Qual è il file system ntfs. File system dall'interno: FAT vs NTFS

Questo articolo riguarda file system ... Durante l'installazione, Windows richiede di selezionare un file system sulla partizione in cui verrà installato e gli utenti di PC devono scegliere tra due opzioni GRASSO o NTFS.

Nella maggior parte dei casi, gli utenti si accontentano di sapere che NTFS è "migliore" e scegli questa opzione.

Tuttavia, a volte si chiedono e cosa c'è di meglio?

In questo articolo cercherò di spiegare cos'è un file system, cosa sono, come differiscono e quale dovrebbe essere usato.

L'articolo semplifica alcune delle caratteristiche tecniche dei file system per una più chiara percezione del materiale.

File systemÈ un modo per organizzare i dati su supporti di memorizzazione. Il file system determina dove e come i file vengono scritti sul supporto e fornisce al sistema operativo l'accesso a tali file.

Requisiti aggiuntivi sono imposti ai moderni file system: la capacità di crittografare i file, il controllo dell'accesso ai file, attributi aggiuntivi. Di solito il file system viene scritto all'inizio del disco rigido. ().

Dal punto di vista del sistema operativo, un disco rigido è una raccolta di cluster.

GrappoloÈ un'area di un disco di una certa dimensione per l'archiviazione dei dati. La dimensione minima del cluster è 512 byte. Poiché viene utilizzato un sistema di numeri binari, le dimensioni dei cluster sono multipli di potenze di due.

L'utente può immaginare figurativamente il disco rigido come un notebook a scacchi. Una cella su una pagina è un cluster. Il file system è il contenuto del blocco note e il file è la parola.

Per i dischi rigidi in un PC, attualmente sono più comuni due file system: GRASSO o NTFS... Apparso per la prima volta GRASSO (FAT16), poi FAT32, poi NTFS.

GRASSO(FAT16) – è l'abbreviazione di Tabella di allocazione dei file(in traduzione Tabella di allocazione dei file).

Il framework FAT è stato sviluppato da Bill Gates e Mark MacDonald nel 1977. Era utilizzato come file system principale nei sistemi operativi DOS e Microsoft Windows (fino a Windows ME).

Ci sono quattro versioni di FAT - FAT12, FAT16, FAT32 e exFAT... Differiscono nel numero di bit allocati per la memorizzazione del numero di cluster.

FAT12 utilizzato principalmente per floppy disk, FAT16- per dischi piccoli e nuovi exFAT principalmente per le unità flash. La dimensione massima del cluster supportata in FAT è 64Kb. ()

FAT16 introdotto per la prima volta nel novembre 1987. Indice 16 nel nome indica che vengono utilizzati 16 bit per il numero di cluster. Di conseguenza, la dimensione massima di una partizione del disco (volume) che questo sistema può supportare è di 4 GB.

Successivamente, con lo sviluppo della tecnologia e la comparsa di dischi con un volume superiore a 4 GB, è apparso il file system FAT32... Utilizza l'indirizzamento cluster a 32 bit ed è stato introdotto con Windows 95 OSR2 nell'agosto 1996. FAT32 limitato nella dimensione del volume a 128 GB. Anche questo sistema può supportare nomi di file lunghi. ().

NTFS(abbreviazione NuovoTecnologiaFileSistema - File System di nuova tecnologia) è il file system standard per la famiglia di sistemi operativi Microsoft Windows NT.

Introdotto il 27 luglio 1993 con Windows NT 3.1. NTFS è basato sul file system HPFS (abbreviazione AltoPrestazioneFileSistema - File system ad alte prestazioni), creato da Microsoft insieme a IBM per il sistema operativo OS/2.

Le caratteristiche principali di NTFS: funzionalità integrate per delimitare l'accesso ai dati per vari utenti e gruppi di utenti, nonché assegnare quote (restrizioni sulla quantità massima di spazio su disco occupato da determinati utenti), utilizzare il sistema di journaling per migliorare l'affidabilità del file system.

Le specifiche del filesystem sono proprietarie. In genere, la dimensione del cluster è 4K. In pratica, non è consigliabile creare volumi superiori a 2 TB. I dischi rigidi hanno appena raggiunto queste dimensioni, forse un nuovo file system ci aspetta in futuro. ().

Durante l'installazione di Windows XP, si consiglia di formattare il disco nel sistema GRASSO o NTFS... Questo significa FAT32.

Tutti i file system sono basati sul principio: un cluster - un file. Quelli. un cluster memorizza i dati di un solo file.

La principale differenza per l'utente medio tra questi sistemi è la dimensione del cluster. "Molto tempo fa, quando i dischi erano piccoli e i file erano molto piccoli", questo era molto evidente.

Diamo un'occhiata a un esempio di un volume su un disco da 120 GB e un file da 10 KB.

Per FAT32 la dimensione del cluster sarà 32Kb e per NTFS - 4Kb.

V FAT32 tale file occuperà 1 cluster, lasciando 32-10 = 22 Kb di spazio non allocato.

V NTFS tale file occuperà 3 cluster, lasciando 12-10 = 2Kb di spazio non allocato.

Per analogia con un notebook, un cluster è una cella. E dopo aver messo fine alla gabbia, logicamente la occupiamo già tutta, ma in realtà c'è molto spazio libero.

Quindi, il passaggio da FAT32 Per NTFS consente un utilizzo ottimale del disco rigido quando nel sistema è presente un numero elevato di file di piccole dimensioni.

Nel 2003 avevo un disco da 120 GB, suddiviso in volumi da 40 GB e 80 GB. Quando ho aggiornato da Windows 98 a Windows XP e ho convertito il disco da FAT32 v NTFS, ho circa 1 GB di spazio libero su disco. A quel tempo si trattava di un "aumento" significativo.

Per scoprire quale file system viene utilizzato sui volumi del disco rigido del PC, è necessario aprire la finestra delle proprietà del volume e nella scheda "Generale" leggere questi dati.

Volume- questo è un sinonimo di una partizione del disco, gli utenti di solito chiamano il volume "unità C", "unità D", ecc. Un esempio è mostrato nell'immagine qui sotto:

Attualmente, i dischi da 320 GB e più grandi sono ampiamente utilizzati. Pertanto, consiglio di utilizzare il sistema NTFS per un uso ottimale dello spazio su disco.

Inoltre, se ci sono più utenti su un PC, NTFS consente di configurare l'accesso ai file in modo tale che utenti diversi non possano leggere e modificare i file di altri utenti.

Nelle organizzazioni, quando si lavora su una rete locale, gli amministratori di sistema utilizzano altre funzionalità NTFS.

Se sei interessato a organizzare l'accesso ai file per più utenti su un PC, i seguenti articoli lo descriveranno in dettaglio.

