سیستم عامل ntfs. NTFS چیست؟ حداکثر اندازه حجم های NTFS

این مقاله به سیستم های فایل . هنگام نصب سیستم عامل، ویندوز از شما می خواهد که یک سیستم فایل 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 از دانستن آن 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.

مقاله برخی را ساده می کند ویژگی های فنیسیستم های فایل برای درک قابل فهم تر از مواد.

سیستم فایلروشی برای سازماندهی داده ها در رسانه های ذخیره سازی است. سیستم فایل تعیین می کند که فایل ها کجا و چگونه روی رسانه ذخیره سازی نوشته شوند و به سیستم عامل اجازه دسترسی به آن فایل ها را می دهد.

سیستم‌های فایل مدرن دارای الزامات اضافی هستند: توانایی رمزگذاری فایل‌ها، کنترل دسترسی برای فایل‌ها و ویژگی‌های اضافی. به طور معمول فایل سیستم در ابتدای هارد دیسک نوشته می شود. ().

از دیدگاه سیستم عامل، HDDمجموعه ای از خوشه ها است.

خوشهیک ناحیه دیسک با اندازه مشخص برای ذخیره داده ها است. حداقل اندازه خوشه 512 بایت است. از آنجایی که از سیستم اعداد باینری استفاده می شود، اندازه های خوشه مضرب توان های دو هستند.

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

برای دیسکهای سختبه کامپیوتر به این لحظهدو سیستم فایل رایج عبارتند از: چربییا NTFS. اول ظاهر شد چربی (FAT16)، سپس FAT32، و سپس NTFS.

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

چارچوب FAT توسط بیل گیتس و مارک مک دونالد در سال 1977 ایجاد شد. به عنوان سیستم فایل اصلی در DOS و سیستم عامل ها استفاده می شود ویندوز مایکروسافت(تا نسخه ویندوز ME).

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 اندازهاندازه خوشه ای که در FAT پشتیبانی می شود 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 پارتیشن (حجم) دیسکی که این سیستم می تواند پشتیبانی کند 4 گیگابایت است.

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

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

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

ویژگی های اصلی NTFS:قابلیت های داخلی برای محدود کردن دسترسی به داده ها کاربران مختلفو گروه های کاربری، و همچنین اختصاص سهمیه (محدودیت در حداکثر حجم فضای دیسکاشغال شده توسط کاربران خاص)، با استفاده از یک سیستم ژورنال برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم فایل.

مشخصات سیستم فایل اختصاصی است. به طور معمول اندازه خوشه 4 کیلوبایت است. در عمل، ایجاد حجم های بزرگتر از 2 ترابایت توصیه نمی شود. هارد دیسک هابه تازگی به این اندازه رسیده اند، شاید یک سیستم فایل جدید در آینده در انتظار ما باشد. ().

هنگام نصب ویندوز XP، از شما 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 خوشه داده ها را فقط از یک فایل ذخیره می کند.

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

بیایید به مثال یک جلد روی یک دیسک با ظرفیت 120 گیگابایت و یک فایل با حجم 10 کیلوبایت نگاه کنیم.

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

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

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

در قیاس با دفترچه یادداشت، خوشه یک سلول است. و با قرار دادن یک نقطه در یک سلول، ما به طور منطقی همه آن را اشغال می کنیم، اما در واقع فضای خالی زیادی باقی مانده است.

بنابراین، انتقال از FAT32به NTFSدر صورت وجود امکان استفاده بهینه تر از هارد دیسک را فراهم می کند مقدار زیادفایل های کوچک روی سیستم

در سال 2003، من یک دیسک 120 گیگابایتی داشتم که به حجم های 40 و 80 گیگابایتی تقسیم شده بود. وقتی از ویندوز 98 به ویندوز XP سوئیچ کردم و دیسک را با آن تبدیل کردم FAT32 V NTFS، من حدود 1 گیگابایت فضای دیسک آزاد کردم. در آن زمان این یک "افزایش" قابل توجه بود.

