Файлова система

 

 

РОЗДІЛ 3. ФАЙЛОВА СИСТЕМА  HPFS

 

3.1. Перегляд файлової системи HPFS

 

Файлова система HPFS вперше була використана для операційної  системи OS / 2 1.2, щоб забезпечити доступ до з'являлися в той час на ринку  дискам великого розміру. Крім того, назріла  необхідність розширення існуючої системи  імен, покращення організації та безпеки  для задоволення зростаючих потреб ринку мережевих серверів. У файловій системі HPFS підтримується структура  каталогів FAT і додана сортування файлів по іменах. Файл може містити до 254 багатобайтових символів. Файл складається з «даних» та спеціальних атрибутів, що створює додаткові можливості для підтримки інших типів імен файлів і підвищенню рівня безпеки. Крім того, найменший блок для зберігання даних тепер дорівнює розміру фізичного сектора (512 байт), що дозволяє знизити втрати дискового простору.

Записи в каталозі файлової системи HPFS містять більше відомостей, ніж в FAT. Поряд з атрибутами файлу  тут зберігаються відомості про  створення та внесення змін, а також  дата і час доступу. Записи в каталозі файлової системи HPFS вказують не на перший кластер файлу, а на FNODE. FNODE може містити  дані файлу, покажчики на дані файлу  або інші структури, що вказують на дані файлу.

HPFS намагається по можливості  розташовувати дані файлу в  суміжних секторах. Це призводить  до підвищення швидкості послідовної  обробки файлу.  
HPFS ділить диск на блоки по 8 МБ кожен і завжди намагається записати файл в межах одного блоку. Для кожного блоку 2 КБ зарезервовано під таблицю розподілу, в якій міститься інформація про записані і вільних секторах в межах блоку. Розбиття на блоки призводить до підвищення продуктивності, оскільки головка диска для визначення місця для збереження файлу повинна повертатися не до логічного початку диска (як правило, це нульовий циліндр), а до таблиці розподілу найближчого блоку.

Крім того, файлова система HPFS містить два унікальних об'єкта даних.

 
3.2. Суперблок

 

Суперблок розташовується в логічному секторі 16 і містить покажчик на FNODE кореневого каталогу. У цьому криється головна небезпека використання HPFS: якщо сектор суперблоку позначений як пошкоджений, це призводить до втрати всіх даних розділу навіть на непошкоджених ділянках диска. Для відновлення даних їх необхідно скопіювати на інший диск з неушкодженим сектором 16 і відтворити суперблок. Це дуже складне завдання.

 
3.3. Запасний блок

 

Запасний блок розташовується в логічному секторі 17 і містить  таблицю екстрених виправлень, а  також блок резервного каталогу. У  файловій системі HPFS запис таблиці  екстрених виправлень використовується при виявленні дефектного сектора, щоб логічно вказати замість  нього наявний неушкоджений сектор. Ця технологія обробки помилок запису відома як екстрене виправлення.  
Якщо використовується технологія екстреного виправлення, то при виявленні пошкодженого сектора дані переносяться в інший сектор, а вихідний позначається як дефектний. Ці дії виконуються відкрито для будь-якої програми, яка виконує дискові операції вводу / виводу (тобто на роботі додатка проблеми з жорстким диском не позначаються). Повідомлення про помилку, які з'являються при виявленні пошкодженого сектора (наприклад, «FAT" Abort, Retry, or Fail ?"»), у файловій системі, що підтримує екстрені виправлення, відсутні.

Примітка. Версія файлової системи HPFS, яка входить до складу Windows NT, не підтримує технологію екстреного виправлення.

 

РОЗДІЛ 4 ФАЙЛОВА СИСТЕМА NTFS

 

4.1. Перегляд файлової системи NTFS

 

З точки зору користувача файлова система NTFS організує файли по каталогах і сортує їх так само, як і HPFS. Однак на відміну від FAT і HPFS на диску немає спеціальних об'єктів і відсутня залежність від особливостей встановленого обладнання (наприклад, сектор розміром 512 байт). Крім того, на диску відсутні спеціальні сховища даних (таблиці FAT і суперблок HPFS).

 

4.2 Надійність

 

Для забезпечення надійності файлової системи NTFS особливу увагу  було приділено трьом основним питанням: здатності до відновлення, усунення непереборних помилок одного сектора  і екстреного виправленню.

Для забезпечення здатності  до відновлення NTFS відстежує всі  транзакції щодо файлової системи. Виконання  команди CHKDSK у файловій системі FAT або HPFS служить для перевірки послідовності покажчиків у межах каталогу, розміщення і таблиці файлів. Файлова система NTFS зберігає журнал операцій з цими компонентами. Таким чином, для відновлення зв'язності системи необхідно за допомогою команди CHKDSK виконати «відкат» транзакцій до останньої точки фіксації.

