فایل سیستم شبکه ntfs چه کار می کند. فایل ها و جریان ها

نام فایل سیستم NTFS شامل کلمات "تکنولوژی جدید" است. NTFS شامل تعدادی پیشرفت و تغییرات قابل توجه است که آن را از سایر سیستم های فایل متفاوت می کند. از دیدگاه کاربر، فایل‌ها هنوز در دایرکتوری‌ها ذخیره می‌شوند (اغلب به آنها "پوشه" می‌گویند). با این حال، در NTFS، بر خلاف FAT، کار بر روی دیسک های بزرگ بسیار کارآمدتر است. ابزارهایی برای محدود کردن دسترسی به فایل ها و دایرکتوری ها وجود دارد، مکانیسم هایی معرفی شده اند که قابلیت اطمینان سیستم فایل را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، محدودیت های زیادی در مورد بیشترین مقداربخش ها و/یا خوشه های دیسک.

ویژگی های اصلی فایل سیستم NTFS:

قابلیت اطمینان. رایانه های با کارایی بالا و سیستم های مشترک (سرورها) باید قابلیت اطمینان بیشتری داشته باشند که یک عنصر کلیدی در ساختار و رفتار NTFS است. یکی از راه های افزایش قابلیت اطمینان، معرفی مکانیزم تراکنش است که عملیات فایل را ثبت می کند.

قابلیت توسعه یافته NTFS با در نظر گرفتن توسعه طراحی شده است. بسیاری از ویژگی های اضافی در آن گنجانده شده است - تحمل خطا بهبود یافته، شبیه سازی سایر سیستم های فایل، یک مدل امنیتی قدرتمند، پردازش موازی جریان های داده و ایجاد ویژگی های فایل تعریف شده توسط کاربر.

پشتیبانی از POSIX از آنجایی که دولت ایالات متحده تمام سیستم‌هایی را که خریداری کرده بود ملزم می‌کرد که حداقل با POSIX سازگار باشند، NTFS نیز قادر به انجام این کار بود. ویژگی های اساسی سیستم فایل POSIX شامل استفاده اختیاری از نام فایل های حساس به حروف کوچک و بزرگ، ذخیره زمان آخرین دسترسی به فایل، و مکانیسم به اصطلاح "پیوندهای سخت" است - نام های جایگزین که به شما امکان می دهد به یک فایل با دو یا چند نام مراجعه کنید.

انعطاف پذیری مدل توزیع فضای دیسک NTFS بسیار انعطاف پذیر است. اندازه خوشه می تواند از 512 بایت تا 64 کیلوبایت متفاوت باشد. این مضرب کوانتوم تخصیص فضای دیسک داخلی است. NTFS همچنین از نام فایل های طولانی پشتیبانی می کند کاراکترهای یونیکدو نام های جایگزین 8.3 برای سازگاری FAT.

NTFS در مدیریت حجم زیادی از داده ها عالی است و هنگام کار با حجم های بین 300 تا 400 مگابایت و هنگام کار با حداکثر حجم و فایل های ممکن - 16 EB (اگزابایت 2 64 بایت یا 16000 میلیارد گیگابایت) عملکرد بسیار خوبی دارد. تعداد فایل ها در دایرکتوری های روت و غیر روت نامحدود است. زیرا ساختار دایرکتوری NTFS بر اساس یک ساختار داده کارآمد به نام "درخت باینری" است. زمان های جستجوی فایل در NTFS (برخلاف سیستم های مبتنی بر FAT) نامرتبط است وابستگی خطیبا شماره آنها

NTFS همچنین دارای برخی ویژگی های خود درمانی است. NTFS از مکانیسم‌های مختلفی برای بررسی یکپارچگی سیستم پشتیبانی می‌کند، از جمله ثبت تراکنش‌ها، که به شما امکان می‌دهد عملیات نوشتن فایل را در مقابل یک گزارش سیستم خاص بازپخش کنید.

سیستم فایل NTFS پشتیبانی می کند مدل شیامنیت NT و تمام جلدها، دایرکتوری ها و فایل ها را به عنوان موجودیت های جداگانه در نظر می گیرد. NTFS امنیت در سطح فایل را فراهم می کند. این بدان معنی است که مجوزهای حجم، فهرست ها و فایل ها ممکن است به آن بستگی داشته باشد حسابکاربر و گروه هایی که به آنها تعلق دارد. هر بار که کاربر به یک شیء سیستم فایل دسترسی پیدا می کند، مجوزهای او در برابر لیستی از مجوزها بررسی می شود. این شی. اگر کاربر دارای سطح کافی از حقوق باشد، درخواست وی پذیرفته می شود. در غیر این صورت درخواست رد می شود. این مدل امنیتی هم برای ورود کاربر محلی در ماشین‌های NT و هم برای درخواست‌های شبکه از راه دور اعمال می‌شود.

علاوه بر این، NTFS همچنین دارای قابلیت فشرده سازی داخلی است که می تواند بر روی فایل های فردی، کل فهرست ها و حتی حجم ها اعمال شود (و متعاقباً به دلخواه شما تخصیص داده نشود یا مجدداً تخصیص داده شود).

ساختار حجم با سیستم فایل NTFS.

یکی از مفاهیم اساسی که هنگام کار با NTFS استفاده می شود، مفهوم حجم است. همچنین امکان ایجاد یک حجم مقاوم به خطا که چندین پارتیشن را اشغال می کند، یعنی استفاده از فناوری RAID وجود دارد. مانند بسیاری از سیستم‌های دیگر، NTFS کل فضای دیسک قابل استفاده یک حجم را به خوشه‌هایی تقسیم می‌کند، بلوک‌هایی از داده‌ها که به عنوان واحدهای داده آدرس‌دهی می‌شوند. NTFS از اندازه های کلاستر از 512 بایت تا 64 کیلوبایت پشتیبانی می کند. استاندارد یک کلاستر 2 یا 4 کیلوبایتی است.

تمام فضای دیسک در NTFS به دو قسمت نابرابر تقسیم می شود. 12٪ اول دیسک برای به اصطلاح منطقه MFT رزرو شده است - فضایی که می تواند با افزایش اندازه توسط متافیل اصلی سرویس MFT اشغال شود.

امکان نوشتن هیچ داده ای در این ناحیه وجود ندارد. منطقه MFT همیشه خالی نگه داشته می شود - این کار به این دلیل انجام می شود که مهم ترین فایل سرویس (MFT) در صورت امکان، با بزرگ شدن تکه تکه نشود. 88 درصد حجم باقیمانده فضای ذخیره سازی فایل معمولی است.

MFT (جدول فایل اصلی - جدول فایل عمومی) یک فهرست متمرکز از تمام فایل های دیسک دیگر، از جمله خودش است. MFT به رکوردها تقسیم می شود اندازه ثابتدر 1 کیلوبایت، و هر ورودی مربوط به یک فایل (in حس کلیاین کلمه). 16 فایل اول ماهیت خدماتی دارند و برای سیستم عامل غیرقابل دسترسی هستند - به آنها متافایل می گویند و اولین متافایل خود MFT است. این 16 عنصر اولیه MFT تنها بخشی از دیسک هستند که موقعیت کاملاً ثابتی دارند. یک کپی از همین 16 مدخل برای امنیت در وسط جلد نگهداری می شود، زیرا بسیار مهم هستند. بخش‌های باقی‌مانده فایل MFT را می‌توان مانند هر فایل دیگری در مکان‌های دلخواه روی دیسک قرار داد - می‌توانید موقعیت آن را با استفاده از خود، "قلاب کردن" بر اساس اولین عنصر MFT بازیابی کنید.

16 فایل NTFS اول ذکر شده (متافایل) ماهیت خدماتی دارند. هر یک از آنها مسئول برخی از جنبه های سیستم هستند. متافایل ها در دایرکتوری ریشه یک جلد NTFS قرار دارند. همه آنها با کاراکتر نام "$" شروع می شوند، اگرچه برای به دست آوردن اطلاعاتی در مورد آنها به معنی استاندارددشوار. جدول متافایل های اصلی شناخته شده و هدف آنها را فهرست می کند.

