ابزاری برای کمک

دسترسی به پرونده با استفاده از چربی. تفاوت بین FAT32 ، NTFS و exFAT چیست. سیستم فایل ExFAT

NTFS ، FAT یا exFAT فایل سیستم کاملاً متفاوتی هستند که می توانند برای ذخیره داده ها در رسانه های مختلف مورد استفاده قرار گیرند. هر دو توسط مایکروسافت ایجاد شده و در درجه اول برای ویندوز استفاده می شوند ، اما پشتیبانی از هسته لینوکس نیز برای آنها در دسترس است.

بیشتر اوقات ، NTFS برای نصب سیستم عامل ویندوز یا پارتیشن های ویندوز برای پرونده ها استفاده می شود ، در حالی که FAT اغلب در درایوهای فلش یا درایوهای خارجی دیگر استفاده می شود. همچنین ، FAT اغلب می تواند به عنوان فایل سیستم اصلی برای Android استفاده شود. در این مقاله ما به تفاوت بین FAT و NTFS نگاه خواهیم کرد ، ما به تفصیل تجزیه و تحلیل خواهیم کرد که تفاوت آنها چیست و چرا لازم است.

سیستم فایل قوانین اساسی را برای چگونگی سازماندهی داده ها هنگام نوشتن در یک رسانه تعیین می کند ، صرف نظر از اینکه این یک دیسک سخت است یا یک درایو فلش. سیستم فایل نحوه سازماندهی پوشه ها را توصیف می کند.

بخش خاصی از داده ها به نام پرونده در ناحیه مورد نیاز درایو واقع شده است. سیستم فایل تمام محاسبات لازم را انجام می دهد ، و همچنین حداقل اندازه غیر قابل تقسیم بلوک داده ، حداکثر اندازه پرونده را تعیین می کند و تقسیم بندی را کنترل می کند. انواع مختلفی از سیستم فایل وجود دارد ، مانند سیستم فایل برای نصب سیستم عامل ، برای رسانه های خارجی ، برای دیسک های نوری ، سیستم فایل توزیع شده. اما در این مقاله فقط مقایسه ای بین چربی و ntfs انجام خواهیم داد.

FAT File System چیست؟

سیستم فایل fat32 و ntfs بسیار متفاوت است. FAT مخفف File Allocation Table است. این یک فایل سیستم بسیار قدیمی در تاریخ سیستم های محاسباتی است. داستان او از سال 1977 آغاز شد. سپس سیستم فایل 8 بیتی ایجاد شد که در NCR 7200 بر اساس Intel 8080 استفاده شد. این یک ترمینال ورودی بود که با دیسک های فلاپی کار می کرد. پس از بحث در مورد مفهوم آن با بیل گیتس ، این سیستم فایل توسط مارک مک دونالد ، کارمند مایکروسافت ، نوشته شد.

سپس سیستم فایل FAT در سیستم عامل MDOS برای سیستم عامل Z80 مورد استفاده قرار گرفت. چندین سال بعد ، نسخه های جدیدی مانند FAT12 ، FAT16 و FAT32 منتشر شدند.

FAT32 نسبت به FAT16 حداکثر حجم را به 16 ترابایت افزایش داده است. حجم پرونده نیز به 4 گیگابایت افزایش یافته است. File Allocation Table 32 bit در آگوست 1995 برای ویندوز 95 منتشر شد. اما هنوز هم نمی توان از این سیستم فایل برای نصب برنامه های سنگین یا ذخیره پرونده های بزرگ استفاده کرد. بنابراین ، مایکروسافت یک سیستم فایل جدید - NTFS ایجاد کرده است که فاقد چنین معایبی است.

FAT32 در صورت نیاز به انتقال پرونده های بزرگتر از 4 گیگابایت ، یک سیستم فایل عالی برای رسانه های خارجی است. توسط بسیاری از دستگاه های مختلف مانند دوربین ها ، دوربین ها ، پخش کننده های موسیقی پشتیبانی می شود. تمام نسخه های ویندوز و توزیع های لینوکس به طور کامل از FAT32 پشتیبانی می کنند. حتی Apple MacOS از آن پشتیبانی می کند.

NTFS File System چیست؟

مایکروسافت برای سیستم های جدید خود یک سیستم فایل جدید - New Technology File System یا NTFS ایجاد کرده است. این در سال 1993 ، در Windows NT 3.1 ظاهر شد. NTFS بسیاری از محدودیت های اندازه و اندازه پرونده و دیسک را برداشته است. توسعه آن از سال 1980 و در نتیجه ادغام مایکروسافت و IBM برای ایجاد یک سیستم پرونده جدید با عملکرد بهتر آغاز شد.

اما همکاری بین این شرکت ها مدت زیادی طول نکشید و IBM HPFS را که در OS / 2 مورد استفاده قرار گرفت ، منتشر کرد و مایکروسافت NTFS 1.0 را ایجاد کرد. حداکثر اندازه یک پرونده در NTFS می تواند تا 16 اگزابایت باشد ، به این معنی که حتی بزرگترین پرونده ها نیز می توانند در آن جای بگیرند.

NTFS 3.1 برای ویندوز XP منتشر شد و بسیاری از پیشرفتهای جالب مانند پشتیبانی از کاهش اندازه پارتیشن ، بازیابی خودکار و پیوندهای نمادین را دریافت کرد و حداکثر اندازه دیسک سیستم پرونده به 256 ترابایت افزایش یافت. این در حالی است که حداکثر اندازه پرونده 16 EB است.

سایر ویژگی های جالب توجهی که بعداً اضافه شدند شامل نوشتن تنبل بر روی دیسک ، پشتیبانی از defragmentation ، پیکربندی سهمیه دیسک ، پیگیری پیوند و رمزگذاری در سطح فایل است. با همه اینها ، NTFS سازگاری با نسخه های قبلی را حفظ می کند.

اکنون این یک سیستم پرونده ژورنالی است ، تمام اقدامات با پرونده ها در یک ژورنال ویژه ضبط می شود ، با کمک آن می توان در صورت آسیب دیدن فایل سیستم را خیلی سریع بازیابی کرد. NTFS در ویندوز XP و بالاتر پشتیبانی می شود. اگر fat یا ntfs را مقایسه کنیم ، مورد دوم به طور کامل در لینوکس پشتیبانی نمی شود ، امکان نوشتن و بازیابی در صورت خرابی وجود دارد و فقط read در MacOS پشتیبانی می شود.

فایل سیستم exFAT چیست؟

سیستم فایل exFAT یکی دیگر از پروژه های مایکروسافت برای بهبود سیستم فایل قدیمی است. در مواردی که FAT32 متناسب نیست ، می توان آن را راه راه کرد. برای NTFS بسیار آسان تر است ، اما از پرونده های بزرگتر از 4 گیگابایت پشتیبانی می کند و همچنین اغلب در درایوهای فلش و دستگاه های ذخیره سازی استفاده می شود. مایکروسافت در توسعه خود از فناوری خود برای یافتن نام پرونده ها با استفاده از هش استفاده کرد که عملکرد را بسیار بهبود می بخشد.

اکثر کشورها قانون ثبت اختراعات ایالات متحده را به رسمیت می شناسند ، بنابراین هرگونه اجرای exFAT در هیچ سیستم بسته یا منبع باز امکان پذیر نیست. اما مایکروسافت می خواهد این سیستم فایل آزادانه توزیع و مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین ، یک نسخه مبتنی بر فیوز از exFAT به نام fuse-exfat ساخته شد. دسترسی کامل به خواندن و نوشتن را فراهم می کند. همچنین ، پیاده سازی در سطح هسته لینوکس در سامسونگ ایجاد شد که اکنون نیز در دامنه عمومی است.

این سیستم فایل همچنین دارای حداکثر اندازه پرونده 16 EB است ، اما بسیار سبک تر است و هیچ ویژگی اضافی ندارد. اگر در مورد سازگاری صحبت کنیم ، در ویندوز ، macOS ، Android و Linux کاملاً پشتیبانی می شود.

تفاوت بین FAT و Ntfs

حال بیایید تفاوتهای اصلی بین FAT و NTFS را به صورت خلاصه ای مختصر از هر یک از سیستم های پرونده بررسی کنیم:

FAT32

  • سازگاری: ویندوز ، مک ، لینوکس ، کنسول های بازی ، تقریباً همه دستگاه های دارای پورت USB ؛
  • طرفداران: کراس پلت فرم ، سبک ؛
  • منفی ها: حداکثر حجم پرونده 4 گیگابایت و پارتیشن 16 گیگابایت ، غیر ژورنالی
  • استفاده كردن: رسانه های خارجی

NTFS

  • سازگاری: ویندوز ، لینوکس ، ایکس باکس وان و فقط خواندنی در مک ؛
  • طرفداران: journaled ، محدودیت های زیادی در اندازه بخش و پرونده ، رمزگذاری ، بازیابی خودکار.
  • منفی ها: کراس پلت فرم محدود
  • استفاده كردن: برای نصب ویندوز.

exFAT

  • سازگاری: Windows XP و بالاتر ، MacOS X 10.6.5 ، Linux (فیوز) ، Android ؛
  • طرفداران: محدودیت بزرگ در اندازه پارتیشن و پرونده ، سبک در مقایسه با NTFS.
  • منفی ها: مایکروسافت استفاده از آن را با توافق نامه مجوز محدود می کند.
  • استفاده كردن: برای رسانه های خارجی و هارد های اکسترنال.

نتیجه گیری

در این مقاله ، مقایسه ای بین چربی و ntfs انجام داده ایم. اینها سیستم فایل بسیار متفاوتی هستند. اما فهمیدن اینکه کدام سیستم فایل بهتر از fat یا ntfs است کار دشواری است ، از یک طرف NTFS قابلیت های بسیار بیشتری دارد ، اما FAT سبک تر است و تا جایی که ممکن است پشتیبانی می شود. برای پارتیشن های داده لینوکس که باید در ویندوز قابل دسترسی باشند ، بهتر است از FAT استفاده کنید تا از NTFS زیرا بهتر پشتیبانی می شود. به نظر شما چربی یا ntfs بهتر برای لینوکس چیست؟

معرفی

2.1 سیستم FAT16

2.2 سیستم FAT32

2.3 مقایسه FAT16 و FAT32

3.1 سیستم NTFS

3.2 مقایسه NTFS و FAT32

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

در حال حاضر ، به طور متوسط \u200b\u200b، ده ها هزار پرونده در یک دیسک ضبط می شود. چگونه می توان این همه تنوع را مرتب کرد تا به طور دقیق به پرونده رسیدگی کند؟ هدف سیستم فایل راه حلی موثر برای حل این مشکل است.

سیستم فایل از نظر کاربر "فضایی" است که در آن پرونده ها قرار دارند. و به عنوان یک اصطلاح علمی ، روشی برای ذخیره و سازماندهی دسترسی به داده های یک حامل اطلاعات یا بخش آن است. وجود سیستم فایل به شما امکان می دهد تعیین کنید که فایل به چه مکانی نامیده می شود. از آنجا که اطلاعات رایانه های سازگار با IBM PC عمدتا بر روی دیسک ها ذخیره می شود ، سیستم های پرونده ای که بر روی آنها استفاده می شود ، سازماندهی داده ها را بر روی دیسک ها (دقیق تر ، بر روی دیسک های منطقی) تعیین می کنند. ما به سیستم فایل FAT نگاه خواهیم کرد.

سیستم فایل fat ntfs

1. تاریخچه ایجاد و مشخصات کلی سیستم فایل FAT

سیستم فایل FAT (File Allocation Table) توسط بیل گیتس و مارک مک دونالد در سال 1977 ساخته شد و در اصل در سیستم عامل 86-DOS مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به قابلیت حمل برنامه ها از سیستم عامل CP / M به 86-DOS ، محدودیت هایی که قبلاً در مورد نام پرونده ها اتخاذ شده بود ، در آن حفظ شد. بعداً 86-DOS توسط مایکروسافت خریداری شد و پایه MS-DOS 1.0 شد ، که در آگوست 1981 منتشر شد. FAT برای کار با فلاپی دیسک هایی با اندازه کمتر از 1 مگابایت طراحی شده است و در ابتدا از دیسک های سخت پشتیبانی نمی کند. FAT در حال حاضر از پرونده ها و پارتیشن های تا اندازه 2 گیگابایت پشتیبانی می کند.

