, tietoturvatyökaluja, kulunvalvontaa ja monia muita ominaisuuksia.

Kuten FAT, tärkein tietoyksikkö NTFS:ssä se 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. Tuettu pitkiä nimiä tiedostot ISO'9660 Level 2:n mukaisesti.

Kun luot CD-ROM-levyä 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:

• käyttöjärjestelmien tukema tiedostojärjestelmä MS-DOS-järjestelmät, 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 yksikölle. 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 käyttöä varmuuskopio RASVA. 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 käyttää protokollaa ja Lisäinformaatio varten automaattinen palautus tiedostojärjestelmän eheys;
• 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 enemmän nopea pääsy 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. FAT-tiedoston katseleminen edellyttää koko tiedostorakenteen etsimistä.

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 saatavilla lukemiseen ja kirjoittamiseen millä tahansa Windows-sovelluksella. Tätä varten niitä ei tarvitse purkaa etukäteen. 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.

Tässä katsauksessa tarkastelimme erilaisia ​​Microsoft Windows 2000:n tukemia tiedostojärjestelmiä, keskustelimme niiden suunnittelusta ja panimme merkille niiden edut ja haitat. Lupaavin on NTFS-tiedostojärjestelmä, jolla on iso setti ominaisuuksia, 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

Joka kerta kun käytän FatF-tiedostoja, mielestäni olisi mukavaa ymmärtää, kuinka kaikki toimii sisällä. Lykkäsin tätä kysymystä pitkään, ja lopulta jää on murtunut. Joten globaali tavoite on polttaa muistikortteja, jos se toimii yksityiskohtaisesti, nykyinen tavoite on käsitellä tiedostojärjestelmää.

Sanon heti, että minulla ei ollut tavoitetta kirjoittaa omaa kuljettajaa tai ymmärtää yksityiskohtia, olin vain kiinnostunut. Tehtävä on melko yksinkertainen ymmärtää, joten tässä ei ole "koodeja".

Joten ensimmäinen asia, joka meidän on ymmärrettävä, on, että kun kommunikoimme suoraan muistikortin kanssa, voimme joko lukea tai kirjoittaa 512 tavua, muita toimintoja ei anneta. Koska kopioimme ja poistamme tiedostoja jatkuvasti ja tiedostokoot ovat aina erilaisia, kortille ilmestyy tyhjiä alueita sekoitettuna tallennettuihin. Jotta käyttäjän ei tarvitse huolehtia tietojen sijoittamisesta, on olemassa kerros, joka huolehtii näistä huolenaiheista, tämä on tiedostojärjestelmä.

Kuten edellä mainittiin, voit kirjoittaa ja lukea vain 512 tavun kerrannaisina, ts. 1 sektori. On myös käsite - klusteri on yksinkertaisesti useita sektoreita, esimerkiksi jos klusterin koko on 16 kB, se tarkoittaa, että siinä on 16000/512 = 31,25 tai pikemminkin 32 sektoria ja todellinen klusterin koko on 16384 tavua. Kaikki tiedostot ovat koon, joka on klusterin koon kerrannainen. Vaikka tiedosto olisi kooltaan 1 kt ja klusterin koko 16 kt, tiedosto vie koko 16 kt.

Olisi loogista tehdä pieniä klustereita, mutta silloin tulee esiin tiedostojen enimmäismäärän ja koon rajoitus. FAT16 toimii 16-bittisellä tiedolla, joten et voi täyttää enempää kuin 2^16 klusteria. Siksi mitä pienempi niiden koko on, sitä tehokkaammin käytetään tilaa pienille tiedostoille, mutta sitä vähemmän tietoa voidaan ahmia levylle. Ja päinvastoin, mitä suurempi koko, sitä enemmän tietoa voit ahmia sisään, mutta sitä vähemmän tehokkaasti käytetään tilaa pienille tiedostoille. Suurin koko klusterin koko on 64 kt, joten FAT16:n enimmäiskoko on 64 kt*2^16 = 4 Gt.