بنابراین، برای مثال، می‌توانید متوجه شوید که سیستم عامل چقدر برای فهرست‌نویسی یک جلد با نگاه کردن به اندازه فایل MFT$ هزینه می‌کند.

بنابراین، تمام فایل های حجم در MFT ذکر شده است. این ساختار تمام اطلاعات مربوط به فایل ها را به جز داده های واقعی ذخیره می کند. نام فایل، اندازه، مکان روی دیسک تک تک قطعات و غیره - همه اینها در رکورد مربوطه ذخیره می شود. اگر یک رکورد MFT برای اطلاعات وجود نداشته باشد، چندین رکورد استفاده می شود، و نه لزوماً پشت سر هم. فایل ها ممکن است خیلی بزرگ نباشند، در این صورت داده های فایل مستقیماً در MFT، در فضای باقی مانده از داده های اصلی در یک رکورد MFT ذخیره می شود. فایل هایی که صدها بایت را اشغال می کنند معمولاً تجسم "فیزیکی" خود را در اصل ندارند ناحیه فایل- تمام داده های چنین فایلی در یک مکان، در MFT ذخیره می شود.

یک فایل در یک حجم NTFS با یک پیوند به اصطلاح فایل شناسایی می شود که به عنوان یک عدد 64 بیتی نشان داده می شود. پیوند فایل شامل یک شماره فایل است که با موقعیت رکورد فایل آن در MFT و یک شماره دنباله مطابقت دارد. زمانی که یک موقعیت معین در MFT دوباره مورد استفاده قرار گیرد، دومی افزایش می یابد و به سیستم فایل NTFS اجازه می دهد تا یکپارچگی داخلی را بررسی کند.

هر فایل در NTFS توسط جریان ها نمایش داده می شود، یعنی "فقط داده" به عنوان چنین نیست، بلکه دارای "جریان ها" است. برای درک صحیح جریان، کافی است نشان دهیم که یکی از جریان ها برای ما معنای معمولی دارد - داده فایل. اما اکثر ویژگی های فایل نیز جریان هستند. بنابراین، معلوم می شود که فایل فقط یک موجودیت اساسی دارد - شماره موجود در MFT، و هر چیز دیگری، از جمله جریان های آن، اختیاری است. این رویکرد را می توان به طور مؤثر مورد استفاده قرار داد - برای مثال، جریان دیگری را می توان با نوشتن هر گونه داده ای به یک فایل "چسبان" کرد. در ویندوز 2000، اطلاعات مربوط به نویسنده و محتوای فایل به این ترتیب ثبت می شود (یکی از نشانک های موجود در ویژگی های فایل، به عنوان مثال، از Explorer مشاهده می شود). جالب است که این جریان های اضافی برای ابزارهای دستکاری فایل استاندارد قابل مشاهده نیستند: اندازه فایل مشاهده شده فقط اندازه جریان اصلی است که حاوی داده های سنتی است. به عنوان مثال، ممکن است فایلی با طول صفر داشته باشید که با حذف آن 1 گیگابایت فضای آزاد آزاد می شود - فقط به این دلیل که برخی از برنامه ها یا فناوری های حیله گر یک جریان اضافی (داده های جایگزین) با چنین اندازه بزرگی را "چسبانده اند" به آن اما در واقع در حال حاضر از نخ ها استفاده نمی شود، بنابراین مراقب باشید موقعیت های مشابهنباید، اگرچه به صورت فرضی امکان پذیر است. فقط باید به خاطر داشته باشید که یک فایل در NTFS مفهومی عمیق تر از آن چیزی است که با مرور دایرکتوری های دیسک تصور می کنید.

ویژگی های استاندارد برای فایل ها و دایرکتوری ها در یک حجم NTFS دارای نام ها و کدهای نوع ثابت هستند:

ویژگی‌های فایل در رکوردهای MFT به ترتیب عددی صعودی کدهای نوع مرتب شده‌اند و برخی از انواع ویژگی‌ها ممکن است بیش از یک بار در یک رکورد رخ دهند: به عنوان مثال، اگر یک فایل دارای چندین ویژگی داده یا چندین نام باشد. برای هر فایلی که در یک حجم NTFS لازم است، ویژگی مورد نیاز است اطلاعات استاندارد، ویژگی نام فایل، ویژگی توصیفگر امنیتی و ویژگی داده. بقیه ویژگی ها را می توان در صورت نیاز استفاده کرد.

نام فایل در NTFS، بر خلاف سیستم‌های فایل FAT و HPFS، می‌تواند شامل هر کاراکتری، از جمله مجموعه کامل حروف ملی باشد، زیرا داده‌ها در یونیکد ارائه می‌شوند، یک نمایش 16 بیتی که 65535 کاراکتر مختلف را ارائه می‌دهد. حداکثر طولنام فایل در NTFS - 255 کاراکتر.

سهم بزرگی در کارایی سیستم فایل سازماندهی دایرکتوری است. یک دایرکتوری در NTFS است فایل ویژه A که پیوندها را به سایر فایل ها و دایرکتوری ها ذخیره می کند و یک ساختار سلسله مراتبی از داده ها را روی دیسک ایجاد می کند. فایل کاتالوگ به بلوک‌هایی تقسیم می‌شود که هر کدام شامل نام فایل، ویژگی‌های اصلی و ارجاع به عنصر MFT است که اطلاعات کاملی در مورد عنصر کاتالوگ ارائه می‌دهد. دایرکتوری اصلی دیسک - ریشه - هیچ تفاوتی با دایرکتوری های معمولی ندارد، به جز یک پیوند خاص به آن از ابتدای متافیل MFT.

ساختار دایرکتوری داخلی یک درخت باینری است. درخت دایرکتوری دودویی نام فایل ها را به گونه ای مرتب می کند که جستجوی یک فایل با به دست آوردن پاسخ های دو ارزشی برای سوالات مربوط به محل فایل انجام می شود. یک درخت باینری قادر است به این سوال پاسخ دهد: نام مورد نظر نسبت به یک عنصر معین در کدام گروه قرار دارد - بالا یا پایین؟ جستجو با چنین سوالی برای عنصر میانی آغاز می شود و هر پاسخ به طور متوسط ​​​​دو برابر منطقه جستجو را محدود می کند. اگر تصور کنیم که فایل ها بر اساس حروف الفبا مرتب شده اند، پاسخ به سوال به روشی واضح انجام می شود - با مقایسه حروف اولیه. منطقه جستجو، که دو بار باریک شده است، به روشی مشابه شروع به کاوش می کند و دوباره از عنصر میانی شروع می شود. در عین حال، افزودن یک فایل به دایرکتوری به شکل درختی بسیار دشوارتر از افزودن یک فایل به دایرکتوری خطی سیستم FAT نیست. اینها عملیات قابل مقایسه در زمان هستند. به منظور اضافه کردن فایل جدیددایرکتوری، ابتدا باید مطمئن شوید که فایلی با آن نام وجود ندارد. بنابراین، در یک سیستم FAT با سازماندهی خطی ورودی های دایرکتوری، ما نه تنها در یافتن یک فایل مشکل داریم. و این بیش از آن سادگی بسیار زیاد افزودن یک فایل به دایرکتوری را جبران می کند.

قابلیت های سیستم فایل NTFS برای محدود کردن دسترسی به فایل ها و دایرکتوری ها.

