Файловая система ntfs (файловая система новой технологии), как и многие другие файловые системы, делит дисковое пространство тома на кластеры размером от 512 байт до 64 Кб
 Скачать 39.11 Kb.
|
|
NTFS Файловая система NTFS (файловая система новой технологии), как и многие другие файловые системы, делит дисковое пространство тома на кластеры размером от 512 байт до 64 Кб. На практике размер кластера обычно не превышает 4Кб. Все дисковое пространство в NTFS делится на две неравные части (рис.2). Первые 12% диска отводятся под зону MFT – главной таблицы файлов. Эта таблица представляет собой специальный файл, содержащий информацию о размещении всех остальных файлов. Остальные 88% тома представляют собой обычное пространство для записи файлов. Преимущества: Файловая система NTFS рассчитана на работу с дисками большого объема. Максимально возможный теоретический размер тома – 16 экзабайт! Один экзабайт равен  байт (приблизительно 16 000 миллиардов гигабайт)!Файловая система NTFS обладает высокой надежностью. Система NTFS содержит две копии MFT (аналог FAT). Но в отличие от FAT, MTF больше напоминает базу данных. Система NTFS имеет различные механизмы проверки целостности данных, включая ведение журналов транзакции, позволяющих воспроизвести операции записи файлов по специальному системному журналу. В начале операции, связанной с изменением файловой структуры, делается соответствующая пометка. Если происходит какой-либо сбой, то операция остается помеченной как незавершенная. При выполнении проверки целостности файловой системы после перезагрузки машины эти незавершенные действия отменяются, и файлы возвращаются в исходное состояние. Если запись данных в файл прошла без ошибок, запись из журнала транзакции удаляется. В NTFS, как и в HPFS имеется механизм аварийной замены дефектных секторов жесткого диска. FAT FAT (File Allocation Table) - одна из простейших файловых систем, встречающихся во многих операционных системах. FAT является основной файловой системой операционных систем Microsoft DOS и Windows 9х. FAT поддерживается всеми версиями Windows и многими системами UNIX. FAT уже не является стандартной файловой системой настольных систем Windows). FAT часто встречается в картах памяти цифровых фотоаппаратов и «брелоковых дисках» USB. Одна из причин, по которой файловая система FAT считается простой, состоит в том, что количество структур данных в ней относительно невелико. В FAT существует две важные структуры данных (таблица размещения файлов FAT и записи каталога), которые выполняют множество функций и соответствуют сразу нескольким категориям модели.FAT не содержит никаких данных, относящихся к категории прикладных. Основная концепция файловой системы FAT заключается в том, что каждому файлу и каталогу выделяется структура данных, называемая записью каталога. В этой структуре хранится имя файла, его размер, начальный адрес содержимого файла и другие метаданные. Содержимое файлов и каталогов хранится в блоках данных, называемых кластерами. Если файлу или каталогу выделяется более одного кластера, остальные кластеры находятся при помощи структуры данных, называемой FAT. Структура FAT используется как для идентификации следующих кластеров в файлах, так и для определения состояния выделения кластеров. Таким образом, она задействована как в категории содержимого, так и в категории метаданных. Существует три версии FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются друг от друга прежде всего размером записей в структуре FAT.  Файловая система FAT делится на три физические области. Первая область называется зарезервированной; в ней хранятся данные из категории файловой системы. Вторая область - область FAT - содержит основные и резервные структуры FAT. Она начинается в секторе, следующем за зарезервированной областью, а ее размер определяется количеством и размером структур FAT. Третья область - область данных - содержит кластеры, выделяемые для хранения файлов и содержимого каталогов.  Одной из первых задач при анализе файловой системы FAT должна стать идентификация трех физических областей. Зарезервированная область начинается в секторе 0 файловой системы, а ее размер указан в загрузочном секторе Область FAT содержит одну или несколько структур FAT и начинается в секторе, следующем за зарезервированной областью. Ее размер вычисляется умножением количества структур FAT на размер одной структуры; оба значения хранятся в загрузочном секторе. В области данных находятся кластеры с содержимым файлов и каталогов; она начинается в секторе, следующем за областью FAT. Размер области данных вычисляется как разность адреса начального сектора области данных из общего количества секторов в файловой системе, указанного в загрузочном секторе. Область данных разделена на кластеры, а количество секторов в кластере указывается в загрузочном секторе. КАТЕГОРИЯ СОДЕРЖИМОГО К категории содержимого относятся данные, хранящиеся в файлах и каталогах. Как правило, они представляют собой блоки данных одинакового размера, выде ляемые файлам и каталогам. Имена всех программ в этой категории начинаются с префикса d. КАТЕГОРИЯ МЕТАДАННЫХ К категории метаданных относятся данные, описывающие файлы: адреса блоков данных, выделенных файлу, размер файла и временные штампы. Состав данных этой категории зависит от типа файловой системы. К этой категории относятся 4 программы, имена которых начинаются с префикса i. КАТЕГОРИЯ ИМЕН ФАЙЛОВ К категории имен файлов относятся данные, связывающие имя файла с записью метаданных. В большинстве файловых систем имя отделяется от метаданных и хранится в блоках данных, выделенных каталогам. В пакет входят две программы, работающие на уровне имен файлов; имена обеих программ начинаются с префикса f. КАТЕГОРИЯ ПРИКЛАДНЫХ ДАННЫХ К категории