فایل سیستم ntfs چیست؟ سیستم های فایل از داخل: FAT در مقابل NTFS

این مقاله در مورد سیستم های فایل . هنگام نصب ویندوز، از شما می خواهد که فایل سیستم را در پارتیشنی که در آن نصب می شود انتخاب کنید و کاربران رایانه شخصی باید از بین دو گزینه انتخاب کنند. چربییا NTFS.

در بیشتر موارد، کاربران با دانستن این موضوع راضی هستند NTFS "بهتر" استو این گزینه را انتخاب کنید.

با این حال، گاهی اوقات آنها تعجب می کنند و دقیقا چه چیزی بهتر است؟

در این مقاله سعی می کنم توضیح دهم فایل سیستم چیست، چه هستند، چگونه با هم تفاوت دارند و کدام یک باید استفاده شود.

این مقاله برخی از ویژگی های فنی سیستم های فایل را برای درک قابل فهم تر از مطالب ساده کرد.

سیستم فایلروشی برای سازماندهی داده ها در رسانه های ذخیره سازی است. سیستم فایل تعیین می‌کند که فایل‌ها کجا و چگونه روی رسانه نوشته شوند و امکان دسترسی به آن فایل‌ها را برای سیستم عامل فراهم می‌کند.

الزامات اضافی بر روی سیستم های فایل مدرن اعمال می شود: توانایی رمزگذاری فایل ها، کنترل دسترسی برای فایل ها، و ویژگی های اضافی. معمولا فایل سیستم در ابتدای هارد دیسک نوشته می شود. ().

از دیدگاه سیستم عامل، هارد دیسک مجموعه ای از خوشه ها است.

خوشهناحیه ای از دیسک با اندازه معین برای ذخیره داده ها است. حداقل اندازه خوشه 512 بایت است. از آنجایی که از سیستم اعداد باینری استفاده می شود، اندازه خوشه ها مضربی از توان دو است.

کاربر می تواند یک هارد دیسک را به صورت یک دفترچه یادداشت شطرنجی تصور کند. یک سلول در صفحه یک خوشه است. سیستم فایل محتوای دفترچه یادداشت است و فایل کلمه است.

برای هارد دیسک در رایانه شخصی، دو سیستم فایل در حال حاضر رایج ترین هستند: چربییا NTFS. اولین بار ظاهر شد چربی (FAT16)، سپس FAT32، و سپس NTFS.

چربی(FAT16) – مخفف آن است جدول تخصیص فایل(در ترجمه جدول تخصیص فایل).

ساختار FAT توسط بیل گیتس و مارک مک دونالد در سال 1977 ایجاد شد. به عنوان فایل سیستم اصلی در سیستم عامل های DOS و Microsoft Windows (تا نسخه Windows ME) استفاده می شد.

چهار نسخه از FAT وجود دارد - FAT12, FAT16, FAT32و exFAT. آنها در تعداد بیت های اختصاص داده شده برای ذخیره شماره خوشه متفاوت هستند.

FAT12عمدتا برای فلاپی دیسک استفاده می شود، FAT16- برای دیسک های کوچک و جدید exFATعمدتا برای درایوهای فلش حداکثر اندازه خوشه پشتیبانی شده توسط FAT 64 کیلوبایت است. ()

FAT16اولین بار در نوامبر 1987 معرفی شد. فهرست مطالب 16 در نام نشان می دهد که 16 بیت برای شماره خوشه استفاده می شود. در نتیجه حداکثر اندازه یک پارتیشن دیسک (حجم) که این سیستم می تواند پشتیبانی کند 4 گیگابایت است.

بعدها با پیشرفت تکنولوژی و ظهور دیسک هایی با ظرفیت بیش از 4 گیگابایت، یک فایل سیستم ظاهر شد. FAT32. از آدرس دهی خوشه ای 32 بیتی استفاده می کند و با ویندوز 95 OSR2 در آگوست 1996 معرفی شد. FAT32حجم محدود به 128 گیگابایت. همچنین این سیستم می تواند از نام فایل های طولانی پشتیبانی کند. ().

NTFS(مخفف جدیدفن آوریفایلسیستم - سیستم فایل فناوری جدید) سیستم فایل استاندارد برای خانواده سیستم عامل های Microsoft Windows NT است.

در 27 ژوئیه 1993 با ویندوز NT 3.1 معرفی شد. NTFS بر اساس سیستم فایل HPFS (مخفف بالاکاراییفایلسیستم - سیستم فایل با کارایی بالا) که توسط مایکروسافت به همراه IBM برای سیستم عامل OS / 2 ایجاد شده است.

ویژگی های اصلی NTFS:قابلیت‌های داخلی برای محدود کردن دسترسی به داده‌ها برای کاربران و گروه‌های کاربری مختلف، و همچنین اختصاص سهمیه (محدودیت در حداکثر فضای دیسک اشغال شده توسط کاربران خاص)، استفاده از سیستم ژورنال برای بهبود قابلیت اطمینان سیستم فایل .

مشخصات سیستم فایل بسته است. معمولاً اندازه خوشه 4 کیلوبایت است. در عمل، ایجاد حجم های بزرگتر از 2 ترابایت توصیه نمی شود. هارد دیسک ها به تازگی به این اندازه رسیده اند، شاید در آینده یک سیستم فایل جدید داشته باشیم. ().

هنگام نصب ویندوز XP، از آن خواسته می شود که دیسک را در سیستم فرمت کنید چربییا NTFS. این یعنی FAT32.

همه سیستم های فایل بر اساس اصل ساخته شده اند: یک خوشه - یک فایل. آن ها یک کلاستر داده های تنها یک فایل را ذخیره می کند.

تفاوت اصلی برای کاربر معمولی بین این سیستم ها اندازه خوشه است. "خیلی وقت پیش، زمانی که دیسک ها کوچک و فایل ها بسیار کوچک بودند،" بسیار قابل توجه بود.

مثال یک جلد روی یک دیسک 120 گیگابایتی و یک فایل 10 کیلوبایتی را در نظر بگیرید.

برای FAT32اندازه خوشه 32 کیلوبایت خواهد بود و برای NTFS- 4 کیلوبایت

AT FAT32چنین فایلی 1 خوشه را اشغال می کند و 32-10=22Kb فضای تخصیص نیافته باقی می گذارد.

AT NTFSچنین فایلی 3 خوشه را اشغال می کند و 12-10=2Kb فضای تخصیص نشده باقی می گذارد.

در قیاس با دفترچه یادداشت، خوشه یک سلول است. و با قرار دادن یک نقطه در سلول ، ما قبلاً منطقاً همه آن را اشغال می کنیم ، اما در واقعیت فضای آزاد زیادی وجود دارد.

بنابراین، انتقال از FAT32به NTFSهنگامی که تعداد زیادی فایل کوچک در سیستم وجود دارد، امکان استفاده بهینه از هارد دیسک را فراهم می کند.

در سال 2003، من یک درایو 120 گیگابایتی داشتم که به حجم های 40 و 80 گیگابایتی تقسیم شده بود. وقتی از ویندوز 98 به ویندوز XP سوئیچ کردم و درایو را از آن تبدیل کردم FAT32که در NTFS، من حدود 1 گیگابایت فضای دیسک رایگان دریافت کردم. در آن زمان این یک "افزایش" قابل توجه بود.

برای اینکه بفهمید چه سیستم فایلی در حجم هارد دیسک رایانه شخصی شما استفاده می شود، باید پنجره مشخصات حجم و برگه را باز کنید "عمومی"این داده ها را بخوانید

جلد- این مترادف یک پارتیشن دیسک است، کاربران معمولاً حجم را "درایو C"، "درایو D" و غیره می نامند. یک نمونه در تصویر زیر نشان داده شده است:

در حال حاضر دیسک هایی با ظرفیت 320 گیگابایت یا بیشتر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، استفاده از سیستم را توصیه می کنم NTFSبرای استفاده بهینه از فضای دیسک

همچنین، اگر چندین کاربر در رایانه شخصی وجود داشته باشد، NTFS به شما امکان می دهد دسترسی به فایل را به گونه ای پیکربندی کنید که کاربران مختلف نتوانند فایل های کاربران دیگر را بخوانند و تغییر دهند.

در سازمان ها، هنگام کار بر روی یک شبکه محلی، مدیران سیستم از سایر ویژگی های NTFS استفاده می کنند.