NTFS دایرکتوری‌ها (پوشه‌ها) و فایل‌ها را به‌عنوان انواع مختلف اشیاء در نظر می‌گیرد و فهرست‌های مجزا (هرچند همپوشانی) از مجوزها را برای هر نوع نگه می‌دارد. مجوزهای NTFS اختصاص داده شده به پوشه ها در زیر فهرست شده اند (مجوزهای فایل مربوطه در زیر فهرست شده اند):

بدون دسترسی (بدون دسترسی) (هیچ) (نه);

دسترسی کامل(کنترل کامل) (همه) (همه) (همه) (همه);

حق خواندن (خواندن) (RX)(RX) (خواندن)(خواندن);

حق اضافه کردن (افزودن) (WX) (مشخص نشده) (نوشتن/اجرا مشخص نشده است)؛

حق افزودن و خواندن (افزودن و خواندن) (RWX)(RX) (خواندن/نوشتن/اجرا) (خواندن/اجرا)؛

مشاهده سمت راست (لیست) (RX) (مشخص نشده) (خواندن/اجرا) (مشخص نشده)؛

تغییر سمت راست (RWXD)) (RWXD) (خواندن/نوشتن/اجرا/حذف) (خواندن/نوشتن/اجرا/حذف).

در عبارات پرانتز شده به دنبال نام مجوزها: عبارت اول به خود پوشه اشاره دارد و دومی به تمام فایل هایی که می توان در داخل آن ایجاد کرد اشاره دارد. به عنوان مثال، با دسترسی کامل به یک پوشه، هر گونه اقدامی مجاز است، اما کاربری با دسترسی کامل به پوشه، به تمام فایل های ایجاد شده در آن نیز دسترسی کامل خواهد داشت (مگر اینکه مجوزهای فایل توسط مالک یا مدیر آن تغییر داده شده باشد). به عبارت دیگر، در NTFS، فایل‌ها و پوشه‌ها به‌طور پیش‌فرض مجوزهای تعیین‌شده برای پوشه والد خود را به ارث می‌برند، اما این مجوزها را می‌توان توسط هر کاربری که اجازه تغییر مجوز برای اشیاء NTFS مربوطه را داشته باشد، تغییر داد.

فایل های NTFS می توانند مجوزهای زیر را داشته باشند:

کنترل کامل (همه) (همه);

بدون دسترسی (بدون دسترسی) (هیچ) (نه);

تغییر سمت راست (RWXD) (خواندن/نوشتن/اجرا/حذف)؛

حق خواندن (خواندن) (RX) (خواندن/اجرا).

مجوزهای NTFS، مانند مجوزهای دایرکتوری مشترک، تابع اصل جذب هستند. استثنا حق «عدم دسترسی» است که همه حقوق دیگر را نادیده می گیرد.

هنگامی که کاربران به یک شبکه متصل می شوند، حقوق NTFS ممکن است با حقوق دایرکتوری مشترک تضاد داشته باشد. در چنین شرایطی، حق دسترسی با محدودترین محدودیت ها اعمال می شود. بسیاری از مردم در درک محدودیت هایی که از دسترسی به شبکه دریافت می کنند مشکل دارند. با این حال، اگر به یاد داشته باشید که هنگام دسترسی به دایرکتوری ها و فایل های واقع در حجم های NTFS، دو مکانیسم متوالی درگیر هستند، این را می توان به راحتی درک کرد.

ابتدا دسترسی به فایل ها انجام می شود که توسط مکانیزم های شبکه مشخص شد. اینها حق "بدون دسترسی" - "بدون دسترسی"، "خواندن" حق - "خواندن"، حق "تغییر" - "تغییر" و "دسترسی کامل" - "کنترل کامل" هستند. پس از آن، محدودیت‌های موجود بر روی فایل‌ها و دایرکتوری‌های تعریف شده توسط ویژگی‌های NTFS اعمال می‌شوند. یعنی حقوق نهایی پوشه ها و فایل ها با حداکثر محدودیت هایی که در هر یک از مکانیزم ها تعیین شده بود تعیین می شود.

علاوه بر این حقوق، دسترسی به اصطلاح ویژه نیز وجود دارد. اگر این دسترسی را درست انتخاب کنید، در واقع امکان انتخاب چندین حق به طور همزمان از لیست زیر وجود دارد:

کنترل کامل (همه)؛

خواندن (خواندن) (R);

نوشتن (نوشتن) (W);

اجرا (اجرا) (X);

حذف (حذف) (D);

مجوزهای تغییر (P)؛

مالکیت گرفتن (O).

در اصل، می توان هر ترکیبی از مجوزهای ذکر شده را انتخاب کرد، اما در عمل این کار نمی کند. به عنوان مثال، شما نمی توانید راست X (اجرا) را بدون راست R (خواندن) مشخص کنید، اگرچه سایر سیستم های مدیریت فایل چنین حقی را ارائه می دهند. به شما امکان می دهد برنامه ای را اجرا کنید که فایل آن با این ویژگی مشخص شده است، اما امکان کپی کردن آن را فراهم نمی کند. بسیاری از ترکیبات دیگر مجوزهای ویژههمچنین به درستی کار نمی کنند و این باید در نظر گرفته شود. بهتر است از حقوق معمولی فایل ها و دایرکتوری هایی که در بالا ذکر شد استفاده کنید.

حال بیایید در نظر بگیریم که چه اتفاقی برای حقوق فایل های محافظت شده در NTFS می افتد که آنها جابجا شوند. پوشه های سطح بالاتر در NTFS معمولاً دارای مجوزهای مشابه پرونده ها و پوشه های موجود در آنها هستند. به عنوان مثال، اگر پوشه ای در پوشه دیگری ایجاد شود که مدیران آن کنترل کامل داشته باشند و اپراتورهای آرشیو آن را خوانده باشند، پوشه جدید آن حقوق را به ارث می برد. همین امر در مورد فایل هایی که از پوشه دیگری کپی شده اند یا از پارتیشن NTFS دیگری منتقل شده اند نیز صدق می کند.

اگر یک پوشه یا فایل به پوشه دیگری در همان پارتیشن NTFS منتقل شود، ویژگی‌های امنیتی از شی کانتینر جدید به ارث برده نمی‌شوند. برای مثال، اگر فایلی از پوشه ای با مجوز خواندن برای گروه همه به پوشه ای در همان پارتیشن با دسترسی کامل برای همان گروه منتقل شود، مجوز خواندن اصلی برای فایل منتقل شده حفظ می شود. واقعیت این است که هنگام جابجایی فایل ها در محدوده یک پارتیشن NTFS، تنها نشانگر مکان شی تغییر می کند و سایر ویژگی ها (از جمله ویژگی های امنیتی) بدون تغییر باقی می مانند.

سه قانون مهم زیر به تعیین وضعیت مجوزها هنگام جابجایی یا کپی اشیاء NTFS کمک می کند:

هنگام جابجایی فایل ها در داخل مرزهای پارتیشن NTFS، حقوق دسترسی اصلی حفظ می شود.

هنگام انجام سایر عملیات (ایجاد یا کپی فایل ها و همچنین انتقال آنها بین پارتیشن های NTFS)، حقوق دسترسی پوشه والد به ارث می رسد.

هنگام انتقال فایل ها از یک پارتیشن NTFS به یک پارتیشن FAT، تمام مجوزهای NTFS از بین می رود.

NTFS، FAT یا exFAT سیستم های فایل کاملا متفاوتی هستند که می توانند برای ذخیره داده ها در رسانه های مختلف استفاده شوند. هر دو در ایجاد شده اند مایکروسافتو عمدتاً برای ویندوز استفاده می شوند، اما در هسته لینوکس برای آنها نیز پشتیبانی وجود دارد.

اغلب از NTFS برای نصب سیستم عامل استفاده می شود. سیستم های ویندوزیا پارتیشن های ویندوزبرای فایل ها، در حالی که FAT اغلب در درایوهای فلش یا سایر درایوهای خارجی استفاده می شود. همچنین FAT اغلب می تواند به عنوان سیستم فایل اصلی اندروید استفاده شود. در این مقاله به بررسی خواهیم پرداخت تفاوت چربی هاو NTFS، ما به تفصیل تجزیه و تحلیل خواهیم کرد که چگونه آنها متفاوت هستند و چرا آنها مورد نیاز هستند.