Durante la scrittura dell'articolo, sono stati utilizzati materiali dai siti ru.wikipedia.org

Autore dell'articolo: Maxim Telpari
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File system FAT

FAT16

Il file system FAT16 risale a prima di MS-DOS ed è supportato da tutti i sistemi operativi Microsoft per la compatibilità. Il suo nome File Allocation Table riflette perfettamente l'organizzazione fisica del file system, le cui caratteristiche principali includono il fatto che la dimensione massima di un volume supportato (disco rigido o partizione del disco rigido) non supera i 4095 MB. Ai tempi di MS-DOS, i dischi rigidi da 4 GB sembravano un sogno irrealizzabile (20-40 MB erano un lusso), quindi questo margine era abbastanza giustificato.

Un volume formattato per utilizzare FAT16 è diviso in cluster. La dimensione del cluster predefinita dipende dalla dimensione del volume e può variare da 512 byte a 64 KB. Tavolo La Figura 2 mostra come la dimensione del cluster dipende dalla dimensione del volume. Si noti che la dimensione del cluster può essere diversa da quella predefinita, ma deve essere uno dei valori mostrati nella tabella. 2.

Non è consigliabile utilizzare il file system FAT16 su volumi superiori a 511 MB, poiché lo spazio su disco verrà utilizzato in modo estremamente inefficiente per file relativamente piccoli (un file da 1 byte occuperà 64 KB). Indipendentemente dalle dimensioni del cluster, il file system FAT16 non è supportato per volumi superiori a 4 GB.

FAT32

A partire da Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2), il supporto FAT a 32 bit è stato aggiunto a Windows. Per i sistemi basati su Windows NT, questo file system è stato inizialmente supportato in Microsoft Windows 2000. Mentre FAT16 può supportare volumi fino a 4 GB, FAT32 può gestire volumi fino a 2 TB. La dimensione del cluster in FAT32 può variare da 1 (512 byte) a 64 settori (32 KB). I valori del cluster FAT32 richiedono 4 byte da memorizzare (32 bit, non 16 come in FAT16). Ciò significa, in particolare, che alcune utilità di file progettate per FAT16 non possono funzionare con FAT32.

La principale differenza tra FAT32 e FAT16 è che la dimensione della partizione logica del disco è cambiata. FAT32 supporta volumi fino a 127 GB. Allo stesso tempo, se l'utilizzo di FAT16 con dischi da 2 GB richiede un cluster da 32 KB, in FAT32 un cluster da 4 KB è adatto per dischi da 512 MB a 8 GB (Tabella 4).

Ciò significa di conseguenza un uso più efficiente dello spazio su disco: più piccolo è il cluster, meno spazio è necessario per archiviare il file e, di conseguenza, il disco diventa meno frammentato.

Quando si utilizza FAT32, la dimensione massima del file può essere fino a 4 GB meno 2 byte. Durante l'utilizzo di FAT16, il numero massimo di voci nella directory principale era limitato a 512, quindi FAT32 consente di aumentare questo numero a 65.535.

FAT32 impone restrizioni sulla dimensione minima del volume: deve essere almeno 65.527 cluster. Allo stesso tempo, la dimensione del cluster non può essere tale che la FAT occupi più di 16 MB – 64 KB / 4 o 4 milioni di cluster.

Quando si utilizzano nomi di file lunghi, i dati necessari per accedere da FAT16 e FAT32 non si sovrappongono. Quando viene creato un file con un nome file lungo, Windows crea un nome 8.3 corrispondente e una o più voci nella directory per memorizzare il nome lungo (13 caratteri dal nome file lungo per ogni occorrenza). Ogni occorrenza successiva memorizza la parte corrispondente del nome file in formato Unicode. Tali voci hanno gli attributi "identificatore di volume", "sola lettura", "sistema" e "nascosto" - un insieme che viene ignorato da MS-DOS; in questo sistema operativo, si accede al file tramite il suo "alias" nel formato 8.3.

File system NTFS

Microsoft Windows 2000 include il supporto per la nuova versione del file system NTFS, che, in particolare, fornisce lavoro con i servizi di directory di Active Directory, punti di analisi, strumenti di sicurezza delle informazioni, controllo degli accessi e una serie di altre funzionalità.

Come con FAT, l'unità principale di informazioni in NTFS è il cluster. Tavolo 5 mostra le dimensioni dei cluster predefinite per volumi di capacità diverse.

Quando viene creato il file system NTFS, il formattatore crea un file Master File Table (MTF) e altre aree per l'archiviazione dei metadati. I metadati vengono utilizzati da NTFS per implementare la struttura del file. Le prime 16 voci nella MFT sono riservate dallo stesso NTFS. La posizione dei file di metadati $ Mft e $ MftMirr è registrata nel settore di avvio del disco. Se il primo record nella MFT è danneggiato, NTFS legge il secondo record per trovare una copia del primo. Una copia completa del settore di avvio si trova alla fine del volume. Tavolo 6 elenca i metadati di base memorizzati nella MFT.

Il resto delle voci MFT contiene voci per ogni file e directory che si trova su un determinato volume.

Di solito un file utilizza un record nella MFT, ma se il file ha un ampio set di attributi o diventa troppo frammentato, potrebbero essere necessari record aggiuntivi per memorizzare le informazioni su di esso. In questo caso, il primo record nel file, chiamato record di base, memorizza la posizione degli altri record. Piccoli file e directory (fino a 1500 byte) sono completamente contenuti nel primo record.

Attributi file in NTFS

Ogni settore occupato su un volume NTFS appartiene a uno o un altro file. Anche i metadati del filesystem fanno parte del file. NTFS tratta ogni file (o directory) come un insieme di attributi di file. Elementi come il nome del file, le informazioni di sicurezza e persino i dati in esso contenuti sono attributi del file. Ciascun attributo è identificato da un codice di tipo specifico e, facoltativamente, da un nome di attributo.

Se gli attributi di file rientrano in un record di file, vengono chiamati attributi residenti. Questi attributi sono sempre il nome del file e la data in cui è stato creato. Nei casi in cui le informazioni su un file sono troppo grandi per essere contenute in un record MFT, alcuni degli attributi del file diventano non residenti. Gli attributi residenti sono archiviati in uno o più cluster e rappresentano un flusso di dati alternativi per il volume corrente (maggiori informazioni di seguito). NTFS crea un attributo Elenco attributi per descrivere la posizione degli attributi residenti e non residenti.

Tavolo 7 mostra gli attributi di file di base definiti in NTFS. Questo elenco potrebbe essere ampliato in futuro.

File system CDFS

Windows 2000 fornisce supporto per il file system CDFS, che è conforme allo standard ISO'9660 per l'ubicazione delle informazioni sui CD-ROM. I nomi di file lunghi sono supportati secondo ISO'9660 Livello 2.

