Operatsioonisüsteem täidab lisaks kõikidele muudele ülesannetele oma põhieesmärki – korraldab töö andmetega kindla struktuuri järgi. Nendel eesmärkidel kasutatakse failisüsteemi. Mis on FS ja mis see võib olla, samuti muud teavet selle kohta esitatakse allpool.

üldkirjeldus

Failisüsteem on osa operatsioonisüsteemist, mis vastutab meediumile teabe paigutamise, talletamise, kustutamise, kasutajatele ja rakendustele selle teabe edastamise ning selle edastamise eest. ohutu kasutamine. Lisaks aitab see andmete taastamisel riist- või tarkvaratõrke korral. Sellepärast on failisüsteem nii oluline. Mis on FS ja mis see olla võib? Neid on mitut tüüpi:

Sest kõvakettad st juhusliku juurdepääsuga seadmed;

Magnetlintide jaoks, see tähendab järjestikulise juurdepääsuga seadmete jaoks;

optiliste kandjate jaoks;

Virtuaalsed süsteemid;

Võrgusüsteemid.5

Andmete salvestamise loogiline ühik failisüsteemis on fail, see tähendab järjestatud andmete kogum, millel on kindel nimi. Kõik operatsioonisüsteemi kasutatavad andmed esitatakse failide kujul: programmid, pildid, tekstid, muusika, videod, aga ka draiverid, teegid jne. Igal sellisel elemendil on nimi, tüüp, laiend, atribuudid ja suurus. Nüüd teate, et failisüsteem on selliste elementide kogum ja ka nendega töötamise viisid. Sõltuvalt sellest, millises vormis seda kasutatakse ja millised põhimõtted selle suhtes kehtivad, võib eristada mitut peamist FS-i tüüpi.

Tarkvaraline lähenemine

Seega, kui kaalume failisüsteemi (mis see on ja kuidas sellega töötada), siis tuleb märkida, et see on mitmetasandiline struktuur. ülemine tase Seal on failisüsteemi lüliti, mis tagab liidese süsteemi ja konkreetse rakenduse vahel. See teisendab failipäringud arusaadavasse vormingusse järgmine tase- autojuhid. Nemad omakorda võtavad ühendust autojuhtidega konkreetsed seadmed, mis salvestavad vajalikku teavet.

Kliendi-serveri rakendustel on failisüsteemi jõudlusele üsna kõrged nõuded. Kaasaegsed süsteemid loodud pakkuma tõhusat juurdepääsu ja meediatuge suured mahud, andmete kaitsmine volitamata juurdepääsu eest, teabe terviklikkuse säilitamine.

Failisüsteem FAT

Selle tüübi töötasid välja 1977. aastal Bill Gates ja Mark McDonald. Algselt kasutati seda OS 86-DOS-is. Kui me räägime sellest, mis on FAT-failisüsteem, siis väärib märkimist, et algselt ei olnud see võimeline toetama kõvakettad, kuid töötas ainult kuni 1 megabaidise paindliku kandjaga. Nüüd pole see piirang enam asjakohane ja Microsoft kasutas seda FS-i MS-DOS 1.0 ja järgnevate versioonide jaoks. FAT kasutab teatud failide nimetamise tavasid:

Nimi peab algama tähe või numbriga ning nimi ise võib sisaldada lisaks tühikule ja erielementidele mis tahes ASCII märki;

Nimi ei tohi olla pikem kui 8 tähemärki, millele järgneb punkt ja seejärel laiend, mis koosneb kolmest tähest;

Failinimedes võib kasutada mis tahes suurtähti ja neid ei eristata ega säilitata.

Kuna FAT oli algselt loodud ühe kasutaja DOS-i operatsioonisüsteemi jaoks, ei näinud see ette andmete salvestamist omaniku või juurdepääsuõiguste kohta. Praegu on see failisüsteem kõige levinum. Selle mitmekülgsus võimaldab seda kasutada erinevate operatsioonisüsteemidega. See on lihtne FS, mis ei suuda takistada failide rikkumist arvuti vale väljalülitamise tõttu. Selle alusel töötavad operatsioonisüsteemid hõlmavad spetsiaalsed kommunaalteenused, mis kontrollivad struktuuri ja parandavad faili ebakõlasid.