اگر شما علاقه مند به سازماندهی دسترسی به فایل ها برای چندین کاربر در یک کامپیوتر هستید، مقالات زیر این موضوع را با جزئیات شرح خواهند داد.

هنگام نوشتن مقاله، از مطالبی از سایت‌های en.wikipedia.org استفاده شد

نویسنده مقاله: ماکسیم تلپری
کاربر کامپیوتر با 15 سال سابقه. متخصص پشتیبانی دوره ویدیویی "کاربر کامپیوتر مطمئن"، پس از مطالعه آن، نحوه مونتاژ کامپیوتر، نصب ویندوز XP و درایورها، بازیابی سیستم، کار در برنامه ها و موارد دیگر را خواهید آموخت.

با این مقاله درآمد کسب کنید!
برای یک برنامه وابسته ثبت نام کنید. پیوند دوره در مقاله را با پیوند وابسته خود جایگزین کنید. یک مقاله به سایت خود اضافه کنید. می توانید نسخه چاپ مجدد را دریافت کنید.

سیستم های فایل FAT

FAT16

سیستم فایل FAT16 قبل از MS-DOS است و برای سازگاری توسط همه سیستم عامل های مایکروسافت پشتیبانی می شود. نام آن جدول تخصیص فایل (جدول مکان فایل) کاملاً سازماندهی فیزیکی سیستم فایل را منعکس می کند، ویژگی های اصلی آن شامل این واقعیت است که حداکثر اندازه حجم پشتیبانی شده (هارد دیسک یا پارتیشن روی هارد دیسک) از 4095 تجاوز نمی کند. MB. در روزگار MS-DOS، هارد دیسک های 4 گیگابایتی رویایی غیرممکن به نظر می رسید (درایوهای 20-40 مگابایتی لوکس بودند)، بنابراین چنین ذخیره ای کاملاً موجه بود.

یک حجم فرمت شده برای استفاده از FAT16 به خوشه ها تقسیم می شود. اندازه کلاستر پیش‌فرض به اندازه حجم بستگی دارد و می‌تواند از 512 بایت تا 64 کیلوبایت باشد. روی میز. شکل 2 نشان می دهد که چگونه اندازه خوشه به اندازه حجم بستگی دارد. توجه داشته باشید که اندازه خوشه ممکن است با مقدار پیش فرض متفاوت باشد، اما باید یکی از مقادیر مشخص شده در جدول 1 را داشته باشد. 2.

استفاده از سیستم فایل FAT16 در حجم های بزرگتر از 511 مگابایت توصیه نمی شود، زیرا از فضای دیسک برای فایل های نسبتاً کوچک بسیار ناکارآمد استفاده می شود (یک فایل 1 بایتی 64 کیلوبایت طول می کشد). صرف نظر از اندازه کلاستر، سیستم فایل FAT16 برای حجم های بزرگتر از 4 گیگابایت پشتیبانی نمی شود.

FAT32

با شروع مایکروسافت ویندوز 95 OEM Service Release 2 (OSR2)، ویندوز پشتیبانی از FAT 32 بیتی را معرفی کرد. برای سیستم های مبتنی بر ویندوز NT، این فایل سیستم برای اولین بار در ویندوز 2000 مایکروسافت پشتیبانی شد. در حالی که FAT16 می تواند حجم تا 4 گیگابایت را پشتیبانی کند، FAT32 می تواند حجم تا 2 ترابایت را پشتیبانی کند. اندازه خوشه در FAT32 می تواند از 1 (512 بایت) تا 64 بخش (32 کیلوبایت) متفاوت باشد. مقادیر خوشه FAT32 به 4 بایت برای ذخیره نیاز دارند (32 بیت، نه 16 مانند FAT16). این به ویژه به این معنی است که برخی از برنامه های کاربردی فایل طراحی شده برای FAT16 نمی توانند با FAT32 کار کنند.

تفاوت اصلی بین FAT32 و FAT16 این است که اندازه پارتیشن منطقی دیسک تغییر کرده است. FAT32 از حجم تا 127 گیگابایت پشتیبانی می کند. در عین حال، اگر هنگام استفاده از FAT16 با دیسک های 2 گیگابایتی، یک کلاستر 32 کیلوبایتی مورد نیاز بود، در FAT32 یک کلاستر 4 کیلوبایتی برای دیسک های 512 مگابایت تا 8 گیگابایت مناسب است (جدول 4).

این به معنای استفاده کارآمدتر از فضای دیسک است - هر چه خوشه کوچکتر باشد، فضای کمتری برای ذخیره فایل مورد نیاز است و در نتیجه دیسک کمتر تکه تکه می شود.

هنگام استفاده از FAT32، حداکثر اندازه فایل می تواند تا 4 گیگابایت منهای 2 بایت باشد. اگر هنگام استفاده از FAT16، حداکثر تعداد ورودی ها در دایرکتوری ریشه به 512 محدود بود، FAT32 به شما امکان می دهد این تعداد را به 65535 افزایش دهید.

FAT32 محدودیت هایی را برای حداقل اندازه حجم اعمال می کند - باید حداقل 65527 کلاستر باشد. در عین حال، اندازه خوشه نمی تواند به گونه ای باشد که FAT بیش از 16 مگابایت - 64 کیلوبایت / 4 یا 4 میلیون خوشه را اشغال کند.

هنگام استفاده از نام فایل های طولانی، داده های مورد نیاز برای دسترسی از FAT16 و FAT32 با یکدیگر همپوشانی ندارند. هنگامی که یک فایل با نام طولانی ایجاد می شود، ویندوز نام فرمت 8.3 مربوطه و یک یا چند ورودی دایرکتوری را برای ذخیره نام طولانی ایجاد می کند (13 کاراکتر از نام فایل طولانی برای هر اتفاق). هر اتفاق بعدی قسمت مربوطه از نام فایل را در قالب یونیکد ذخیره می کند. چنین ورودی‌هایی دارای ویژگی‌های "شناسه حجم"، "فقط خواندنی"، "سیستم" و "مخفی" هستند، مجموعه‌ای که توسط MS-DOS نادیده گرفته می‌شود. در این سیستم عامل، یک فایل با نام مستعار آن در قالب 8.3 قابل دسترسی است.

سیستم فایل NTFS

مایکروسافت ویندوز 2000 شامل پشتیبانی از نسخه جدیدی از سیستم فایل NTFS است که به ویژه کار با خدمات دایرکتوری اکتیو دایرکتوری، نقاط بازنگری، ابزارهای امنیت اطلاعات، کنترل دسترسی و تعدادی ویژگی دیگر را فراهم می کند.

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

هنگامی که یک سیستم فایل NTFS ایجاد می کنید، فرمت کننده یک فایل Master File Table (MTF) و سایر قسمت ها را برای ذخیره ابرداده ایجاد می کند. متادیتا توسط NTFS برای پیاده سازی ساختار فایل استفاده می شود. 16 ورودی اول در MFT توسط خود NTFS رزرو شده است. محل فایل های فراداده $Mft و $MftMirr در بخش بوت دیسک ثبت می شود. اگر اولین ورودی در MFT خراب باشد، NTFS ورودی دوم را می خواند تا یک کپی از ورودی اول پیدا کند. یک کپی کامل از بخش بوت در انتهای جلد قرار دارد. روی میز. 6 ابرداده های اصلی ذخیره شده در MFT را فهرست می کند.

ورودی‌های MFT باقی‌مانده شامل ورودی‌هایی برای هر فایل و فهرستی هستند که روی حجم قرار دارند.

به طور معمول، یک فایل از یک ورودی در MFT استفاده می کند، اما اگر فایل دارای مجموعه بزرگی از ویژگی ها باشد یا بیش از حد تکه تکه شود، ممکن است برای ذخیره اطلاعات مربوط به آن به ورودی های اضافی نیاز باشد. در این حالت اولین رکورد مربوط به فایل به نام رکورد پایه، محل سایر رکوردها را ذخیره می کند. اطلاعات مربوط به فایل ها و فهرست های کوچک (تا 1500 بایت) به طور کامل در ورودی اول موجود است.