FAT از قراردادهای نام پرونده زیر استفاده می کند:

نام باید با یک حرف یا عدد شروع شود و می تواند شامل هر کاراکتر ASCII باشد به جز فضاها و "/ \\ :؛ | \u003d ، ^ *؟

نام از 8 نویسه بیشتر نیست ، به دنبال آن یک دوره و یک گزینه اختیاری تا 3 نویسه دنبال می شود.

نام پرونده ها حساس به حروف کوچک نیستند و حفظ نمی شوند.

ساختار پارتیشن FAT در جدول 1.1 نشان داده شده است. بلوک پارامتر BIOS شامل اطلاعات لازم BIOS در مورد مشخصات فیزیکی دیسک سخت است. سیستم فایل FAT نمی تواند هر بخش را جداگانه کنترل کند ، بنابراین بخشهای مجاور را به صورت خوشه ای گروه بندی می کند. این باعث کاهش تعداد کل واحدهای ذخیره سازی می شود که سیستم فایل باید آنها را کنترل کند. اندازه خوشه در FAT قدرت دو است و هنگام اندازه گیری دیسک توسط اندازه حجم تعیین می شود (جدول 1.2). خوشه حداقل فضایی است که یک فایل می تواند اشغال کند. این منجر به هدر رفتن برخی از فضای دیسک می شود. این سیستم عامل شامل برنامه های مختلف (DoubleSpace، DriveSpace) است که برای جمع و جور کردن داده ها روی دیسک طراحی شده است.

زبانه 1.1 - ساختار پارتیشن FAT

Boot Sector BIOS Parameter Block (BPB) FATFAT (کپی) منطقه فایل ریشه دایرکتوری

FAT نام خود را از جدول تخصیص پرونده به همین نام گرفته است. جدول تخصیص پرونده اطلاعات مربوط به خوشه های یک دیسک منطقی را ذخیره می کند. هر خوشه در FAT دارای یک رکورد جداگانه است که نشان می دهد رایگان است ، توسط داده های پرونده اشغال شده یا به عنوان بد (خراب) مشخص شده است. اگر خوشه توسط یک فایل اشغال شده باشد ، آدرس خوشه حاوی قسمت بعدی پرونده در ورودی مربوطه در جدول تخصیص پرونده نشان داده شده است. به همین دلیل ، از FAT به عنوان سیستم فایل پیوندی نامیده می شود. FAT اصلی که برای DOS 1.00 ساخته شده است ، از جدول تخصیص پرونده 12 بیتی استفاده کرده و از پارتیشن های تا 16 مگابایت پشتیبانی می کند (در DOS ، حداکثر می توانید دو پارتیشن FAT ایجاد کنید). برای پشتیبانی از دیسک های سخت بزرگتر از 32 مگابایت ، ظرفیت FAT به 16 بیت و اندازه خوشه به 64 بخش (32 کیلوبایت) افزایش یافته است. از آنجا که می توان به هر خوشه یک عدد 16 بیتی منحصر به فرد اختصاص داد ، FAT از حداکثر 216 یا 65536 خوشه در هر حجم پشتیبانی می کند.

جدول 1.2 - اندازه های خوشه

اندازه پارتیشن اندازه خوشه نوع FAT< 16 Мб4 КбFAT1216 Мб - 127 Мб2 КбFAT16128 Мб - 255 Мб4 КбFAT16256 Мб - 511 Мб8 КбFAT16512 Мб - 1023 Мб16 КбFAT161 Гб - 2 Гб32 КбFAT16

از آنجا که رکورد راه اندازی برای ذخیره الگوریتم جستجو برای پرونده های سیستم روی دیسک بسیار کوچک است ، برای یافتن آنها باید فایل های سیستم در یک مکان خاص برای ضبط بوت باشند. موقعیت ثابت پرونده های سیستم در ابتدای منطقه داده ، محدودیت سختی را در اندازه پوشه ریشه و جدول تخصیص پرونده اعمال می کند. در نتیجه ، تعداد کل پرونده ها و زیرشاخه های موجود در پوشه ریشه درایو FAT به 512 عدد محدود می شود.

هر پرونده و زیر شاخه در FAT مربوط به یک عنصر دایرکتوری 32 بایت است که شامل نام پرونده ، ویژگی های آن (بایگانی ، پنهان ، سیستم و فقط خواندنی است) ) ، تاریخ و زمان ایجاد (یا آخرین تغییرات در آن) ، و همچنین سایر اطلاعات (جدول 1.3).

جدول 1.3 - موارد کاتالوگ

سیستم فایل FAT همیشه فضای آزاد دیسک را از ابتدا تا انتها به صورت متوالی پر می کند. هنگام ایجاد یک فایل جدید یا افزایش یک پرونده موجود ، به دنبال اولین خوشه رایگان در جدول تخصیص فایل است. اگر در حین کار برخی از پرونده ها حذف شدند ، در حالی که سایزهای دیگر تغییر اندازه دادند ، خوشه های خالی حاصل در دیسک پراکنده می شوند. اگر خوشه های حاوی داده های فایل به صورت یک ردیف مرتب نشده باشند ، پرونده تکه تکه می شود. فایلهای به شدت تکه تکه شده به طور قابل توجهی کارایی کار را کاهش می دهند ، زیرا هدهای خواندن / نوشتن ، هنگام جستجوی پرونده بعدی ، باید از یک منطقه دیسک به منطقه دیگر منتقل شوند. سیستم عامل هایی که از FAT پشتیبانی می کنند معمولاً شامل ابزارهای ویژه تجزیه دیسک برای بهبود عملکرد عملیات پرونده هستند.

از دیگر معایب FAT این است که عملکرد آن بسیار وابسته به تعداد پرونده های ذخیره شده در یک فهرست است. با تعداد زیادی پرونده (حدود هزار) پرونده ، خواندن لیست پرونده های موجود در پوشه ممکن است چندین دقیقه طول بکشد. این امر به این دلیل است که در FAT دایرکتوری دارای یک ساختار غیر مرتب خطی است و نام پرونده ها در فهرست ها به ترتیب ایجاد آنهاست. در نتیجه ، هرچه تعداد ورودی های موجود در پوشه بیشتر باشد ، برنامه ها با سرعت کمتری اجرا می شوند ، زیرا هنگام جستجوی یک فایل ، باید به طور متوالی همه ورودی های موجود در فهرست را جستجو کنید. از آنجا که FAT در ابتدا برای سیستم عامل DOS تک کاربره طراحی شده است ، ذخیره اطلاعاتی مانند اطلاعات مالک یا مجوزهای دسترسی به یک پرونده / دایرکتوری را فراهم نمی کند. این رایج ترین سیستم فایل است و تا حدودی توسط اکثر سیستم عامل های مدرن پشتیبانی می شود. به دلیل قابلیت کاربردی بودن ، از FAT می توان در حجم هایی که توسط سیستم عامل های مختلف استفاده می شود استفاده کرد.

در حالی که استفاده از هر سیستم پرونده دیگری هنگام قالب بندی فلاپی ها هیچ مانعی ندارد ، اکثر سیستم عامل ها از FAT برای سازگاری استفاده می کنند. این را می توان تا حدی با این واقعیت توضیح داد که یک ساختار ساده FAT نسبت به سایر سیستم ها به فضای ذخیره سازی کمتری برای سربار نیاز دارد. مزایای سایر سیستم های پرونده فقط زمانی قابل استفاده است که در رسانه های بزرگتر از 100 مگابایت استفاده شود.

لازم به ذکر است که FAT یک سیستم فایل ساده است که از خرابی پرونده به دلیل خاموش شدن غیر عادی کامپیوتر جلوگیری نمی کند. سیستم عامل هایی که از FAT پشتیبانی می کنند شامل برنامه های ویژه ای هستند که ساختار را بررسی می کنند و ناسازگاری ها را در سیستم فایل اصلاح می کنند.

2. مشخصات سیستم های فایل FAT16 و FAT32 و مقایسه آنها

سیستم .1 FAT16

سیستم فایل FAT 16 که اصلی ترین سیستم عامل DOS ، Windows 95⁄98⁄Me ، Windows NT⁄2000⁄XP است و همچنین توسط اکثر سیستم های دیگر پشتیبانی می شود. FAT 16 یک فایل سیستم ساده است که برای دیسک های کوچک و ساختارهای ساده دایرکتوری طراحی شده است. این نام از نام روش سازماندهی پرونده - جدول تخصیص پرونده است. این جدول در ابتدای دیسک قرار دارد. عدد 16 به معنای 16 بیتی بودن سیستم فایل است - 16 بیت برای آدرس دهی به خوشه ها استفاده می شود. سیستم عامل از جدول Allocation File برای تعیین محل پرونده و تعیین خوشه هایی که پرونده در دیسک سخت دارد استفاده می کند. علاوه بر این ، جدول اطلاعات مربوط به خوشه های آزاد و معیوب را ثبت می کند. برای سهولت درک سیستم فایل FAT16 ، جدول مطالب کتاب و نحوه کار با این جدول را تصور کنید ، این دقیقاً نحوه کار سیستم عامل با FAT 16 است.

برای خواندن یک فایل ، سیستم عامل باید به دنبال ورودی در پوشه با نام فایل باشد و اولین شماره خوشه فایل را بخواند. خوشه اول نمایانگر پرونده است. سپس باید عنصر FAT مربوط به خوشه اول پرونده را بخوانید. اگر این عنصر حاوی برچسب باشد - آخرین مورد در زنجیره ، دیگر نیازی به جستجوی موارد دیگری نیست: کل پرونده در یک خوشه قرار می گیرد. اگر خوشه آخرین مورد نباشد ، عنصر جدول حاوی تعداد خوشه بعدی است. محتوای خوشه بعدی باید بعد از اولین خواندن شود. وقتی آخرین خوشه در زنجیره پیدا شد ، پس اگر پرونده کل خوشه را اشغال نکند ، لازم است بایت های خوشه اضافی را قطع کنید. بایت های اضافی با توجه به طول پرونده ذخیره شده در ورودی پوشه کوتاه می شوند.

برای نوشتن فایل ، سیستم عامل باید مراحل زیر را دنبال کند. توضیحات پرونده در یک مورد پوشه رایگان ایجاد می شود ، سپس یک مورد FAT رایگان جستجو می شود و پیوند به آن در ورودی پوشه قرار می گیرد. اولین خوشه توصیف شده توسط عنصر FAT یافت شده است. این عنصر FAT شامل تعداد خوشه بعدی یا علامت آخرین خوشه در زنجیره است.

سیستم عامل به گونه ای عمل می کند که زنجیره های خوشه های همسایه را به ترتیب صعودی جمع کند. واضح است که خوشه های پی در پی بسیار سریعتر از خوشه هایی که به طور تصادفی در دیسک پراکنده شده اند ، دسترسی خواهند یافت. در این حالت ، قبلاً اشغال شده و در FAT به عنوان خوشه های معیوب مشخص نشده است.