Alkutiedot: on 1GB micro SD -muistikortti. Merkitty MYDISK, täysin alustettu, klusterin koko 16 kt.

Tarvitset Hex-editorin, mutta mikään editori ei toimi; tarvitset sellaisen, joka voi tarkastella koko levyä, ei vain levyllä olevia tiedostoja. Mistä löysin: WinHex on sopivin, mutta maksettu; HxD on yksinkertainen, ilmainen, mutta en saanut sitä tallentamaan muutoksia levylle; DMDE on hieman ei-käyttäjäystävällinen, ilmainen ja mahdollistaa muutosten tallentamisen. Yleensä päädyin HxD:hen.

Ensinnäkin kannattaa pohtia FAT16:n rakennetta, kuvassa näkyy missä järjestyksessä tiedostojärjestelmän eri osat sijaitsevat.

Kaikki palvelutiedot tallennetaan käynnistyssektoriin. FAT-alue tallentaa tietoja siitä, kuinka tiedostotiedot sijaitsevat levyllä. Päähakemisto sisältää tietoa siitä, mitkä tiedostot ovat levyn juurissa. Tietoalue sisältää tiedostojen sisältämät tiedot. Kaikki alueet seuraavat tiukasti toisiaan peräkkäin, ts. Käynnistyssektorin jälkeen FAT-alue alkaa välittömästi. Katsotaanpa alla olevia yksityiskohtia.

Tehtävä: ymmärtää periaatteen, jolla tiedostonimet ja niiden sisältö järjestetään. Joten aloitetaan etsimällä juurihakemistosta, mitä tiedostoja meillä on saatavilla. Käynnistysalueen tiedot auttavat meitä tässä.

Mielenkiintoisimmat tiedot on esitetty taulukossa

Ensimmäinen asia, jonka tarvitsemme, on tietää käynnistysalueen koko. Katsomme osoitetta 0x0E ja näemme, että käynnistysalueelle on varattu 4 sektoria, ts. FAT-alue alkaa osoitteesta 4*512 = 0x800.

FAT-taulukoiden lukumäärä voidaan määrittää käynnistysalueen osoitteella 0x10. Esimerkissämme niitä on kaksi, miksi kaksi, koska jokainen taulukko monistetaan varataulukoksi, jotta tiedot voidaan palauttaa virheen sattuessa. Taulukon koko on määritetty osoitteessa 0x16. Siten tiedoston koko on 512*2*0xEE = 0x3B800 ja juurihakemisto alkaa osoitteesta: 0x800 + 0x3B800 = 0x3C000

Juurihakemiston sisällä kaikki elementit on jaettu 32 tavuun. Ensimmäinen elementti on taltion nimi, mutta seuraavat elementit ovat tiedostoja ja kansioita. Jos tiedoston nimi alkaa kirjaimella 0xE5, se tarkoittaa, että tiedosto on poistettu. Jos nimi alkaa numerolla 0x00, se tarkoittaa, että edellinen tiedosto oli viimeinen.

Keksin melko mielenkiintoisen juurihakemistorakenteen. Kortti alustettiin kokonaan, sitten luotiin 2 tekstitiedostoa, jotka nimettiin uudelleen MyFile.txt ja BigFile.txt.

Kuten näette, kahden tiedostoni lisäksi on luotu joukko vasemmistolaisia, joiden alkuperää voi vain arvailla.

Tärkein asia, jota tässä voidaan korostaa, on ensimmäisen klusterin osoite, josta tiedostomme tiedot alkavat. Osoite sijaitsee aina offsetissa 0x1A. Esimerkiksi tiedostomme MyFile.txt nimi sijaitsee osoitteessa 0x3C100, lisäämme siihen 0x1A, siellä näemme ensimmäisen klusterin numeron. = 0x0002 eli toinen klusteri. BigFile.txt-tiedoston tiedot alkavat kolmannesta klusterista.