سیستم فایل قوانین اساسی را برای نحوه سازماندهی داده ها هنگام نوشتن روی رسانه تنظیم می کند، مهم نیست که چه باشد - HDDیا فلش مموری سیستم فایل نحوه سازماندهی پوشه ها را توضیح می دهد.

یک قطعه داده خاص به نام فایل در ناحیه مورد نظر درایو قرار می گیرد. سیستم فایل تمام محاسبات لازم را انجام می دهد و همچنین حداقل اندازه بلوک داده غیرقابل تقسیم را تعیین می کند. حداکثر اندازهفایل، قطعه قطعه شدن را پیگیری می کند. بسیاری وجود دارد انواع مختلفسیستم های فایل، برای مثال، سیستم های فایل برای نصب سیستم عامل، برای رسانه خارجی، برای دیسک های نوری، سیستم های فایل توزیع شده. اما در این مقاله فقط به مقایسه fat و ntf می پردازیم.

فایل سیستم FAT چیست؟

فایل سیستم 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 در سال 1977 آغاز شد. سپس یک فایل سیستم 8 بیتی ایجاد شد که در NCR 7200 بر اساس Intel 8080 استفاده شد. این یک ترمینال ورودی بود که با فلاپی دیسک کار می کرد. فایل سیستم نوشته شد کارمند مایکروسافت، توسط مارک مک دونالد پس از بحث در مورد این مفهوم با بیل گیتس.

سپس فایل سیستم چربیشروع به استفاده در سیستم عامل MDOS برای پلت فرم Z80 کرد. چند سال بعد نسخه های جدیدی مانند FAT12، FAT16 و FAT32 منتشر شد.

FAT32 حداکثر حجم حجم را در مقایسه با FAT16 به 16 ترابایت افزایش داده است. حجم فایل نیز به 4 گیگابایت افزایش یافته است. جدول 32 بیتی تخصیص فایل در آگوست 1995 برای ویندوز 95 منتشر شد. اما این فایل سیستم هنوز برای نصب برنامه های سنگین یا ذخیره سازی قابل استفاده نیست. فایل های حجیم. بنابراین، مایکروسافت یک سیستم فایل جدید - NTFS ایجاد کرده است که فاقد چنین کاستی هایی است.

FAT32 یک سیستم فایل عالی برای رسانه های خارجی است اگر نیاز به انتقال فایل های بزرگتر از 4 گیگابایت دارید. توسط بسیاری پشتیبانی می شود دستگاه های مختلفمانند دوربین، دوربین، پخش کننده های موسیقی. تمامی نسخه های توزیع های ویندوز و لینوکس به طور کامل از FAT32 پشتیبانی می کنند. حتی Apple MacOS هم از آن پشتیبانی می کند.

فایل سیستم NTFS چیست؟

مایکروسافت یک فایل سیستم جدید را برای سیستم های جدید خود توسعه داده است - New Technology سیستم فایلیا NTFS در سال 1993 در ویندوز NT 3.1 ظاهر شد. NTFS بسیاری از محدودیت‌های اندازه فایل و دیسک را حذف کرد. توسعه آن در سال 1980 آغاز شد، در نتیجه انجمن های مایکروسافتو IBM برای ایجاد یک فایل سیستم جدید با عملکرد بهبود یافته.

اما همکاری بین شرکت ها زیاد دوام نیاورد و IBM HPFS را منتشر کرد که در OS / 2 استفاده می شد و مایکروسافت NTFS 1.0 را ایجاد کرد. حداکثر اندازه یک فایل در NTFS می تواند به 16 اگزابایت برسد، به این معنی که حتی بزرگترین فایل ها نیز در آن قرار می گیرند.

NTFS 3.1 برای ویندوز XP منتشر شد و پیشرفت های جالب زیادی از جمله پشتیبانی از کاهش پارتیشن دریافت کرد. بازیابی خودکارو لینک های نمادین و حداکثر حجم دیسک با سیستم فایل به 256 ترابایت افزایش یافته است. این با وجود حداکثر اندازه فایل 16 EB است.

ویژگی‌های جالب دیگری که بعدا اضافه شدند عبارتند از: نوشتن دیسک تنبل، پشتیبانی از یکپارچه سازی، تنظیمات سهمیه دیسک، ردیابی پیوند و رمزگذاری در سطح فایل. با همه اینها، NTFS سازگاری با نسخه های قبلی را حفظ می کند.

در حال حاضر این یک سیستم فایل ژورنال است، تمام اقدامات با فایل ها در یک ژورنال مخصوص ثبت می شود که با کمک آن می توان سیستم فایل را در صورت آسیب خیلی سریع بازیابی کرد. NTFS در ویندوز XP و جدیدتر پشتیبانی می شود. اگر fat یا ntfs را مقایسه کنیم، دومی به طور کامل در لینوکس پشتیبانی نمی شود، ضبط و بازیابی در صورت آسیب امکان پذیر است و فقط خواندن در MacOS پشتیبانی می شود.

فایل سیستم exFAT چیست؟

فایل سیستم exFATیکی دیگر از پروژه های مایکروسافت برای بهبود سیستم فایل قدیمی است. می توان آن را راه راه در جایی که FAT32 مناسب نیست. این بسیار سبک تر از NTFS است، اما از فایل های بزرگتر از 4 گیگابایت پشتیبانی می کند، و همچنین اغلب در درایوهای فلش و درایوها استفاده می شود. با او توسعه توسط مایکروسافتاز فناوری خود برای جستجوی نام فایل ها بر اساس هش استفاده می کند که عملکرد را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

اکثر کشورها قانون ثبت اختراع ایالات متحده را به رسمیت می شناسند، بنابراین هرگونه اجرای exFAT در هیچ سیستم منبع بسته یا منبع باز امکان پذیر نیست. اما مایکروسافت می خواهد که این فایل سیستم آزادانه توزیع و استفاده شود. بنابراین، نسخه ای از exFAT بر اساس FUSE به نام فیوز-exfat ساخته شد. دسترسی کامل به خواندن و نوشتن را می دهد. یک پیاده سازی نیز در سطح ایجاد شد هسته های لینوکسدر سامسونگ، که اکنون نیز در مالکیت عمومی است.

این فایل سیستم نیز دارد حداکثر حددر اندازه فایل 16 EB، اما بسیار سبک تر است و هیچ ویژگی اضافی ندارد. از نظر سازگاری، به طور کامل در ویندوز، مک او اس، اندروید و لینوکس پشتیبانی می شود.

تفاوت FAT و Ntfs

و حالا بیایید به تفاوت های اصلی بین FAT و NTFS در قالب خلاصه ای از هر یک از سیستم های فایل نگاه کنیم:

FAT32

• سازگاری:ویندوز، مک، لینوکس، کنسول های بازی، تقریباً تمام دستگاه های دارای پورت USB.
• طرفداران:کراس پلت فرم، سبکی؛
• معایب:حداکثر اندازه فایل 4 گیگابایت و پارتیشن 16 گیگابایت، بدون ژورنال.
• استفاده:رسانه خارجی

NTFS

• سازگاری:ویندوز، لینوکس، ایکس باکس وان و فقط خواندنی در مک
• طرفداران:ژورنال، پارتیشن بزرگ و محدودیت اندازه فایل، رمزگذاری، بازیابی خودکار.
• معایب:کراس پلتفرم محدود؛
• استفاده:برای نصب ویندوز

exFAT

• سازگاری:ویندوز XP و بالاتر، MacOS X 10.6.5، لینوکس (فیوز)، اندروید؛
• طرفداران:پارتیشن بزرگ و محدودیت اندازه فایل، سبک در مقایسه با NTFS.
• معایب:مایکروسافت استفاده از آن را با یک قرارداد مجوز محدود می کند.
• استفاده:برای رسانه های خارجی و سفت و سخت خارجیدیسک ها

نتیجه گیری

در این مقاله به مقایسه چربی و ntf پرداخته ایم. آنها سیستم های فایل بسیار متفاوتی هستند. اما درک اینکه کدام فایل سیستم بهتر از fat یا ntfs است دشوار است، از یک طرف NTFS ویژگی های بسیار بیشتری دارد، اما FAT سبک تر است و تا جایی که امکان دارد پشتیبانی می شود. برای پارتیشن های داده در لینوکس که باید در ویندوز قابل دسترسی باشند، بهتر است از FAT به جای NTFS استفاده کنید زیرا بهتر پشتیبانی می شود. به نظر شما چربی بهتر است یا ntfs برای لینوکس؟

سیستم عامل، علاوه بر تمام وظایف دیگر، هدف اصلی خود را انجام می دهد - کار را با داده ها مطابق با یک ساختار خاص سازماندهی می کند. برای این منظور از سیستم فایل استفاده می شود. FS چیست و چه چیزی می تواند باشد و همچنین اطلاعات دیگری در مورد آن در زیر ارائه خواهد شد.