سیستم فایل FAT16 دارای 16 بیت برای شماره خوشه است. بنابراین ، حداکثر تعداد خوشه 65525 و حداکثر اندازه خوشه 128 بخش است. در این حالت ، حداکثر اندازه پارتیشن ها یا درایوها در FAT16 4.2 گیگابایت است. هنگام قالب بندی دیسک یا پارتیشن به طور منطقی ، سیستم عامل سعی می کند از حداقل اندازه خوشه استفاده کند که در نتیجه تعداد خوشه ها از 65525 بیشتر نشود. بدیهی است که هرچه اندازه پارتیشن بزرگتر باشد ، باید اندازه خوشه بزرگتر باشد. بسیاری از سیستم عامل ها به درستی از یک خوشه 128 بخشی استفاده نمی کنند. در نتیجه ، حداکثر اندازه یک پارتیشن FAT16 به 2 گیگابایت کاهش می یابد. به طور معمول ، هرچه اندازه خوشه بزرگتر باشد ، اتلاف فضای دیسک بیشتر می شود. این به این دلیل است که آخرین خوشه اشغال شده توسط پرونده فقط تا حدی پر شده است. به عنوان مثال ، اگر یک پرونده 17KB در بخشی با اندازه خوشه 16KB نوشته شود ، این پرونده دو خوشه را اشغال می کند و خوشه اول کاملاً پر خواهد شد و در خوشه دوم ، فقط 1KB داده نوشته می شود و فضای 15KB باقی مانده خوشه دوم پر شده و برای نوشتن پرونده های دیگر غیرقابل دسترسی خواهد بود. اگر تعداد زیادی فایل کوچک در دیسک های بزرگ نوشته شود ، اتلاف فضای دیسک قابل توجه است. جدول زیر 2.1 اطلاعاتی را درباره از دست دادن احتمالی فضای دیسک برای اندازه های مختلف پارتیشن ارائه می دهد.

زبانه 2.1.1 - فضای دیسک تلف شده

اندازه پارتیشن اندازه خوشه اتلاف فضای دیسک 127 MB2 KB2٪ 128-255 MB4 KB4٪ 256-511 MB8 KB10٪ 512-1023 MB16 KB25٪ 1024-2047 MB32 KB40٪ 2048-4096 MB64 KB50٪

دو راه برای کاهش فضای هدر رفته دیسک وجود دارد. اولین مورد ، تقسیم فضای دیسک به پارتیشن های کوچک با اندازه خوشه کوچک است. مورد دوم استفاده از سیستم فایل FAT32 است<#"center">2.2 سیستم FAT32

سیستم فایل FAT32 یک سیستم فایل جدیدتر بر اساس قالب FAT است و توسط Windows 95 OSR2 ، Windows 98 و Windows Millennium Edition پشتیبانی می شود. FAT32 از شناسه های خوشه 32 بیتی استفاده می کند اما 4 بیت بالا را ذخیره می کند ، بنابراین اندازه شناسایی خوشه موثر 28 بیت است. از آنجا که حداکثر اندازه خوشه های FAT32 32KB است ، از نظر تئوری FAT32 می تواند حجم های 8 ترابایت را کنترل کند. ویندوز 2000 اندازه حجم های جدید FAT32 را به 32 گیگابایت محدود می کند ، اگرچه حجم های بزرگتر موجود FAT32 (ایجاد شده با سیستم عامل های دیگر) را پشتیبانی می کند. تعداد بیشتر خوشه های پشتیبانی شده توسط FAT32 این امکان را به شما می دهد تا دیسک ها را با کارآیی بیشتری نسبت به FAT 16 مدیریت کنید. FAT32 می تواند از خوشه های 512 بایت برای حجم های حداکثر 128 مگابایت استفاده کند.

سیستم فایل FAT 32 در ویندوز 98 به عنوان فایل سیستم اصلی استفاده می شود. این سیستم عامل با یک برنامه تبدیل درایو ویژه از FAT 16 به FAT 32 همراه است. ویندوز NT و ویندوز 2000 همچنین می توانند از سیستم فایل FAT استفاده کنند ، بنابراین می توانید کامپیوتر خود را از یک دیسک DOS بوت کنید و به تمام پرونده ها دسترسی کامل داشته باشید. با این حال ، برخی از پیشرفته ترین ویژگی های Windows NT و Windows 2000 توسط سیستم فایل NTFS (NT File System) اختصاصی آن ارائه می شود. NTFS به پارتیشن های دیسک تا 2 ترابایت اجازه می دهد (مانند FAT 32) ، اما همچنین دارای فشرده سازی فایل داخلی ، امنیت و ممیزی برای شبکه است. و در ویندوز 2000 ، از سیستم فایل FAT 32 پشتیبانی می شود. نصب سیستم عامل Windows NT در درایو FAT آغاز می شود ، اما در پایان نصب ، داده های موجود در دیسک را می توان به قالب NTFS تبدیل کرد.

بعداً می توانید این کار را با استفاده از ابزار Convert انجام دهید. exe همراه با سیستم عامل ارائه می شود. پارتیشن دیسک تبدیل شده به NTFS برای سایر سیستم عامل ها غیرقابل دسترسی است. برای بازگشت به DOS ، Windows 3.1 یا Windows 9x ، باید پارتیشن NTFS را حذف کنید و به جای آن یک پارتیشن FAT ایجاد کنید. ویندوز 2000 بر روی سیستم فایل FAT 32 و NTFS قابل نصب است.

قابلیت های سیستم فایل های FAT32 بسیار گسترده تر از FAT16 است. مهمترین ویژگی این است که از درایوهایی تا 2.047 گیگابایت پشتیبانی می کند و با خوشه های کوچکتر کار می کند ، در نتیجه میزان هدر رفته فضای دیسک را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به عنوان مثال ، یک هارددیسک 2 گیگابایتی در FAT16 از خوشه های 32KB استفاده می کند ، در حالی که FAT32 از خوشه های 4KB استفاده می کند. برای حفظ سازگاری با برنامه ها ، شبکه ها و درایورهای دستگاه های موجود تا حد ممکن ، FAT32 با حداقل تغییرات در معماری ، API ها ، ساختارهای داده داخلی و قالب دیسک اجرا می شود. اما ، از آنجا که اندازه عناصر جدول FAT32 اکنون چهار بایت است ، بسیاری از ساختارهای داده داخلی و روی دیسک و همچنین API ها باید تجدید نظر یا گسترش یابد. برخی از API ها روی دیسک های FAT32 قفل شده اند تا از خراب شدن برنامه های قدیمی دیسک های قدیمی محتوای دیسک های FAT32 جلوگیری کنند. اکثر برنامه ها تحت تأثیر این تغییرات قرار نخواهند گرفت. ابزارها و درایورهای موجود روی درایوهای FAT32 نیز کار خواهند کرد. اما ، MS-DOS درایورهای دستگاه را مسدود می کند (مانند Aspidisk.sys) و برنامه های دیسک برای پشتیبانی از FAT32 باید اصلاح شوند. همه برنامه های دیسک ارائه شده توسط مایکروسافت (قالب ، Fdisk ، Defrag و ScanDisk برای حالت های واقعی و محافظت شده) برای پشتیبانی کامل از FAT32 دوباره طراحی شده اند. علاوه بر این ، مایکروسافت به فروشندگان پیشرو دیسک و درایور دستگاه کمک می کند تا محصولات خود را برای پشتیبانی از FAT32 اصلاح کنند. FAT32 هنگام کار با دیسک های بزرگتر از FAT16 کارآمدتر است و نیازی به تقسیم بندی به پارتیشن های 2 گیگابایتی ندارد. ویندوز 98 لزوماً از FAT16 پشتیبانی می کند ، زیرا این سیستم فایل خاص با سیستم عامل های دیگر از جمله شرکت های شخص ثالث سازگار است. در حالت واقعی MS-DOS و حالت ایمن ویندوز 98 ، سیستم فایل FAT32 به طور قابل توجهی کندتر از FAT16 است. بنابراین ، هنگام شروع برنامه ها در حالت MS DOS ، توصیه می شود که Autoexec را نیز وارد کنید. دستور bat یا PIF برای بارگذاری Smartdrv. exe که باعث سرعت بخشیدن به عملکرد دیسک می شود. برخی از برنامه های قدیمی که برای مشخصات FAT16 طراحی شده اند ، ممکن است اطلاعات غلط در مورد مقدار فضای خالی یا کل دیسک در صورت بیش از 2 گیگابایت را گزارش دهند. ویندوز 98 API های جدیدی را برای MS-DOS و Win32 فراهم می کند که به شما امکان می دهد این معیارها را به درستی تعریف کنید.

.3 مقایسه FAT16 و FAT32

جدول 2.3.1 - مقایسه سیستم فایلهای FAT16 و FAT32

FAT16 FAT32 توسط اکثر سیستم عامل ها اجرا می شود و مورد استفاده قرار می گیرد (MS-DOS ، ویندوز 98 ، ویندوز NT ، سیستم عامل / 2 ، یونیکس). در حال حاضر فقط در Windows 95 OSR2 و Windows 98 پشتیبانی می شود. برای درایوهای منطقی کوچکتر از 256 مگابایت بسیار کارآمد. با درایوهای کوچکتر از 512 مگابایت کار نمی کند. از فشرده سازی دیسک مانند DriveSpace پشتیبانی می کند. از فشرده سازی دیسک پشتیبانی نمی کند. حداکثر 65،525 خوشه را پردازش می کند ، اندازه آنها به اندازه دیسک منطقی بستگی دارد. از آنجا که حداکثر اندازه خوشه 32 کیلوبایت است ، FAT16 می تواند درایوهای منطقی تا 2 گیگابایت را اداره کند. قادر به کار با دیسک های منطقی تا 2.047 گیگابایت با حداکثر اندازه خوشه 32 کیلوبایت است.

حداکثر طول پرونده ممکن در FAT32 4 گیگابایت منهای 2 بایت است. برنامه های Win32 می توانند بدون پردازش خاصی پرونده هایی با این طول را باز کنند. سایر برنامه ها باید از وقفه Int 21h ، عملکرد 716C (FAT32) با پرچم باز EXTEND-SIZE (1000 ساعت) استفاده کنند.

در سیستم سیستم FAT32 ، 4 بایت برای هر خوشه در جدول تخصیص پرونده اختصاص داده شده است ، در حالی که در FAT16 - 2 و در FAT12 - 1.5.

شاخص ترین 4 بیت از عنصر 32 بیتی جدول FAT32 رزرو شده و در تشکیل تعداد خوشه شرکت نمی کنند. برنامه هایی که مستقیماً جدول FAT32 را می خوانند ، باید این بیت ها را پوشانده و هنگام نوشتن مقادیر جدید ، از آنها در برابر تغییر محافظت کنند.

بنابراین ، FAT32 دارای مزایای زیر نسبت به پیاده سازی های قبلی سیستم فایل FAT است:

پشتیبانی از دیسک تا 2 ترابایت

فضای دیسک را با کارایی بیشتری سازماندهی می کند. FAT32 از خوشه های کوچکتر (4 کیلوبایت برای درایوها تا 8 گیگابایت) استفاده می کند که می تواند در درایوهای بزرگ نسبت به FAT 10-15٪ فضای ذخیره کند.

دایرکتوری ریشه FAT 32 مانند سایر فهرست ها اکنون نامحدود است ، از یک زنجیره خوشه تشکیل شده است و می تواند در هر جایی از دیسک قرار گیرد.

از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار است: FAT32 قادر به انتقال دایرکتوری ریشه و کار با پشتیبان گیری FAT است ، علاوه بر این ، رکورد راه اندازی در دیسک های FAT32 گسترش یافته است و شامل پشتیبان گیری از ساختارهای مهم داده است ، به این معنی که دیسک های FAT32 نسبت به وقوع جداگانه حساسیت کمتری دارند بخشهای بد نسبت به حجم FAT موجود.

برنامه ها 50٪ سریعتر بارگیری می شوند.