ویژگی های فایل در NTFS

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

اگر ویژگی های یک فایل در یک رکورد فایل قرار بگیرند، به آنها ویژگی های مقیم می گویند. این ویژگی ها همیشه نام فایل و تاریخ ایجاد آن هستند. در مواردی که اطلاعات یک فایل بیش از حد بزرگ باشد که در یک رکورد MFT قرار نگیرد، برخی از ویژگی های فایل غیر ساکن می شوند. ویژگی‌های ساکن در یک یا چند خوشه ذخیره می‌شوند و جریانی از داده‌های متناوب را برای حجم فعلی نشان می‌دهند (اطلاعات بیشتر در زیر). NTFS برای توصیف مکان مشخصه های مقیم و غیرمقیم، یک ویژگی لیست ویژگی ایجاد می کند.

روی میز. 7 ویژگی های فایل اصلی تعریف شده در NTFS را نشان می دهد. این لیست ممکن است در آینده گسترش یابد.

سیستم فایل CDFS

ویندوز 2000 از سیستم فایل CDFS پشتیبانی می کند که مطابق با استاندارد ISO'9660 است که مکان اطلاعات را روی یک CD-ROM توضیح می دهد. نام فایل های طولانی بر اساس ISO'9660 سطح 2 پشتیبانی می شوند.

هنگام ایجاد یک CD-ROM برای استفاده در ویندوز 2000، موارد زیر را در نظر داشته باشید:

• نام همه فهرست ها و فایل ها باید کمتر از 32 کاراکتر باشد.
• نام همه دایرکتوری ها و فایل ها باید فقط دارای حروف بزرگ باشد.
• عمق دایرکتوری ها نباید از 8 سطح از ریشه تجاوز کند.
• استفاده از پسوندهای نام فایل اختیاری است.

مقایسه فایل سیستم ها

تحت ویندوز 2000 مایکروسافت، FAT16، FAT32، NTFS یا ترکیبی از این فایل سیستم ها را می توان استفاده کرد. انتخاب سیستم عامل به معیارهای زیر بستگی دارد:

• نحوه استفاده از کامپیوتر؛
• پلت فرم سخت افزاری؛
• اندازه و تعداد هارد دیسک؛
• امنیت اطلاعات

سیستم های فایل FAT

همانطور که متوجه شده اید، اعداد موجود در نام سیستم های فایل - FAT16 و FAT32 - تعداد بیت های مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات مربوط به اعداد خوشه ای مورد استفاده توسط فایل را نشان می دهد. بنابراین، FAT16 از آدرس دهی 16 بیتی استفاده می کند و بر این اساس، می توان تا 216 آدرس را استفاده کرد. در ویندوز 2000، چهار بیت اول جدول مکان فایل FAT32 برای استفاده داخلی مورد نیاز است، بنابراین FAT32 به 228 آدرس می رسد.

روی میز. 8 اندازه های خوشه ای را برای سیستم های فایل FAT16 و FAT32 نشان می دهد.

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

مزایای FAT16

از جمله مزایای FAT16 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سیستم فایل توسط MS-DOS، Windows 95، Windows 98، Windows NT، Windows 2000 و برخی از سیستم عامل های UNIX پشتیبانی می شود.
• تعداد زیادی برنامه وجود دارد که به شما امکان می دهد خطاهای این سیستم فایل را تصحیح کنید و داده ها را بازیابی کنید.
• اگر مشکلاتی در راه اندازی از هارد دیسک وجود داشته باشد، می توان سیستم را از فلاپی دیسک بوت کرد.
• این فایل سیستم برای حجم های کمتر از 256 مگابایت بسیار کارآمد است.

معایب FAT16

معایب اصلی FAT16 عبارتند از:

• دایرکتوری ریشه نمی تواند بیش از 512 مورد داشته باشد. استفاده از نام فایل های طولانی تعداد این عناصر را به شدت کاهش می دهد.
• FAT16 حداکثر 65536 خوشه را پشتیبانی می کند و از آنجایی که برخی از خوشه ها توسط سیستم عامل رزرو شده اند، تعداد خوشه های موجود 65524 است. هر خوشه دارای اندازه ثابت برای LUN معین است. هنگامی که حداکثر تعداد خوشه ها به حداکثر اندازه آنها (32 کیلوبایت) برسد، حداکثر حجم پشتیبانی شده به 4 گیگابایت (در ویندوز 2000) محدود می شود. برای حفظ سازگاری با MS-DOS، Windows 95، و Windows 98، اندازه یک حجم FAT16 نباید بیش از 2 گیگابایت باشد.
• FAT16 از حفاظت و فشرده سازی فایل داخلی پشتیبانی نمی کند.
• در دیسک های بزرگ، به دلیل استفاده از حداکثر اندازه کلاستر، فضای زیادی هدر می رود. فضای فایل بر اساس اندازه خوشه اختصاص داده می شود نه فایل.

مزایای FAT32

از مزایای FAT32 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تخصیص فضای دیسک به ویژه برای دیسک های بزرگ کارآمدتر انجام می شود.
• دایرکتوری ریشه در FAT32 یک زنجیره منظم از خوشه ها است و می تواند در هر نقطه از دیسک قرار گیرد. به همین دلیل، FAT32 هیچ محدودیتی برای تعداد آیتم ها در دایرکتوری ریشه اعمال نمی کند.
• به دلیل استفاده از خوشه های کوچکتر (4 کیلوبایت روی دیسک های تا 8 گیگابایت)، فضای دیسک اشغال شده معمولاً 10-15٪ کمتر از FAT16 است.
• FAT32 سیستم فایل ایمن تر است. به طور خاص، از توانایی جابجایی دایرکتوری ریشه و استفاده از یک نسخه پشتیبان FAT پشتیبانی می کند. علاوه بر این، رکورد بوت شامل تعدادی داده حیاتی برای سیستم فایل است.

معایب FAT32

معایب اصلی FAT32:

• اندازه حجم هنگام استفاده از FAT32 تحت ویندوز 2000 به 32 گیگابایت محدود شده است.
• حجم های FAT32 از سایر سیستم عامل ها در دسترس نیستند - فقط از Windows 95 OSR2 و Windows 98.
• پشتیبان گیری از بخش بوت پشتیبانی نمی شود.
• FAT32 از حفاظت و فشرده سازی فایل داخلی پشتیبانی نمی کند.

سیستم فایل NTFS

هنگام کار با ویندوز 2000، مایکروسافت فرمت همه پارتیشن‌های هارد دیسک را به NTFS توصیه می‌کند، به جز پیکربندی‌هایی که در آن از چندین سیستم عامل استفاده می‌شود (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. اینها به ویژه عبارتند از:

• امکان بهبودی این ویژگی در سیستم فایل "ساخته 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 از پروتکل و اطلاعات اضافی برای بازیابی خودکار یکپارچگی سیستم فایل استفاده می کند.
• فشرده سازی اطلاعات برای حجم های NTFS، ویندوز 2000 از فشرده سازی تک فایل پشتیبانی می کند. چنین فایل‌های فشرده‌شده‌ای می‌توانند توسط برنامه‌های ویندوز بدون فشرده‌سازی قبلی استفاده شوند، که به‌طور خودکار هنگام خواندن از روی فایل رخ می‌دهد. هنگام بستن و ذخیره فایل دوباره بسته می شود.
• علاوه بر این، مزایای زیر از NTFS قابل تشخیص است:

برخی از ویژگی های سیستم عامل به NTFS نیاز دارند.

سرعت دسترسی بسیار سریعتر است - NTFS تعداد دسترسی های دیسک مورد نیاز برای یافتن یک فایل را به حداقل می رساند.

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

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

سیستم فایل یک نسخه پشتیبان از بخش بوت نگه می دارد - در انتهای حجم قرار دارد.

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

هنگام استفاده از سهمیه، می توانید مقدار فضای دیسک مورد استفاده کاربران را محدود کنید.

معایب NTFS

در مورد کاستی های سیستم فایل NTFS، لازم به ذکر است که:

• حجم های NTFS در MS-DOS، Windows 95 و Windows 98 در دسترس نیستند. علاوه بر این، تعدادی از ویژگی هایی که در NTFS تحت ویندوز 2000 در دسترس هستند، در ویندوز 4.0 و نسخه های قبلی در دسترس نیستند.
• حجم‌های کوچکی که حاوی فایل‌های کوچک زیادی هستند ممکن است در مقایسه با FAT دچار افت عملکرد شوند.

سیستم فایل و سرعت

همانطور که قبلا متوجه شدیم، برای حجم های کوچک، FAT16 یا FAT32 دسترسی سریع تری به فایل در مقایسه با NTFS فراهم می کند، زیرا:

• FAT ساختار ساده تری دارد.
• دایرکتوری ها کوچکتر هستند.
• FAT از محافظت از فایل ها در برابر دسترسی غیرمجاز پشتیبانی نمی کند - سیستم نیازی به بررسی مجوزهای فایل ندارد.