Quando si crea un CD-ROM da utilizzare in Windows 2000, tenere presente quanto segue:

• tutti i nomi di directory e file devono essere inferiori a 32 caratteri;
• tutti i nomi di directory e file devono contenere solo caratteri maiuscoli;
• la profondità della directory non deve superare gli 8 livelli dalla radice;
• l'uso delle estensioni dei nomi dei file è facoltativo.

Confronto di file system

Microsoft Windows 2000 può utilizzare FAT16, FAT32, NTFS o le loro combinazioni. La scelta di un sistema operativo dipende dai seguenti criteri:

• come viene utilizzato il computer;
• piattaforma hardware;
• la dimensione e il numero di dischi rigidi;
• informazioni di sicurezza

File system FAT

Come avrai notato, i numeri nei nomi dei file system - FAT16 e FAT32 - indicano il numero di bit necessari per memorizzare le informazioni sui numeri di cluster utilizzati dal file. Quindi, in FAT16 viene utilizzato l'indirizzamento a 16 bit e, di conseguenza, è possibile utilizzare fino a 2-16 indirizzi. In Windows 2000, i primi quattro bit della tabella della posizione dei file FAT32 sono necessari per il loro uso, quindi in FAT32 il numero di indirizzi raggiunge 2 28.

Tavolo 8 mostra le dimensioni dei cluster per i file system FAT16 e FAT32.

Oltre alle differenze significative nella dimensione del cluster, FAT32 consente anche l'espansione della directory principale (FAT16 limita il numero di voci a 512 e può anche essere inferiore quando si utilizzano nomi di file lunghi).

Vantaggi FAT16

Tra i vantaggi di FAT16 ci sono i seguenti:

• il file system è supportato da MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 e alcuni sistemi operativi UNIX;
• ci sono un gran numero di programmi che ti permettono di correggere gli errori in questo file system e recuperare i dati;
• se ci sono problemi con l'avvio dal disco rigido, il sistema può essere avviato da un dischetto;
• questo file system è sufficientemente efficiente per volumi inferiori a 256 MB.

Svantaggi di FAT16

I principali svantaggi di FAT16 includono:

• la directory principale non può contenere più di 512 voci. L'uso di nomi di file lunghi riduce drasticamente il numero di questi elementi;
• FAT16 supporta un massimo di 65.536 cluster e, poiché alcuni cluster sono riservati dal sistema operativo, il numero di cluster disponibili è 65.524. Ogni cluster ha una dimensione fissa per un determinato LUN. Quando viene raggiunto il numero massimo di cluster alla loro dimensione massima (32 KB), il volume massimo supportato è 4 GB (in Windows 2000). Per mantenere la compatibilità con MS-DOS, Windows 95 e Windows 98, il volume in FAT16 non deve superare i 2 GB;
• FAT16 non supporta la protezione e la compressione dei file integrate;
• i dischi di grandi dimensioni vengono sprecati con molto spazio utilizzando la dimensione massima del cluster. Lo spazio per il file viene allocato in base alla dimensione non del file, ma del cluster.

Vantaggi FAT32

Tra i vantaggi di FAT32 ci sono i seguenti:

• l'allocazione dello spazio su disco è più efficiente, soprattutto per i dischi di grandi dimensioni;
• la directory principale in FAT32 è una normale catena di cluster e può essere posizionata ovunque sul disco. Per questo motivo, FAT32 non impone alcuna restrizione sul numero di elementi nella directory principale;
• a causa dell'uso di cluster più piccoli (4 KB su dischi fino a 8 GB), lo spazio su disco occupato è solitamente inferiore del 10-15% rispetto a FAT16;
• FAT32 è un file system più affidabile. In particolare, supporta la possibilità di spostare la directory principale e utilizzare un backup FAT. Inoltre, il record di avvio contiene una serie di dati critici per il file system.

Svantaggi di FAT32

I principali svantaggi di FAT32:

• la dimensione del volume quando si utilizza FAT32 in Windows 2000 è limitata a 32 GB;
• I volumi FAT32 non sono accessibili da altri sistemi operativi, solo da Windows 95 OSR2 e Windows 98;
• il backup del settore di avvio non è supportato;
• FAT32 non supporta la protezione e la compressione dei file integrate.

File system NTFS

Quando si lavora in Windows 2000, Microsoft consiglia di formattare tutte le partizioni del disco rigido per NTFS, ad eccezione di quelle configurazioni quando vengono utilizzati diversi sistemi operativi (eccetto Windows 2000 e Windows NT). L'utilizzo di NTFS invece di FAT consente di utilizzare le funzionalità disponibili in NTFS. Questi includono, in particolare:

• la possibilità di recupero. Questa capacità è incorporata nel file system. NTFS garantisce la sicurezza dei dati grazie al fatto che utilizza il protocollo e alcuni algoritmi di recupero dati. In caso di guasto del sistema, NTFS utilizza il protocollo e le informazioni aggiuntive per ripristinare automaticamente l'integrità del file system;
• compressione delle informazioni. Per i volumi NTFS, Windows 2000 supporta la compressione di singoli file. Tali file compressi possono essere utilizzati dalle applicazioni Windows senza decompressione preliminare, che avviene automaticamente durante la lettura da un file. Una volta chiuso e salvato, il file viene nuovamente compresso;
• inoltre, si possono evidenziare i seguenti vantaggi di NTFS:

Alcune funzioni del sistema operativo richiedono NTFS;

La velocità di accesso è molto più alta: NTFS riduce al minimo il numero di accessi al disco necessari per trovare un file;

Protezione di file e directory. Solo su volumi NTFS è possibile impostare attributi di accesso a file e cartelle;

Quando si utilizza NTFS, Windows 2000 supporta volumi fino a 2 TB;

Il file system mantiene un backup del settore di avvio: si trova alla fine del volume;

NTFS supporta l'Encrypted File System (EFS), che protegge dall'accesso non autorizzato ai contenuti dei file;

Utilizzando le quote, puoi limitare la quantità di spazio su disco utilizzata dagli utenti.

Svantaggi di NTFS

Parlando degli svantaggi del file system NTFS, va notato che:

• I volumi NTFS non sono disponibili in MS-DOS, Windows 95 e Windows 98. Inoltre, numerose funzionalità implementate in NTFS in Windows 2000 non sono disponibili in Windows 4.0 e versioni precedenti;
• piccoli volumi contenenti molti file di piccole dimensioni potrebbero subire un degrado delle prestazioni rispetto a FAT.

File system e velocità

Come abbiamo già scoperto, per piccoli volumi, FAT16 o FAT32 fornisce un accesso ai file più veloce rispetto a NTFS, perché:

• FAT ha una struttura più semplice;
• la dimensione delle directory è inferiore;
• FAT non supporta la protezione dei file da accessi non autorizzati: il sistema non ha bisogno di controllare i permessi dei file.