جدول 2.3.2 - مقایسه اندازه های خوشه

اندازه دیسک اندازه خوشه FAT16 ، حجم خوشه KB FAT32 ، کیلوبایت 256 مگابایت -511 مگابایت 8 پشتیبانی نمی شود 512 مگابایت - 1023 مگابایت 1641024 مگابایت - 2 گیگابایت 3242 گیگابایت - 8 گیگابایت پشتیبانی نمی شود 48 گیگابایت -16 گیگابایت پشتیبانی نمی شود 816 گیگابایت 32-گیگابایت -16 گیگابایت پشتیبانی نمی شود 816 گیگابایت -16 گیگابایت پشتیبانی نمی شود

3. سیستم فایل جایگزین NTFS و مقایسه آن با FAT32

3.1 سیستم NTFS

(New Technology File System) سیستم پرونده ارجح هنگام کار با Windows NT است زیرا به طور خاص برای این سیستم طراحی شده است. Windows NT شامل یک ابزار تبدیل است که حجم FAT و HPFS را به حجم NTFS تبدیل می کند. NTFS توانایی کنترل دسترسی به پرونده ها و دایرکتوری های منفرد را بطور قابل توجهی گسترش داده ، تعداد زیادی ویژگی را معرفی کرده است ، تحمل خطا ، فشرده سازی فایل پویا و پشتیبانی از نیازهای POSIX را اجرا کرده است. NTFS اجازه می دهد تا نام پرونده ها تا 255 کاراکتر طول داشته باشد و از الگوریتم تولید نام کوتاه مشابه VFAT استفاده می کند. NTFS توانایی بازیابی مجدد در صورت خرابی سیستم عامل یا سخت افزار را دارد ، به طوری که حجم دیسک در دسترس باقی می ماند و ساختار دایرکتوری سالم می ماند.

هر پرونده در حجم NTFS با ورودی در یک فایل خاص - جدول اصلی پرونده (MFT) نشان داده می شود. NTFS 16 ركورد اول جدول را كه اندازه آن حدود 1 مگابایت است ، برای اطلاعات ویژه ذخیره می كند. اولین رکورد جدول ، خود جدول اصلی پرونده را مستقیماً توصیف می کند. پس از آن یک رکورد MFT آینه ای دنبال می شود. اگر رکورد MFT اول خراب باشد ، NTFS رکورد دوم را می خواند تا یک فایل MFT آینه ای پیدا کند که اولین رکورد آن با رکورد MFT اول یکسان است. محل بخشهای داده MFT و فایل MFT آینه ای در بخش بوت ذخیره می شود. یک نسخه از بخش بوت در مرکز منطقی دیسک قرار دارد. سومین رکورد MFT شامل پرونده ورود به سیستم برای بازیابی پرونده است. رکورد های هفدهم و بعدی جدول اصلی فایل توسط پرونده ها و دایرکتوری های موجود در حجم مورد استفاده قرار می گیرد.

ثبت تراکنش (پرونده ورود به سیستم) تمام عملیات موثر بر ساختار حجم را ضبط می کند ، از جمله ایجاد یک فایل و هرگونه دستوراتی که ساختار دایرکتوری را تغییر می دهد. گزارش تراکنش برای بازیابی حجم NTFS پس از خرابی سیستم استفاده می شود. ورودی دایرکتوری ریشه شامل لیستی از پرونده ها و دایرکتوری های ذخیره شده در دایرکتوری ریشه است.

تخصیص فضای روی یک حجم در یک فایل bitmap ذخیره می شود. ویژگی داده این فایل حاوی یک بیت مپ است که هر بیت از آن نشان دهنده یک خوشه از حجم است و نشان می دهد خوشه داده شده آزاد است یا توسط برخی از پرونده ها اشغال شده است. همچنین از یک فایل خوشه بد برای ثبت مناطق نامناسب در یک حجم و یک فایل حجم پشتیبانی می کند. در صورت خراب شدن حجم ، حاوی نام حجم ، نسخه NTFS و کمی تنظیم شده است. سرانجام ، یک پرونده حاوی جدول تعریف ویژگی است که انواع ویژگی های پشتیبانی شده بر روی حجم را مشخص می کند و اینکه آیا می توان آنها را نمایه کرد ، با بازیابی سیستم بازیابی کرد و غیره ، فضای خوشه ها را اختصاص می دهد و از 64 بیت برای شماره گذاری آنها استفاده می کند. ، داشتن 264 خوشه ، اندازه هر یک تا 64 کیلوبایت را ممکن می کند. مانند FAT ، اندازه خوشه می تواند تغییر کند ، اما لزوماً متناسب با اندازه دیسک افزایش نمی یابد. اندازه های پیش فرض خوشه هنگام قالب بندی یک پارتیشن در جدول 3.1 نشان داده شده است.

اندازه پارتیشن اندازه خوشه< 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 گیگابایت 64 کیلوبایت پرونده ها را تا 16 اگزابایت (264 بایت) ذخیره می کند و دارای فشرده سازی فایل در زمان واقعی است. فشرده سازی یکی از ویژگی های یک پرونده یا فهرست است و مانند هر صفتی می تواند در هر زمان غیرفعال یا فعال شود (فشرده سازی در پارتیشن هایی با اندازه خوشه بیش از 4 کیلوبایت امکان پذیر نیست). هنگام فشرده سازی یک پرونده ، بر خلاف طرح های فشرده سازی استفاده شده در FAT ، از تراکم فایل به فایل استفاده می شود ، بنابراین آسیب به قسمت کوچکی از دیسک منجر به از دست دادن اطلاعات در سایر پرونده ها نمی شود.

برای کاهش تکه تکه شدن ، NTFS همیشه سعی می کند فایل ها را در بلوک های مجاور ذخیره کند. این سیستم به جای ساختار لیست پیوندی که FAT از آن استفاده می کند از ساختار فهرست B-tree مشابه سیستم فایل HPFS با کارایی بالا استفاده می کند. این امر یافتن پرونده ها را در یک فهرست سریعتر می کند زیرا نام پرونده ها به ترتیب واژه شناسی ذخیره می شوند. این به عنوان یک سیستم پرونده قابل بازیابی با استفاده از مدل پردازش معاملات طراحی شده است. هر عملکرد I / O که پرونده ای را روی حجم NTFS اصلاح می کند ، به عنوان یک تراکنش توسط سیستم تلقی می شود و می تواند به عنوان یک بلوک غیر قابل تقسیم اجرا شود. هنگامی که کاربر پرونده را اصلاح می کند ، سرویس پرونده ورود به سیستم تمام اطلاعات لازم برای تکرار یا برگرداندن معامله را ثبت می کند. اگر تراکنش موفقیت آمیز باشد ، پرونده اصلاح می شود. در غیر این صورت ، NTFS معامله را پس می گیرد.

علیرغم وجود محافظت در برابر دسترسی غیر مجاز به داده ها ، NTFS رازداری لازم اطلاعات ذخیره شده را ارائه نمی دهد. برای دسترسی به پرونده ها ، کافیست کامپیوتر را از طریق فلاپی در DOS بارگیری کرده و از درایور NTFS شخص ثالث برای این سیستم استفاده کنید.

با شروع با Windows NT 5.0 (نام جدید Windows 2000) ، مایکروسافت از سیستم فایل جدید NTFS 5.0 پشتیبانی می کند. نسخه جدید NTFS ویژگی های پرونده اضافی را معرفی کرد. همراه با حق دسترسی ، مفهوم محرومیت از دسترسی نیز ارائه شد که به عنوان مثال ، هنگامی که کاربر حقوق گروهی یک پرونده را به ارث می برد ، امکان تغییر محتویات آن را از وی می گیرد. سیستم جدید همچنین اجازه می دهد:

محدودیت (سهمیه) در مقدار فضای دیسک ارائه شده به کاربران.

هر دایرکتوری (محلی و از راه دور) را به یک زیر شاخه بر روی درایو محلی خود پروژه دهید.

یکی از ویژگی های جالب نسخه جدید Windows NT رمزگذاری فایل و دایرکتوری است که باعث افزایش قابلیت اطمینان ذخیره اطلاعات می شود. Windows NT 5.0 شامل یک سیستم پرونده رمزنگاری (EFS) است که از الگوریتم های رمزگذاری کلید مشترک استفاده می کند. اگر ویژگی رمزگذاری برای یک فایل تنظیم شده باشد ، پس از ورود برنامه کاربر به پرونده برای نوشتن یا خواندن ، پرونده کدگذاری شده و به صورت شفاف برای برنامه رمزگشایی می شود.

.2 مقایسه NTFS و FAT32

مزایای:

سرعت دسترسی سریع به پرونده های کوچک.

مقدار فضای دیسک امروز تقریباً نامحدود است.

تکه تکه شدن فایل بر خود سیستم فایل تأثیر نمی گذارد.

قابلیت اطمینان بالا در صرفه جویی در داده ها و ساختار فایل.

عملکرد بالا هنگام کار با پرونده های بزرگ

معایب:

الزامات بالاتر برای مقدار RAM در مقایسه با FAT 32 ؛

کار با کاتالوگ های اندازه متوسط \u200b\u200bبه دلیل تکه تکه بودن سخت است.

سرعت عمل کندتر در مقایسه با FAT 3232

مزایای:

سرعت کار بالا

نیاز کم به مقدار RAM؛

کار موثر با پرونده هایی با اندازه متوسط \u200b\u200bو کوچک ؛

کاهش سایش دیسک به دلیل کمتر بودن حرکت خواندن / نوشتن سر.

معایب:

محافظت کم در برابر خرابی سیستم ؛

کار ناکارآمد با پرونده های بزرگ

محدودیت در حداکثر حجم یک بخش و پرونده.

کاهش عملکرد در طی تکه تکه شدن.

کاهش کارایی هنگام کار با دایرکتوری های حاوی تعداد زیادی پرونده ؛

بنابراین ، هر دو سیستم فایل داده ها را در خوشه هایی با حداقل اندازه 512 b ذخیره می کنند. به طور معمول یک اندازه خوشه معمولی 4Kb است. اینجاست که شباهت ها به پایان می رسد. چیزی در مورد تکه تکه شدن: سرعت NTFS وقتی دیسک پر شود 80 - 90٪ به شدت افت می کند. این به دلیل تکه تکه شدن سرویس ها و پرونده های کاری است. هرچه بیشتر با چنین دیسک بارگذاری شده ای کار کنید ، تقسیم بندی قوی تر و عملکرد پایین تر است. در FAT 32 ، تکه تکه شدن ناحیه کار یک دیسک در مراحل اولیه رخ می دهد. نکته در اینجا به دفعات نوشتن / پاک کردن داده ها بستگی دارد. مانند NTFS ، تکه تکه شدن تأثیر قابل توجهی در عملکرد دارد. حالا در مورد RAM. اندازه صفحه گسترده FAT 32 می تواند چندین مگابایت RAM را اشغال کند. اما ذخیره به کمک شما می آید. آنچه در حافظه پنهان نوشته شده است:

فهرستهای پرکاربرد

داده های مربوط به تمام پرونده های موجود در حال استفاده ؛

داده فضای آزاد دیسک ؛

در مورد NTFS چطور؟ ذخیره دایرکتوری های بزرگ به سختی امکان پذیر است و می توانند به چندین ده مگابایت برسند. به علاوه MFT ، به علاوه اطلاعات مربوط به فضای آزاد دیسک. اگرچه لازم به ذکر است که NTFS هنوز هم در استفاده از منابع RAM کاملاً مقرون به صرفه است. در حضور یک سیستم ذخیره اطلاعات موفق ، در MFT ، هر رکورد تقریباً برابر با 1 کیلوبایت است. اما هنوز هم ، مقدار مورد نیاز RAM بیشتر از FAT 32 است. به طور خلاصه ، اگر حافظه شما کمتر یا برابر با 64 مگابایت باشد ، FAT 32 از نظر سرعت کارآمدتر خواهد بود. اگر بیشتر باشد ، تفاوت سرعت کم خواهد بود و اغلب به هیچ وجه. حالا در مورد خود هارد دیسک. برای استفاده از NTFS ، Bus Mastering مطلوب است. چیه؟ این یک حالت خاص عملکرد راننده و کنترل کننده است. هنگام استفاده از BM ، تبادل بدون مشارکت پردازنده اتفاق می افتد. عدم وجود VM بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارد. علاوه بر این ، به دلیل استفاده از سیستم فایل پیچیده تر ، تعداد حرکات هد خواندن / نوشتن افزایش می یابد ، که این نیز سرعت را تحت تأثیر قرار می دهد. وجود حافظه پنهان دیسک به همان اندازه تأثیر مثبتی روی NTFS و FAT 32 دارد.