Myös juurihakemistosta löydät myös tiedoston viimeisen muokkauksen päivämäärän ja kellonajan; tämä kysymys ei ollut minulle kovin kiinnostava, joten ohitan sen. Viimeinen hyödyllinen asia, jonka juurihakemisto voi kertoa, on sen koko, jotta voimme selvittää, mistä tiedot alkavat.

Koko ilmoitetaan käynnistyssektorissa osoitteessa 0x11(2bytes) = 0x0200*32 = 0x4000 tai 16384 tavua.

Lisätään sen koko juuriosoitteeseen: 3C000 + 4000 = 40000 on ensimmäisen tietoklusterin osoite, mutta tarvitsemme toisen löytääksemme MyFile.txt-tiedoston. Sektoreiden määrä klusterissa on 32, klusterin koko = 32*512 = 16384 tai 0x4000, joten lisätään ensimmäisen klusterin osoitteeseen sen koko, ts. Teoriassa toisen klusterin pitäisi alkaa arvosta 0x44000.

Menemme osoitteeseen 0x44000 ja näemme, että tiedot kuuluvat BigFile.txt-tiedostoon (se on vain roskaa)

Osoittautuu, että siinä on pieni hienovaraisuus, klusterien numerointi alkaa toisesta, ei ole selvää, miksi näin tehtiin, mutta se on tosiasia, ts. itse asiassa olemme siirtyneet kolmanteen klusteriin. Palataan yksi klusteri takaisin osoitteeseen 0x40000 ja katsotaan odotetut tiedot.

Nyt herää kysymys. Miksi tarvitsemme FAT-taulukon? Asia on siinä, että dataa voidaan pirstalla, ts. Tiedoston alku voi olla yhdessä klusterissa ja loppu täysin eri klusterissa. Lisäksi nämä voivat olla täysin erilaisia ​​​​klustereita. Niitä voi olla useita hajallaan eri tietoalueille. FAT-taulukko on eräänlainen kartta, joka kertoo, kuinka klusterien välillä siirrytään.

Otetaan esimerkki: BigFile.txt-tiedostoon täytetään joukko satunnaista roskaa niin, että se ei sisällä yhtä klusteria, vaan useita. Menemme FAT-taulukon alkuun ja katsomme sen sisältöä.

Ensimmäiset kahdeksan tavua 0xF8FFFFFF ovat rasvataulukon alun tunniste. Seuraavat ovat 2 tavua, jotka viittaavat MyFile.txt-tiedostoon; se, että niihin on kirjoitettu 0xFFFF, tarkoittaa, että tiedosto varaa vain yhden klusterin. Mutta seuraava tiedosto BigFile.txt alkaa kolmannesta klusterista, muistamme tämän juurihakemistosta, jatkuu neljännessä, menee sitten kohtaan 5,6,7... ja päättyy kohtaan 12, ts. sisältää 10 klusteria.

Katsotaan, onko näin todella. Tiedosto painaa 163 kt, ts. miehittää 163000/(32*512) = 9,9 klusteria, mikä on melko samanlaista kuin odotettiin. Toistetaan vielä kerran, että yksi FAT-taulukon elementti vie 2 tavua, ts. 16 bittiä, josta nimi FAT16. Vastaavasti suurin osoite on 0xFFFF, ts. enimmäisäänenvoimakkuus FAT16 0xFFFF*klusterikoon.

Siirrytään FAT32:een. Latausosaa on hieman muutettu.

On joitakin perustavanlaatuisia muutoksia. Tiedostojärjestelmän nimi on siirtynyt osoitteeseen 0x52, juurikokoa ei huomioida. Tietoalue on aivan FAT-taulukoiden takana, juurihakemisto tietoalueen sisällä. Lisäksi juurihakemistolla ei ole kiinteää kokoa.