NTFS riduce al minimo il numero di accessi al disco e il tempo necessario per trovare un file. Inoltre, se la directory è sufficientemente piccola da contenere una singola voce MFT, l'intera voce viene letta in una volta sola.

Una voce FAT contiene il numero di cluster per il primo cluster nella directory. Per visualizzare un file FAT, è necessario cercare l'intera struttura del file.

Quando si confronta la velocità delle operazioni eseguite per le directory contenenti nomi di file brevi e lunghi, è necessario tenere presente che la velocità delle operazioni per FAT dipende dall'operazione stessa e dalla dimensione della directory. Se FAT cerca un file inesistente, cerca nell'intera directory: questa operazione richiede più tempo della ricerca B-tree di NTFS. Il tempo medio necessario per trovare un file è espresso in funzione di N/2 in FAT, e log N in NTFS, dove N è il numero di file.

Alcuni dei seguenti fattori influiscono sulla velocità di lettura e scrittura dei file in Windows 2000:

• frammentazione dei file. Se il file è molto frammentato, NTFS di solito richiede meno accessi al disco rispetto a FAT per trovare tutti i frammenti;
• dimensione del grappolo. Per entrambi i file system, la dimensione del cluster predefinita dipende dalla dimensione del volume ed è sempre espressa come potenza di 2. Gli indirizzi in FAT16 sono a 16 bit, in FAT32 a 32 bit, in NTFS a 64 bit;
• la dimensione del cluster predefinita in FAT si basa sul fatto che la tabella della posizione del file può avere un massimo di 65.535 voci: la dimensione del cluster è una funzione del volume diviso per 65.535. Pertanto, la dimensione del cluster predefinita per un volume FAT è sempre maggiore , rispetto alla dimensione del cluster per un volume NTFS della stessa dimensione. Si noti che la dimensione del cluster maggiore per i volumi FAT significa che i volumi FAT possono essere meno frammentati;
• posizione di piccoli file. Quando si utilizza NTFS, i file di piccole dimensioni sono contenuti nel record MFT. La dimensione di un file che rientra in un record MFT dipende dal numero di attributi in quel file.

Dimensione massima dei volumi NTFS

In teoria, NTFS supporta volumi con un massimo di 2 32 cluster. Tuttavia, oltre alla mancanza di dischi rigidi di queste dimensioni, esistono altre restrizioni sulla dimensione massima del volume.

Una di queste limitazioni è la tabella delle partizioni. Gli standard di settore limitano la dimensione della tabella delle partizioni da 2 a 32 settori. Un'altra limitazione è la dimensione del settore, che di solito è di 512 byte. Poiché la dimensione del settore potrebbe cambiare in futuro, la dimensione attuale fornisce un limite alla dimensione di un singolo volume - 2 TB (2 32 x 512 byte = 2 41). Pertanto, 2 TB è un limite pratico per i volumi fisici e logici NTFS.

Tavolo 11 mostra i principali limiti di NTFS.

Controllo dell'accesso a file e directory

Quando si utilizzano volumi NTFS, è possibile impostare i permessi di file e directory. Questi diritti di accesso indicano quali utenti e gruppi vi hanno accesso e quale livello di accesso è consentito. Questi diritti di accesso si applicano sia agli utenti che lavorano sul computer su cui si trovano i file sia agli utenti che accedono ai file in rete quando il file si trova in una directory aperta per l'accesso remoto.

In NTFS, puoi anche impostare le autorizzazioni di accesso remoto combinate con le autorizzazioni per file e directory. Inoltre, anche gli attributi del file (sola lettura, nascosto, sistema) limitano l'accesso al file.

Sotto FAT16 e FAT32 è anche possibile impostare gli attributi dei file, ma non forniscono i permessi dei file.

La versione di NTFS utilizzata in Windows 2000 introduce un nuovo tipo di autorizzazione di accesso: autorizzazioni ereditate. La scheda Sicurezza contiene l'opzione Consenti permessi ereditabili dal genitore di propagarsi a questo oggetto file che è attivo per impostazione predefinita. Questa opzione riduce notevolmente il tempo necessario per modificare i diritti di accesso a file e sottodirectory. Ad esempio, per modificare i diritti di accesso a un albero contenente centinaia di sottodirectory e file, è sufficiente abilitare questa opzione: in Windows NT 4, è necessario modificare gli attributi di ogni singolo file e sottodirectory.

Nella fig. 5 mostra la finestra di dialogo Proprietà e la scheda Sicurezza (sezione Avanzate) - elenca i permessi file estesi.

Ricordiamo che per i volumi FAT l'accesso può essere controllato solo a livello di volume, e tale controllo è possibile solo con accesso remoto.

Compressione di file e directory

Windows 2000 supporta la compressione di file e directory che si trovano su volumi NTFS. I file compressi sono disponibili per la lettura e la scrittura da qualsiasi applicazione Windows. Per questo, non è necessario disimballarli prima. L'algoritmo di compressione utilizzato è simile a quello utilizzato in DoubleSpace (MS-DOS 6.0) e DriveSpace (MS-DOS 6.22), ma presenta una differenza significativa: in MS-DOS viene compressa un'intera partizione primaria o dispositivo logico, mentre in NTFS puoi comprimere singoli file e directory.

L'algoritmo di compressione in NTFS è progettato per supportare cluster di dimensioni fino a 4 KB. Se la dimensione del cluster è maggiore di 4 KB, le funzioni di compressione NTFS non sono disponibili.

NTFS autorigenerante

Il file system NTFS è autoriparante e può mantenere la sua integrità attraverso l'uso del protocollo delle azioni eseguite e una serie di altri meccanismi.

NTFS tratta ogni operazione che modifica i file di sistema sui volumi NTFS come una transazione e memorizza le informazioni su tale transazione in un registro. La transazione avviata può essere completamente completata (commit) o ​​annullata (rollback). In quest'ultimo caso, il volume NTFS viene restituito allo stato precedente all'inizio della transazione. Per gestire le transazioni, NTFS scrive tutte le operazioni incluse in una transazione in un file di registro prima di scrivere su disco. Al termine della transazione, vengono eseguite tutte le operazioni. Pertanto, non possono esserci operazioni in sospeso sotto il controllo di NTFS. In caso di guasti del disco, le operazioni in sospeso vengono semplicemente annullate.

NTFS esegue anche operazioni che consentono l'identificazione immediata dei cluster difettosi e allocano nuovi cluster per le operazioni sui file. Questo meccanismo è chiamato rimappatura dei cluster.