نتیجه

از مزایای FAT می توان به فضای ذخیره سازی کم و سازگاری کامل با تعداد زیادی سیستم عامل و سیستم عامل سخت افزار اشاره کرد. این سیستم فایل هنوز برای قالب بندی فلاپی استفاده می شود ، جایی که مقدار زیادی از پارتیشن پشتیبانی شده توسط سیستم های پرونده دیگر مهم نیست و سربار کم امکان استفاده اقتصادی از فضای دیسک فلاپی کوچک را فراهم می کند (NTFS به فضای ذخیره سازی بیشتری نیاز دارد ، که برای فلاپی دیسک کاملاً غیر قابل قبول است) )

دامنه FAT32 در واقع بسیار باریک تر است - اگر می خواهید با استفاده از Windows 9x و Windows 2000 / XP به پارتیشن ها دسترسی پیدا کنید ، باید از این سیستم فایل استفاده شود. اما از آنجا که امروزه ارتباط ویندوز 9x عملاً از بین رفته است ، بنابراین استفاده از این سیستم فایل مورد توجه خاصی نیست.

کتابشناسی - فهرست کتب

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

در FAT ، نام پرونده ها با فرمت 8.3 هستند و فقط از نویسه های ASCII تشکیل شده اند. پشتیبانی از نام پرونده های طولانی (تا 255 کاراکتر) به VFAT اضافه شده است. نام پرونده طولانی ، LFN) در رمزگذاری UTF-16LE ، در حالی که LFN ها به طور همزمان با اسامی در قالب 8.3 ذخیره می شوند ، که به صورت گذشته نگر SFN نامیده می شوند (eng. نام پرونده کوتاه) LFN ها هنگام جستجو به حروف کوچک و بزرگ حساس نیستند ، با این حال ، بر خلاف SFN ها که با حروف بزرگ ذخیره می شوند ، LFN ها پرونده مشخص شده هنگام ایجاد پرونده را حفظ می کنند.

ساختار سیستم FAT

در سیستم فایل FAT ، بخشهای دیسک مجاور در واحدهایی به نام خوشه ترکیب می شوند. تعداد بخشهای یک خوشه برابر است با توان دو (در زیر را ببینید). تعداد زیادی خوشه (حداقل یک) برای ذخیره داده های پرونده اختصاص داده شده است ، بنابراین ، به عنوان مثال ، اگر اندازه پرونده 40 بایت باشد و اندازه خوشه 4 کیلوبایت باشد ، فقط 1٪ از فضای اختصاص داده شده برای آن در واقع توسط اطلاعات پرونده اشغال خواهد شد. برای جلوگیری از چنین شرایطی ، توصیه می شود که اندازه خوشه ها را کاهش دهید ، و مقدار اطلاعات آدرس را کاهش دهید و سرعت عملیات پرونده را افزایش دهید - برعکس. در عمل ، برخی مصالحه انتخاب می شود. از آنجا که ممکن است ظرفیت یک دیسک به عنوان یک عدد صحیح از خوشه ها بیان نشود ، معمولاً به اصطلاح وجود دارد. بخشهای اضافی - "باقیمانده" کمتر از خوشه ای که سیستم عامل نمی تواند برای ذخیره اطلاعات اختصاص دهد.

فضای حجم FAT32 به طور منطقی به سه منطقه مجاور تقسیم می شود:

  • منطقه رزرو شده. شامل ساختارهای سرویسی است که به رکورد راه اندازی پارتیشن تعلق دارند (Partition Boot Record - PBR ، برای تمایز آن از Master Boot Record - رکورد اصلی بوت دیسک ؛ PBR نیز اغلب به اشتباه به عنوان بخش بوت نامیده می شود) و در هنگام مقداردهی اولیه استفاده می شود.
  • منطقه جدول FAT شامل آرایه ای از نمایه ها ("سلول") مربوط به خوشه های منطقه داده است. به طور معمول ، دو نسخه از FAT به دلایل قابلیت اطمینان روی دیسک وجود دارد.
  • منطقه داده ای که محتوای واقعی پرونده ها در آن ضبط می شود - یعنی متن فایل های متنی ، تصویر رمزگذاری شده برای فایل های تصویری ، صدای دیجیتالی شده برای فایل های صوتی و غیره - و همچنین به اصطلاح metadata - اطلاعاتی در مورد نام پرونده ها و پوشه ها ، ویژگی های آنها ، زمان ایجاد و اصلاح ، اندازه ها و قرارگیری بر روی دیسک.

FAT12 و FAT16 همچنین یک منطقه دایرکتوری ریشه اختصاصی دارند. این یک موقعیت ثابت (بلافاصله پس از آخرین ورود به FAT) و یک اندازه ثابت در بخشها دارد.

اگر یک خوشه به یک فایل تعلق داشته باشد ، سلول مربوطه حاوی شماره خوشه بعدی همان پرونده است. اگر سلول مربوط به آخرین خوشه پرونده باشد ، آنگاه مقدار خاصی دارد (FFFF 16 برای FAT16). بنابراین ، زنجیره ای از خوشه های پرونده ساخته شده است. خوشه های استفاده نشده در جدول با صفر مطابقت دارد. خوشه های "بد" (که به عنوان مثال از پردازش مستثنی هستند زیرا منطقه مربوطه دستگاه قابل خواندن نیست) همچنین با کد خاصی مطابقت دارد.

هنگامی که پرونده پاک می شود ، شخصیت اول نام با کد ویژه E5 16 جایگزین می شود و زنجیره خوشه فایل در جدول تخصیص به صفر می رسد. از آنجا که اطلاعات مربوط به اندازه پرونده (که در دایرکتوری کنار نام پرونده قرار دارد) دست نخورده باقی مانده است ، اگر خوشه های پرونده به صورت پی در پی بر روی دیسک قرار داشتند و با اطلاعات جدید رونویسی نمی شدند ، امکان بازیابی پرونده حذف شده وجود دارد.

ضبط بوت

اولین ساختار یک حجم FAT BPB نام دارد. بلوک پارامتر BIOS ) و در منطقه رزرو شده ، در بخش صفر واقع شده است. این ساختار حاوی اطلاعاتی است که نوع سیستم فایل و مشخصات فیزیکی محیط (دیسک فلاپی یا پارتیشن روی دیسک سخت) را مشخص می کند.

بلوک پارامتر BIOS

BPB اساساً در FAT سرویس دهنده MS-DOS 1.x وجود نداشت ، زیرا در آن زمان فقط دو نوع حجم مختلف وجود داشت - فلاپی دیسک های 5 اینچی یک و دو طرفه با 360 کیلو بایت ، و فرمت حجم توسط اولین بایت منطقه FAT تعیین می شد. BPB در MS-DOS 2.x در اوایل سال 1983 به عنوان یک ساختار اجباری بخش بوت که از این پس قالب حجم مشخص می شود ، معرفی شد. اولین طرح شناسایی بایت FAT قدیمی پشتیبانی خود را از دست داده است. همچنین در MS-DOS 2.0 ، سلسله مراتبی از پرونده ها و پوشه ها معرفی شد (قبل از آن ، همه پرونده ها در پوشه ریشه ذخیره می شدند).

ساختار BPB در MS-DOS 2.x شامل یک قسمت 16 بیتی "تعداد کل بخش" بود ، به این معنی که این نسخه از FAT برای حجم های بزرگتر از 2 16 \u003d 65،536 بخش ، یعنی بیش از 32 مگابایت با اندازه بخش استاندارد 512 بایت ، اساساً قابل اجرا نیست. در MS-DOS 4.0 (1988) ، قسمت BPB فوق به 32 بیت گسترش یافت ، که به معنای افزایش اندازه حجم نظری به 2 32 \u003d 4 294 967 296 بخش ، یعنی تا 2 ترابایت با یک بخش 512 بایت است.

اصلاح بعدی BPB همراه با ویندوز 95 OSR2 ، که FAT32 را معرفی کرد (در آگوست 1996). محدودیت حجم دو گیگابایت حذف شده است و حجم FAT32 از نظر تئوری می تواند تا 8 ترابایت باشد. با این حال ، اندازه هر پرونده جداگانه نمی تواند بیش از 4 گیگابایت باشد. پارامتر BIOS Block FAT32 برای سازگاری با نسخه های قبلی FAT ، BPB FAT16 را تا و شامل فیلد BPB_TotSec32 تکرار می کند ، اختلافات وجود دارد.

بخش بوت FAT32 در واقع سه بخش 512 بایت است - بخش های 0 ، 1 و 2. هر یک از آنها حاوی امضای 0xAA55 در 0x1FE است ، یعنی اگر اندازه بخش 512 بایت باشد ، در دو بایت آخر است. اگر اندازه بخش بیش از 512 بایت باشد ، امضا هم در آدرس 0x1FE و هم در دو بایت آخر بخش صفر موجود است ، یعنی کپی می شود.

FSInfo

رکورد راه اندازی پارتیشن FAT32 شامل ساختاری به نام FSInfoبرای ذخیره تعداد خوشه های رایگان روی حجم استفاده می شود. FSInfo معمولاً بخش 1 را اشغال می کند (به قسمت BPB_FSInfo مراجعه کنید) و ساختار زیر را دارد (آدرس های مربوط به ابتدای بخش):

  • FSI_LeadSig. امضای 4 بایت ، 0x41615252 ، نشان می دهد که این بخش برای ساختار FSInfo استفاده می شود.
  • FSI_Reservation1. فاصله از 4 تا 483 بایت بخش شامل ، صفر است.
  • FSI_StrucSig. امضای دیگر ، واقع در 0x1E4 ، حاوی مقدار 0x61417272 است.
  • FSI_Count_Free. قسمت چهار بایت در 0x1E8 شامل آخرین تعداد خوشه های رایگان شناخته شده روی حجم است. مقدار 0xFFFFFFFF به این معنی است که تعداد خوشه های آزاد ناشناخته است و باید محاسبه شود.
  • FSI_Nxt_Free. قسمت چهار بایت در آدرس 0x1EC حاوی شماره خوشه ای است که جستجو برای خوشه های رایگان در جدول فهرست باید از آن آغاز شود. به طور معمول این قسمت شامل تعداد آخرین خوشه FAT است که برای ذخیره فایل اختصاص داده شده است. مقدار 0xFFFFFFFF به این معنی است که جستجو برای یک خوشه رایگان باید از ابتدای جدول FAT ، یعنی از خوشه دوم انجام شود.
  • FSI_Reservation2. فیلد 12 بایت در 0x1F0 رزرو شده است.
  • FSI_TrailSig. Signature 0xAA550000 آخرین 4 بایت بخش FSInfo است.

هدف از معرفی FSInfo بهینه سازی عملکرد سیستم است ، زیرا در FAT32 جدول شاخص می تواند زیاد باشد و اسکن بایت به بایت آن زمان قابل توجهی را می گیرد. با این حال ، مقادیر قسمتهای FSI_Free_Count و FSI_Nxt_Free ممکن است با واقعیت مطابقت نداشته باشند و باید از نظر کفایت بررسی شوند. بعلاوه ، آنها حتی در نسخه پشتیبان FSInfo که معمولاً در بخش 7 قرار دارد به روز نمی شوند.

