Файловые системы, их виды

СОДЕРЖАНИЕ

1.Введение ст. 2

2.Файловая система FAT ст. 2-3

3.Файловая система FAT32 ст. 3-8

3.1. Поиск данных файла ст. 3-4

3.2. Поиск свободного места ст. 4-5

3.3. Работа с каталогами и файлами ст. 5

3.4. Кэширование ст. 5-6

3.5. Быстродействие накопителя ст. 6-7

3.6. Размер кластера ст. 7

3.7. Вывод ст. 8

4.Файловая система NTFS ст. 9-25

4.1. Физическая структура NTFS ст. 9-26

4.2. Дефрагментация NTFS ст.16-19

4.3. Программный RAID ст. 19

4.4. Шифрующая файловая система (EFS) ст. 19-22

4.5. Влияние различных факторов на быстродействие NTFS ст. 22-25

4.6 Вывод ст. 25

5.Список использованной литературы. ст. 26

1.Введение.

В настоящее время существует множество файловых систем. Для начала необходимо разобраться, что же такое файловая система? И что же такое файл? Файловая система – это способ организации файлов на диске. Наиболее распространены такие файловые системы, как FAT, FAT32, NTFS, Linux Ext2, Linux Swap. Каждая операционная система (далее ОС) использует свою файловую систему. Например, для Linux это Linux Ext2 и Linux Swap, для DOS, Windows 95/98/ME, Windows NT/2000/XP – FAT, для Windows 95 OEM release 2/98/ME/NT/2000/XP – FAT32 и для Windows NT/2000/XP – NTFS.

В файловых системах FAT, FAT32, NTFS файлы хранятся в, так называемых, кластерах. Кластер – это минимальная единица распределения в файловых системах FAT, FAT32, NTFS. Один кластер состоит из фиксированного числа дисковых секторов. Причем, при помощи специальных утилит размер кластера можно задавать самому. Кластер не может быть по размеру меньше, чем один дисковый сектор (в большинстве современных винчестеров - 512 байт). Если провести обзор файловых систем, то можно выяснить их плюсы и минусы.

2.Файловая система FAT.

Файловая система FAT (File Allocation Table) использовалась во всех версиях ОС Ms-DOS, а также в OS/2 (в версиях 1.0 и 1.1) и первых релизах Windows 95. Указанная файловая система вполне удовлетворяла требованиям своего времени в основном благодаря тому, что сама по себе очень компактна и проста. Благодаря этому она с легкостью использовалась на гибких носителях. Для хранения файла в FAT может использоваться один или несколько кластеров. Каждому кластеру диска в таблице FAT соответствует отдельная запись, которая либо указывает на следующий кластер файла, либо содержит метку конца файла. В составе каждого каталога хранятся имена входящих в него файлов. Вместе с именем файла хранится указатель на первый кластер этого файла. Помимо этого в каталоге хранится дата создания файла, его размер и атрибуты. Атрибуты могут указывать на то, что файл является скрытым, зарезервированным для использования операционной системой, требует архивирования (резервного копирования) или предназначен только для чтения. Казалось бы, при такой организации хранения данных, система должна быть достаточно быстрой и надежной.

Давайте же рассмотрим ее недостатки. Самый первый и главный недостаток, с которым мы сталкиваемся при использовании FAT – это слишком сильная ограниченность максимального размера тома FAT. Цифра 16 в названии FAT 16 означает, что таблица размещения файлов FAT идентифицирует записи, соответствующие дисковым кластерам, при помощи 16-разрядных чисел. Таким образом, в таблице можно разместить не более 65 536 записей (2 в 16-ой степени). А если учитывать то, что максимальный размер кластера – 32 Кбайта, то выходит, что максимальный раздел дискового тома - 2 Гбайта. Естественно, что эта система не удовлетворяет современным винчестерам, имеющим объемы в десятки гигабайтВторой недостаток заключается в том, что для хранения всех файловых атрибутов система FAT использует всего 1 байт! Много ли можно поместить в один байт? Следовательно, просто не
представляется возможности хранить данные о правах доступа к файлу, о его владельце и т.д. Недостаток номер три – при использовании большего размера тома мы вынуждены использовать больший размер кластера. Однако, в FAT один файл занимает как минимум один кластер. Например, при размере кластера в 32 Кбайта мы имеем файл, размером 2 Кбайта – в результате файл занимает весь кластер, и мы теряем 30 Кбайт. Таким образом, получается, что физически файл занимает не 2, а все 32 Кбайта! Четвертый недостаток – сведения о физическом расположении файлов хранятся в одном месте – таблице размещения файлов FAT. Это приводит к следующему:

- увеличивается вероятность повреждения и потери всей информации;

- снижается скорость поиска, т.к. для поиска определенного файла нужно
обработать всю таблицу.

Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что использовать FAT в настоящее время неэффективно. Но стоит заметить, что FAT создавалась довольно давно и удовлетворяла требованиям того времени.

3.Файловая система FAT 32 .

Эта файловая система пришла на смену FAT, начиная с Windows 95 OEM release 2. Основное ее отличие от FAT заключается в том, что таблица размещения файлов FAT идентифицирует записи, соответствующие дисковым кластерам, при помощи 32-разрядных чисел. В соответствии с этим максимальное количество записей становится равным 4 294 967 296 (2 в 32-ой степени). Следовательно, существенно увеличивается максимальный ра