In questa recensione, abbiamo esaminato i vari file system supportati in Microsoft Windows 2000, discusso la struttura di ciascuno di essi, notato i loro vantaggi e svantaggi. Il file system più promettente è NTFS, che ha un ampio set di funzioni che non sono disponibili in altri file system. La nuova versione di NTFS, supportata da Microsoft Windows 2000, ha ancora più funzionalità ed è quindi consigliata per l'uso durante l'installazione del sistema operativo Win 2000.

ComputerPress 7" 2000

Windows supporta più file system per vari dispositivi esterni:

• NTFS è il file system principale della famiglia Windows NT;
• FAT (File Allocation Table) è un semplice file system utilizzato da Windows per i dispositivi di memoria flash e per la compatibilità con altri sistemi operativi quando installato su dischi multiboot. L'elemento principale di questo file system è la tabella di allocazione dei file FAT (da cui prende il nome l'intero file system), necessaria per determinare la posizione di un file su disco. Esistono tre varianti di FAT, che differiscono per la lunghezza degli identificatori che indicano la posizione dei file: FAT12, FAT16 e FAT32;
• exFAT (Extended FAT) è un'evoluzione del file system FAT che utilizza identificatori a 64 bit. Utilizzato principalmente per dispositivi di memoria flash;
• CDFS (CD ROM File System) - file system per dischi CD, che combina formati ISO 9660 1 ISO 9660 è uno standard ISO (International Organization for Standardization) per i file system dei CD e Joliet 2 Joliet è un'estensione dello standard ISO 9660 sviluppato da Microsoft. Rimuove le restrizioni rigide sulla denominazione dei file ;
• UDF (Universal Disk Format) è un file system per dischi CD e DVD progettato per sostituire ISO 9660.

Per ulteriori discussioni, è necessario conoscere i seguenti concetti importanti: disco, partizione, volumi semplici e con spanning, settore, cluster.

Disco (disco) - dispositivo di memoria esterno come hard disk o dischi ottici (CD, DVD, Blu ray).

Una partizione è una parte contigua di un disco rigido. Un disco può contenere più partizioni.

Volume (volume) o disco logico (disco logico) - un'area di memoria esterna da cui sistema operativo funziona nel suo complesso. I volumi sono semplici e composti.

Un volume semplice è un volume costituito da una partizione.

Un volume multipartizione è un volume costituito da più partizioni (non necessariamente su un singolo disco).

I concetti di partizione e volume semplice differiscono: in primo luogo, le partizioni si formano principalmente su dischi rigidi e i volumi vengono creati su altri dispositivi di memoria esterni (ad esempio dischi ottici e dispositivi di memoria flash), e in secondo luogo, il concetto di "partizione " è associato al dispositivo fisico e al concetto di "volume" - con una rappresentazione logica della memoria esterna.

Un settore è un blocco di dati di dimensione fissa su disco; La più piccola unità di informazione per un disco. La dimensione tipica del settore per i dischi rigidi è di 512 byte, per le unità ottiche è di 2048 byte. Il partizionamento di un disco in settori si verifica una volta durante la creazione del disco durante la formattazione di basso livello e di solito non può essere modificato.

Un cluster è un blocco logico di dati su un disco che include uno o più settori. Il numero di settori che compongono un cluster è solitamente un multiplo di potenze di due. La dimensione del cluster è impostata dal sistema operativo durante la formattazione di alto livello, che può essere eseguita più volte.

Quando si scrive su disco, il file occuperà sempre un numero intero di cluster. Ad esempio, un file di 100 byte in un file system con una dimensione del cluster di 4 KB sarebbe esattamente 4 KB.

La scelta della dimensione del cluster è legata alle seguenti considerazioni. I piccoli cluster riducono la quantità di spazio su disco virtualmente inutilizzato creato posizionando un file su un numero di cluster. Ma allo stesso tempo, aumenta il numero totale di cluster sul disco e aumenta la dimensione delle strutture di servizio del file system, in cui sono archiviate le informazioni sui file.

Funzionalità NTFS

File system NTFS (New Technology File System) è stato sviluppato da Microsoft nei primi anni '90. come principale file system per le versioni server dei sistemi operativi Windows. NTFS è stato introdotto nel 1993 nel sistema operativo Windows NT 3.1.

NTFS è attualmente considerato il file system preferito per le versioni server e client di Windows.

NTFS utilizza identificatori di cluster a 64 bit, quindi in teoria un volume NTFS può contenere 264 cluster (16 EB 3 2 10 byte = 1 kilobyte (KB), 2 20 byte = 1 megabyte (MB), 2 30 byte = 1 gigabyte (GB), 2 40 byte = 1 terabyte (TB), 2 50 byte = 1 petabyte (PB), 2 60 byte = 1 exabyte (EB), 2 70 byte = 1 zettabyte (ZB).). Tuttavia, le attuali implementazioni su Windows supportano solo l'indirizzamento cluster a 32 bit, che, con una dimensione del cluster di massimo 64 KB (216 byte), consente ai volumi NTFS di arrivare fino a 256 TB:

2 32 * 2 16 byte = 2 48 byte = 2 8 * 2 40 byte = 256 TB.

Per volumi superiori a 4 GB, Windows suggerisce una dimensione cluster predefinita di 4 KB durante la formattazione.

Elenchiamo alcune funzionalità di NTFS [, p. 761]:

• recuperabilità — La capacità di un file system di tornare a uno stato utilizzabile dopo che si è verificato un errore. Tale possibilità è realizzata, in primo luogo, grazie al supporto delle transazioni atomiche e, in secondo luogo, grazie alla ridondanza della memorizzazione delle informazioni. Una transazione atomica è un'operazione con il file system che porta alla sua modifica, che ha esito positivo o non viene eseguita affatto (ovvero, in caso di errore durante una transazione atomica, tutte le modifiche vengono annullate). La ridondanza viene utilizzata per memorizzare i dati critici nel file system che è fondamentale per il suo corretto funzionamento;
• sicurezza (sicurezza) - protezione dei file da accessi non autorizzati. Implementato utilizzando il modello di sicurezza di Windows discusso nel Capitolo 9, "Sicurezza su Windows";
• crittografia - conversione di un file in un codice crittografato che non può essere letto senza una chiave. I meccanismi di sicurezza convenzionali, come l'assegnazione dei diritti di accesso dell'utente ai file, non proteggono completamente le informazioni, ad esempio, se un disco viene spostato su un altro computer. L'amministratore del sistema operativo può sempre accedere ai file di altri utenti, anche su un volume NTFS. Pertanto, NTFS include il supporto per Encrypting File System (EFS), che semplifica la crittografia e la decrittografia dei file;
• supporto per RAID (Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks) - la possibilità di utilizzare più dischi per memorizzare le informazioni; i dati da un disco vengono copiati automaticamente su un altro, fornendo così una maggiore affidabilità;
• quote disco per utenti (quote di volume per utente) - la possibilità di allocare per ciascun utente una certa quantità di spazio sul disco (quote); NTFS non consente all'utente di scrivere dati sul disco oltre la quota allocata.