تعیین نوع حجم FAT

تعیین نوع حجم FAT (یعنی انتخاب بین FAT12 ، FAT16 و FAT32) توسط سیستم عامل توسط تعداد خوشه های حجم انجام می شود ، که به نوبه خود از قسمت های BPB تعیین می شود. اول از همه ، تعداد بخشهای شاخه ریشه محاسبه می شود:

RootDirSectors \u003d (BPB_RootEntCnt * 32) / BPB_BytsPerSec

DataSec \u003d TotSec - (BPB_ResvdSecCnt + (BPB_NumFATs * FATSz) + RootDirSectors)

سرانجام ، تعداد خوشه های منطقه داده مشخص می شود:

CountofClusters \u003d DataSec / BPB_SecPerClus

با تعداد خوشه ها ، مکاتبه یک به یک با سیستم فایل انجام می شود:

  • CountofClusters< 4085 - FAT12
  • CountofClusters \u003d 65524 40 4085 - FAT16
  • CountofClusters\u003e 65524 - FAT32

طبق مشخصات رسمی ، این تنها روش معتبر برای تعیین نوع FAT است. ایجاد مصنوعی حجمی که قوانین انطباق مشخص شده را نقض کند ، باعث می شود که ویندوز آن را نادرست اداره کند. با این وجود توصیه می شود از مقادیر CountofClusters نزدیک به بحرانی (4085 و 65525) خودداری کنید تا نوع سیستم فایل را به درستی توسط درایورهایی که اغلب به اشتباه نوشته شده اند ، تعیین کنید.

با گذشت زمان ، FAT برای سازگاری بین DOS ، Windows ، OS / 2 ، Linux به طور گسترده ای در دستگاه های مختلف استفاده می شود. مایکروسافت هیچ تمایلی برای اعمال مجوز آنها نشان نداده است [ روشن کردن] .

در فوریه 2009 ، مایکروسافت از TomTom ، تولید کننده سیستم های ناوبری اتومبیل مبتنی بر Linux ، به دلیل نقض حق ثبت اختراع شکایت کرد.

یادداشت

  1. http://cd.textfiles.com/megademo2/INFO/OS2_HPFS.TXT
  2. www.microsoft.com/mscorp/ip/tech/fathist.asp در archive.org
  3. مشخصات سیستم فایل Microsoft Extensible Firmware Initiative FAT32 1.03. مایکروسافت (6 دسامبر 2000). - سند در قالب Microsoft Word ، 268 کیلوبایت. بایگانی شده
  4. در مورد VFAT چطور؟ ... بایگانی TechNet... مایکروسافت (15 اکتبر 1999) بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 5 آوریل 2010.
  5. پسوند سیستم فایل VFAT را نباید با درایور سیستم فایل به همین نام اشتباه گرفت ، که در Windows for Workgroups 3.11 ظاهر شده و برای مدیریت تماس با توابع MS-DOS (INT 21h) در حالت محافظت شده طراحی شده است (نگاه کنید به: KB126746: Windows for Workgroups تاریخچه نسخه. نسخه 3.11. ویژگی های غیر شبکه... مایکروسافت (14 نوامبر 2003) بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 5 آوریل 2010.)
  6. دادگاه ثبت اختراعات فدرال حق ثبت اختراع مایکروسافت را باطل اعلام کرد. heise آنلاین... Heise Zeitschriften Verlag. 2 مارس 2007. بایگانی شده
  7. برایان کهین مایکروسافت با اختراعات FAT جهان را می چرخاند. هافینگتون پست. 10 مارس 2009. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 10 مارس 2009.
  8. رایان پاول مایکروسافت با توجه به حق ثبت اختراع FAT می تواند جعبه OSS Pandora را باز کند. ارس فنیکا... انتشارات Condé Nast. 25 فوریه 2009. بایگانی شده
  9. گلین مودی (انگلیسی). WorldworldUK... IDG (5 مارس 2009). بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 9 مارس 2009.
  10. استیون جی وان نیکلز. شرکت های لینوکس پیمان های محافظت از حق ثبت اختراع مایکروسافت را امضا می کنند. وبلاگ های دنیای کامپیوتر... IDG (5 مارس 2009). بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 9 مارس 2009.
  11. اریکا اوگ TomTom در بحث اختراع با مایکروسافت مقابله می کند. CNet. 19 مارس 2009. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 آگوست 2011. بازیابی در 20 مارس 2009.

پیوندها

  • استاندارد FMA ECMA-107 (eng.)

چربی (مهندسی فایل تخصیص جدول- "جدول تخصیص پرونده") - معماری کلاسیک سیستم فایل ، که به دلیل سادگی آن ، هنوز هم به طور گسترده ای برای درایوهای فلش استفاده می شود. در دیسک های فلاپی و برخی دیگر از رسانه های ذخیره سازی استفاده می شود. قبلاً روی دیسک های سخت استفاده می شد.

این سیستم فایل توسط بیل گیتس و مارک مک دونالد در سال 1977 ساخته شد و در اصل در سیستم عامل 86-DOS مورد استفاده قرار گرفت. بعداً 86-DOS توسط مایکروسافت خریداری شد و پایه MS-DOS 1.0 شد ، که در آگوست 1981 منتشر شد. FAT برای کار با فلاپی دیسک هایی با اندازه کمتر از 1 مگابایت طراحی شده است و در ابتدا از دیسک های سخت پشتیبانی نمی کند.

در حال حاضر چهار نسخه از FAT وجود دارد - FAT8 ، FAT12, FAT16 و FAT32... تفاوت آنها در بیت رکوردها در ساختار دیسک است ، یعنی تعداد بیت اختصاص داده شده برای ذخیره شماره خوشه... FAT12 عمدتا برای دیسک های فلاپی ، FAT16 برای دیسک های کوچک ، FAT32 برای دیسک های سخت استفاده می شود. سیستم پرونده جدیدی بر اساس FAT ایجاد شده است exFAT (FAT گسترده شده) ، که در درجه اول برای درایوهای فلش استفاده می شود.

سیستم فایل FAT از ابتدا تا انتها فضای آزاد دیسک را به ترتیب دنبال می کند. هنگام ایجاد یک پرونده جدید یا بزرگ کردن یک پرونده موجود ، به دنبال اولین خوشه رایگان در جدول تخصیص فایل است. اگر برخی از پرونده ها حذف شوند و سایزهای دیگر تغییر کند ، خوشه های خالی حاصل در دیسک پراکنده می شوند. اگر خوشه های حاوی داده های پرونده به صورت یک ردیف مرتب نشده باشند ، پرونده به صورت یکسان است پراکنده... پرونده های به شدت تکه تکه شده به طور قابل توجهی کارایی کار را کاهش می دهند ، زیرا هدهای خواندن / نوشتن ، هنگام جستجوی پرونده بعدی ، باید از یک منطقه دیسک به منطقه دیگر منتقل شوند. مطلوب است که خوشه های اختصاص داده شده برای ذخیره فایل باید تضعیف شوند ، زیرا به شما امکان می دهد زمان جستجو را کاهش دهید. با این حال ، این تنها با استفاده از یک برنامه خاص قابل انجام است ، روش مشابهی نامیده می شود تجزیه فایل.

از دیگر معایب FAT این است که عملکرد آن به تعداد پرونده های موجود در یک دایرکتوری بستگی دارد. با تعداد زیادی پرونده (حدود هزار) پرونده ، خواندن لیست پرونده های موجود در پوشه ممکن است چندین دقیقه طول بکشد. FAT اطلاعاتی مانند مالکیت یا اجازه دسترسی به یک پرونده را ذخیره نمی کند.

FAT یک فایل سیستم ساده است که از خرابی پرونده به دلیل خاموش شدن غیر عادی کامپیوتر جلوگیری نمی کند ، این یکی از رایج ترین سیستم های پرونده است و توسط اکثر سیستم عامل ها پشتیبانی می شود.

سازمان سیستم پرونده های چربی

تمام سیستم عامل های مدرن دیسک ایجاد یک فایل سیستم را برای ذخیره سازی داده ها روی دیسک ها و دسترسی به آنها فراهم می کنند. برای اینکه داده ها روی دیسک نوشته شوند ، باید سطح آن ساختار داشته باشد ، یعنی جداسازی به بخشها و مسیر.

آهنگ A

ج- خوشه

شکل 1- ساختار دیسک

آهنگ های دایره های متحدالمرکز هستند که سطح دیسک را می پوشانند. نزدیکترین مسیر به لبه دیسک با شماره 0 و به دنبال آن 1 و غیره است. اگر دیسک دو طرفه باشد ، هر دو طرف شماره گذاری می شوند. شماره طرف اول 0 است ، شماره طرف دوم 1 است.

هر مسیر به بخشهایی تقسیم می شود که اصطلاحاً نامیده می شوند بخشها... به بخشها نیز شماره اختصاص داده می شود. اولین بخش در مسیر شماره 1 ، بخش دوم 2 و غیره است.

یک هارد دیسک از یک یا چند بشقاب دایره ای شکل تشکیل شده است. از هر دو سطح صفحه برای ذخیره اطلاعات استفاده می شود. هر سطح به مسیرها ، مسیرها به نوبه خود به بخشها تقسیم می شود. مسیرهای شعاع یکسان هستند سیلندر... بنابراین ، تمام مسیرهای صفر سیلندر شماره صفر را تشکیل می دهند ، مسیرهای با شماره 1 سیلندر شماره 1 را تشکیل می دهند و غیره.

بنابراین ، سطح یک دیسک سخت را می توان به عنوان یک ماتریس سه بعدی مشاهده کرد که ابعاد آن اعداد است سطح ، استوانهو بخشیک سیلندر به عنوان کل کلیه مسیرهای متعلق به سطوح مختلف و در فاصله مساوی از محور چرخش قرار گرفته است.

سیستم های پرونده FAT

FAT16

سیستم فایل FAT16 به قبل از MS-DOS برمی گردد و برای سازگاری توسط همه سیستم عامل های مایکروسافت پشتیبانی می شود. جدول آن File Allocation Table کاملاً منعکس کننده سازماندهی فیزیکی سیستم فایل است که از ویژگیهای اصلی آن می توان به این واقعیت اشاره کرد که حداکثر حجم پشتیبانی شده (دیسک سخت یا پارتیشن روی دیسک سخت) از 4095 مگابایت بیشتر نیست. در دوران MS-DOS ، هارد دیسک های 4 گیگابایتی به نظر یک رویای لوله (20-40 مگابایت یک چیز لوکس بود) به نظر می رسید ، بنابراین این حاشیه کاملاً موجه بود.

حجم قالب بندی شده برای استفاده از FAT16 به خوشه ها تقسیم می شود. اندازه خوشه پیش فرض به اندازه حجم بستگی دارد و می تواند از 512 بایت تا 64 کیلوبایت باشد. جدول 2 نشان می دهد که چگونه اندازه خوشه به اندازه حجم بستگی دارد. توجه داشته باشید که اندازه خوشه می تواند متفاوت از حالت پیش فرض باشد ، اما باید یکی از مقادیر نشان داده شده در جدول باشد. 2

استفاده از سیستم فایل FAT16 در حجم های بیشتر از 511 مگابایت توصیه نمی شود ، زیرا فضای دیسک برای پرونده های نسبتاً کوچک بسیار ناکارآمد استفاده می شود (یک فایل 1 بایت 64 کیلوبایت را اشغال می کند). صرف نظر از اندازه خوشه ، FAT16 برای حجم های بیشتر از 4 گیگابایت پشتیبانی نمی شود.

FAT32

با شروع Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) ، پشتیبانی از 32 بیتی FAT به ویندوز اضافه شد. برای سیستم های مبتنی بر Windows NT ، این سیستم فایل ابتدا در Microsoft Windows 2000 پشتیبانی می شود. در حالی که FAT16 می تواند از حجم تا 4 گیگابایت پشتیبانی کند ، FAT32 می تواند تا 2 ترابایت حجم را کنترل کند. اندازه خوشه در FAT32 می تواند از 1 (512 بایت) تا 64 بخش (32 کیلوبایت) متغیر باشد. مقادیر خوشه FAT32 برای ذخیره سازی به 4 بایت نیاز دارد (32 بیت ، نه 16 مورد FAT16). این به ویژه بدان معنی است که برخی از برنامه های کاربردی پرونده طراحی شده برای FAT16 نمی توانند با FAT32 کار کنند.