NTFS تعداد دسترسی ها به دیسک و زمان لازم برای یافتن یک فایل را به حداقل می رساند. همچنین، اگر اندازه دایرکتوری به اندازه ای کوچک باشد که در یک ورودی MFT قرار گیرد، کل ورودی یکباره خوانده می شود.

یک ورودی در FAT شامل شماره خوشه برای اولین خوشه در فهرست است. مشاهده یک فایل FAT نیازمند جستجو در کل ساختار فایل است.

هنگام مقایسه سرعت عملیات انجام شده برای دایرکتوری های حاوی نام فایل های کوتاه و بلند، باید در نظر گرفت که سرعت عملیات FAT به خود عملیات و اندازه دایرکتوری بستگی دارد. اگر FAT به دنبال فایلی باشد که وجود ندارد، کل دایرکتوری را جستجو می کند، عملیاتی که بیشتر از جستجوی ساختار B-tree مورد استفاده توسط NTFS طول می کشد. میانگین زمانی که برای یافتن یک فایل در FAT طول می کشد به عنوان تابعی از N/2 بیان می شود، در NTFS به صورت log N بیان می شود که N تعداد فایل ها است.

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

• قطعه قطعه شدن فایل اگر فایل به شدت تکه تکه شده باشد، NTFS معمولاً برای یافتن تمام قطعات به دسترسی کمتری به دیسک نسبت به FAT نیاز دارد.
• اندازه خوشه. برای هر دو سیستم فایل، اندازه کلاستر پیش فرض به اندازه حجم بستگی دارد و همیشه به صورت توان 2 بیان می شود. آدرس ها در FAT16 16 بیتی، در FAT32 آنها 32 بیتی، در NTFS آنها 64 بیتی هستند.
• اندازه خوشه پیش‌فرض در FAT بر اساس این واقعیت است که جدول مکان فایل نمی‌تواند بیش از 65535 ورودی داشته باشد - اندازه خوشه تابعی از اندازه حجم تقسیم بر 65535 است. بنابراین، اندازه خوشه پیش‌فرض برای یک حجم FAT همیشه است. بزرگتر از اندازه خوشه برای یک حجم NTFS با همان اندازه. توجه داشته باشید که اندازه خوشه بزرگتر برای حجم های FAT به این معنی است که حجم های FAT می توانند کمتر تکه تکه شوند.
• محل فایل های کوچک هنگام استفاده از NTFS، فایل های کوچک در یک رکورد MFT قرار می گیرند. اندازه فایلی که در یک رکورد MFT قرار می گیرد به تعداد ویژگی های آن فایل بستگی دارد.

حداکثر اندازه حجم های NTFS

از نظر تئوری، NTFS از حجم هایی با حداکثر 232 خوشه پشتیبانی می کند. اما با این وجود، علاوه بر عدم وجود هارد دیسک در این اندازه، محدودیت های دیگری نیز برای حداکثر اندازه حجم وجود دارد.

یکی از این محدودیت ها جدول پارتیشن است. استانداردهای صنعت اندازه جدول پارتیشن را 2 به 32 بخش محدود می کند. محدودیت دیگر اندازه بخش است که معمولاً 512 بایت است. از آنجایی که اندازه بخش ممکن است در آینده تغییر کند، اندازه فعلی اندازه یک جلد را به 2 ترابایت محدود می کند (2 32 x 512 بایت = 2 41). بنابراین، 2 ترابایت محدودیت عملی برای حجم های فیزیکی و منطقی NTFS است.

روی میز. شکل 11 محدودیت های اصلی NTFS را نشان می دهد.

مدیریت دسترسی به فایل ها و دایرکتوری ها

هنگام استفاده از حجم های NTFS، می توانید مجوزهای فایل و دایرکتوری را تنظیم کنید. این حقوق دسترسی مشخص می کند که چه کاربران و گروه هایی به آنها دسترسی دارند و چه سطحی از دسترسی مجاز است. چنین حقوق دسترسی هم برای کاربرانی که روی رایانه‌ای که فایل‌ها در آن قرار دارند کار می‌کنند و هم برای کاربرانی که از طریق شبکه به فایل‌ها دسترسی دارند، زمانی که فایل در دایرکتوری باز برای دسترسی از راه دور قرار دارد، اعمال می‌شود.

تحت NTFS، همچنین می توانید مجوزهای دسترسی از راه دور را همراه با مجوزهای فایل و دایرکتوری تنظیم کنید. علاوه بر این، ویژگی های فایل (فقط خواندنی، پنهان، سیستم) نیز دسترسی به فایل را محدود می کند.

تحت FAT16 و FAT32 نیز امکان تنظیم ویژگی های فایل وجود دارد، اما آنها مجوزهای فایل را ارائه نمی دهند.

نسخه NTFS مورد استفاده در ویندوز 2000 نوع جدیدی از مجوز دسترسی به نام مجوزهای ارثی را معرفی کرد. تب Security حاوی این گزینه است به مجوزهای قابل ارث بری از والدین اجازه دهید تا به این شی فایل منتشر شوند، که به طور پیش فرض فعال است. این گزینه زمان مورد نیاز برای تغییر مجوزهای فایل ها و زیر شاخه ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به عنوان مثال، برای تغییر مجوزهای یک درخت حاوی صدها زیر شاخه و فایل، کافی است این گزینه را فعال کنید - در ویندوز NT 4، باید ویژگی های هر فایل و زیر شاخه را تغییر دهید.

روی انجیر شکل 5 کادر محاوره ای Properties و برگه امنیت (بخش پیشرفته) را نشان می دهد که مجوزهای فایل توسعه یافته را فهرست می کند.

به یاد داشته باشید که برای ولوم های FAT، دسترسی فقط در سطح صدا قابل کنترل است و چنین کنترلی فقط با دسترسی از راه دور امکان پذیر است.

فشرده سازی فایل ها و دایرکتوری ها

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

الگوریتم فشرده سازی در NTFS برای پشتیبانی از خوشه هایی تا اندازه 4 کیلوبایت طراحی شده است. اگر اندازه خوشه بزرگتر از 4 کیلوبایت باشد، ویژگی های فشرده سازی NTFS در دسترس نیست.

NTFS خود درمانی

سیستم فایل NTFS خود ترمیم می شود و می تواند یکپارچگی خود را از طریق استفاده از گزارش اقدامات انجام شده و تعدادی مکانیسم دیگر حفظ کند.

NTFS هر عملیاتی را که فایل‌های سیستم را روی حجم‌های NTFS تغییر می‌دهد به عنوان یک تراکنش در نظر می‌گیرد و اطلاعات مربوط به چنین تراکنش را در یک گزارش ذخیره می‌کند. تراکنش آغاز شده می تواند به طور کامل تکمیل شود (تعهد) یا برگشت (بازگشت). در حالت دوم، حجم NTFS به حالت قبل از شروع تراکنش برمی گردد. به منظور مدیریت تراکنش‌ها، NTFS تمام عملیات مربوط به یک تراکنش را قبل از اینکه روی دیسک نوشته شود، در یک فایل گزارش می‌نویسد. پس از اتمام تراکنش، تمام عملیات انجام می شود. بنابراین، تحت مدیریت NTFS، هیچ عملیات معلقی وجود ندارد. در صورت خرابی دیسک، عملیات معلق به سادگی لغو می شود.

تحت کنترل NTFS، عملیاتی نیز انجام می شود که به شما امکان می دهد خوشه های بد را در پرواز شناسایی کنید و خوشه های جدید را برای عملیات فایل اختصاص دهید. به این مکانیسم نگاشت مجدد خوشه ای می گویند.

در این بررسی، فایل سیستم های مختلف پشتیبانی شده در مایکروسافت ویندوز 2000 را بررسی کردیم، ساختار هر یک از آنها را مورد بحث قرار دادیم، مزایا و معایب آنها را ذکر کردیم. امیدوارکننده ترین سیستم فایل NTFS است که دارای مجموعه وسیعی از ویژگی هایی است که در فایل سیستم های دیگر موجود نیست. نسخه جدید NTFS که توسط ویندوز 2000 مایکروسافت پشتیبانی می شود حتی عملکرد بیشتری دارد و بنابراین برای استفاده در هنگام نصب سیستم عامل Win 2000 توصیه می شود.