Struttura NTFS

La struttura del volume NTFS è mostrata nella Figura 17.1.

Riso. 17.1.

All'inizio del volume c'è il Volume Boot Record, che contiene il codice di avvio di Windows, le informazioni sul volume (in particolare, il tipo di file system), gli indirizzi dei file di sistema ($ Mft e $ MftMirr - vedi sotto). Il record di avvio è solitamente di 8 KB (primi 16 settori).

In una determinata area del volume (l'indirizzo dell'inizio di quest'area è indicato nel record di avvio) si trova la struttura di sistema principale di NTFS: la Master File Table (MFT). I record in questa tabella contengono tutte le informazioni sulla posizione dei file nel volume e i file di piccole dimensioni vengono archiviati direttamente nei record MFT.

Una caratteristica importante di NTFS è che tutte le informazioni, sia utente che di sistema, vengono archiviate come file. I nomi dei file di sistema iniziano con un segno "$". Ad esempio, il record di avvio del volume è contenuto nel file $ Boot e la tabella dei file master è nel file $ Mft. Questa organizzazione delle informazioni consente di lavorare in modo coerente con i dati utente e di sistema sul volume.

Poiché la MFT è la struttura di sistema più importante, ovvero la più frequentemente accessibile durante le operazioni con un volume, è vantaggioso memorizzare il file $ Mft in un'area contigua di un disco logico per evitarne la frammentazione (posizionamento in diverse aree del disco) e, quindi, aumentare la velocità di lavoro con esso. ... A tal fine, la formattazione di un volume alloca un'area contigua chiamata zona.

File system NTFS (File System di nuove tecnologie- nuovo file system tecnologico) è stato rilasciato insieme al sistema operativo Windows NT 3.5 nel 1993. Prima del rilascio di Windows 2000, lo sviluppo delle due linee di sistemi operativi era separato e il sistema operativo consumer Windows 95/98 / Me erano limitati all'uso FAT16 o FAT32... Al contrario, il sovrano NT Compreso Windows XP, supporta tutti i sistemi (tranne Windows NT4 non ho familiarità con FAT32).

Sistema NTFS contiene molti miglioramenti rispetto ai sistemi GRASSO... I più importanti riguardano:

Utilizzo ottimizzato dello spazio su grandi volumi,

Correzione di errori dopo incidenti,

Protezione dei dati da accessi non autorizzati,

Servizio di indicizzazione,

Compressione e crittografia dei dati,

· Ripristino del sistema dopo gravi guasti.

NTFS può gestire partizioni di diverse centinaia di TB. Per quanto riguarda la sicurezza, gli amministratori hanno potuto utilizzare funzioni di protezione integrate: criteri di accesso degli utenti a file e cartelle, sistemi di crittografia dei file EFS (File system di crittografia- file system crittografato).

Sistema NTFS utilizzato su versioni di Windows fino a Windows 2000, non soddisfaceva i requisiti moderni, in particolare:

· Limitato il numero dei volumi a 26 (dischi dalla A alla Z);

· La modifica di una partizione richiedeva sempre un riavvio;

· Le informazioni sui volumi NTFS sono state memorizzate nel registro, il che ha reso difficile l'utilizzo del disco con un altro sistema.

Questi problemi sono stati risolti in Windows 2000 usando LDM(Gestore del disco logico- gestore del disco logico), che non richiede più l'assegnazione di lettere di unità. Miglioramenti NTFS usato in Windows XP, sono stati associati a:

Miglioramento della velocità di trasmissione dei dati,

· L'introduzione della possibilità di impostare valori di dimensione del cluster diversi dai 512 byte fissi;

· Funzioni amministrative migliorate: indicizzazione delle cartelle e limitazione dei costi di memoria imprevisti.

File system NTFS rappresenta un risultato eccezionale nella strutturazione: ogni elemento del sistema è un file, anche le informazioni di servizio. Il file più importante in NTFS chiamato MFT (Tabella file principale- tabella generale dei file). a differenza di GRASSO che memorizza le tabelle separatamente all'inizio del volume, NTFS posti MFT nei file nascosti.

Capitolo NTFS può essere di quasi tutte le dimensioni. La sua dimensione massima è limitata solo dalla dimensione dei dischi rigidi.

NTFS divide tutto lo spazio utile del supporto in cluster - blocchi di dati e la dimensione del cluster varia da 512 byte a 64 KB (un cluster da 4 KB è considerato lo standard).

Disco NTFSè convenzionalmente diviso in due parti. Il primo 12% del disco è riservato a MFT-zona- lo spazio in cui cresce il metafile MFT... Nessun dato può essere scritto in quest'area. La zona MFT viene sempre mantenuta vuota - questo viene fatto in modo che il file di servizio più importante ( MFT) non si è frammentato man mano che cresceva. Il restante 88% del disco è l'archiviazione di file convenzionale (Figura 9).

Riso. nove. Struttura fisica di NTFS

Il meccanismo per utilizzare la zona MFT è il seguente: quando i file non possono più essere scritti nello spazio normale, la zona MFT viene semplicemente ridotta (nelle versioni correnti del sistema operativo, esattamente il doppio), liberando così spazio per la scrittura dei file. Se lo spazio viene liberato nell'area normale, l'area MFT potrebbe espandersi nuovamente. Allo stesso tempo, è possibile che i file ordinari rimangano in questa zona.

MFT si trova nella zona MFT e rappresenta una directory centralizzata di tutti gli altri file sul disco(compreso se stesso). MFT gestisce tutti i file nel volume e il cosiddetto metadati utilizzando un database relazionale. Le informazioni sui file sono inserite in righe e le colonne contengono attributi di file (nascosto, crittografato, compresso, di sistema, ecc.).

MFT diviso in record di dimensioni fisse(di solito 1 KB) e ogni record corrisponde a un file. I primi 16 file sono di natura di servizio e sono inaccessibili al sistema operativo - sono chiamati metafile, e il primissimo metafile stesso MFT... I file fino a 900 byte possono essere contenuti completamente in un record. Per file più grandi MFT contiene puntatori alla loro posizione nella memoria del disco. Lo stesso vale per le cartelle: se sono abbastanza piccole, allora sono completamente incluse in MFT.

Primi 16 elementi MFTÈ l'unica parte del disco che ha una posizione fissa. La seconda copia dei primi tre record, per affidabilità (sono molto importanti), è memorizzata esattamente al centro del disco. Il resto del file MFT può essere posizionato, come qualsiasi altro file, in posizioni arbitrarie sul disco - puoi ripristinare la sua posizione con l'aiuto di se stesso, "agganciato" proprio sulla base - sul primo elemento MFT.