برای اینکه بفهمید کدام فایل سیستم روی شما استفاده می شود حجم هارددیسک رایانه شخصی خود، باید پنجره مشخصات صدا و روی برگه را باز کنید "معمول هستند"این داده ها را بخوانید

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

که در در حال حاضردیسک هایی با ظرفیت 320 گیگابایت و بزرگتر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین من استفاده از سیستم را توصیه می کنم NTFSبرای استفاده بهینهفضای دیسک

همچنین، اگر چندین کاربر روی رایانه شخصی وجود داشته باشد، NTFS به شما امکان می دهد دسترسی به فایل ها را به گونه ای پیکربندی کنید که کاربران مختلفنمی تواند فایل های کاربران دیگر را بخواند یا تغییر دهد.

در سازمان ها هنگام کار در شبکه محلیمدیران سیستم همچنین 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، در مقاله های زیر این موضوع به تفصیل شرح داده خواهد شد.

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

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

با این مقاله درآمد کسب کنید!
ثبت نام در برنامه های وابسته. 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.

بسیاری از کاربران با عدم درک اصول اولیه فایل سیستم های ویندوز مواجه هستند. به نظر می رسد، چرا یک نظریه غیر ضروری؟ در واقع، دانش عملکرد عمیق سیستم های فایل مختلف است که به شما امکان می دهد به درستی یک سیستم فایل را برای یک رسانه ذخیره سازی خاص انتخاب کنید. گاهی اوقات یک خطا در انتخاب می تواند بعداً هنگام حل مشکل بازیابی اطلاعات یا فرسودگی زودرس رسانه ها بسیار مهم شود.

سیستم فایل شامل یک سیستم مدیریت فایل و مجموعه ای از فایل ها بر روی یک نوع رسانه خاص (CD، DVD، FDD، HDD، Flash و غیره) می باشد. یک سیستم مدیریت فایل به کاربران و برنامه های کاربردی امکان دسترسی به فایل ها، ذخیره آنها و حفظ یکپارچگی محتوای آنها را می دهد. رایج ترین وسیله ذخیره سازی طولانی مدت در مدرن سیستم های محاسباتیهارد دیسک است - "Winchester". این اصطلاح در مورد هر دیسک مهر و موم شده با سر خواندن مغناطیسی طراحی شده به صورت آیرودینامیکی صدق می کند.

سیستم های فایل سیستم عامل های مدرن بر روی پارتیشن های هارد دیسک نصب می شوند.

FAT 32. سادگی و قابلیت اطمینان.

سه سیستم فایل FAT وجود دارد: FAT12 (برای فلاپی دیسک های FDD)، FAT16، FAT32. آنها در تعداد بیت ها (12، 16، 32) برای نشان دادن شماره خوشه در سیستم مدیریت فایل متفاوت هستند. در سیستم های فایل FAT، فضای دیسک منطقی هر درایو منطقیبه منطقه سیستم و ناحیه داده تقسیم می شود. BR - رکورد بوترکورد بوت؛ RS - بخش های رزرو شده؛ FAT1، FAT2 - جداول تخصیص فایل 1 و 2. Rdir (ریشه دایرکتوری، ROOT) – دایرکتوری ریشه. منطقه داده به خوشه هایی تقسیم می شود که نشان دهنده 1 یا چند بخش مجاور است. در یک جدول FAT، خوشه های متعلق به یک فایل به صورت زنجیره ای به هم متصل می شوند. نقشه منطقه داده در واقع جدول تخصیص فایل (FAT) است. هر عنصر جدول FAT (12، 16 یا 32 بیت) مربوط به یک خوشه دیسک است و وضعیت آن را مشخص می کند: آزاد، مشغول یا بد. خوشه. . برای نشان دادن شماره خوشه در سیستم مدیریت فایل FAT16 از یک کلمه 16 بیتی استفاده می شود و می توان به 65536 خوشه آدرس داد.