ComputerPress 7"2000

ویندوز چندین سیستم فایل را برای دستگاه های خارجی مختلف پشتیبانی می کند:

• NTFS سیستم فایل اصلی خانواده ویندوز NT است.
• FAT (جدول تخصیص فایل) یک سیستم فایل ساده است که توسط ویندوز برای دستگاه های ذخیره سازی فلش و همچنین برای سازگاری با سایر سیستم عامل ها هنگام نصب بر روی دیسک هایی با چندین بوت استفاده می شود. عنصر اصلی این فایل سیستم جدول تخصیص فایل FAT است (که پس از آن کل سیستم فایل نامگذاری می شود) که برای تعیین مکان فایل روی دیسک ضروری است. سه نسخه از FAT وجود دارد که در کمیت شناسه هایی که مکان فایل ها را نشان می دهند متفاوت هستند: FAT12، FAT16 و FAT32.
• exFAT (Extended FAT - Extended FAT) توسعه ای از سیستم فایل FAT با استفاده از شناسه های 64 بیتی است. به طور عمده برای دستگاه های حافظه فلش استفاده می شود.
• CDFS (سیستم فایل CD ROM) یک سیستم فایل برای دیسک های CD است که فرمت های ISO 9660 1 را ترکیب می کند. ISO 9660 - استاندارد ISO (سازمان بین المللی استاندارد) برای سیستم های فایل CDو جولیت ۲ Joliet توسعه ای از استاندارد ISO 9660 است که توسط مایکروسافت توسعه یافته است. محدودیت های سخت در نام گذاری فایل ها را حذف می کند ;
• UDF (Universal Disk Format) یک سیستم فایل برای CD و DVD است که برای جایگزینی ISO 9660 طراحی شده است.

برای ارائه بیشتر، باید مفاهیم مهم زیر را بدانید: دیسک، پارتیشن، حجم های ساده و پوشیده، سکتور، خوشه.

دیسک (دیسک) - دستگاه حافظه خارجیمانند هارد دیسک یا دیسک نوری (CD، DVD، Blu ray).

پارتیشن یک قسمت پیوسته از هارد دیسک است. یک دیسک می تواند شامل چندین پارتیشن باشد.

حجم (حجم) یا دیسک منطقی (دیسک منطقی) - ناحیه ای از حافظه خارجی که با آن سیستم عاملبه عنوان یک کار می کند حجم ها ساده و ترکیبی هستند.

حجم ساده (حجم ساده) - حجمی متشکل از یک پارتیشن.

حجم مرکب (حجم چندپارتیشن) - حجمی متشکل از چندین پارتیشن (به صورت اختیاری روی یک دیسک).

مفاهیم پارتیشن و حجم ساده متفاوت است: اولاً پارتیشن‌ها عمدتاً روی هارد دیسک‌ها تشکیل می‌شوند و ولوم‌ها نیز در سایر دستگاه‌های حافظه خارجی (مثلاً روی دیسک‌های نوری و دستگاه‌های حافظه فلش) ایجاد می‌شوند، و دوم اینکه مفهوم "پارتیشن" با دستگاه فیزیکی مرتبط است و مفهوم "حجم" - با نمایش منطقی حافظه خارجی.

بخش (بخش) - بلوک داده با اندازه ثابت روی دیسک. کوچکترین واحد اطلاعات برای یک دیسک اندازه بخش معمولی برای هارد دیسک ها 512 بایت و برای درایوهای نوری 2048 بایت است. بخش بندی یک دیسک زمانی اتفاق می افتد که دیسک در قالب یک فرمت سطح پایین ایجاد می شود و معمولاً نمی توان آن را تغییر داد.

خوشه (خوشه) یک بلوک منطقی از داده ها روی یک دیسک است که شامل یک یا چند بخش است. تعداد بخش هایی که یک خوشه را تشکیل می دهند معمولاً مضرب توان های دو است. اندازه خوشه توسط سیستم عامل از طریق یک فرآیند قالب بندی سطح بالا که می تواند چندین بار انجام شود، تنظیم می شود.

وقتی روی دیسک نوشته می شود، یک فایل همیشه تعداد صحیحی از خوشه ها را اشغال می کند. به عنوان مثال، یک فایل 100 بایتی در یک سیستم فایل با اندازه کلاستر 4 کیلوبایت دقیقاً 4 کیلوبایت اشغال می کند.

انتخاب اندازه خوشه با ملاحظات زیر مرتبط است. خوشه های کوچک مقدار فضای دیسک تلف شده ایجاد شده را با قرار دادن یک فایل در میان تعداد صحیح خوشه کاهش می دهند. اما در همان زمان، تعداد کل خوشه های روی دیسک افزایش می یابد و اندازه ساختارهای سرویس سیستم فایل که اطلاعات مربوط به فایل ها را ذخیره می کنند، افزایش می یابد.

ویژگی های NTFS

سیستم فایل NTFS (سیستم فایل فناوری جدید) توسط مایکروسافت در اوایل دهه 1990 توسعه یافت. به عنوان اصلی سیستم فایلبرای نسخه های سرور سیستم عامل های ویندوز. NTFS در سال 1993 با سیستم عامل ویندوز NT 3.1 معرفی شد.

NTFS در حال حاضر به عنوان سیستم فایل انتخابی برای هر دو نسخه سرور و کلاینت ویندوز در نظر گرفته می شود.

NTFS از شناسه های خوشه 64 بیتی استفاده می کند، بنابراین از نظر تئوری یک حجم NTFS می تواند شامل 264 خوشه (16 EB 3) باشد. 2 10 بایت = 1 کیلوبایت (KB)، 2 20 بایت = 1 مگابایت (MB)، 2 30 بایت = 1 گیگابایت (GB)، 2 40 بایت = 1 ترابایت (TB)، 2 50 بایت = 1 پتابایت (PB)، 260 بایت = 1 اگزابایت (EB)، 270 بایت = 1 زتابایت (ZB).). با این حال، پیاده‌سازی‌های فعلی در ویندوز فقط از آدرس‌دهی خوشه‌ای 32 بیتی پشتیبانی می‌کنند، که با حداکثر اندازه کلاستر 64 کیلوبایت (216 بایت)، به حجم NTFS اجازه می‌دهد تا به اندازه 256 ترابایت برسد:

2 32 * 2 16 بایت = 2 48 بایت = 2 8 * 2 40 بایت = 256 ترابایت.

برای حجم‌های بزرگتر از 4 گیگابایت، ویندوز اندازه کلاستر پیش‌فرض 4 کیلوبایت را هنگام قالب‌بندی پیشنهاد می‌کند.

بیایید برخی از ویژگی های NTFS [، صفحه 761] را فهرست کنیم:

• قابلیت بازیابی - توانایی یک سیستم فایل برای بازگشت به حالت سالم پس از وقوع یک شکست. این امکان اولاً به دلیل پشتیبانی از تراکنش های اتمی و ثانیاً به دلیل اضافه بودن ذخیره سازی اطلاعات محقق می شود. تراکنش اتمی عملیاتی است بر روی سیستم فایل که منجر به تغییر در آن می شود که یا کاملاً موفقیت آمیز است یا اصلاً انجام نمی شود (یعنی در صورت شکست در حین تراکنش اتمی، همه تغییرات به عقب برگردانده می شوند). افزونگی زمانی استفاده می‌شود که مهم‌ترین داده‌های سیستم فایل را ذخیره می‌کند که برای عملکرد صحیح آن حیاتی است.
• امنیت (امنیت) - محافظت از فایل ها از دسترسی غیرمجاز. پیاده سازی شده با استفاده از مدل امنیتی ویندوز که در سخنرانی 9 "امنیت در ویندوز" بحث شد.
• رمزگذاری (رمزگذاری) - تبدیل یک فایل به یک کد رمزگذاری شده که بدون کلید قابل خواندن نیست. مکانیسم‌های امنیتی مرسوم، مانند تخصیص حقوق دسترسی کاربر به فایل‌ها، به طور کامل از اطلاعات محافظت نمی‌کنند، مثلاً اگر یک دیسک به رایانه دیگری منتقل شود. مدیر سیستم عامل همیشه می‌تواند به فایل‌های سایر کاربران، حتی در حجم NTFS، دسترسی داشته باشد. بنابراین، NTFS شامل پشتیبانی از سیستم فایل رمزگذاری (EFS) است که رمزگذاری و رمزگشایی فایل ها را آسان می کند.
• پشتیبانی از RAID (آرایه اضافی از دیسک های ارزان قیمت (مستقل) - آرایه ای از دیسک های ارزان قیمت (مستقل) با افزونگی) - امکان استفاده از چندین دیسک برای ذخیره اطلاعات. داده های یک دیسک به طور خودکار روی دیسک های دیگر کپی می شود و در نتیجه قابلیت اطمینان بیشتری را فراهم می کند.
• سهمیه دیسک برای کاربران (سهمیه حجم برای هر کاربر) - امکان تخصیص فضای دیسک معین برای هر کاربر (سهمیه). NTFS به کاربر اجازه نمی‌دهد تا اطلاعاتی را فراتر از سهمیه اختصاص داده شده روی دیسک بنویسد.