прикладных относятся данные, включаемые в файловую систему для повышения эффективности. На уровне прикладных данных работают всего две программы; обе предназначены для работы с журналом. В журнале регистрируются предстоящие обновления метаданных; такая информация ускоряет восстановление системы после сбоя. FAT — плюсы: Для эффективной работы требуется немного оперативной памяти. Быстрая работа с малыми и средними каталогами. Диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (в сравнении с NTFS). Эффективная работа на медленных дисках. FAT — минусы: Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32). Сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10% и более от размера диска) файлам. Очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов. HPFS Сокращение HPFS расшифровывается как «High Performance File System»-высокопроизводительная файловая система. HPFS впервые появилась в OS/2.1.2 и LAN Manager. HPFS организует диск в серию полос 8-MB, и по возможности файл содержится в одной из этих полос. Между каждой из этих полос имеются битовые карты распределения 2K, которые отслеживают, какие сектора в диапазоне были выделены и не выделены. Перевязка повышает производительность, так как головка диска не должна возвращаться к логической вершине (как правило, цилиндру 0) диска, а к ближайшей битовой карте распределения полос, чтобы определить, где должен храниться файл. Суперблок Суперблок расположен в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. Одна из самых больших опасностей при использовании HPFS заключается в том, что если Суперблок потерян или поврежден из-за плохого сектора, содержимое раздела также не повреждено, даже если остальной диск в порядке. Можно восстановить данные на диске, скопив все на другой диск с хорошим сектором 16 и перестроив Super Block. Однако это очень сложная задача. файловая система ReFS Отказоустойчивая файловая система (ReFS) — это новейшая файловая система Майкрософт, предназначенная для повышения доступности данных, эффективного масштабирования до больших наборов данных в различных рабочих нагрузках и обеспечения целостности данных с устойчивостью к повреждению. Она используется для растущего числа сценариев хранения данных и служит основой для будущих нововведений. Преймущества Устойчивость ReFS представляет новые функции, которые позволяют точно определить повреждения и исправить их, сохраняя систему в оперативном режиме и обеспечивая целостность и доступность данных. Потоки целостности — ReFS использует контрольные суммы для метаданных и, при необходимости, для данных файлов, что дает возможность точно определить повреждения ReFS. интеграция дисковые пространства . при использовании с зеркальным отображением или пространством четности ReFS может автоматически восстанавливать обнаруженные повреждения с помощью альтернативной копии данных, предоставляемых дисковые пространства. Процессы восстановления локализованы в области повреждения и выполняются в оперативном режиме без простоя томов. Данные для восстановления . Если том поврежден, а другая копия поврежденных данных не существует, ReFS удаляет поврежденные данные из пространства имен. ReFS сохраняет том в оперативном режиме при обработке большинства неисправляемых повреждений, но в редких случаях ReFS необходимо перевести том в автономный режим. Упреждающее исправление ошибок — помимо проверки данных перед чтением и записью, ReFS представляет средство проверки целостности данных, называемое средством очистки. Оно периодически сканирует том, пытаясь выявить скрытые повреждения и профилактически запуская процесс восстановления поврежденных данных. Производительность Помимо улучшения устойчивости, ReFS представляет новые функции для рабочих нагрузок, требующих высокой производительности, и виртуализированных рабочих нагрузок. Оптимизация уровней в режиме реального времени, клонирование блоков и разреженный метод VDL — вот примеры развивающихся возможностей ReFS, которые предназначены для поддержки динамических и разнообразных рабочих нагрузок. Минусы Итог Лучше будет использовать NTFS. Файловая система NTFS не имеет такого ограничения на размер файла. Ведь можно установить квоту для использования пространства раздела по каждому пользователю отдельно. NTFS более надежна и стабильна, если сравнивать с FAT32, но по скорости работы проигрывает. NTFS — самая распространенная современная файловая система для внутренних жесткого диска или твердотельного накопителя в домашнем компьютере. Свое название она получила от Windows NT, на основе платформы которой потом разработали XP и все последующие операционные системы от Microsoft. При новой установке Windows хранилище самостоятельно форматируется под NTFS. Примечание: в компьютерах Mac используется собственная файловая система — Apple File System (AFS). Однако macOS умеет читать накопители с NTFS и даже воспроизводить с них медиафайлы (кино, музыка, изображения), но только читать — записат Особенности NTFS: Отличается отсутствием ограничений в размерах файлов или разделов, а также рядом встроенных технологий, недоступных на FAT32 и exFAT. В числе последних уровни доступа безопасности для файлов, журнал изменений для быстрого исправления ошибок (на его базе работают точки восстановления Windows), поддержка резервного копирования, шифрование данных и множество других критичных для функционирования операционной системы вещей. Системный раздел накопителя обязательно должен быть отформатирован под NTFS. Это касается и любых других разделов или накопителей, на которых есть или будут содержаться Windows-приложения. Не поддерживается многими мультимедиа-устройствами вроде телевизоров, приставок, плееров и другого. Правда Xbox One все же поддерживает эту файловую систему, так как работает на Windows. |