یک کلاستر یک واحد حداقل آدرس پذیر از حافظه دیسک است که به یک فایل اختصاص داده شده است. یک فایل یا دایرکتوری تعداد صحیحی از خوشه ها را اشغال می کند. تقسیم منطقه داده به خوشه‌ها به جای استفاده از بخش‌ها به شما این امکان را می‌دهد: اندازه جدول FAT را کاهش دهید، پراکندگی فایل‌ها را کاهش دهید، طول زنجیره‌های فایل را کاهش دهید، دسترسی به فایل را سرعت بخشید. آخرین خوشه ممکن است به طور کامل مورد استفاده قرار نگیرد، که منجر به از دست دادن محسوس فضای دیسک می شود سایز بزرگخوشه. در یک فلاپی دیسک، خوشه 1 یا 2 بخش را اشغال می کند. هارد دیسک دارای 4، 8، 16، 32، 64 سکتور در یک کلاستر است. هر عنصر دارای ساختار زیر است: نام فایل، ویژگی فایل، فیلد ذخیره، زمان ایجاد، تاریخ ایجاد، تاریخ آخرین دسترسی، رزرو، آخرین تاریخ اصلاح، آخرین زمان اصلاح، شماره اولیه خوشه چربی، اندازه فایل.

که در در این مثالفایلی به نام MyFile.txt از خوشه هشتم شروع می شود و 12 خوشه را اشغال می کند. زنجیره خوشه‌ها برای این مورد: 8،9،A،B،15،16،17،19،1A،1B،1C،1D. خوشه شماره 18 با کد F7 به عنوان بد مشخص شده است. نمی توان از آن برای میزبانی داده استفاده کرد. این کد با قالب بندی دیسک و بررسی ابزارهای کمکی تنظیم می شود. Cluster 1D با کد FF به عنوان آخرین کد متعلق به علامت گذاری شده است این فایل. خوشه های رایگان با کد 0 مشخص می شوند. هنگامی که یک خوشه جدید تخصیص داده می شود، اولین خوشه رایگان برای نوشتن در یک فایل گرفته می شود. از آنجایی که فایل های روی دیسک اصلاح می شوند، حذف می شوند، منتقل می شوند، بزرگ می شوند یا کوچک می شوند، این قانونقرار دادن منجر به تکه تکه شدن می شود، یعنی. داده های یک فایل در خوشه های مجاور قرار نمی گیرند و گاهی اوقات بسیار دوست از راه دوراز دوست یک زنجیره پیچیده تشکیل می شود. این منجر به کندی کار با فایل ها می شود. از آنجایی که Fat در هنگام دسترسی به دیسک به شدت مورد استفاده قرار می گیرد، در آن بارگذاری می شود رم. سیستم Fat32 از فضای دیسک بسیار کارآمدتر استفاده می کند زیرا از خوشه ها استفاده می کند سایز کوچکتردر مقایسه با نسخه های قبلیچربی. در مقایسه با Fat16، این باعث صرفه جویی 10-16٪ می شود.

فیلد ویژگی یک آیتم دایرکتوری می تواند مقادیر زیر را ذخیره کند:

1) بایگانی (هنگامی که فایل تغییر کرده و توسط برنامه در حال اجرا حذف می شود نصب می شود پشتیبان گیریفایل ها به یک رسانه دیگر)؛

2) دایرکتوری؛

3) برچسب حجم؛

4) سیستمیک؛

5) پنهان؛

6) فقط خواندنی

نام‌های طولانی در FAT32 با استفاده از چندین ورودی دایرکتوری ارائه می‌شوند: برای یک فایل (یک ورودی یک ورودی برای نام 8.3 و 24 ورودی برای طولانی‌ترین نام است که می‌تواند تا 256 کاراکتر باشد. بنابراین توصیه نمی‌شود. از نام های طولانی استفاده کنید

عیب اصلی FAT این است کند کاربا فایل ها هنگام ایجاد یک فایل، قانون این است که اولین کلاستر رایگان اختصاص داده شود. این منجر به تکه تکه شدن دیسک و زنجیره های فایل پیچیده می شود. این باعث کندی کار با فایل ها می شود.

در اصل، فایل سیستم چربیچیزی است که امروز باید از آن اجتناب کرد. بنابراین، انتخاب یک مورد مناسب که به شما امکان می دهد از این سیستم فایل اجتناب کنید، حیاتی است.

NTFS: راحتی و سرعت بالا.

یکی از مفاهیم اصلی که هنگام کار با NTFS استفاده می شود، مفهوم حجم است. می توان یک حجم مقاوم به خطا ایجاد کرد که چندین پارتیشن را اشغال کند، یعنی از فناوری RAID استفاده کرد. NTFS تمام فضای دیسک قابل استفاده روی 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. 2 یا 4 کیلوبایت دیسک برای منطقه MFT اختصاص داده شده است - فضایی که می تواند توسط متافایل سرویس اصلی MFT اشغال شود و حجم آن افزایش می یابد. امکان نوشتن داده در این ناحیه وجود ندارد. منطقه MFT خالی است تا فایل سرویس (MFT) با بزرگ شدن تکه تکه نشود.