ساختار NTFS

ساختار یک حجم NTFS در شکل 17.1 نشان داده شده است.

برنج. 17.1.

در ابتدای ولوم یک رکورد بوت حجمی (Volume Boot Record) وجود دارد که حاوی کد بوت ویندوز، اطلاعات مربوط به حجم (به ویژه نوع سیستم فایل)، آدرس فایل های سیستم ($ Mft و $ MftMirr) است. - زیر را ببینید). رکورد بوت معمولاً 8 کیلوبایت (16 بخش اول) طول می کشد.

در یک منطقه خاص از حجم (آدرس ابتدای این منطقه در رکورد بوت نشان داده شده است) ساختار اصلی سیستم NTFS - جدول فایل اصلی (Master File Table, MFT) قرار دارد. ورودی های این جدول شامل تمام اطلاعات مربوط به محل فایل ها بر روی حجم است و فایل های کوچک مستقیماً در ورودی های MFT ذخیره می شوند.

یکی از ویژگی های مهم NTFS این است که تمام اطلاعات اعم از کاربر و سیستم به صورت فایل ذخیره می شود. نام فایل های سیستم با علامت "$" شروع می شود. به عنوان مثال، ورودی بوت یک جلد در فایل $ Boot و جدول فایل اصلی در فایل $ Mft است. این سازماندهی اطلاعات به شما این امکان را می دهد که به طور یکنواخت با داده های کاربر و سیستم بر روی حجم کار کنید.

از آنجایی که MFT مهمترین ساختار سیستم است که اغلب در حین عملیات حجم قابل دسترسی است، ذخیره فایل Mft $ در یک ناحیه پیوسته از یک دیسک منطقی به منظور جلوگیری از تکه تکه شدن آن (قرار دادن در موارد مختلف) مفید است. نواحی دیسک)، و بنابراین، سرعت کار با آن را افزایش می دهد. برای این منظور هنگام قالب بندی یک حجم، یک ناحیه به هم پیوسته به نام Zone اختصاص داده می شود.

سیستم فایل NTFS (سیستم فایل فناوری های نوین- سیستم فایل فناوری جدید) همراه با سیستم عامل منتشر شد ویندوز NT 3.5در سال 1993. قبل از ویندوز 2000، توسعه دو خط سیستم عامل مجزا بود و سیستم عامل مصرف کننده ویندوز 95/98/Meمحدود به استفاده بودند FAT16یا FAT32. در مقابل، خط NT، شامل ویندوز XP، از همه سیستم ها (به جز ویندوز NT4، ناآشنا با FAT32).

سیستم NTFSشامل پیشرفت های زیادی نسبت به سیستم ها است چربی. مهمترین آنها عبارتند از:

استفاده بهینه از فضا در حجم های زیاد،

رفع اشکالات پس از خرابی

حفاظت از داده ها از دسترسی غیرمجاز،

خدمات نمایه سازی

فشرده سازی و رمزگذاری داده ها،

بازیابی سیستم پس از خرابی های جدی

NTFSمی تواند پارتیشن های چند صد ترابایتی را مدیریت کند. از نظر امنیت، مدیران اکنون توانایی استفاده از ویژگی‌های امنیتی داخلی را دارند: سیاست‌های دسترسی کاربر برای فایل‌ها و پوشه‌ها، سیستم‌های رمزگذاری فایل. EFS (سیستم فایل رمزگذاری- سیستم فایل رمزگذاری شده).

سیستم NTFSدر نسخه های ویندوز تا و از جمله استفاده می شود ویندوز 2000الزامات مدرن را برآورده نکرد، به ویژه:

· محدود کردن تعداد جلدها به 26 (دیسک از A تا Z).

تغییر یک پارتیشن همیشه نیاز به راه اندازی مجدد دارد.

· اطلاعات مربوط به حجم های NTFS در رجیستری ذخیره می شد که استفاده از دیسک با سیستم دیگری را دشوار می کرد.

این مسائل حل شده است ویندوز 2000از طريق LDM(مدیر دیسک منطقی- مدیر دیسک منطقی) که دیگر نیازی به تخصیص حروف درایو ندارد. بهبودها NTFSاستفاده شده در ویندوز XPمرتبط بوده اند:

توان عملیاتی داده بهبود یافته

· معرفی قابلیت تنظیم مقادیر اندازه خوشه به غیر از 512 بایت ثابت.

· بهبود عملکردهای اداری: نمایه سازی پوشه ها و محدودیت هزینه های پیش بینی نشده حافظه.

سیستم فایل NTFSنشان دهنده یک دستاورد برجسته در ساختارسازی است: هر عنصر از سیستم یک فایل است - حتی اطلاعات سرویس. مهمترین فایل در NTFSتماس گرفت MFT (جدول فایل اصلی- جدول کلی فایل ها). بر خلاف چربی، که جداول را به طور جداگانه در ابتدای جلد ذخیره می کند، NTFSمکان ها MFTدر فایل های مخفی

فصل NTFSتقریباً هر اندازه ای می تواند باشد. حداکثر اندازه آن فقط به اندازه هارد دیسک محدود می شود.

NTFSکل فضای قابل استفاده رسانه را به خوشه ها - بلوک های داده تقسیم می کند و اندازه خوشه از 512 بایت تا 64 کیلوبایت متغیر است (یک خوشه 4 کیلوبایتی استاندارد در نظر گرفته می شود).

دیسک NTFSبه طور مشروط به دو بخش تقسیم می شود. 12٪ اول دیسک برای رزرو شده است منطقه MFT- فضایی که متافیل در آن رشد می کند MFT. امکان نوشتن هیچ داده ای در این ناحیه وجود ندارد. منطقه MFT همیشه خالی نگه داشته می شود - این کار به گونه ای انجام می شود که مهمترین فایل سرویس ( MFT) در طول رشد آن تکه تکه نشد. 88 درصد باقی مانده از درایو فقط فضای ذخیره سازی فایل ساده است (شکل 9).

برنج. نه.ساختار فیزیکی NTFS

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 سیستم‌عامل دقیقاً دو برابر)، بنابراین فضا برای نوشتن فایل‌ها آزاد می‌شود. هنگام آزاد کردن فضا در ناحیه معمولی، ناحیه MFT می تواند دوباره گسترش یابد. در عین حال، وضعیت باقی ماندن پرونده های معمولی در این منطقه منتفی نیست.

MFTدر منطقه MFT قرار دارد و نشان دهنده دایرکتوری متمرکز همه فایل های دیسک دیگر(از جمله خودش). MFTتمامی فایل های موجود در حجم و به اصطلاح را مدیریت می کند ابردادهبا استفاده از پایگاه داده رابطه ای اطلاعات مربوط به فایل ها در خطوط قرار می گیرد و ویژگی های فایل ها (مخفی، رمزگذاری شده، فشرده، سیستم و غیره) در ستون ها نوشته می شود.

MFTتقسیم شده به رکوردهای اندازه ثابت(معمولا 1 کیلوبایت) و هر ورودی مربوط به یک فایل است. 16 فایل اول ماهیت خدماتی دارند و برای سیستم عامل غیرقابل دسترسی هستند - آنها نامیده می شوند متافایل هاو اولین متافیل خودش است MFT. فایل های تا 900 بایت می توانند به طور کامل در یک رکورد جای بگیرند. برای فایل های بزرگتر MFTحاوی نشانگرهایی به مکان آنها روی دیسک است. همین امر در مورد پوشه ها نیز صدق می کند: اگر به اندازه کافی کوچک باشند، کاملاً در آن گنجانده شده اند MFT.

