Файловые системы FAT и NTFS

Опубликовано 06.03.2014 в 19:02 Автор Administrator

На уровне BIOS раздел диска содержит сектора, пронумерованные от 0, 1, и далее. Без дополнительной поддержки каждая секция будет составлять один большой набор данных. Операционные системы добавили управляющую структуру каталогов, разбили разделы на более мелкие файлы, присвоили имена каждому файлу и создали свободное пространство для размещения новых файлов.

Такая структура каталогов и методы организации раздела и называется файловой системой. Различные файловые системы отражают требования операционной системы или разные уровни производительности. В системе UNIX, например, установлено, что строчные и прописные буквы в именах файлов отличают их, поэтому «sample.txt» и «Sample.txt» - это два разных файла. DOS и системы, которые происходят от неё (Windows 95, OS/2 и Windows NT) игнорируют такие различия при поиске имен файлов. Некоторые файловые системы работают лучше на небольших компьютерах, другие же работают лучше на больших серверах.

Каждому разделу присваивается тип (в MBR для основных разделов, в Расширенном Разделе (ExtendedPartitiondirectory) каталога для логических томов). Когда раздел отформатирован конкретной файловой системой, тип раздела будет обновляться для отражения этого выбора.

Тот же жесткий диск может иметь разделы с файловыми системами, принадлежащих к DOS, OS/2, NT и Linux (или других Unix-клонов). Как правило, операционная система будет игнорировать разделы, чей идентификатор представляет собой неизвестный тип файловой системы. Довольно легко (учитывая достаточно большие объемы диска) установить на все из различных операционных систем все типы файловой системы. Существует несколько правил, чтобы упростить себе жизнь в этом плане. Расскажем об основных типах файловых систем.

  1. FAT. Используется в DOS и поддерживается любыми другими ОС. Она простая, надежная и занимает и использует мало места на диске.
  2. VFAT. Это альтернатива FAT, доступная в старых версиях Windows(95 иNT 3.5). Такая система может использовать файлы и с более длинными названиями, чем в концепции «8.3»DOS. Файловая система VFAT хранит дополнительную информацию, тогда как каталоги систем DOSиOS/2 могут такие данные игнорировать.
  3. HPFS. Используется в OS/2 и поддерживается в ОС Windows NT. Она обеспечивает лучшую производительность, чем FAT на больших объемах диска, а также поддерживает длинные названия файлов. Однако она требует больше памяти, чем FAT и не совсем подойдет для использования в системах, где объем RAM составляет всего 8 мегабайт.
  4. NTFS. Обеспечивает все и сразу. Она поддерживает длинные названия файлов, большие объемы данных, обеспечивает безопасность данных и общий универсальный доступ к файлам. Ведомственные файловые сервера NT, вероятнее всего, будут оснащены дисками, отформатированные в NTFS. Вследствие того что, некоторые ОС не могут использовать NTFS, эта система менее привлекательна для стационарных или портативных компьютеров.

Название файловой системы подразумевает его функции – это механизм, который использует ОС или программа для организации и отслеживания файлов. Файловые системы, которые наиболее часто используются с ОС Windows – это таблицы размещения файлов (AKAFAT) и NTFS. Наиболее распространенные системы FAT – это: FAT16 и FAT32.

FAT16

Таблица размещения файлов (более известная как система FAT или FAT16) поддерживается в Windows Server 2003, а также всех операционных системах Windows, DOS и множестве других, не обязательно созданных компанией Microsoft.

FAT разделы выделяются в кластеры, размер которых устанавливается автоматически в зависимости от объемов раздела, которые используются. Чем больше секторов, тем больше сам кластер; чем больше кластер, тем больше будет пространство, «требуемое» при записи данных на диск.

Существуют преимущества использования системы FAT16:

  • MS-DOS, Windows 95, 98,NT, 2000, 7, 8, а также некоторые версии ОСUnixмогут использоватьFAT16. Когдапроизводитсядвойнаязагрузкасистема, FAT16 дает наибольшее количество опций.
  • Многие программные средства находят решение проблем и восстанавливают данные с помощью FAT16.
  • Если возникает ошибка запуска компьютера, запустить компьютер можно, используя загрузочный диск для решения этой проблемы.
  • FAT16 эффективна в скорости и в хранении файлов, на томах, меньше 256 МБ. Например, 50 файлов, все размером в 1024 байта (1 КБ) в реальном размер, будут потреблять «всего лишь» 409,600 байт на разделе в 400 МБ, отформатированный с помощью FAT16 и «всего лишь» 204,800 байт на разделе в 250 МБ.

Также у системы FAT16 есть и свои недостатки:

  • В корневой папке (обычно это диск C:\) установлен предел в 512 записей. Использование длинных имен файлов может значительно уменьшить количество доступных записей.
  • FAT16 ограничена в размере 65 536 кластеров, но поскольку, что некоторые кластеры зарезервированы, она имеет практический предел 65524. Самый большой объем FAT16 в Windows 2000 и WindowsXPограничен 4 ГБ и размер кластера в нем составляет 64 КБ. Для сохранения совместимости с DOS, Windows 95 и 98, размер тома не может превышать 2 ГБ. (Те же 50-файлов, упомянутых выше, все 1 КБ в реальном размере, будут использовать более чем 3276200 байт дискового пространства для хранения 51,200 байта данных на 4 ГБ раздела системы FAT16, используемой в таком сценарии.)
  • FAT16 становится неэффективным на томах больших размеров, поскольку размер кластера увеличивается. Это было продемонстрировано в двух ранее приведенных примерах.
  • Загрузочный сектор не подкреплен на разделах FAT16. Поскольку FAT16 не включает резервную копию важных данных структур, они чувствительны к малейшему сбою более, чем другие файловые системы.
  • В файловой системе FAT16 не обеспечивается безопасность файлов, сжатие или шифрование данных не доступно.