MFT (جدول فایل مشترک) یک دایرکتوری متمرکز از تمام فایل های دیگر روی دیسک، از جمله خودش است. MFT به رکوردها تقسیم می شود اندازه ثابت 1 کیلوبایت، هر ورودی مربوط به یک فایل 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 کاملاً ثابتی دارند. یک کپی از همین 16 مدخل برای ایمنی در وسط جلد نگهداری می شود زیرا بسیار مهم هستند. قسمت های باقی مانده از فایل MFT را می توان در مکان های دلخواه روی دیسک قرار داد - می توانید موقعیت آن را با استفاده از خود فایل بازیابی کنید و بر اساس اولین عنصر MFT "گیر" کنید. هر فایل در NTFS با استفاده از جریان‌ها نمایش داده می‌شود؛ داده‌ای ندارد، بلکه دارای «جریان» است. یکی از جریان ها داده های فایل است. شما می توانید چندین جریان داده را برای یک فایل تعریف کنید.

ویژگی های اصلی NTFS:

کار بر روی دیسک های بزرگ به طور موثر انجام می شود (بسیار کارآمدتر از FAT).

ابزارهایی برای محدود کردن دسترسی به فایل ها و دایرکتوری ها وجود دارد.

پارتیشن های NTFS ارائه می کنند امنیت محلیهم فایل ها و هم دایرکتوری ها.

مکانیزم تراکنش معرفی شده است که در آن عملیات فایل ثبت می شود.

افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان؛

بسیاری از محدودیت ها در مورد حداکثر تعداد برداشته شده است بخش های دیسکو/یا خوشه ها؛

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 نمایش داده می‌شوند - یک نمایش 16 بیتی که 65535 کاراکتر مختلف را ارائه می‌دهد. حداکثر طولنام فایل در NTFS - 255 کاراکتر.

NTFS همچنین دارای قابلیت فشرده سازی داخلی است که می توان روی آن اعمال کرد فایل های جداگانه، کل دایرکتوری ها و حتی حجم ها (و متعاقباً آنها را به صلاحدید خود حذف یا حذف کنید). دایرکتوری در NTFS است فایل ویژه، که لینک های فایل ها و دایرکتوری های دیگر را ذخیره می کند.

NTFS امنیت در سطح فایل را فراهم می کند. این بدان معنی است که حقوق دسترسی به حجم ها، 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، حقوق دسترسی او در لیست مجوز بررسی می شود از این شی. اگر کاربر حقوق کافی داشته باشد، درخواست وی پذیرفته می شود. در غیر این صورت درخواست رد می شود. این مدل امنیتی هم برای ثبت نام کاربر محلی در رایانه های NT و هم برای درخواست های شبکه راه دور اعمال می شود.

سیستم NTFS همچنین دارای قابلیت های خود ترمیمی خاصی است. NTFS از مکانیسم‌های مختلفی برای تأیید یکپارچگی سیستم پشتیبانی می‌کند، از جمله ثبت تراکنش‌ها، که اجازه می‌دهد عملیات نوشتن فایل در مقابل یک گزارش سیستم خاص بازپخش شود.

عیب اصلی سیستم فایل NTFS این است که داده های سرویس فضای زیادی را اشغال می کند (به عنوان مثال، هر عنصر دایرکتوری 2 کیلوبایت را اشغال می کند) - برای پارتیشن های کوچک، داده های سرویس می تواند تا 25٪ از حجم رسانه را اشغال کند.