Tietoalueen osoite lasketaan:
käynnistyssektorin koko + FAT-taulukko, minun tapauksessani kävi ilmi:
746496 + (3821056 * 2) = 0x800000

Juurihakemiston osoite lasketaan:
(juurihakemiston ensimmäisen klusterin numero - 2) * klusterin koko + tietoalueen alun osoite,
nuo. tässä esimerkissä se osuu tietoalueen alkuun.

Kuten ennenkin, juuren tiedot vievät 32 tavua, kuten ennenkin, "poistetut" taikatiedostot, oletan, että nämä ovat väliaikaisia ​​muistilehtiötiedostoja.

Mutta MYFILE.txt:n ensimmäisen klusterin alku määräytyy nyt kahdella tavulla, joista korkein on offsetilla 0x14, pienin kuten ennen 1A. Siksi tiedoston ensimmäisen tietoklusterin numero on:
8000A0 + 0x14 = 0x8000B4 - korkea tavu
8000A0 + 0x1A = 0x8000BA - pieni tavu
Minun tapauksessani kortissa oli vain yksi tiedosto, joten tämä on kolmas klusteri.

FAT-taulukosta haetaan kuten edellisessä tapauksessa, vain nyt elementit vievät 4 tavua, mistä johtuu nimi FAT32. Elementtien järjestelyn ideologia on täsmälleen sama kuin edellisessä tapauksessa.

Hyödyllisiä asioita pöytään
F8 FF FF F0 - ensimmäinen klusteri
FF FF FF 0F - viimeinen klusteri
FF FF FF F7 - vaurioitunut klusteri

Missä data on?
tietoalueen alku + klusterin koko * (juuriklusterin numero - 1)
= 0x800000 + (2*4096) = 0x801000

Toivottavasti yleisellä tasolla se tuli selväksi, näyttää siltä, ​​​​että ei ole mitään yliluonnollista. Ne, jotka lukevat ja toistavat, voivat syödä keksin :)

RASVA(Englanti) Tiedosto jakaminen Pöytä- "tiedostonjakotaulukko") on klassinen tiedostojärjestelmäarkkitehtuuri, jota yksinkertaisuutensa vuoksi käytetään edelleen laajalti flash-asemissa. Käytetään levykkeissä ja joissakin muissa tallennusvälineissä. Aiemmin käytetty kovalevyillä.

Tiedostojärjestelmän kehittivät Bill Gates ja Mark MacDonald vuonna 1977, ja sitä käytettiin alun perin 86-DOS-käyttöjärjestelmässä. 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.

FATista on tällä hetkellä neljä versiota - FAT8, FAT12, FAT16 Ja FAT32. Ne eroavat levyrakenteen tietueiden bittisyvyydestä, toisin sanoen klusterin numeron tallentamiseen allokoitujen bittien lukumäärä. FAT12 käytetään pääasiassa levykkeille, FAT16 pienille levyille, FAT32 kovalevyille. Uusi tiedostojärjestelmä kehitettiin FAT-pohjaisena exFAT(laajennettu FAT), käytetään ensisijaisesti flash-asemissa.

FAT-tiedostojärjestelmä täyttää vapaan levytilan peräkkäin alusta loppuun. Kun luot uuden tiedoston tai lisäät olemassa olevaa tiedostoa, se etsii ensimmäisen vapaan klusterin tiedostojen varaustaulukosta. Jos jotkin tiedostot on poistettu ja toisten koko on muuttunut, tuloksena olevat tyhjät klusterit ovat hajallaan levyllä. Jos tiedostotiedot sisältävät klusterit eivät sijaitse rivissä, tiedosto on pirstoutunut. Voimakkaasti pirstoutuneet tiedostot vähentävät merkittävästi tehokkuutta, koska luku-/kirjoituspäiden on siirryttävä levyn alueelta toiselle, kun etsitään seuraavaa tiedostotietuetta. On suositeltavaa, että tiedoston tallentamiseen varatut klusterit sijaitsevat vierekkäin, koska tämä lyhentää sen etsimiseen kuluvaa aikaa. Tämä voidaan kuitenkin tehdä vain käyttämällä erityisohjelmaa; tätä menettelyä kutsutaan eheytys tiedosto.