توضیحات کلی

سیستم فایل بخشی از سیستم عامل است که وظیفه قرار دادن، ذخیره، حذف اطلاعات در رسانه ها، ارائه این اطلاعات به کاربران و برنامه ها و همچنین ارائه آن را بر عهده دارد. استفاده ایمن. علاوه بر این، این اوست که در صورت خرابی سخت افزار یا نرم افزار به بازیابی اطلاعات کمک می کند. به همین دلیل است که سیستم فایل بسیار مهم است. FS چیست و چه می تواند باشد؟ چندین نوع وجود دارد:

برای دیسکهای سخت، یعنی دستگاه هایی با دسترسی تصادفی؛

برای نوارهای مغناطیسی، یعنی دستگاه هایی با دسترسی سریال؛

برای رسانه های نوری؛

سیستم های مجازی؛

سیستم های شبکه.5

واحد منطقی ذخیره سازی داده ها در سیستم فایل یک فایل است، یعنی مجموعه ای مرتب شده از داده ها که نام خاصی دارد. تمام داده های استفاده شده توسط سیستم عامل در قالب فایل ها ارائه می شود: برنامه ها، تصاویر، متون، موسیقی، فیلم ها و همچنین درایورها، کتابخانه ها و غیره. هر یک از این عناصر دارای یک نام، نوع، پسوند، ویژگی ها و اندازه است. بنابراین، اکنون می دانید، سیستم فایل مجموعه ای از چنین عناصر و همچنین راه هایی برای کار با آنها است. بسته به شکلی که از آن استفاده می شود و چه اصولی برای آن قابل اجرا است، می توان چندین نوع اصلی FS را تشخیص داد.

رویکرد برنامه ای

بنابراین، اگر سیستم فایل در نظر گرفته شود (آن چیست و چگونه با آن کار کنیم)، باید توجه داشت که این یک ساختار چند سطحی است، بر روی آن سطح بالایک سوئیچ سیستم فایل وجود دارد که یک رابط بین سیستم و یک برنامه خاص فراهم می کند. این درخواست فایل را به فرمتی تبدیل می کند که توسط سطح بعدی - درایورها - پذیرفته می شود. آنها به نوبه خود به درایورهای دستگاه خاصی اشاره می کنند که اطلاعات لازم را ذخیره می کنند.

در برنامه های کاربردی سرویس گیرنده-سرورالزامات عملکرد FS بسیار بالا است. سیستم های مدرن برای ارائه دسترسی کارآمد، پشتیبانی از حجم زیادی از رسانه ها، حفاظت از داده ها در برابر دسترسی غیرمجاز و حفظ یکپارچگی اطلاعات طراحی شده اند.

سیستم فایل FAT

این نوع در سال 1977 توسط بیل گیتس و مارک مک دونالد توسعه یافت. در ابتدا در OS 86-DOS استفاده شد. اگر در مورد چیستی سیستم فایل FAT صحبت کنیم، شایان ذکر است که در ابتدا قادر به پشتیبانی نبود دیسکهای سخت، اما فقط با رسانه های انعطاف پذیر تا 1 مگابایت کار می کند. اکنون این محدودیت دیگر مطرح نیست و این FS توسط مایکروسافت برای MS-DOS 1.0 و نسخه های بعدی استفاده شد. FAT از برخی قراردادهای نامگذاری فایل استفاده می کند:

نام باید با یک حرف یا عدد شروع شود و می تواند هر کدام را داشته باشد کاراکتر اسکیعلاوه بر فضا و عناصر خاص;

طول نام نباید بیش از 8 کاراکتر باشد، پس از آن یک نقطه قرار می گیرد و سپس پسوند نشان داده می شود که از سه حرف تشکیل شده است.

نام فایل‌ها می‌توانند از هر موردی استفاده کنند، و متمایز یا حفظ نمی‌شوند.

از آنجایی که FAT در ابتدا برای سیستم عامل تک کاربره DOS طراحی شده بود، ذخیره اطلاعات مربوط به مالک یا حقوق دسترسی را فراهم نمی کرد. در این لحظهاین فایل سیستم گسترده ترین است و اکثراً تا حدی از آن پشتیبانی می کنند و تطبیق پذیری آن امکان استفاده از آن را بر روی حجم هایی که توسط سیستم عامل های مختلف با آنها کار می کنند را ممکن می سازد. این یک FS ساده است که قادر به جلوگیری از خراب شدن پرونده به دلیل خاموش شدن نادرست رایانه نیست. سیستم عامل های مبتنی بر آن شامل ابزارهای ویژه، که ساختار را بررسی می کند و ناهماهنگی فایل را اصلاح می کند.

سیستم فایل NTFS

این FS برای کار با ویندوز NT ترجیح داده می شود، زیرا به طور خاص برای آن توسعه یافته است. سیستم عامل شامل ابزار تبدیل است که حجم های با FAT و HPFS را به حجم های NTFS تبدیل می کند. اگر در مورد اینکه فایل چیست صحبت کنیم سیستم NTFSشایان ذکر است که قابلیت کنترل دسترسی به دایرکتوری ها و فایل های خاص را به طور قابل توجهی گسترش داده است، بسیاری از ویژگی ها را معرفی می کند، ابزارهای فشرده سازی پویا فایل را پیاده سازی می کند، تحمل خطا را پشتیبانی می کند و از الزامات استاندارد POSIX پشتیبانی می کند. در این FS می توانید از نام هایی با حداکثر 255 کاراکتر استفاده کنید در حالی که نام کوتاهبه همان روشی که در VFAT تولید می شود. با درک اینکه سیستم فایل NTFS چیست، شایان ذکر است که در صورت خرابی سیستم عامل، می تواند خود را بازیابی کند، بنابراین حجم دیسک در دسترس باقی می ماند و ساختار دایرکتوری آسیب نمی بیند.

ویژگی های NTFS

در یک حجم NTFS، هر فایل با یک ورودی در جدول MFT نشان داده می شود. 16 ورودی جدول اول توسط خود سیستم فایل برای ذخیره سازی رزرو شده است. اطلاعات ویژه. اولین ورودی خود جدول فایل را توصیف می کند. هنگامی که اولین رکورد از بین می رود، دومین رکورد برای یافتن فایل MFT آینه ای خوانده می شود، جایی که رکورد اول با جدول اصلی یکسان است. یک کپی از فایل در مرکز منطقی دیسک قرار می گیرد بوت استرپ. سومین ورودی جدول حاوی فایل log است که برای بازیابی اطلاعات استفاده می شود. در مدخل های هفدهم و بعدی جدول فایلحاوی اطلاعاتی در مورد فایل ها و دایرکتوری هایی است که روی هارد دیسک هستند.

گزارش تراکنش شامل مجموعه کاملی از عملیات است که ساختار حجم را تغییر می دهد، از جمله عملیات ایجاد فایل ها، و همچنین هر دستوری که بر ساختار دایرکتوری تأثیر می گذارد. گزارش تراکنش برای بازیابی NTFSدر نتیجه خرابی سیستم ورودی دایرکتوری ریشه حاوی لیستی از دایرکتوری ها و فایل هایی است که در دایرکتوری ریشه قرار دارند.