Ogni metafile è responsabile di alcuni aspetti del sistema. Il vantaggio di questo approccio è la flessibilità. Ad esempio, sul file system GRASSO danni fisici all'area stessa GRASSO fatale per il funzionamento dell'intero disco, e NTFS può spostare, anche frammentare sul disco, tutte le sue aree di servizio, aggirando eventuali difetti superficiali - ad eccezione dei primi 16 elementi MFT.

I metafile si trovano nella directory principale NTFS disk - iniziano con il carattere del nome "$". Attualmente sono in uso i seguenti metafile:

· $ MFT- la stessa MFT;

· $ MFTmirr- una copia dei primi 16 record MFT situata al centro del disco;

· $ LogFile- file di supporto alla registrazione;

· $ Volume- informazioni di servizio (etichetta del volume, versione del file system, ecc.);

· $ AttrDef- un elenco di attributi di file standard sul volume;

· $. - root directory;

· $ Bitmap- una mappa dello spazio libero del volume;

· $ Boot- settore di avvio (se la partizione è avviabile);

· $ Quota- un file contenente i diritti utente per l'utilizzo dello spazio su disco;

· $ maiuscolo- file-tabella di corrispondenza delle lettere maiuscole e minuscole nei nomi dei file sul volume corrente.

Tutti i file inseriti nel disco sono indicati in MFT... Questo posto memorizza tutte le informazioni sul file (tranne i dati effettivi): nome del file, dimensione, posizione sul disco dei singoli frammenti, ecc. Se manca una voce per le informazioni MFT, allora ne vengono usati diversi, e non necessariamente in successione.

I file di piccole dimensioni (fino a 900 byte) vengono archiviati direttamente in MFT, nello spazio rimanente dai dati principali all'interno di un record MFT... I file che occupano centinaia di byte di solito non hanno la loro incarnazione "fisica" nell'area del file principale - tutti i dati di tale file sono memorizzati in un unico posto - in MFT.

Il nome del file può contenere qualsiasi carattere, compreso l'intero set di alfabeti nazionali, poiché i dati sono presentati in Unicode- Rappresentazione a 16 bit, che fornisce 65535 caratteri diversi. La lunghezza massima di un nome file è di 255 caratteri.

Catalogo attivo NTFSè un file specifico che memorizza i collegamenti ad altri file e directory, creando una struttura gerarchica di dati su disco. Il file del catalogo è diviso in blocchi, ognuno dei quali contiene il nome del file, gli attributi di base e un collegamento all'elemento MFT che fornisce già informazioni complete su un elemento del catalogo. La struttura interna della directory è albero binario (B-tree). Ciò significa quanto segue: per trovare un file con un dato nome in una directory lineare, come, ad esempio, in FAT, il sistema operativo deve cercare tra tutti gli elementi della directory fino a trovare quello richiesto. L'albero binario dispone i nomi dei file in modo tale che la ricerca dei file venga eseguita in modo più rapido, ottenendo risposte a due cifre alle domande sulla posizione del file. La domanda a cui un albero binario è in grado di rispondere è: in quale gruppo, rispetto a questo elemento, si trova il nome desiderato - superiore o inferiore? Tale ricerca inizia con una domanda all'elemento centrale e ogni risposta restringe l'area di ricerca in media della metà. I file sono ordinati in ordine alfabetico e la risposta alla domanda viene eseguita in modo ovvio, confrontando le lettere iniziali. L'area di ricerca, ristretta a metà, comincia ad essere esplorata in modo simile, ripartendo dall'elemento centrale. Un esempio di ricerca B-tree è mostrato in Fig. dieci.

Quindi, per cercare un file tra, ad esempio 1000, GRASSO sarà necessario fare una media di 500 confronti (il file sarà molto probabilmente trovato nel mezzo della ricerca) e un sistema basato su B-tree ne avrà solo circa 10 (2 10 = 1024).

La directory principale del disco - root - non è diversa dalle directory ordinarie, ad eccezione di un collegamento speciale ad essa dall'inizio del metafile MFT.

NTFS- un sistema fault-tolerant che può portarsi nello stato corretto in caso di quasi tutti i guasti reali.

Tavolo 4 mostra le restrizioni imposte ai file system NTFS e GRASSO.

Tabella 4. Limitazioni del file system

Per il nuovo sistema operativo Vista Microsoft sta sviluppando un nuovo file system Archiviazione futura di Windows (WinFS – « sistema di archiviazione in arrivo"), Progettato per sostituire NTFS e GRASSO... Al centro della WinFSè modificato NTFS con migliorate funzioni di amministrazione, organizzazione dell'accesso ai file, sincronizzazione e protezione delle risorse dei file.

Il nuovo file system è progettato per archiviare i file in base a criteri per il loro contenuto, ad es. autore, contenuto, nome, fonte e ultimo utente contattato. La struttura delle cartelle visualizzata in Esploratore, è solo una carta virtuale.

L'essenza WinFSè il cosiddetto modello di dati- un meccanismo che amministra e struttura continuamente elementi digitali o "oggetti" ( Oggetti). Gli elementi utilizzano elementi descrittivi che vanno oltre il concetto di file. Questi elementi descrittivi non sono presenti nel file, ma interamente posseduti e controllati. WinFS... Con questo schema, non solo i file possono essere registrati come oggetti, ma anche, ad esempio, contatti, collegamenti su Internet, lettere, ecc.

Dal punto di vista dell'utente, gli elementi eliminano la necessità di utilizzare un percorso di file fisico. Invece, il sistema operativo organizza i dati, in base al loro contenuto, in cartelle virtuali. Durante la ricerca di dati, criteri personalizzati come " Tutti i documenti del corso ICT degli ultimi due anni»Sostituisci le informazioni sul formato del file, gli autori e la posizione.

Microsoft ha implementato un modello di articolo che cambia in WinFS, cioè. gli utenti possono definire gli elementi da soli utilizzando i metadati XML e indicare le connessioni tra gli oggetti. In questo caso è possibile, ad esempio, visualizzare tutti i documenti di un determinato autore insieme alle informazioni sul suo indirizzo e sui documenti correlati.