Toinen FATin haittapuoli on, että sen suorituskyky riippuu tiedostojen määrästä yhdessä hakemistossa. Jos tiedostoja on suuri määrä (noin tuhat), hakemiston tiedostoluettelon lukeminen voi kestää useita minuutteja. FAT ei tallenna tietoja, kuten tiedostojen omistajuus tai tiedostooikeudet.

FAT on yksinkertainen tiedostojärjestelmä, joka ei estä tiedostojen vioittumista tietokoneen epänormaalin sammutuksen vuoksi. Se on yksi yleisimmistä tiedostojärjestelmistä, ja useimmat käyttöjärjestelmät tukevat sitä.

Fat-tiedostojärjestelmän järjestäminen

Kaikki nykyaikaiset levykäyttöjärjestelmät mahdollistavat tiedostojärjestelmän luomisen, joka on suunniteltu tallentamaan tietoja levyille ja tarjoamaan niihin pääsyn. Jotta tiedot voidaan kirjoittaa levylle, sen pinnan on oltava jäsennelty - ts. jakaa sektoreille Ja kappaleita.

Jälki

C-klusteri

Kuva 1 - Levyn rakenne

Polut- nämä ovat samankeskisiä ympyröitä, jotka peittävät levyn pinnan. Levyn reunaa lähinnä olevalle raidalle annetaan numero 0, seuraavalle - 1 jne. Jos levyke on kaksipuolinen, molemmat puolet on numeroitu. Ensimmäisen puolen numero on 0, toisen puolen numero on 1.

Jokainen kappale on jaettu osiin, joita kutsutaan aloilla. Sektoreille on myös annettu numerot. Raidan ensimmäiselle sektorille on annettu numero 1, toiselle - 2 jne.

Kiintolevy koostuu yhdestä tai useammasta pyöreästä levystä. Kilven molempia pintoja käytetään tiedon tallentamiseen. Jokainen pinta on jaettu raiteiksi, raiteiksi vuorostaan ​​sektoreihin. Saman säteen polut ovat sylinteri. Siten kaikki nollaradat muodostavat sylinterin numeron nolla, raidat numero 1 muodostavat sylinterin numero 1 jne.

Siksi kiintolevyn pintaa voidaan pitää kolmiulotteisena matriisina, jonka mitat ovat numeroita pinta, sylinteri Ja aloilla. Sylinteri ymmärretään joukoksi kaikkia eri pintoihin kuuluvia raitoja, jotka sijaitsevat yhtä etäisyydellä pyörimisakselista.

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 erikoiskoodi E5 16 ja allokointitaulukon 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 periaatteessa MS-DOS 1.x:ää palvelevasta FAT:sta, koska tuolloin niitä oli vain kaksi erilaisia ​​tyyppejä taltiot - yksi- ja kaksipuoleiset viiden tuuman levykkeet 360 kB, ja taltion muoto määritettiin FAT-alueen ensimmäisen tavun mukaan. 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 laajalti erilaisia ​​laitteita yhteensopivuus DOS:n, Windowsin, OS/2:n ja Linuxin välillä. 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 tiedostojärjestelmän ohjaimeen, joka esiintyi tiedostossa Windows varten Workgroups 3.11 ja se on suunniteltu käsittelemään MS-DOS-toimintojen kutsuja (INT 21h) 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 Ohjelmoida yhteistyötä Laitekeskus Windows Mobile Liikkumiskeskus Narrator Paint Henkilökohtainen symbolieditori Etätuki Puheentunnistus