ویژگی های EFS

سیستم فایل رمزگذاری (EFS) یکی از ویژگی های ویندوز است که می تواند اطلاعات را بر روی هارد دیسک با فرمت رمزگذاری شده ذخیره کند. رمزگذاری به بیشترین میزان تبدیل شده است دفاع قوی، که فقط این سیستم عامل می تواند ارائه دهد. AT این موردرمزگذاری برای کاربر بسیار زیبا است اقدام ساده، فقط باید کادر مربوط به ویژگی های پوشه یا فایل را علامت بزنید. شما می توانید مشخص کنید که چه کسی می تواند چنین فایل هایی را بخواند. فایل ها پس از بسته شدن رمزگذاری می شوند و پس از باز شدن، به طور خودکار برای استفاده آماده می شوند.

ویژگی های RAW

دستگاه‌هایی که برای ذخیره‌سازی داده‌ها طراحی شده‌اند آسیب‌پذیرترین اجزا هستند که اغلب نه تنها از نظر فیزیکی، بلکه از نظر منطقی نیز در معرض آسیب هستند. برخی از مشکلات سخت افزاری می توانند کشنده باشند، در حالی که برخی دیگر راه حل هایی دارند. گاهی اوقات کاربران این سوال را دارند: "سیستم فایل RAW چیست؟"

همانطور که می دانید برای نوشتن هر گونه اطلاعات بر روی هارد یا فلش درایو باید یک سیستم فایل داشته باشد. رایج ترین آنها FAT و NTFS هستند. و RAW حتی سیستم فایلی نیست که ما معمولاً به آن فکر می کنیم. در واقع یک اشتباه منطقی است سیستم نصب شده، یعنی عدم وجود واقعی آن برای ویندوز. اغلب، RAW با تخریب ساختار سیستم فایل همراه است. پس از آن، سیستم عامل نه تنها به داده ها دسترسی پیدا می کند، بلکه نمایش داده نمی شود اطلاعات فنیتوسط تجهیزات

ویژگی های UDF

جهانی فرمت دیسک(UDF) برای جایگزینی CDFS و افزودن پشتیبانی برای دستگاه های DVD-ROM طراحی شده است. اگر در مورد چیستی آن صحبت کنیم، پس این یک پیاده سازی جدید است نسخه قدیمیکه برای آن الزامات را برآورده می کند با ویژگی های خاصی مشخص می شود:

نام فایل می تواند حداکثر 255 کاراکتر باشد.

نام می تواند کوچک یا بزرگ باشد.

حداکثر طول مسیر 1023 کاراکتر است.

با شروع ویندوز XP، این فایل سیستم خواندن/نوشتن است.

این FS برای درایوهای فلش استفاده می شود که قرار است هنگام کار با آنها استفاده شود کامپیوترهای مختلفتحت سیستم عامل های مختلف، به ویژه ویندوز و لینوکس کار می کنند. این EXFAT بود که به "پل" بین آنها تبدیل شد، زیرا قادر به کار با داده های دریافتی از سیستم عامل است که هر کدام سیستم فایل خاص خود را دارند. این که چیست و چگونه کار می کند در عمل مشخص خواهد شد.

نتیجه گیری

همانطور که از مطالب بالا مشخص است، هر سیستم عامل از سیستم های فایل خاصی استفاده می کند. آنها برای ذخیره ساختارهای داده سفارشی در نظر گرفته شده اند رسانه فیزیکیاطلاعات اگر به طور ناگهانی هنگام استفاده از رایانه سؤالی در مورد اینکه سیستم فایل نهایی چیست، کاملاً ممکن است که وقتی می خواهید کپی کنید فایل خاصدر رسانه ای که در مقابل شما قرار دارد پیامی در مورد بیش از اندازه مجاز. به همین دلیل است که باید بدانید در کدام فایل سیستم چه حجم فایلی قابل قبول در نظر گرفته می شود تا در هنگام انتقال اطلاعات با مشکل مواجه نشوید.

NTFS (انگلیسی) سیستم فایل فناوری جدید- "سیستم فایل تکنولوژی جدید”) یک سیستم فایل استاندارد است که برای خانواده سیستم عامل طراحی شده است مایکروسافت ویندوز NT.

NTFSبه جای فایل سیستم های FAT که قبلا در مایکروسافت ویندوز و MS-DOS استفاده می شد، آمد. NTFS یک سیستم ابرداده را حفظ می کند و همچنین از ساختارهای داده تخصصی برای ذخیره اطلاعات مربوط به فایل ها استفاده می کند که می تواند عملکرد، قابلیت اطمینان و کارایی فضای دیسک را بهبود بخشد. NTFS دارای ویژگی های داخلی است که به شما امکان می دهد دسترسی به داده ها را محدود کنید گروه های مختلفکاربران و کاربران فردی (ACL - لیست های کنترل دسترسی)، سهمیه بندی (محدودیت در حداکثر مقدار فضای دیسک اشغال شده توسط یک کاربر خاص). برای بهبود قابلیت اطمینان، NTFS از یک سیستم ژورنالینگ استفاده می کند.

سیستم فایل NTFS بر اساس سیستم HPFS (سیستم فایل با عملکرد بالا) که به طور مشترک توسط IBM و مایکروسافت برای سیستم عامل OS / 2 ایجاد شده است، توسعه یافته است. با این حال، با دستیابی به نوآوری های بسیار مفید مانند ژورنال، نقل قول، ممیزی و کنترل دسترسی، NTFS HPFS ذاتی را از دست داده است. عملکرد بالاعملیات فایل در زمان آغاز به کار، NTFS شامل تمام آخرین پیشرفت های تکنولوژیکی بود، مانند:

امکان کار با دیسک های بزرگ. اندازه خوشه NTFS 512 بایت است، اما می تواند تا 64K متفاوت باشد. خیلی بیشتر کیفیت مهم NTFS توانایی تئوری کار با حجم 16777216 ترابایت است. تئوری فقط به این دلیل است که چنین هارددیسک هایی هنوز ایجاد نشده اند.

پایداری. NTFS شامل دو نسخه از آنالوگ FAT است که MFT (Master File Table) نامیده می شود. تفاوت MFT با FAT MSDOS در این است که شباهت بیشتری به جدول پایگاه داده دارد. در صورت آسیب دیدن MFT اصلی به دلیل خطای سخت افزاری (مثلاً ظاهر شدن یک بدسکتور)، زمانی که بوت بعدیسیستم از یک کپی از MFT استفاده می کند که به طور خودکار ایجاد می کند اورجینال جدیدبا در نظر گرفتن تمام آسیب ها اما این مزیت اصلی نیست. نکته اصلی این است که هنگام نوشتن فایل ها روی یک دیسک، NTFS از یک سیستم تراکنش استفاده می کند. این سیستم از یک DBMS آمده است، جایی که توجه ویژه ای به حفاظت از یکپارچگی داده ها شده است، که می تواند در مورد اثربخشی آن چیزهای زیادی بگوید. این سیستم ایمنی کامل داده ها را هنگام کپی، انتقال و حذف فایل ها یا دایرکتوری ها فراهم می کند. اگر تغییراتی در فایل اعمال شود، تغییراتی که در زمان خرابی در حافظه پنهان یا حافظه کنترلر وجود داشته و روی دیسک نوشته نشده اند، از بین خواهند رفت.

امنیت. NTFS فایل ها را به عنوان اشیا در نظر می گیرد. و هر شی فایل دارای ویژگی های خاص خود مانند تاریخ ایجاد، نام، وضعیت بایگانی، توصیفگر امنیتی و تاریخ است. آخرین به روز رسانی. شی فایل همچنین شامل مجموعه ای از روش هاست که به شما امکان می دهد با آن کار کنید، مانند نوشتن، خواندن، بستن و باز کردن. کاربران، از جمله کاربران شبکه، این روش‌ها را برای دسترسی به فایل فراخوانی می‌کنند و مانیتور مرجع امنیتی تعیین می‌کند که آیا کاربر از حقوق لازم برای فراخوانی یکی از این روش‌ها برخوردار است یا خیر. علاوه بر این، فایل ها را می توان رمزگذاری کرد، اما این باید با دقت انجام شود. اگر سیستم را دوباره نصب کنید، نمی توانید فایل های رمزگذاری شده را بدون ERD بخوانید.