بنابراین، هنگام انتخاب نوع سیستم فایل، ما برخی از اقدامات انتزاعی را انتخاب نمی کنیم، بلکه مجموعه ای از تصمیمات را می گیریم که بر کل سیستم به عنوان یک کل تأثیر می گذارد. چرا تمام نکات و نکات سیستم فایل را با این جزئیات می دانید؟ این برای او لازم است ترمیم احتمالی، که در یکی از مقالات زیر در مورد آن صحبت خواهیم کرد =)

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

• NTFS - سیستم فایل اصلی خانواده ویندوز NT;
• FAT (جدول تخصیص فایل) یک فایل سیستم ساده است که توسط ویندوز برای دستگاه های حافظه فلش و همچنین برای سازگاری با سایر سیستم عامل ها هنگام نصب بر روی دیسک های چند 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 محل فایل روی دیسک ضروری است. سه نوع FAT وجود دارد که در عمق بیت شناسه‌هایی که مکان فایل‌ها را نشان می‌دهند متفاوت هستند: FAT12، FAT16 و FAT32.
• exFAT (Extended FAT) توسعه ای از سیستم فایل FAT است که از شناسه های 64 بیتی استفاده می کند. به طور عمده برای دستگاه های حافظه فلش استفاده می شود.
• CDFS (CD ROM سیستم فایل) – یک سیستم فایل برای سی دی ها 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 استاندارد ISO 9660 است که توسط مایکروسافت توسعه یافته است. محدودیت های سخت در نام گذاری فایل ها را حذف می کند ;
• UDF (فرمت دیسک جهانی - قالب جهانیدیسک) – سیستم فایل برای سی دی و دیسک های DVDطراحی شده برای جایگزینی ISO 9660.

برای بحث بیشتر، باید موارد زیر را بدانید مفاهیم مهم: دیسک، پارتیشن، ساده و حجم های پوشیده شده، بخش، خوشه.

دیسک (دیسک) - دستگاه حافظه خارجی به عنوان مثال، هارد دیسک یا دیسک نوری (CD، DVD، Blu ray).

پارتیشن بخشی 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 کل واحد کار می کند. حجم ها می توانند ساده یا مرکب باشند.

حجم ساده – حجمی متشکل از یک پارتیشن.

حجم چندپارتیشن – حجمی متشکل از چندین پارتیشن (نه لزوما روی یک دیسک).

مفاهیم یک پارتیشن و یک حجم ساده متفاوت است: اولا، پارتیشن‌ها عمدتاً فقط بر روی تشکیل می‌شوند دیسکهای سختو ولوم ها در سایر دستگاه های حافظه خارجی ایجاد می شوند (به عنوان مثال، روی دیسک های نوریو دستگاه های حافظه فلش)، در مرحله دوم، مفهوم "پارتیشن" با آن همراه است دستگاه فیزیکی، و مفهوم "حجم" - با بازنمایی منطقیحافظه خارجی.

بخش (بخش) - یک بلوک داده با اندازه ثابت روی دیسک. کوچکترین واحد اطلاعات برای یک دیسک اندازه بخش معمولی برای هارد دیسک ها 512 بایت، برای درایوهای نوری - 2048 بایت است. دیسک یک بار در طول فرآیند ایجاد دیسک به بخش ها تقسیم می شود. قالب بندی سطح پایینو معمولا قابل تغییر نیست.

Cluster 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، 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 را اشغال می کند.

انتخاب اندازه خوشه با ملاحظات زیر مرتبط است. خوشه‌های کوچک به شما این امکان را می‌دهند که با قرار دادن یک فایل در تعدادی از خوشه‌ها، مقدار فضای دیسک تقریبا بلااستفاده ایجاد شده را کاهش دهید. 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 در آن ذخیره می شود، 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 ویندوز. NTFS در سال 1993 در سیستم عامل ویندوز NT 3.1 معرفی شد.

در حال حاضر، NTFS به عنوان سیستم فایل انتخابی برای هر دو نسخه سرور و سرویس گیرنده ویندوز دیده 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 EB3) 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)، 2 60 بایت = 1 اگزابایت (EB)، 2 70 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 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 حجم های بزرگتر از 4 گیگابایت، وقتی فرمت کردن ویندوزاندازه کلاستر پیش فرض 4 کیلوبایت را پیشنهاد می کند.