16 عنصر اول MFT- تنها بخشی از دیسک که موقعیت ثابتی دارد. کپی دوم از سه رکورد اول برای اطمینان (خیلی 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 بازیابی کنید، "قلاب کردن" بر اساس اصل - بر روی عنصر اول MFT.

هر متافیل مسئول برخی از جنبه های سیستم است. مزیت این روش انعطاف پذیری است. به عنوان مثال، در سیستم فایل چربیآسیب فیزیکی در خود منطقه چربیکشنده برای عملکرد کل دیسک، و NTFSمی تواند تمام قسمت های خدماتی دیسک را جابجا کند، حتی آن را تکه تکه کند، از هر گونه خطای سطحی عبور کند - به جز 16 عنصر اول MFT.

متافایل ها در دایرکتوری ریشه قرار دارند NTFSدرایو - آنها با کاراکتر نام "$" شروع می شوند. متافیل های زیر در حال حاضر در حال استفاده هستند:

· MFT دلار- خود MFT؛

· $MFTmirr– یک کپی از 16 رکورد اول MFT که در وسط دیسک قرار داده شده است.

· $logfile– ثبت فایل پشتیبانی

· حجم $- اطلاعات خدمات (برچسب حجم، نسخه سیستم فایل و غیره)؛

· $AttrDef- لیستی از ویژگی های فایل استاندارد در حجم؛

· $. - دایرکتوری ریشه؛

· $Bitmap- نقشه فضای آزاد حجم؛

· $Boot- بخش بوت (اگر پارتیشن قابل بوت باشد)؛

· $Quota- فایلی که حاوی حقوق کاربر برای استفاده از فضای دیسک است.

· $ upcase- جدول فایل مربوط به حروف بزرگ و کوچک در نام فایل ها در حجم فعلی.

تمام فایل های قرار داده شده بر روی دیسک در ذکر شده است MFT. این مکان تمام اطلاعات مربوط به فایل (به استثنای داده های واقعی) را ذخیره می کند: نام فایل، اندازه، مکان روی دیسک تک تک قطعات و غیره. اگر یک ورودی برای اطلاعات گم شده باشد MFT، سپس چندین مورد استفاده می شود و نه لزوماً پشت سر هم.

فایل های کوچک (تا 900 بایت) مستقیماً در آن ذخیره می شوند MFT، در محل باقی مانده از داده های اصلی در یک رکورد MFT. فایل هایی که صدها بایت را اشغال می کنند معمولاً تجسم "فیزیکی" خود را در ناحیه فایل اصلی ندارند - تمام داده های چنین فایلی در یک مکان ذخیره می شود - در MFT.

نام فایل می‌تواند شامل هر کاراکتری، از جمله مجموعه کامل الفبای ملی باشد، زیرا داده‌ها در آن ارائه می‌شوند یونیکد- نمایش 16 بیتی که 65535 کاراکتر مختلف می دهد. حداکثر طول نام فایل 255 کاراکتر است.

کاتالوگ در NTFSیک فایل خاص است که پیوندهایی به فایل ها و فهرست های دیگر را ذخیره می کند و یک ساختار سلسله مراتبی از داده ها را روی دیسک ایجاد می کند. فایل کاتالوگ به بلوک هایی تقسیم می شود که هر کدام شامل نام فایل، ویژگی های اصلی و ارجاع به عنصر است. MFT، که قبلاً اطلاعات کاملی در مورد آیتم کاتالوگ ارائه می دهد. ساختار دایرکتوری داخلی است درخت دوتایی (B-tree). این بدان معنی است که 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 مورد مناسب را پیدا کند. از طرف دیگر، یک درخت باینری، نام فایل ها را به گونه ای مرتب می کند که جستجوی یک فایل به روشی سریعتر انجام شود - با به دست آوردن پاسخ های دو ارزشی به سؤالات مربوط به مکان فایل. سوالی که یک درخت باینری می تواند پاسخ دهد این است: نام مورد نظر نسبت به یک عنصر معین در کدام گروه قرار دارد - بالا یا پایین؟ چنین جستجویی با یک سوال از عنصر میانی شروع می شود و هر پاسخ به طور متوسط ​​​​دو برابر منطقه جستجو را محدود می کند. فایل ها بر اساس حروف الفبا مرتب شده اند و به سوال به روش واضح پاسخ داده 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. نمونه ای از جستجوی درخت B در شکل نشان داده شده است. ده

بنابراین، برای جستجوی یک فایل از میان، به عنوان مثال، 1000، چربیبه طور متوسط ​​باید 500 مقایسه انجام شود (به احتمال زیاد فایل در وسط جستجو یافت می شود) و یک سیستم درختی B فقط حدود 10 مورد (2 10 = 1024).

دایرکتوری اصلی دیسک - ریشه - هیچ تفاوتی با دایرکتوری های معمولی ندارد، به جز پیوند خاصی به آن از ابتدای متافیل. MFT.

NTFS- یک سیستم مقاوم در برابر خطا که تقریباً در هر شکست واقعی می تواند خود را به وضعیت صحیح برساند.

روی میز. 4 محدودیت های اعمال شده بر فایل سیستم ها را نشان می دهد NTFSو چربی.

جدول 4محدودیت های سیستم فایل

برای سیستم عامل جدید ویستامایکروسافت در حال توسعه یک فایل سیستم جدید است Windows Future Storage (WinFS – « سیستم ذخیره سازی آینده")، طراحی شده برای جایگزینی NTFSو چربی. در هسته WinFSدروغ اصلاح شده NTFSبا عملکردهای بهبود یافته مدیریت، سازماندهی دسترسی به فایل ها، همگام سازی و حفاظت از منابع فایل.

سیستم فایل جدید برای ذخیره فایل ها بر اساس معیارهای محتوای آنها طراحی شده است. نویسنده، محتوا، نام، منبع، و آخرین کاربر دسترسی. ساختار پوشه نمایش داده شده در کاوشگر، فقط یک نقشه مجازی است.

ذات WinFSبه اصطلاح است مدل داده- مکانیزمی که دائماً عناصر یا "اشیاء" دیجیتال را مدیریت و ساختار می دهد ( موارد). آیتم ها از عناصر توصیفی استفاده می کنند که فراتر از مفهوم یک فایل است. این عناصر توصیفی در فایل وجود ندارند، اما به طور کامل تحت مالکیت و کنترل هستند WinFS. با این طرح، نه تنها فایل‌ها را می‌توان به‌عنوان اشیا ثبت کرد، بلکه می‌توان به عنوان مثال، مخاطبین، پیوندهای اینترنتی، نامه‌ها و غیره را نیز ثبت کرد.

از دیدگاه کاربر، موارد نیاز به استفاده از مکان فیزیکی فایل ها را برطرف می کند. در عوض، سیستم عامل داده ها را بسته به محتوای آن در پوشه های مجازی سازماندهی می کند. هنگام جستجوی داده ها، معیارهای سفارشی مانند " کلیه مدارک دوره ICT در دو سال گذشتهاطلاعات مربوط به فرمت فایل، نویسندگان و مکان را جایگزین کنید.

مایکروسافت یک مدل آیتم در حال تغییر را پیاده سازی کرده است WinFS، یعنی کاربران می توانند با استفاده از ابرداده، موارد را خودشان تعریف کنند XMLو ارتباط بین چیزها را نشان می دهد. در این حالت می توان به عنوان مثال، تمام اسناد یک نویسنده معین را به همراه اطلاعات مربوط به آدرس وی و اسناد مربوط به آن نمایش داد.

وظیفه شماره 4 1. تعیین کنید که کدام سیستم فایل در هارد دیسک ایستگاه کاری شما استفاده می شود: · دستورات منوی اصلی ویندوز را اجرا کنید: Start Þ Settings Þ Control Panel Þ Administrative Tools Þ Computer Management. · در قسمت سمت چپ کنسول مدیریت کامپیوتر، بخش Storage devices را گسترش دهید و روی گزینه Disk Management دوبار کلیک کنید. · در قسمت سمت راست کنسول مدیریت کامپیوتر، اطلاعاتی در مورد ساختار دیسک ها و فایل سیستم های مورد استفاده نمایش داده می شود. این اطلاعات را در کتاب کار خود ثبت کنید. · پنجره کنسول را ببندید. 2. مشخصات دیسک های منطقی و فیزیکی ایستگاه کاری خود را مشخص کنید: · دستورات منوی اصلی ویندوز را اجرا کنید: Start Þ Programs Þ Accessories Þ System Tools Þ System Information. · در قسمت سمت چپ کنسول System Information، بخش Components و در آن قسمت Storage devices را گسترش دهید. · برای انتخاب اولین گزینه Disks دوبار کلیک کنید. صفحه سمت راست ویژگی های درایوهای منطقی را نشان می دهد. مقادیر را در کتاب کار خود بنویسید؛ · برای انتخاب گزینه دوم Disks دوبار کلیک کنید. صفحه سمت راست ویژگی های دیسک های فیزیکی را نشان می دهد. معانی اصلی را در کتاب کار خود بنویسید. · پنجره کنسول را ببندید.