تفاوت اصلی بین FAT32 و FAT16 این است که اندازه پارتیشن منطقی تغییر کرده است. FAT32 از حجم 127 گیگابایت پشتیبانی می کند. در همان زمان ، اگر استفاده از FAT16 با دیسک های 2 گیگابایتی به یک خوشه 32 کیلوبایت نیاز داشت ، در FAT32 یک خوشه 4 کیلوبایتی برای دیسک های 512 مگابایت تا 8 گیگابایتی مناسب است (جدول 4).

بر این اساس ، این به معنای استفاده کارآمدتر از فضای دیسک است - هرچه خوشه کوچکتر باشد ، فضای کمتری برای ذخیره پرونده مورد نیاز است و در نتیجه ، قطعه قطعه دیسک کمتر می شود.

هنگام استفاده از FAT32 ، حداکثر اندازه پرونده می تواند تا 4 گیگابایت منهای 2 بایت باشد. اگر با استفاده از FAT16 حداکثر تعداد ورودی در پوشه ریشه به 512 محدود شود ، پس FAT32 می تواند این تعداد را به 65،535 افزایش دهد.

FAT32 محدودیت در حداقل حجم صدا را اعمال می کند - باید حداقل 65،527 خوشه باشد. در عین حال ، اندازه خوشه نمی تواند به گونه ای باشد که FAT بیش از 16 مگابایت - 64 KB / 4 یا 4 میلیون خوشه را اشغال کند.

هنگام استفاده از نام پرونده های طولانی ، داده های مورد نیاز برای دسترسی از FAT16 و FAT32 همپوشانی ندارند. وقتی پرونده ای با نام پرونده طولانی ایجاد می شود ، ویندوز یک نام 8.3 متناظر و یک یا چند ورودی در فهرست ایجاد می کند تا نام طولانی را ذخیره کند (13 کاراکتر از نام پرونده طولانی برای هر رویداد). هر رویداد بعدی قسمت مربوط به نام فایل را در قالب Unicode ذخیره می کند. چنین ورودی هایی دارای ویژگی های "شناسه حجم" ، "فقط خواندنی" ، "سیستم" و "پنهان" هستند - مجموعه ای که MS-DOS نادیده می گیرد. در این سیستم عامل ، پرونده با "نام مستعار" آن در قالب 8.3 قابل دسترسی است.

سیستم فایل NTFS

Microsoft Windows 2000 شامل پشتیبانی از نسخه جدید سیستم فایل NTFS است ، که به طور خاص ، کار با سرویس های دایرکتوری Active Directory ، نقاط پراکنده ، امنیت اطلاعات ، کنترل دسترسی و تعدادی از ویژگی های دیگر را فراهم می کند.

همانند FAT ، واحد اصلی اطلاعات در NTFS خوشه است. جدول 5 اندازه های پیش فرض خوشه را برای حجم های مختلف نشان می دهد.

هنگامی که سیستم فایل NTFS ساخته می شود ، قالب ساز یک فایل Master File Table (MTF) و مناطق دیگر برای ذخیره فراداده ایجاد می کند. فراداده ها توسط NTFS برای پیاده سازی ساختار پرونده استفاده می شود. 16 ورودی اول در MFT توسط خود NTFS رزرو شده است. مکان پرونده های فراداده $ Mft و $ MftMirr در بخش راه اندازی دیسک ثبت شده است. اگر رکورد اول در MFT خراب باشد ، NTFS رکورد دوم را می خواند تا نسخه ای از ردیف اول را پیدا کند. یک نسخه کامل از بخش بوت در انتهای جلد قرار دارد. جدول 6 متادیتای اساسی ذخیره شده در MFT را لیست می کند.

بقیه ورودی های MFT حاوی ورودی هایی برای هر پرونده و دایرکتوری است که در این جلد قرار دارد.

معمولاً یک پرونده از یک رکورد MFT استفاده می کند ، اما اگر پرونده دارای ویژگی های زیادی باشد یا بیش از حد تکه تکه شود ، برای ذخیره اطلاعات مربوط به آن ممکن است رکوردهای اضافی مورد نیاز باشد. در این حالت ، اولین رکورد موجود در پرونده ، به نام رکورد پایه ، مکان رکوردهای دیگر را ذخیره می کند. پرونده ها و دایرکتوری های کوچک (حداکثر 1500 بایت) به طور کامل در اولین رکورد موجود است.

ویژگی های پرونده در NTFS

هر بخش اشغال شده در حجم NTFS به پرونده خاصی تعلق دارد. حتی فراداده سیستم فایل نیز بخشی از پرونده است. NTFS هر پرونده (یا فهرست) را به عنوان مجموعه ای از ویژگی های پرونده در نظر می گیرد. عناصری مانند نام پرونده ، اطلاعات امنیتی و حتی داده های موجود در آن از ویژگی های پرونده هستند. هر ویژگی با یک کد نوع خاص و به صورت اختیاری ، یک نام ویژگی مشخص می شود.

وقتی ویژگی های پرونده در یک پرونده ثبت می شوند ، به آنها ویژگی های مقیم می گویند. این ویژگی ها همیشه نام پرونده و تاریخ ایجاد آن هستند. در مواردی که اطلاعات مربوط به یک پرونده بیش از حد بزرگ است و نمی تواند در یک رکورد MFT قرار گیرد ، برخی از ویژگی های پرونده غیرمسکونی می شوند. ویژگی های Resident در یک یا چند خوشه ذخیره می شوند و نمایانگر جریان داده های جایگزین برای حجم فعلی هستند (اطلاعات بیشتر در این مورد در زیر). NTFS ویژگی Attribute List را برای توصیف محل ویژگی های مقیم و غیر مقیم ایجاد می کند.

جدول 7 ویژگیهای فایل اصلی را که در NTFS تعریف شده است نشان می دهد. در آینده ، این لیست ممکن است گسترش یابد.

سیستم فایل CDFS

ویندوز 2000 پشتیبانی از سیستم فایل CDFS را فراهم می کند ، که مطابق با استاندارد ISO'9660 برای محل قرارگیری اطلاعات در CD-ROM است. نام پرونده های طولانی مطابق با سطح ISO'9660 سطح 2 پشتیبانی می شود.

هنگام ایجاد CD-ROM برای استفاده تحت Windows 2000 ، موارد زیر را بخاطر بسپارید:

  • تمام نام های پوشه و پرونده باید کمتر از 32 حرف باشد.
  • همه نام های فهرست و پرونده باید فقط شامل حروف بزرگ باشند.
  • عمق فهرست نباید بیش از 8 سطح از ریشه باشد.
  • استفاده از پسوندهای نام پرونده اختیاری است.

مقایسه سیستم های پرونده

Microsoft Windows 2000 می تواند از FAT16 ، FAT32 ، NTFS یا ترکیبی از اینها استفاده کند. انتخاب سیستم عامل به معیارهای زیر بستگی دارد:

  • نحوه استفاده از رایانه؛
  • بستر سخت افزاری
  • اندازه و تعداد هارد دیسک ها ؛
  • امنیت اطلاعات

سیستم های پرونده FAT

همانطور که مشاهده کرده اید ، اعداد موجود در نام سیستم های پرونده - FAT16 و FAT32 - تعداد بیت های مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات مربوط به شماره های خوشه مورد استفاده توسط پرونده را نشان می دهد. بنابراین ، در FAT16 از آدرس دهی 16 بیتی استفاده می شود و بر این اساس ، می توان تا 2-16 آدرس را استفاده کرد. در ویندوز 2000 ، چهار بیت اول جدول مکان فایل FAT32 برای استفاده شخصی خود مورد نیاز است ، بنابراین در FAT32 تعداد آدرس ها به 2 280 می رسد.

جدول 8 اندازه های خوشه را برای سیستم های پرونده FAT16 و FAT32 نشان می دهد.

علاوه بر تفاوت قابل توجه در اندازه خوشه ، FAT32 همچنین اجازه می دهد تا دایرکتوری ریشه گسترش یابد (FAT16 تعداد ورودی ها را به 512 محدود می کند و حتی ممکن است هنگام استفاده از نام های طولانی پرونده کمتر باشد).

مزایای FAT16

از جمله مزایای FAT16 موارد زیر است:

  • سیستم فایل توسط MS-DOS ، ویندوز 95 ، ویندوز 98 ، ویندوز NT ، ویندوز 2000 ، و همچنین برخی از سیستم عامل های UNIX پشتیبانی می شود.
  • تعداد زیادی برنامه وجود دارد که به شما امکان می دهد خطاهای موجود در این سیستم فایل را اصلاح کرده و داده ها را بازیابی کنید.
  • اگر در هنگام راه اندازی از دیسک سخت مشکلی وجود داشته باشد ، سیستم می تواند از طریق فلاپی دیسک بوت شود.
  • این سیستم فایل برای حجم های کمتر از 256 مگابایت به اندازه کافی کارآمد است.
معایب FAT16

از معایب اصلی FAT16 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • فهرست ریشه نمی تواند بیش از 512 مدخل داشته باشد. استفاده از نامهای طولانی باعث کاهش چشمگیر تعداد این عناصر می شود.
  • FAT16 حداکثر از 65536 خوشه پشتیبانی می کند و از آنجا که برخی از خوشه ها توسط سیستم عامل رزرو شده اند ، تعداد خوشه های موجود 65524 است. هر خوشه برای LUN معین اندازه ثابت است. وقتی به حداکثر تعداد خوشه ها در حداکثر اندازه آنها (32 کیلوبایت) رسید ، حداکثر حجم پشتیبانی شده 4 گیگابایت است (تحت ویندوز 2000). برای حفظ سازگاری با MS-DOS ، ویندوز 95 و ویندوز 98 ، حجم تحت FAT16 نباید بیش از 2 گیگابایت باشد.
  • fAT16 از محافظت و فشرده سازی پرونده داخلی پشتیبانی نمی کند.
  • دیسک های بزرگ با استفاده از حداکثر اندازه خوشه ، فضای زیادی را هدر می دهند. فضای فایل بر اساس اندازه خوشه و نه پرونده اختصاص داده شده است.
مزایای FAT32

از جمله مزایای FAT32 موارد زیر است:

  • اختصاص فضای دیسک کارآمدتر است ، به ویژه برای دیسک های بزرگ.
  • فهرست ریشه در FAT32 یک زنجیره خوشه ای منظم است و می تواند در هر نقطه از دیسک قرار گیرد. به همین دلیل ، FAT32 هیچ محدودیتی در تعداد عناصر موجود در فهرست ریشه اعمال نمی کند.
  • به دلیل استفاده از خوشه های کوچکتر (4 کیلوبایت بر روی دیسک ها تا 8 گیگابایت) ، فضای اشغال شده دیسک معمولاً 10-15٪ کمتر از FAT16 است.
  • FAT32 یک سیستم فایل قابل اطمینان تر است. به طور خاص ، از قابلیت انتقال دایرکتوری ریشه و استفاده از نسخه پشتیبان تهیه FAT پشتیبانی می کند. علاوه بر این ، رکورد راه اندازی شامل تعدادی از داده ها است که برای سیستم فایل بسیار مهم است.
معایب FAT32

معایب اصلی FAT32:

  • حجم صدا هنگام استفاده از FAT32 تحت ویندوز 2000 به 32 گیگابایت محدود می شود.
  • حجم های FAT32 از طریق سیستم عامل های دیگر قابل دسترسی نیستند - فقط از Windows 95 OSR2 و Windows 98 ؛
  • پشتیبان گیری بخش boot پشتیبانی نمی شود.
  • fAT32 از محافظت و فشرده سازی پرونده داخلی پشتیبانی نمی کند.