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

• بازیابی - توانایی یک سیستم فایل برای بازگشت به شرایط کارپس از وقوع یک شکست این امکان اولاً به دلیل پشتیبانی از تراکنش های اتمی و ثانیاً به دلیل اضافی بودن ذخیره سازی اطلاعات محقق می شود. تراکنش اتمی عملیاتی در سیستم فایل است که منجر به تغییر در سیستم فایل می شود که یا به طور کامل با موفقیت انجام می شود یا اصلاً با شکست مواجه می شود (به عنوان مثال، اگر یک تراکنش اتمی با شکست مواجه شود، 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 - محافظت از فایل ها از دسترسی غیرمجاز. با استفاده از مدل پیاده سازی شده است امنیت ویندوزدر سخنرانی 9 "امنیت در ویندوز" بحث شد.
• رمزگذاری - تبدیل یک فایل به یک کد رمزگذاری شده که بدون کلید قابل خواندن نیست. مکانیسم‌های امنیتی متعارف، مانند تخصیص مجوزهای کاربر به فایل‌ها، فراهم نمی‌کنند حفاظت کاملاطلاعات، برای مثال، اگر دیسکی را به رایانه دیگری منتقل کنید. یک مدیر سیستم عامل همیشه می تواند به فایل های دیگر کاربران دسترسی داشته باشد، حتی در یک حجم NTFS. بنابراین، NTFS شامل پشتیبانی از سیستم فایل رمزگذاری (EFS) است که رمزگذاری و رمزگشایی فایل ها را آسان می کند.
• پشتیبانی 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. داده‌های یک دیسک به طور خودکار در دیسک‌های دیگر کپی می‌شوند و در نتیجه افزایش قابلیت اطمینان را تضمین می‌کنند.
• سهمیه دیسک برای کاربران (سهمیه حجم برای هر کاربر) - توانایی تخصیص فضای دیسک خاص (سهمیه) برای هر کاربر. NTFS به کاربر اجازه نمی دهد که داده های بیش از سهمیه اختصاص داده شده را 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 ولوم (Volume Boot Record) وجود دارد که حاوی کد است بوت شدن ویندوز، اطلاعات حجم (به ویژه نوع سیستم فایل)، آدرس ها فایل های سیستمی($Mft و $MftMirr - به زیر مراجعه کنید). رکورد بوت معمولاً 8 کیلوبایت (16 بخش اول) را اشغال می کند.

در یک منطقه خاص از حجم (آدرس ابتدای این منطقه در رکورد بوت نشان داده شده است) ساختار اصلی سیستم NTFS قرار دارد - جدول فایل اصلی ( فایل اصلیجدول، MFT). 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.

مهم ویژگی NTFSاین است که تمام اطلاعات اعم از کاربر و سیستم در قالب فایل ذخیره می شود. نام فایل های سیستم با علامت "$" شروع می شود. به عنوان مثال، رکورد بوت حجم در فایل $Boot و جدول فایل اصلی در فایل $Mft موجود 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.

زیرا MFT حیاتی است ساختار سیستم، که اغلب در طول عملیات حجم قابل دسترسی است، ذخیره فایل Mft $ در یک منطقه مجاور دیسک منطقی به منظور جلوگیری از تکه تکه شدن آن (قرار دادن در مناطق مختلف دیسک) و بنابراین افزایش سودمند است. سرعت کار با آن برای این منظور هنگام قالب بندی یک حجم، یک ناحیه به هم پیوسته به نام Zone اختصاص داده می شود.

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

NTFSجایگزین سیستم فایل FAT که قبلاً در ویندوز مایکروسافت و MS-DOS استفاده می شد. NTFS از یک سیستم ابرداده پشتیبانی می کند و همچنین از ساختارهای داده تخصصی برای ذخیره اطلاعات در مورد فایل ها استفاده می کند که عملکرد، قابلیت اطمینان و استفاده کارآمد از فضای دیسک را بهبود می بخشد. NTFS دارای قابلیت 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 ژورنالینگ، سهمیه بندی، ممیزی و کنترل دسترسی، NTFS کارایی بالای عملیات فایل ذاتی در HPFS را از دست داده است. در زمان ایجاد، NTFS شامل تمام آخرین پیشرفت های تکنولوژیکی بود، مانند:

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

پایداری. NTFS شامل دو نسخه از آنالوگ FAT به نام MFT (Master File Table) است. تفاوت MFT با FAT MSDOS در این است که بیشتر شبیه یک جدول پایگاه داده است. اگر MFT اصلی به دلیل یک خطای سخت افزاری آسیب دیده باشد (به عنوان مثال، ظاهر یک بخش بد)، زمانی که بوت بعدیسیستم از یک کپی از MFT استفاده می کند که به طور خودکار ایجاد می کند اورجینال جدید، با در نظر گرفتن تمام آسیب ها. اما این مزیت اصلی نیست. نکته اصلی این است که هنگام نوشتن فایل ها به دیسک NTFSاز سیستم تراکنش استفاده می کند. این سیستماز یک DBMS آمده است، جایی که حفاظت از یکپارچگی داده در اولویت قرار دارد توجه ویژه، که در حال حاضر می تواند چیزهای زیادی در مورد اثربخشی آن بگوید. این سیستم ایمنی کامل داده ها را هنگام کپی، انتقال و حذف فایل ها یا دایرکتوری ها تضمین می کند. اگر تغییراتی در فایل ایجاد شود، تغییراتی که در زمان خرابی در حافظه پنهان یا حافظه کنترلر بوده و روی دیسک نوشته نشده اند از بین می روند.

امنیت. در NTFS، فایل ها به عنوان یک شی در نظر گرفته می شوند. و هر شی فایل دارای ویژگی های خاص خود مانند تاریخ ایجاد، نام، وضعیت آرشیو، توصیفگر امنیتی و تاریخ است اخرین بروزرسانی. 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 یک فایل فراخوانی می‌کنند و نظارت بر 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. برخلاف DriveSpace، که در آن دیسک‌ها را فقط می‌توان به‌طور کلی فشرده کرد، NTFS به شما اجازه می‌دهد تا فایل‌ها و دایرکتوری‌ها را فشرده کنید. این به شما امکان می دهد فضای دیسک را ذخیره کنید، به عنوان مثال، فشرده سازی در حال پرواز فایل های متنییا فایل های گرافیکی بزرگ فرمت BMP، و همه اینها برای کاربر شفاف خواهد بود.

حمایت کردن 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 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 مشخص شده اند، یعنی مطابق با نسخه های ویندوز NT که با آن عرضه می شوند.

ویندوز NT دارای یک 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 پشتیبانی از آن را برای محصولات شخص ثالثی که مایکروسافت نیستند تا حدودی دشوار می کند. به عنوان مثال، توسعه دهندگان درایور برای سیستم عامل های رایگان مجبور به مهندسی معکوس سیستم هستند.

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

به منظور. واسه اینکه. برای اینکه رسانه فیزیکیاطلاعات را می توان ذخیره کرد، 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. قالب بندی دیسک سطح پایین، اندازه خاصی را به 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 که معمولاً از 2 تا 16 بخش متغیر است. پس از آن، یک یا چند خوشه برای هر فایل اختصاص داده می شود. اندازه خوشه به سیستم عامل، ظرفیت دیسک و سرعت عملیات مورد نیاز بستگی دارد.

علاوه بر فضای ذخیره سازی فایل ها روی دیسک، مناطقی برای عملکرد سیستم عامل وجود دارد. این مناطق برای ذخیره اطلاعات بوت و اطلاعات برای نگاشت آدرس فایل ها در نظر گرفته شده اند موقعیت فیزیکیروی دیسک ناحیه بوت برای راه اندازی سیستم عامل استفاده می شود. بعد از بوت BIOSبرای راه اندازی سیستم عامل، ناحیه بوت دیسک خوانده و اجرا می شود.