متراکم سازی داده ها. بر خلاف DriveSpace، که در آن دیسک‌ها را فقط می‌توان به‌طور کلی فشرده کرد، NTFS به شما امکان فشرده‌سازی را می‌دهد. فایل های فردیو دایرکتوری ها این به شما امکان می دهد فضای دیسک را ذخیره کنید، به عنوان مثال، "در حال پرواز" برای فشرده سازی فایل های متنییا فایل های گرافیکی بزرگ فرمت BMP، و همه اینها برای کاربر شفاف خواهد بود.

پشتیبانی فرمت ISOیونیکد. بر خلاف فرمت ASCII، که از 7 یا 8 بیت برای رمزگذاری هر کاراکتر استفاده می کرد، یونیکد از 16 بیت استفاده می کند. این به یک کاربر عادی اجازه می‌دهد تا فایل‌ها را کاملاً به هر زبانی نام‌گذاری کند، و سیستم از این کار پشتیبانی می‌کند، بدون نیاز به تغییر صفحه کد، همانطور که W9x انجام داد و DOS.

چندین نسخه از NTFS وجود دارد. Windows NT 4.0 و Windows NT 3.51 از نسخه 1.2 استفاده می کنند، ویندوز 2000 با نسخه 3.0 عرضه می شود، با ویندوز سرور 2003 و ویندوز XP - نسخه 3.1. مقداری آخرین نسخه ها v4.0، v5.0 تعیین می شوند، یعنی مطابق با نسخه های ویندوز NT که با آن حمل می شوند.

ویندوز NT دارای سیستم فایل NTFS 4.0، ویندوز 2000/XP دارای NTFS 5 است. هنگامی که یک دیسک 2000/XP را با NTFS 4.0 متصل می کنید، به طور خودکار توسط سیستم عامل به NTFS 5.0 تبدیل می شود.

مشخصات سیستم فایل بسته است. این امر برای پشتیبانی از محصولات شخص ثالثی که متعلق به مایکروسافت نیستند، مشکل ایجاد می کند. به عنوان مثال، توسعه دهندگان درایورهای سیستم عامل های رایگان مجبور به مهندسی معکوس سیستم هستند.

عملیاتی سیستم های مایکروسافت خانواده های ویندوز NT بدون سیستم فایل NTFS، یکی از پیچیده ترین و موفق ترین سیستم های فایل موجود امروزی قابل تصور نیست. این مقاله به شما خواهد گفت که این سیستم چه ویژگی ها و معایبی دارد، سازماندهی اطلاعات بر چه اصولی استوار است و چگونه سیستم را در حالت پایدار نگه دارید، NTFS چه ویژگی هایی ارائه می دهد و چگونه می تواند توسط یک کاربر معمولی استفاده شود. .

بخش 1. ساختار فیزیکی NTFS

بیایید با حقایق کلی شروع کنیم. یک پارتیشن NTFS، در تئوری، می تواند تقریباً هر اندازه ای که شما می خواهید باشد. البته محدودیتی وجود دارد، اما من حتی به آن اشاره نمی کنم، زیرا با یک حاشیه برای توسعه صد سال آینده کافی است. علوم کامپیوتر- با هر سرعت رشد. این در عمل چگونه کار می کند؟ تقریبا همان. حداکثر اندازه یک پارتیشن NTFS در حال حاضر فقط به اندازه هارد دیسک محدود شده است. با این حال، اگر قسمتی از پارتیشن بیش از 8 گیگابایت از ابتدای فیزیکی دیسک فاصله داشته باشد، NT4 هنگام نصب بر روی پارتیشن با مشکل مواجه خواهد شد، اما این مشکل فقط بر پارتیشن بوت تأثیر می گذارد.

انحراف غزلی. روش نصب NT4.0 بر روی یک دیسک خالی کاملاً اصلی است و می تواند منجر به سوء تفاهم در مورد قابلیت های NTFS شود. اگر به نصب کننده بگویید که می خواهید درایو را به NTFS فرمت کنید، حداکثر اندازه ای که به شما ارائه می دهد فقط 4 گیگابایت است. چرا اینقدر کوچک وقتی که اندازه یک پارتیشن NTFS عملاً نامحدود است؟ واقعیت این است که بخش نصب به سادگی این سیستم فایل را نمی شناسد :) نصب کننده این دیسک را به یک FAT معمولی فرمت می کند که حداکثر اندازه آن در NT 4 گیگابایت است (با استفاده از یک کلاستر نه چندان استاندارد عظیم 64 کیلوبایتی) و نصب می کند. NT روی این چربی . اما در حال حاضر در فرآیند اولین بوت خود سیستم عامل (هنوز در مرحله نصب است)، پارتیشن به سرعت به NTFS تبدیل می شود. به طوری که کاربر به جز \"محدودیت\" عجیب روی چیزی متوجه نمی شود اندازه NTFSهنگام نصب :)

ساختار بخش - نمای کلی

مانند هر سیستم دیگری، NTFS تمام فضای مفید را به خوشه ها تقسیم می کند - بلوک های داده ای که در یک زمان استفاده می شوند. NTFS تقریباً از هر اندازه خوشه ای پشتیبانی می کند - از 512 بایت تا 64 کیلوبایت، در حالی که یک کلاستر 4 کیلوبایتی استاندارد خاصی در نظر گرفته می شود. بدون ناهنجاری ساختار خوشه ای NTFS اینطور نیست، بنابراین چیز زیادی برای گفتن در مورد این موضوع، به طور کلی، مبتذل وجود ندارد.

یک دیسک NTFS به طور مشروط به دو قسمت تقسیم می شود. 12٪ اول دیسک به منطقه به اصطلاح MFT اختصاص داده می شود - فضایی که متافیل MFT در آن رشد می کند (در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح می دهیم). امکان نوشتن هیچ داده ای در این ناحیه وجود ندارد. منطقه MFT همیشه خالی نگه داشته می شود - این کار به این دلیل انجام می شود که مهم ترین فایل سرویس (MFT) با بزرگ شدن تکه تکه نشود. 88 درصد باقی مانده از درایو فقط فضای ذخیره سازی فایل معمولی است.

با این حال، فضای آزاد دیسک شامل تمام فضای آزاد فیزیکی است - قطعات پر نشده منطقه MFT نیز در آنجا گنجانده شده است. مکانیسم استفاده از منطقه MFT به شرح زیر است: زمانی که فایل‌ها دیگر نمی‌توانند در فضای معمولی نوشته شوند، منطقه MFT به سادگی کاهش می‌یابد (در نسخه‌های فعلی سیستم‌عامل‌ها دقیقاً دو برابر)، بنابراین فضا برای نوشتن فایل‌ها آزاد می‌شود. هنگام آزاد کردن فضا در یک منطقه معمولی MFT، ممکن است منطقه دوباره گسترش یابد. در عین حال، زمانی که فایل‌های معمولی نیز در این منطقه باقی می‌مانند، منتفی نیست: در اینجا هیچ ناهنجاری وجود ندارد. خب، سیستم سعی کرد آن را آزاد بگذارد، اما کار نکرد. زندگی ادامه دارد... فرافایل MFT هنوز هم می تواند تکه تکه شود، اگرچه این امر نامطلوب است.