При використанні FAT або HPFS збій сектора, в якому зберігається один із спеціальних об'єктів файлової системи, призводить до виникнення непереборний помилки одного сектора. У NTFS ця проблема вирішується двома способами. По-перше, спеціальні об'єкти не використовуються, а всі наявні на диску об'єкти відстежуються і захищаються. По-друге, існує кілька копій (число залежить від розміру тому) основної таблиці  файлів.

Подібно версіями HPFS для OS / 2, NTFS підтримує екстрене виправлення.

 

4.3. Додаткові функції

 

Основне призначення конфігурації операційної системи Windows NT на будь-якому  рівні є забезпечення платформи, яку можна використовувати в  якості модуля при побудові інших систем, і NTFS не є винятком. Ця файлова система являє собою гнучку платформу з широкими функціональними можливостями, яку можуть використовувати інші файлові системи. Крім того, в NTFS повністю реалізована модель безпеки Windows NT і підтримка декількох потоків даних. Файл даних перестав бути окремим потоком даних. Крім того, користувачі можуть додавати власні атрибути файлів.

 
4.4. Усунення обмежень

 

По-перше, в NTFS значно - до 2 ^ 64 байт (16 екзабайт або 18 446 744 073 709 551 616 байт) - збільшено допустимий розділ файлів і томів. В NTFS для вирішення проблеми фіксованого розміру сектора знову застосована концепція кластерів, раніше використана у файловій системі FAT. Це було зроблено для поліпшення апаратної незалежності операційної системи Windows NT при її використанні з жорсткими дисками, виготовленими за іншою технологією. Таким чином, була прийнята точка зору, що розподіл диска на сектори розміром 512 не завжди є оптимальним. Розмір кластера визначається кратним числом одиничних блоків жорсткого диска. Крім того, для завдання імен файлів використовується кодування Юнікод і поряд з довгими іменами забезпечена підтримка формату таблиця 5.3.

 

4.5. Угоди іменування в NTFS

 

Імена файлів можуть складатися не більше ніж з 255 символів, включаючи  будь-яке розширення. В іменах зберігається регістр введених символів, але самі імена не залежать від регістра. NTFS не розрізняє імена в залежності від регістру. В іменах можуть бути використані будь-які символи  за винятком зазначених нижче.  
? "/ \ <> * |:

В даний час з командного рядка можна задати ім'я файлу  довжиною не більше 253 символів.

Примітка. Особливості встановленого  обладнання можуть накласти додаткові  вимоги на розмір розділу в будь-якій файловій системі. Зокрема, розмір завантажувального  розділу не може бути більше 7,8 ГБ, а  таблиця розділу обмежена 2 терабайтами.

 

РОЗДІЛ 5. ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ ФАЙЛОВОЇ СИСТЕМИ

5.1. Переваги файлової системи FAT

 

На комп'ютері під управлінням Windows NT у будь-який з підтримуваних файлових систем не можна скасувати видалення. Програма скасування видалення намагається напряму звернутися до обладнання, що неможливо при використанні Windows NT. Однак якщо файл знаходився в FAT-розділі, то, запустивши комп'ютер в режимі MS-DOS, видалення файлу можна скасувати. Файлова система FAT найкраще підходить для використання на дисках і розділах розміром до 200 Мб, тому що вона запускається з мінімальними накладними витратами.

 
5.2. Недоліки файлової системи FAT

 

Як правило, не варто використовувати  файлову систему FAT для дисків і  розділів, чий розмір більше 200 МБ. Це пояснюється тим, що в міру збільшення розміру тому продуктивність файлової системи FAT швидко падає. Для файлів, розташованих в розділах FAT, неможливо встановити дозволи.

Розділи FAT мають обмеження  за розміром: 4 ГБ під Windows NT і 2 ГБ під MS-DOS.

 

5.3. Переваги файлової системи HPFS

 
HPFS - оптимальний варіант файлової  системи для використання з  дисками розміром 200-400 МБ.

 
5.4. Недоліки файлової системи HPFS

 

Додаткові накладні витрати, пов'язані з використанням HPFS, знижують ефективність її застосування на дисках розміром менше 200 МБ. Крім того, продуктивність також знижується при використанні дисків розміром більше 400 МБ. При використанні HPFS під Windows NT не можна встановити параметри безпеки.