سیستم فایل FAT

فایل سیستم FAT همراه با سیستم عامل ظاهر شد سیستم مایکروسافت DOS، 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" گرفته شده است که شامل ورودی برای هر خوشه روی دیسک است. اعداد نسخه به تعداد بیت های استفاده شده در اعداد عنصر در جدول اشاره دارد. بنابراین، سیستم فایل محدودیتی در اندازه دیسکی دارد که می تواند پشتیبانی کند. در سال 1987 از دیسک های بزرگتر از 32 مگابایت پشتیبانی نمی کرد. با ظهور ویندوز 95 بیرون یک نسخه جدیدسیستم فایل FAT32 با پشتیبانی تئوری از دیسک های تا 2 ترابایت. مشکلات دائمی در پشتیبانی از اندازه های بزرگ دیسک به دلیل تعداد ثابت عناصر ایجاد می شود. تعداد محدودبیت های مورد استفاده در تعیین موقعیت خوشه. 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 بود فضای بزرگاختصاص داده شده برای فایل های کوچک با توجه به محدود بودن تعداد خوشه ها، اندازه آنها افزایش یافت تا بتوان کل ظرفیت دیسک را پوشش داد. این منجر به استفاده ناکارآمد از فضای ذخیره سازی برای اکثر فایل هایی می شود که مضربی از اندازه کلاستر نیستند. به عنوان مثال، FAT32 کلاسترهای 16 کیلوبایتی را برای پارتیشن های دیسک از 16 تا 32 گیگابایت اختصاص می دهد. برای ذخیره یک فایل 20 کیلوبایتی به دو کلاستر 16 کیلوبایتی نیاز دارید که 32 کیلوبایت فضای دیسک را اشغال می کند. فایل هایی با حجم 1 کیلوبایت 16 کیلوبایت روی دیسک 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 امکان می دهد 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 وجود ندارد مشکل کوچکسیستم فایل از آنجایی که قرار دادن یک فایل ممکن است به چندین خوشه نیاز داشته باشد، که ممکن است از نظر فیزیکی به صورت متوالی قرار نگیرند، زمان لازم برای خواندن آن باعث کاهش سرعت برنامه ها می شود. بنابراین، نیاز به .

سیستم فایل NTFS

در اوایل دهه 90، مایکروسافت شروع به توسعه نرم‌افزار کاملاً جدیدی کرد که برای محیط‌هایی طراحی شده بود که نسبت به کاربران خانگی معمولی، منابع فشرده‌تری داشتند. برای نیازهای تجارت و صنعت، منابع ارائه شده توسط سیستم عامل های ویندوز مبتنی بر DOS ناکافی شده است. شرکت مایکروسافت به همراه IBM روی سیستم عامل OS/2 با سیستم فایل HPFS (سیستم فایل با عملکرد بالا) کار کردند. توسعه شرکتی موفقیتی به همراه نداشت و به زودی هر شرکت دوباره راه خود را رفت. مایکروسافت توسعه داد نسخه های مختلفسیستم عامل ویندوز NT که ویندوز 2000 و ویندوز XP بر اساس آن است. هر کدام از آنها استفاده می کند نسخه خودسیستم فایل NTFS که همچنان در حال توسعه است.

NTFS (سیستم فایل فناوری جدید) سیستم فایل استاندارد برای سیستم عامل های موجود است مبتنی بر ویندوز N.T. برای جایگزینی FAT ساخته شده است. NTFS در مقایسه با FAT انعطاف پذیرترین است. نواحی سیستم آن بیشتر فایل‌ها را ذخیره می‌کند تا ساختارهای ثابتی مانند FAT، که اجازه می‌دهد در حین استفاده تغییر، گسترش یا جابجا شوند. یک مثال سادهجدول اصلی فایل (MFT) است - "جدول فایل اصلی". MFT نوعی پایگاه داده با اطلاعات مختلفدر مورد فایل های روی دیسک فایل های کوچک (1 کیلوبایت یا کمتر) را می توان مستقیماً در MFT ذخیره کرد. برای بزرگ ها فایل های NTFSخوشه ها را تخصیص می دهد، اما بر خلاف FAT، اندازه کلاستر معمولاً از 4 کیلوبایت تجاوز نمی کند و روش فشرده سازی داخلی مشکلات فضای استفاده نشده اختصاص داده شده برای فایل ها را برطرف می کند. همچنین می توانید استفاده کنید.

سیستم فایل NTFS برای یک محیط چند کاربره طراحی شده است و دارای مکانیسم های امنیتی داخلی و حقوق دسترسی است. مثلا، سیستم عامل Windows 2000 و Windows XP (به جز نسخه Home) به شما امکان می‌دهند مجوزهای دسترسی را برای فایل‌های جداگانه تنظیم کرده و آنها را رمزگذاری کنید. با این حال، سطح بالای امنیت کار را دشوار می کند کاربران عادیبا یک کامپیوتر هنگام تنظیم رمز عبور و مجوزهای فایل باید بسیار مراقب باشید تا از دست دادن داده های مهم جلوگیری کنید.