MFT و ساختار آن

سیستم فایل NTFS یک دستاورد برجسته در ساختارسازی است: هر عنصر سیستم یک فایل است - حتی اطلاعات خدمات. اکثر فایل اصلیدر NTFS آن را MFT یا Master File Table می نامند - یک جدول کلی از فایل ها. این اوست که در منطقه MFT قرار دارد و یک دایرکتوری متمرکز از همه پرونده های دیگر روی دیسک و به طور متناقض خود است. MFT به رکوردهایی با اندازه ثابت (معمولاً 1 کیلوبایت) تقسیم می شود و هر رکورد مربوط به یک فایل (به معنای کلی کلمه) است. 16 فایل اول ماهیت خدماتی دارند و برای سیستم عامل غیرقابل دسترسی هستند - به آنها متافایل می گویند و اولین متافایل خود MFT است. این 16 عنصر اولیه MFT تنها بخشی از دیسک هستند که موقعیت ثابتی دارند. جالب اینجاست که نسخه دوم از سه رکورد اول برای اطمینان - که بسیار مهم هستند - دقیقاً در وسط دیسک ذخیره می شود. بقیه فایل MFT را می توان، مانند هر فایل دیگری، در مکان های دلخواه روی دیسک قرار داد - می توانید موقعیت آن را با استفاده از خود، "قلاب کردن" بر اساس اصل - در اولین عنصر MFT بازیابی کنید.

متافایل ها

16 فایل NTFS اول (متافایل) ماهیت خدماتی دارند. هر یک از آنها مسئول برخی از جنبه های سیستم هستند. مزیت چنین رویکرد ماژولار در انعطاف‌پذیری شگفت‌انگیز نهفته است - برای مثال، در مورد FAT، آسیب فیزیکی در ناحیه FAT برای عملکرد کل دیسک کشنده است و NTFS می‌تواند تمام خدمات خود را در سراسر دیسک جابجا کند، حتی تکه تکه کند. مناطق، دور زدن هرگونه شکست سطحی - به جز 16 عنصر MFT اول.

متافایل ها در دایرکتوری ریشه قرار دارند درایو NTFS- آنها با کاراکتر نام \"$\" شروع می شوند، اگرچه بدست آوردن اطلاعاتی در مورد آنها با ابزارهای استاندارد دشوار است. جالب است که برای این فایل ها نیز به طور کامل نشان داده شده است اندازه واقعی- برای مثال، می توانید با مشاهده اندازه فایل MFT$ متوجه شوید که سیستم عامل برای فهرست بندی کل دیسک شما چقدر هزینه می کند. جدول زیر متافایل های مورد استفاده فعلی و هدف آنها را فهرست می کند.

فایل ها و جریان ها

بنابراین سیستم فایل‌هایی دارد - و چیزی جز فایل‌ها. این مفهوم در NTFS چه چیزی را شامل می شود؟

اول از همه، یک عنصر اجباری یک ورودی در MFT است، زیرا همانطور که قبلا ذکر شد، همه فایل های دیسک در MFT ذکر شده اند. تمام اطلاعات مربوط به فایل به جز اطلاعات واقعی در این مکان ذخیره می شود. نام فایل، اندازه، مکان روی دیسک تک تک قطعات و غیره. اگر یک رکورد MFT برای اطلاعات وجود نداشته باشد، چندین مورد استفاده می شود و نه لزوماً پشت سر هم.

عنصر اختیاری - جریان های داده فایل. ممکن است تعریف "اختیاری" عجیب به نظر برسد، اما، با این وجود، هیچ چیز عجیبی در اینجا وجود ندارد. اولا، فایل ممکن است داده نداشته باشد - در این مورد، فضای آزاد خود دیسک را مصرف نمی کند. ثانیا ممکن است فایل خیلی نداشته باشد سایز بزرگ. سپس یک راه حل نسبتاً موفق وارد بازی می شود: داده های پرونده مستقیماً در MFT ذخیره می شوند، در محلی که از داده های اصلی در یک رکورد MFT باقی مانده است. فایل‌هایی که صدها بایت را اشغال می‌کنند معمولاً تجسم \"فیزیکی\" خود را در ناحیه فایل اصلی ندارند - همه داده‌های چنین فایلی در یک مکان - در MFT ذخیره می‌شوند.

وضعیت داده های پرونده بسیار جالب است. هر فایل روی NTFS، به طور کلی، ساختاری تا حدودی انتزاعی دارد - به این ترتیب داده ای ندارد، اما جریان هایی وجود دارد. یکی از جریان ها برای ما معنای معمولی دارد - داده فایل. اما اکثر ویژگی های فایل نیز جریان هستند! بنابراین، معلوم می شود که فایل فقط یک موجودیت اصلی دارد - شماره موجود در MFT، و هر چیز دیگری اختیاری است. از این انتزاع می توان برای ایجاد چیزهای کاملاً راحت استفاده کرد - به عنوان مثال، می توانید جریان دیگری را با نوشتن هر گونه داده در آن به یک فایل \"چسبانید\" - به عنوان مثال، اطلاعات مربوط به نویسنده و محتوای فایل، همانطور که در ویندوز 2000 (راست ترین برگه در فایل خصوصیات مشاهده شده از اکسپلورر). جالب است که این جریان های اضافی با روش های استاندارد قابل مشاهده نیستند: اندازه فایل مشاهده شده فقط اندازه جریان اصلی است که حاوی داده های سنتی است. به عنوان مثال، ممکن است فایلی با طول صفر داشته باشید که با حذف آن 1 گیگابایت فضای آزاد آزاد می شود - فقط به این دلیل که برخی از برنامه ها یا فناوری های حیله گر یک جریان اضافی (داده های جایگزین) به اندازه گیگابایت در آن گیر کرده اند. . اما در واقع، در حال حاضر، جریان ها عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند، بنابراین نباید از چنین موقعیت هایی ترسید، اگرچه به طور فرضی امکان پذیر است. فقط به خاطر داشته باشید که یک فایل در NTFS عمیق تر است و مفهوم جهانیبیش از آن که تصور کنید فقط از طریق دایرکتوری های یک دیسک نگاه کنید. و در نهایت: نام فایل می تواند شامل هر کاراکتری، از جمله مجموعه کامل الفبای ملی باشد، زیرا داده ها در یونیکد ارائه می شوند - یک نمایش 16 بیتی، که 65535 کاراکتر مختلف می دهد. حداکثر طول نام فایل 255 کاراکتر است.

کاتالوگ ها

دایرکتوری در NTFS یک فایل خاص است که پیوندهایی به فایل ها و دایرکتوری های دیگر را ذخیره می کند و یک ساختار سلسله مراتبی از داده ها را روی دیسک ایجاد می کند. فایل کاتالوگ به بلوک‌هایی تقسیم می‌شود که هر کدام شامل نام فایل، ویژگی‌های اصلی و ارجاع به عنصر MFT است که اطلاعات کاملی در مورد عنصر کاتالوگ ارائه می‌دهد. ساختار دایرکتوری داخلی یک درخت باینری است. این به این معناست: برای پیدا کردن یک فایل با نام مشخص در یک فهرست خطی، مثلاً FAT، سیستم عامل باید تمام ورودی های دایرکتوری را بررسی کند تا زمانی که فایل مناسب را پیدا کند. از طرف دیگر، یک درخت باینری، نام فایل ها را به گونه ای مرتب می کند که جستجوی فایل به روشی سریعتر انجام می شود - با به دست آوردن پاسخ های دو ارزشی برای سوالات مربوط به مکان فایل. سوالی که درخت باینری می تواند پاسخ دهد این است: در کدام گروه، به طور نسبی عنصر داده شده، نام مورد نظر - بالا یا پایین است؟ ما با چنین سوالی در مورد عنصر میانی شروع می کنیم و هر پاسخ به طور متوسط ​​دو برابر منطقه جستجو را محدود می کند. فایل ها، مثلا، به سادگی بر اساس حروف الفبا مرتب شده اند، و به سوال پاسخ داده شده است راه آشکار- مقایسه حروف اولیه منطقه جستجو، به نصف باریک شده، شروع به کاوش می کند به همان شیوه، دوباره با عنصر وسط شروع می شود.