Файловая система FAT32

Система FAT32 поддерживается в старых ОС группы Windows, а также рядом новых операционных систем корпорации Майкрософт. FAT32 была впервые введена в Microsoft Windows 95 OSR2. Основные различия между FAT и FAT32 это размер тома и кластеров, а также то, что только ОС корпорации Майкрософт могут пользоваться файловой системой FAT32.

В теории система FAT32 поддерживает объемы дисков до 2 ТБ. Поскольку FAT32 использует меньшие кластеры (т.е. кластеры размером 4096 байт для дисков объемом до 8 ГБ), что позволяет эффективнее использовать дисковое пространство по сравнению с FAT16 на дисках больших объемов.

50 файлов, упомянутых в подразделе статьи о FAT16, все размером в 1024 байта (1 КБ),используют 409,600 байт на диске объёмом 16 ГБ, который отформатирован FAT16 и 204,800 байт на диске в 8 ГБ. Теперь рассмотрим диск с системой FAT32 объемом в 80 и 100 ГБ: такие 50 файлов будут использовать 819200 байт на таких больших дисках.

В то время как файловая система FAT32 может теоретически поддерживать диски стандартного размера до 2 ТБ, может произойти сбой в ОС Windows Millennium Edition при поддержке разделов объёмом до 8 ТБ, в Windows Server 2003, Windows 2000 Server. Операционные системы Windows XP Professional и HomeEdition не смогут отформатировать диск размером более 32 ГБ с помощью их родной файловой системы FAT32. Драйвер системы FAT может устанавливать и поддерживать тома размером больше 32 ГБ, которые используют файловую систему FAT32. Например, те тома, которые были локально созданы в ОС Windows 98 или ME в конфигурации двойной загрузки (в зависимости от различных ограничений), но Вы не можете создать её с помощью инструмента формата в Windows Server 2003, Windows 2000 Server или Windows XP Professional или Home. Если попытаться отформатировать в FAT32 диск размером более 32 ГБ, система почти в конце процесса форматирования выдаст следующее сообщение об ошибке: «Диспетчер логических дисков: размер тома слишком велик». Таким образом, преимущества файловой системы FAT32 это:

  • FAT32 управляет пространством диска значительно эффективнее, чем FAT16.
  • Корневая папка в системе FAT32 не ограничивается количеством записей, как в FAT16.
  • FAT32 - более надежная система чем FAT16.

Файловая система FAT32 может переместить корневую папку и пользоваться резервной копией FATвместо установленной по умолчанию копии. Более того,загрузочные записи на диске с FAT32 расширены и включают резервное копирование особо важных структур данных. Это значит, что тома сFAT32 менее чувствительны к малейшим отказам, чем тома сFAT16. Восстановление файлов системы возможно благодаря специальным программным продуктам.

Основные недостатки системы это:

  • Тома с FAT32 не доступны в ОС, которые созданы не Майкрософт.
  • Система не обеспечивает безопасность своих файлов, их сжатия или шифрование.

Файловая система NTFS

СистемаNTFS (NewTechnologyFileSystem) является наиболее предпочтительной файловой системой для всех компьютеров на ОСWindows. Если Вы используете WindowsNT (в том числе 7, 8), можно считывать основные тома, отформатированные с помощью NTFS 5 локально на системе двойной загрузки.

Случаи, в которых компьютерные системы имеют доступ к любой версии NTFS через сети, не затрагиваются. Отличия между версиями обычно рассматриваются в ситуациях местной и двойной загрузки.

Преимущества файловой системы NTFSпроявляются в следующем:

  • NTFS использует стандартные операционные методы ведения журнала и восстановления данных. С помощью информации о файле и контрольной точки журнала для автоматического восстановления последовательности системы в случаях сбоев, NTFS, и обеспечивает баланс данных на томе.
  • В системе NTFS поддерживается сжатие папок и файлов. Файлы на диске с NTFS могут быть считаны и записаны любым приложением ОС Windows без предварительной распаковки сжатых данных другой программой. Декомпрессия происходит автоматически во время чтения файлов. После файлы сжимаются снова, при закрытии или сохранении.
  • NTFS не ограничивает количество записей до 512 в корневой папке.
  • ОС Windows могут форматировать разделы размером до 2 ТБ и другие.

Краткие итоги:

  • Выбор между FAT и NTFS зависит от требуемого результата;
  • Тома FAT меньше, чем в 16 МБ форматируются как FAT12.
  • FAT16 тома размером более 2 ГБ не доступны локально с компьютеров под управлением MS-DOS, Windows 95, 98, 2000.
  • Тома FAT32 теоретически может быть не больше 2 ТБ; Windows Server 2003, Windows 2000 и XP ограничивают максимальный размер тома FAT32, который можно отформатировать до 32 ГБ. (ОС Windows Server 2003, 2000 и XP Professional, 7 и 8 может считывать и записывать данные для больших томом FAT32, отформатированных в других ОС).
  • Тома NTFS теоретически могут быть в 16 ТБ, но практический предел составляет 2 ТБ.
  • Юзер может указать размер кластера тома NTFS при форматировании. Однако сжатие NTFS не поддерживается для размеров кластеров, которые больше 4 КБ. Точнее, не поддерживаются средствами Microsoft, в некоторых случаях все же есть шанс.
Поделиться:
Оценить материал:
Не нравится: 2
Добавить комментарий