Файлова система HPFS підтримується  тільки операційною системою Windows NT версій 3.1, 3.5 і 3.51. Не можна отримати доступ до розділу HPFS за допомогою Windows NT 4.0.

 

5.5. Переваги файлової системи NTFS

 

NTFS найкраще підходить  для використання з томами  розміром більше 400 МБ. Зі збільшенням  розміру тому продуктивність  файлової системи NTFS не падає, як у FAT.

Завдяки здатності до відновлення  в NTFS відсутня необхідність використання будь-яких програм відновлення диска.

 

 
5.6. Недоліки файлової системи NTFS

 

Через додаткової витрати  дискового простору файлову систему NTFS не рекомендується використовувати  з томами розміром менше 400 МБ. Такий витрата пояснюється необхідністю зберігання системних файлів NTFS (у розділі розміром 100 МБ для цього потрібно близько 4 МБ).

В даний час NTFS не має вбудованого  шифрування файлів.

Отже, можна завантажити MS-DOS (або іншу операційну  
систему) і скористатися низькорівневою програмою редагування диска для перегляду зберігаються в томі NTFS даних.

За допомогою файлової системи NTFS не можна форматувати  дискети. Windows NT форматує дискети з допомогою FAT, так як обсяг службової інформації, необхідної для функціонування NTFS, не вміщається на дискеті.  

 УВАГА !!!

Файлова система FAT НЕ ДОПУСКАЄ, щоб були логічні диски, каталоги, файли з однаковими ідентифікаторами !

ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ у повному імені файла використовувати пробєл !

Приклади допустимих імен файлів :

Format. com Read. me MyFyle. txt 28-03-96. doc 123. 45

Приклади не допустимих імен файлів :

123456789.txt aa?.doc 35*.? It.F.doc .txt

 

 

РОЗДІЛ 6. ПОРІВНЯННЯ ФАЙЛОВИХ СИСТЕМ

6.1. Основна інформація

 

Файлова система	Творець	Дата подання	Оригінальна   операційна   система
FAT	Microsoft	1977	Microsoft Disk BASIC
FAT 32	Microsoft	1996	Windows 95b
HPFS	IBM and Microsoft	1988	OS / 2
NTFS	Microsoft, Gary Kimura, Tom Miller	1993	Windows NT

 

5.2. Обмеження файлових систем

 

Файлова   система	Макс.   довжина імен   файлів	Допустимі символи  в назві	Макс.   довжина шляху   файлу	Макс.   розмір файлу	Макс.   розмір   томи
FAT	255 байт	Будь-які символи Юнікоду, крім NUL	Ні установлених обмежень	32 MiB	1 MiB   to 32 MiB
FAT 32	255 байт	Будь-які символи Юнікоду, крім NUL	Ні установлених обмежень	4 GiB	512 MiB   to 2 TiB
HPFS	255 байт	Будь-які символи, крім NUL	Ні установлених обмежень	4 GiB	2 TiB
NTFS	255 символів	Будь-які символи Юнікоду, крім NUL	32767 символів Юнікоду, кожна компонента шляху (каталог або ім'я файлу) - до 255 символів	16 EiB	16 EiB

 

5.3. Особливості файлових систем

 

Файлова   система	Жорсткі   посилання	М'які   посилання	Журнали-вання   блоків	Журналивання   тільки метаданих	Чутливістьтельно до регістру	Case-divser-ving	Логізма   файлів	Додають знімки	XIP
FAT	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні
FAT 32	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Частково	Ні	Ні	Ні
HPFS	Ні	Ні	Ні	Ні	Ні	Так	Ні	?	Ні
NTFS	Так	Так	Ні	Так	Так	Так	Так	Так	?

 

ВИСНОВОК

 

Сьогодні в Windows застосовуються файлові системи: FAT, FAT32, HPFS і NTFS.

Переваги FAT - низькі накладні витрати на зберігання даних і  тотальна сумісність з величезною кількістю  операційних систем і апаратних  платформ.

Цією файловою системою, як і раніше користуються для форматування дискет, де великий обсяг розділу, підтримуваний іншими файловими  системами, не грає ролі, а низькі накладні витрати дозволяють економно використовувати  малий обсяг дискети (NTFS вимагає  для зберігання даних більше місця, що абсолютно не прийнятно для  дискет ).

Область застосування FAT32 насправді  набагато вужчі - цю файлову систему  варто застосовувати, якщо Ви збираєтеся отримувати доступ до розділів і за допомогою Windows 9x і за допомогою Windows 2000/XP. Але так як актуальність Windows 9x сьогодні практично зійшла нанівець, то й використання цієї файлової системи  не представляє особливого інтересу.