سیستم فایل NTFS

هنگام استفاده از ویندوز 2000 ، مایکروسافت توصیه می کند که همه پارتیشن های دیسک سخت را به NTFS قالب بندی کنید ، به جز آن تنظیماتی که از چندین سیستم عامل استفاده می شود (به جز ویندوز 2000 و ویندوز NT) استفاده از NTFS به جای FAT به شما امکان می دهد از ویژگی های موجود در NTFS استفاده کنید. این شامل ، به ویژه:

  • امکان بهبودی این قابلیت در سیستم فایل تعبیه شده است. NTFS به دلیل استفاده از پروتکل و برخی الگوریتم های بازیابی اطلاعات ، ایمنی داده ها را تضمین می کند. در صورت خرابی سیستم ، NTFS با استفاده از پروتکل و اطلاعات اضافی به طور خودکار یکپارچگی سیستم فایل را بازیابی می کند.
  • فشرده سازی اطلاعات برای حجم های NTFS ، ویندوز 2000 از فشرده سازی پرونده های جداگانه پشتیبانی می کند. چنین پرونده های فشرده شده ای بدون استفاده از بسته بندی مقدماتی ، که به طور خودکار هنگام خواندن از یک پرونده اتفاق می افتد ، توسط برنامه های ویندوز قابل استفاده است. وقتی بسته و ذخیره می شود ، پرونده دوباره فشرده می شود.
  • علاوه بر این ، مزایای NTFS زیر را می توان تشخیص داد:

برخی از ویژگی های سیستم عامل به NTFS نیاز دارند.

سرعت دسترسی بسیار بیشتر است - NTFS تعداد دسترسی به دیسک مورد نیاز برای پیدا کردن یک فایل را به حداقل می رساند.

محافظت از پرونده ها و دایرکتوری ها. فقط در حجم های NTFS امکان تنظیم ویژگی های دسترسی به پرونده ها و پوشه ها وجود دارد.

هنگام استفاده از NTFS ، ویندوز 2000 از حجم تا 2 ترابایت پشتیبانی می کند.

سیستم فایل پشتیبان گیری از بخش boot را حفظ می کند - در انتهای حجم قرار دارد.

NTFS از سیستم پرونده رمزگذاری شده (EFS) پشتیبانی می کند ، که از دسترسی غیرمجاز به محتویات پرونده محافظت می کند.

با استفاده از سهمیه بندی ، می توانید میزان فضای دیسک مورد استفاده کاربران را محدود کنید.

معایب NTFS

صحبت از مضرات سیستم فایل NTFS ، باید توجه داشت که:

  • حجم NTFS در MS-DOS ، ویندوز 95 و ویندوز 98 در دسترس نیست. علاوه بر این ، تعدادی از ویژگی هایی که تحت NTFS تحت ویندوز 2000 اجرا می شوند در ویندوز 4.0 و نسخه های قبلی در دسترس نیستند.
  • حجم کم حاوی پرونده های کوچک زیادی ممکن است در مقایسه با FAT تخریب عملکرد داشته باشد.

سیستم فایل و سرعت

همانطور که قبلاً فهمیدیم ، برای حجم کم ، FAT16 یا FAT32 دسترسی سریعتر به پرونده را در مقایسه با NTFS فراهم می کند ، زیرا:

  • FAT ساختار ساده تری دارد.
  • اندازه دایرکتوری ها کوچکتر است.
  • FAT از محافظت از پرونده در برابر دسترسی غیر مجاز پشتیبانی نمی کند - سیستم نیازی به بررسی مجوزهای پرونده ندارد.

NTFS تعداد دسترسی به دیسک و زمان یافتن پرونده را به حداقل می رساند. همچنین ، اگر فهرست به اندازه کافی کوچک باشد که بتواند در یک ورودی MFT قرار گیرد ، کل ورودی را با یک بار مطالعه می خوانید.

یک ورودی FAT شامل شماره خوشه برای اولین خوشه در فهرست است. برای مشاهده یک فایل FAT ، باید کل ساختار پرونده را جستجو کنید.

هنگام مقایسه سرعت عملیات انجام شده برای فهرست های حاوی نام پرونده های کوتاه و بلند ، باید در نظر داشت که سرعت عملیات برای FAT به عملکرد خود و اندازه فهرست بستگی دارد. اگر FAT یک فایل موجود را جستجو کند ، کل دایرکتوری را جستجو می کند - این عملیات بیش از جستجو مبتنی بر B NTFS طول می کشد. میانگین زمانی که برای یافتن یک فایل طول می کشد به عنوان تابعی از N / 2 در FAT بیان می شود و N را در NTFS وارد می کنید ، جایی که N تعداد پرونده ها است.

تعدادی از عوامل زیر بر سرعت خواندن و نوشتن فایل ها در ویندوز 2000 تأثیر می گذارد:

  • تکه تکه شدن پرونده اگر پرونده بسیار پراکنده باشد ، NTFS برای یافتن همه قطعات معمولاً به دسترسی دیسک کمتر از FAT نیاز دارد.
  • اندازه خوشه. برای هر دو سیستم سیستم ، اندازه خوشه پیش فرض به اندازه حجم بستگی دارد و همیشه به صورت توان 2 بیان می شود. آدرس ها در FAT16 16 بیتی ، در FAT32 - 32 بیتی ، در NTFS - 64 بیتی هستند.
  • اندازه خوشه پیش فرض در FAT براساس این واقعیت است که جدول مکان فایل می تواند حداکثر 65535 ورودی داشته باشد - اندازه خوشه تابعی از حجم تقسیم بر 65535 است. بنابراین ، اندازه خوشه پیش فرض برای یک حجم FAT همیشه بزرگتر است. از اندازه خوشه برای یک حجم NTFS در همان اندازه. توجه داشته باشید که اندازه خوشه بزرگتر برای حجم های FAT به این معنی است که حجم FAT کمتر تکه تکه می شود.
  • محل پرونده های کوچک هنگام استفاده از NTFS ، پرونده های کوچک در پرونده MFT موجود است. اندازه فایلی که در یک رکورد MFT جای می گیرد به تعداد ویژگی های آن پرونده بستگی دارد.

حداکثر اندازه حجم NTFS

از نظر تئوری ، NTFS از حجم های حداکثر 2 32 خوشه پشتیبانی می کند. با این وجود ، علاوه بر کمبود هارد دیسک های این اندازه ، محدودیت های دیگری نیز در مورد حداکثر حجم صدا وجود دارد.

یکی از این محدودیت ها ، جدول پارتیشن بندی است. استانداردهای صنعت اندازه جدول پارتیشن 2 تا 32 بخش را محدود می کند. محدودیت دیگر اندازه بخش است که معمولاً 512 بایت است. از آنجا که ممکن است اندازه بخش در آینده تغییر کند ، اندازه فعلی محدودیتی در اندازه یک حجم واحد - 2 ترابایت (2 32 5 512 بایت \u003d 2 41). بنابراین ، 2 سل یک حد عملی برای حجم فیزیکی و منطقی NTFS است.

جدول 11 محدودیت های اصلی NTFS را نشان می دهد.

کنترل دسترسی به پرونده ها و دایرکتوری ها

هنگام استفاده از حجم های NTFS ، می توانید مجوزها را برای پرونده ها و فهرست ها تنظیم کنید. این حقوق دسترسی نشان می دهد که چه کاربران و گروه هایی به آنها دسترسی دارند و چه سطح دسترسی مجاز است. این حقوق دسترسی هم برای کاربرانی که در رایانه ای که فایلها روی آن قرار دارند کار می کنند و هم برای کاربرانی که به پرونده ها از طریق شبکه دسترسی دارند وقتی این پرونده در فهرست راهنمای باز برای دسترسی از راه دور قرار دارد.

در بخش NTFS ، می توانید مجوزهای دسترسی از راه دور همراه با مجوزهای پرونده و فهرست را نیز تنظیم کنید. علاوه بر این ، ویژگی های پرونده (فقط خواندنی ، مخفی ، سیستم) دسترسی به پرونده را نیز محدود می کنند.

در بخش FAT16 و FAT32 تنظیم ویژگی های فایل نیز امکان پذیر است ، اما آنها مجوزهای پرونده را ارائه نمی دهند.

نسخه NTFS مورد استفاده در ویندوز 2000 نوع جدیدی از اجازه دسترسی - مجوزهای ارثی را معرفی می کند. برگه Security شامل این گزینه است به مجوزهای موروثی اجازه داده شود که از والدین به این شی file پرونده منتقل شوند که به طور پیش فرض فعال است. این گزینه به طور قابل توجهی زمان مورد نیاز برای تغییر حقوق دسترسی به پرونده ها و زیر شاخه ها را کاهش می دهد. به عنوان مثال ، برای تغییر حقوق دسترسی به درختی که شامل صدها زیر شاخه و پرونده است ، فقط این گزینه را فعال کنید - در ویندوز NT 4 ، باید ویژگی های هر پرونده جداگانه و زیر شاخه را تغییر دهید.

در شکل 5 کادر گفتگوی Properties و زبانه Security (بخش Advanced) - فهرست مجوزهای پرونده گسترده را نشان می دهد.

به یاد بیاورید که برای حجمهای FAT ، دسترسی فقط در سطح میزان صدا قابل کنترل است و این کنترل فقط با دسترسی از راه دور امکان پذیر است.

فشرده سازی پرونده ها و دایرکتوری ها

ویندوز 2000 از فشرده سازی پرونده ها و دایرکتوری های واقع در حجم NTFS پشتیبانی می کند. فایل های فشرده شده برای خواندن و نوشتن توسط هر برنامه Windows در دسترس هستند. برای این کار ، دیگر نیازی به باز کردن بسته آنها نیست. الگوریتم فشرده سازی استفاده شده مشابه آنچه در DoubleSpace (MS-DOS 6.0) و DriveSpace (MS-DOS 6.22) استفاده شده است ، اما یک تفاوت قابل توجه دارد - در MS-DOS ، یک پارتیشن اولیه یا یک دستگاه منطقی فشرده می شود ، در حالی که تحت NTFS است می توانید پرونده ها و فهرست های جداگانه را بسته بندی کنید.

الگوریتم فشرده سازی در NTFS برای پشتیبانی از خوشه هایی با اندازه 4KB طراحی شده است. اگر اندازه خوشه بزرگتر از 4 کیلوبایت باشد ، توابع فشرده سازی NTFS در دسترس نیستند.

NTFS خود ترمیم

سیستم فایل NTFS خود ترمیم شده است و می تواند یکپارچگی خود را با استفاده از پروتکل اقدامات انجام شده و تعدادی مکانیزم دیگر حفظ کند.

NTFS هر عملیاتی را که پرونده های سیستم را روی حجم NTFS اصلاح می کند ، به عنوان یک تراکنش مورد استفاده قرار می دهد و اطلاعات مربوط به چنین معامله ای را در یک سیاهه ذخیره می کند. یک معامله آغاز شده می تواند به طور کامل تکمیل شود (متعهد شود) یا دوباره برگردد (برگشت). در حالت دوم ، قبل از شروع معامله ، حجم NTFS به حالت دولت برمی گردد. به منظور مدیریت تراکنش ها ، NTFS قبل از نوشتن روی دیسک ، تمام عملیات موجود در یک تراکنش را در یک پرونده ثبت می کند. پس از انجام معامله ، تمام عملیات انجام می شود. بنابراین ، هیچ عملیات برجسته ای تحت کنترل NTFS وجود ندارد. در صورت خرابی دیسک ، عملیات معلق به سادگی لغو می شود.

NTFS همچنین عملیاتی را برای شناسایی خوشه های معیوب در حال انجام و اختصاص خوشه های جدید برای عملیات پرونده انجام می دهد. به این مکانیزم بازسازی خوشه ای می گویند.

در این بررسی ، ما فایلهای مختلف سیستم پشتیبانی شده در Microsoft Windows 2000 را بررسی کردیم ، در مورد ساختار هر یک بحث کردیم ، مزایا و معایب آنها را ذکر کردیم. امیدوار کننده ترین فایل سیستم NTFS است که دارای مجموعه ای گسترده از توابع است که در سایر سیستم های پرونده موجود نیست. نسخه جدید NTFS که توسط Microsoft Windows 2000 پشتیبانی می شود ، از قابلیت های حتی بیشتری برخوردار است و بنابراین استفاده از آن هنگام نصب سیستم عامل Win 2000 توصیه می شود.

ComputerPress 7 "2000