Attività n. 4 1. Determinare quali file system sono utilizzati sul disco rigido della workstation: · eseguire i comandi del menu principale di Windows: Start Þ Impostazioni Þ Pannello di controllo Þ Strumenti di amministrazione Þ Gestione computer; · Nel riquadro sinistro della console Gestione computer, aprire la sezione Archiviazione e fare doppio clic sull'opzione Gestione disco; · Nel riquadro destro della console Gestione computer, verranno visualizzate le informazioni sulla struttura del disco e sui file system utilizzati; · Annotare queste informazioni nella cartella di lavoro; · Chiudere la finestra della console. 2. Determinare le caratteristiche dei dischi logici e fisici della propria postazione di lavoro: · eseguire i comandi del menu principale di Windows: Start Þ Programmi Þ Accessori Þ Strumenti di sistema Þ Informazioni di sistema; · Nel riquadro sinistro della console Informazioni di sistema, espandere la sezione Componenti e, al suo interno, espandere la sottosezione Dispositivi di archiviazione; · Fare doppio clic sulla prima opzione Dischi. Il riquadro di destra visualizza le caratteristiche delle unità logiche. Annota i valori nella tua cartella di lavoro; · Fare doppio clic sulla seconda opzione Dischi. Il riquadro di destra mostra le caratteristiche dei dischi fisici. Annota i significati principali nella tua cartella di lavoro; · Chiudere la finestra della console.

Esistono molti modi per memorizzare informazioni e programmi sul disco rigido. Un sistema molto conosciuto che salva varie informazioni sotto forma di file, raggruppandole in cartelle con un compito univoco. Tuttavia, poche persone hanno pensato a come avviene effettivamente l'archiviazione fisica delle informazioni su un supporto.

Per salvare le informazioni su un supporto fisico, è necessario prepararle per l'uso in un sistema operativo per computer. Il sistema operativo alloca uno spazio libero su disco per salvare le informazioni. Per fare ciò, è necessario dividere il disco in piccoli contenitori - settori. La formattazione del disco di basso livello assegna una dimensione specifica per ogni settore. Il sistema operativo raggruppa questi settori in cluster. La formattazione di primo livello imposta tutti i cluster della stessa dimensione, solitamente nell'intervallo da 2 a 16 settori. In futuro, per ogni file verranno allocati uno o più cluster. La dimensione del cluster dipende dal sistema operativo, dalla capacità del disco e dalla velocità operativa richiesta.

Oltre all'area per l'archiviazione dei file sul disco, ci sono aree necessarie per il funzionamento del sistema operativo. Queste aree servono per memorizzare le informazioni di avvio e le informazioni per mappare gli indirizzi dei file alle posizioni fisiche sul disco. L'area di avvio viene utilizzata per avviare il sistema operativo. Dopo l'avvio del BIOS, legge ed esegue l'area di avvio del disco per avviare il sistema operativo.

File system FAT

Il file system FAT è apparso insieme al sistema operativo Microsoft DOS, dopo di che è stato migliorato più volte. Ha le versioni FAT12, FAT16 e FAT32. Il nome stesso FAT deriva dall'utilizzo di una sorta di database da parte del file system sotto forma di "File Allocation Table", che contiene una voce per ogni cluster su disco. I numeri di versione si riferiscono al numero di bit utilizzati nei numeri di articolo in una tabella. Pertanto, il file system ha un limite alla dimensione del disco supportata. Nel 1987, non supportava un disco più grande di 32 MB. Con l'avvento di Windows 95, è uscita una nuova versione del file system FAT32 con supporto teorico per unità fino a 2 TB. Compaiono problemi costanti con il supporto di dischi di grandi dimensioni a causa della cardinalità fissa, limitata dal numero di bit utilizzati per determinare la posizione del cluster. Ad esempio, la versione FAT16 non supporta più di 2 16 o 65536 cluster. Anche il numero di settori in un cluster è limitato.

Un altro problema con le unità di grandi dimensioni era l'impossibilità di utilizzare l'enorme spazio riservato ai file di piccole dimensioni. A causa del numero limitato di cluster, la loro dimensione è aumentata per coprire l'intera capacità del disco. Ciò si traduce in un uso inefficiente dello spazio di archiviazione per la maggior parte dei file che non sono un multiplo della dimensione del cluster. Ad esempio, FAT32 alloca cluster da 16 KB per partizioni del disco che vanno da 16 GB a 32 GB. Per archiviare un file da 20 KB, avrai bisogno di due cluster da 16 KB, che occuperanno 32 KB su disco. I file di 1 KB occupano 16 KB di spazio su disco. Pertanto, in media, il 30-40% della dimensione della capacità del disco viene sprecato per l'archiviazione di file di piccole dimensioni. Il partizionamento di un disco in piccole partizioni può ridurre le dimensioni del cluster, ma in pratica non viene utilizzato per dischi con una capacità superiore a 200 GB.

Anche la frammentazione dei file non è un problema minore nel file system. Poiché potrebbero essere necessari più cluster per ospitare un file e potrebbero non essere fisicamente sequenziali, il tempo necessario per la lettura rallenta i programmi. Pertanto, c'è un bisogno costante di.

File system NTFS

All'inizio degli anni '90, Microsoft ha iniziato a sviluppare software completamente nuovo progettato per ambienti che consumano più risorse rispetto ai normali utenti domestici. Per esigenze aziendali e industriali, le risorse fornite dai sistemi operativi Windows basati su DOS non sono più sufficienti. Microsoft ha stretto una partnership con IBM su OS/2 con il file system High Performance File System (HPFS). Lo sviluppo aziendale non ha avuto successo e presto ogni azienda ha ripreso la propria strada. Microsoft ha sviluppato varie versioni del sistema operativo Windows NT basate su Windows 2000 e Windows XP. Ognuno di loro utilizza la propria versione del file system NTFS, che continua ad evolversi.

NTFS (New Technology File System) è il file system standard per i sistemi operativi basati su Windows NT. È stato progettato per sostituire FAT. NTFS è più flessibile di FAT. Le sue aree di sistema memorizzano principalmente file, piuttosto che strutture fisse come in FAT, che consente loro di essere modificate, espanse o riposizionate durante l'uso. Un semplice esempio è la Master File Table (MFT). MFT è una sorta di database con varie informazioni sui file su disco. File di piccole dimensioni (1 KB o meno) possono essere archiviati direttamente nell'MFT. Per file di grandi dimensioni, NTFS alloca i cluster, ma a differenza di FAT, la dimensione del cluster in genere non supera i 4 KB e il metodo di compressione integrato elimina i problemi con lo spazio inutilizzato allocato per i file. Puoi anche usare NTFS.

Il file system NTFS è progettato per un ambiente multiutente e dispone di meccanismi incorporati per proteggere e differenziare i diritti di accesso. Ad esempio, i sistemi operativi Windows 2000 e Windows XP (ad eccezione di "Home Edition") consentono di impostare i permessi di accesso ai singoli file e di crittografarli. Tuttavia, l'elevato livello di sicurezza rende difficile l'utilizzo del computer da parte degli utenti ordinari. Prestare estrema attenzione durante l'impostazione delle password e dei permessi dei file per evitare di perdere dati importanti.