راه های زیادی برای ذخیره اطلاعات و برنامه ها بر روی هارد دیسک وجود دارد. یک سیستم بسیار شناخته شده که اطلاعات مختلف را در قالب فایل ذخیره می کند و آنها را در پوشه هایی با یک انتساب منحصر به فرد گروه بندی می کند. با این حال، تعداد کمی از مردم به نحوه ذخیره فیزیکی اطلاعات در رسانه ها فکر می کردند.

برای اینکه اطلاعات در یک رسانه فیزیکی ذخیره شود، باید برای استفاده در یک سیستم عامل کامپیوتر آماده شود. سیستم عامل فضای خالی دیسک را برای ذخیره اطلاعات اختصاص می دهد. برای انجام این کار، باید دیسک را به ظروف کوچک - بخش ها تقسیم کنید. فرمت کردن یک دیسک در سطح پایین، اندازه خاصی را برای هر بخش اختصاص می دهد. سیستم عامل این بخش ها را به خوشه ها گروه بندی می کند. قالب‌بندی سطح بالا همه خوشه‌ها را به یک اندازه تنظیم می‌کند، معمولاً بین 2 تا 16 بخش. در آینده، یک یا چند خوشه برای هر فایل اختصاص داده می شود. اندازه کلاستر به سیستم عامل، ظرفیت دیسک و سرعت مورد نیاز بستگی دارد.

علاوه بر فضای ذخیره سازی فایل ها بر روی دیسک، قسمت های لازم برای عملکرد سیستم عامل نیز وجود دارد. این مناطق برای ذخیره اطلاعات بوت و اطلاعات برای نگاشت آدرس فایل به مکان های فیزیکی روی دیسک طراحی شده اند. ناحیه بوت برای راه اندازی سیستم عامل استفاده می شود. پس از بارگیری بایوس، ناحیه بوت دیسک خوانده و اجرا می شود تا سیستم عامل راه اندازی شود.

سیستم فایل FAT

سیستم فایل FAT با سیستم عامل Microsoft DOS ظاهر شد و پس از آن چندین بار بهبود یافت. دارای نسخه های FAT12، FAT16 و FAT32 می باشد. نام FAT خود از استفاده سیستم فایل از نوعی پایگاه داده به شکل "جدول تخصیص فایل" (File Allocation Table) گرفته شده است که شامل ورودی برای هر خوشه روی دیسک است. شماره نسخه به تعداد بیت های استفاده شده در شماره آیتم های جدول اشاره دارد. بنابراین، سیستم فایل محدودیتی در اندازه دیسک پشتیبانی شده دارد. در سال 1987 از دیسک های بزرگتر از 32 مگابایت پشتیبانی نمی کرد. با ظهور ویندوز 95، نسخه جدیدی از فایل سیستم FAT32 با پشتیبانی تئوری از درایوهای تا 2 ترابایت منتشر شد. مشکلات مداوم با پشتیبانی از دیسک های بزرگ به دلیل تعداد ثابت عناصر، محدود به تعداد بیت های استفاده شده در تعیین موقعیت خوشه ظاهر می شوند. به عنوان مثال، نسخه FAT16 بیش از 2 16 یا 65536 کلاستر را پشتیبانی نمی کند. تعداد بخش ها در یک خوشه نیز محدود است.

یکی دیگر از مشکلات دیسک های بزرگ، عدم امکان استفاده از فضای بزرگ اختصاص داده شده برای فایل های کوچک بود. با توجه به محدود بودن تعداد خوشه ها، اندازه آنها افزایش یافت تا کل ظرفیت دیسک را پوشش دهد. این منجر به استفاده ناکارآمد از فضا در هنگام ذخیره سازی بیشتر فایل هایی می شود که مضربی از اندازه کلاستر نیستند. به عنوان مثال، FAT32 کلاسترهای 16 کیلوبایتی را برای پارتیشن های دیسک از 16 گیگابایت تا 32 گیگابایت اختصاص می دهد. برای ذخیره یک فایل 20 کیلوبایتی به دو کلاستر 16 کیلوبایتی نیاز دارید که 32 کیلوبایت روی دیسک اشغال می کند. فایل های 1 کیلوبایتی 16 کیلوبایت فضای دیسک را اشغال می کنند. بنابراین، به طور متوسط، 30-40٪ از ظرفیت دیسک برای ذخیره فایل های کوچک هدر می رود. پارتیشن بندی دیسک به پارتیشن های کوچک به شما این امکان را می دهد که اندازه کلاستر را کاهش دهید، اما در عمل برای دیسک هایی با ظرفیت بیش از 200 گیگابایت استفاده نمی شود.

تکه تکه شدن فایل نیز مشکل کوچکی از سیستم فایل نیست. از آنجایی که ممکن است برای قرار دادن یک فایل به چندین خوشه نیاز باشد که ممکن است به صورت فیزیکی یکی پس از دیگری قرار نگیرند، زمان لازم برای خواندن باعث کاهش سرعت برنامه ها می شود. بنابراین، نیاز دائمی به.

سیستم فایل NTFS

در اوایل دهه 1990، مایکروسافت شروع به توسعه نرم افزار کاملاً جدیدی کرد که برای محیط هایی با مصرف منابع بیشتر نسبت به کاربران خانگی معمولی طراحی شده بود. برای نیازهای تجارت و صنعت، منابع ارائه شده توسط سیستم عامل های ویندوز مبتنی بر DOS ناکافی شده است. شرکت مایکروسافت با IBM روی سیستم عامل OS / 2 با سیستم فایل HPFS (سیستم فایل با عملکرد بالا) کار کرد. توسعه شرکت موفقیتی به همراه نداشت و به زودی هر شرکت دوباره راه خود را رفت. مایکروسافت نسخه های مختلفی از سیستم عامل ویندوز NT را توسعه داد که ویندوز 2000 و ویندوز XP بر اساس آن ها ساخته شده اند. هر یک از آنها از نسخه خود از سیستم فایل NTFS استفاده می کند که همچنان در حال توسعه است.

NTFS (سیستم فایل فناوری جدید) سیستم فایل استاندارد برای سیستم عامل های مبتنی بر ویندوز NT است. برای جایگزینی FAT طراحی شده است. NTFS نسبت به FAT انعطاف پذیرتر است. نواحی سیستم آن عمدتاً فایل‌ها را به جای ساختارهای ثابت مانند FAT ذخیره می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد در حین استفاده تغییر، گسترش یا جابجا شوند. یک مثال ساده جدول فایل اصلی (MFT) است. MFT نوعی پایگاه داده با اطلاعات مختلف در مورد فایل های روی دیسک است. فایل های کوچک (1 کیلوبایت یا کمتر) را می توان مستقیماً در MFT ذخیره کرد. برای فایل‌های بزرگ، NTFS خوشه‌ها را اختصاص می‌دهد، اما بر خلاف FAT، اندازه کلاستر معمولاً از 4 کیلوبایت تجاوز نمی‌کند و روش فشرده‌سازی داخلی مشکلات فضای استفاده‌نشده برای فایل‌ها را برطرف می‌کند. و در NTFS می توانید از .

سیستم فایل NTFS برای یک محیط چند کاربره طراحی شده است و دارای مکانیزم های امنیتی و کنترل دسترسی داخلی است. به عنوان مثال، سیستم عامل های Windows 2000 و Windows XP (به جز "نسخه خانگی") به شما امکان می دهند مجوزهای دسترسی را برای فایل های جداگانه تنظیم کرده و آنها را رمزگذاری کنید. با این حال، سطح بالایی از امنیت کار کاربران معمولی با رایانه را پیچیده می کند. هنگام تنظیم رمز عبور و مجوزهای فایل باید بسیار مراقب باشید تا داده های مهم را از دست ندهید.