NTFS failisüsteem

See FS on Windows NT OS-iga töötamiseks kõige eelistatavam, kuna see töötati välja spetsiaalselt selle jaoks. OS sisaldab teisendusutiliiti, mis teisendab FAT- ja HPFS-köidud NTFS-köideteks. Kui me räägime sellest, mis on failifail NTFS süsteem, väärib märkimist, et see laiendas märkimisväärselt juurdepääsukontrolli võimalusi teatud kataloogidele ja failidele, võttis kasutusele palju atribuute, rakendas dünaamilisi failide tihendamise tööriistu, tõrketaluvust ja toetas POSIX standardi nõudeid. Selles FS-is saate kasutada kuni 255 tähemärgi pikkuseid nimesid ja selles olev lühike nimi genereeritakse samamoodi nagu VFAT-is. Mõistes, mis on NTFS-failisüsteem, tasub märkida, et kui operatsioonisüsteem ebaõnnestub, on see võimeline ennast taastama, nii et ketta maht jääb juurdepääsetavaks ja kataloogi struktuur ei muutu.

NTFS-i omadused

NTFS-köitel tähistab iga faili MFT-tabelis kirje. Tabeli esimesed 16 kirjet reserveerib failisüsteem ise salvestamiseks eriline teave. Kõige esimene kirje kirjeldab failitabelit ennast. Kui esimene kirje hävitatakse, loetakse teist, et leida peegel-MFT-fail, kus esimene kirje on põhitabeliga identne. Faili koopia asub ketta loogilises keskel bootstrap. Tabeli kolmas kirje sisaldab logifaili, mida kasutatakse andmete taastamiseks. Seitsmeteistkümnendas ja järgnevates sissekannetes failitabel sisaldab teavet kõvakettal olevate failide ja kataloogide kohta.

Tehingupäevik sisaldab täiskomplekt toimingud, mis muudavad köite struktuuri, sealhulgas toimingud failide loomiseks, samuti kõik käsud, mis mõjutavad kataloogistruktuuri. Tehingulogi on loodud NTFS-i taastamiseks süsteemirikkest. Juurkataloogi kirje sisaldab juurkataloogis asuvate kataloogide ja failide loendit.

EFS-i omadused

Krüpteeriv failisüsteem (EFS) on a Windowsi komponent, millega saab kõvakettal olevat teavet krüpteeritud vormingus salvestada. Krüptimisest on saanud tugevaim kaitse, mida see operatsioonisüsteem pakkuda suudab. IN sel juhul krüpteerimine kasutaja jaoks on üsna lihtne tegevus, peate vaid märkima kasti kausta või faili atribuutides. Saate määrata, kes selliseid faile lugeda saab. Krüpteerimine toimub siis, kui failid suletakse ja kui need avatakse, on need automaatselt kasutusvalmis.

RAW-funktsioonid

Andmete salvestamiseks mõeldud seadmed on kõige haavatavamad komponendid, mis saavad kõige sagedamini kahjustada mitte ainult füüsiliselt, vaid ka loogiliselt. Teatud riistvaraprobleemid võivad lõppeda surmaga, samas kui teistel on lahendused. Mõnikord tekib kasutajatel küsimus: "Mis on RAW-failisüsteem?"

Teatavasti peab kõvakettale või mälupulgale teabe kirjutamiseks olema FS. Levinumad on FAT ja NTFS. Ja RAW pole isegi failisüsteem, nagu me seda tavaliselt ette kujutame. Tegelikult on see juba loogikaviga paigaldatud süsteem st selle virtuaalne puudumine Windowsi jaoks. Enamasti seostatakse RAW-d failisüsteemi struktuuri hävitamisega. Pärast seda ei pääse OS lihtsalt andmetele juurde, vaid ka ei kuva tehniline informatsioon varustuse järgi.

UDF-i omadused

Universaalne kettavorming (UDF) on mõeldud CDFS-i asendamiseks ja DVD-ROM-seadmete toe lisamiseks. Kui me räägime sellest, mis see on, siis see on uus teostus vana versioon mille jaoks see vastab nõuetele. Seda iseloomustavad teatud omadused:

Failinimed võivad olla kuni 255 tähemärgi pikkused;

Nimi võib olla väike- või suurtäht;

Maksimaalne tee pikkus on 1023 tähemärki.

Alates Windows XP-st toetab see failisüsteem lugemist ja kirjutamist.

Seda FS-i kasutatakse välkmälupulkade jaoks, mida peaks kasutama töötamisel erinevad arvutid, kus töötavad erinevad operatsioonisüsteemid, eelkõige Windows ja Linux. Just EXFAT sai nende vahel "sillaks", kuna see on võimeline töötama OS-ist saadud andmetega, millest igaühel on oma failisüsteem. Mis see on ja kuidas see toimib, selgub praktikas.

järeldused

Nagu ülaltoodust selgub, kasutab iga operatsioonisüsteem teatud failisüsteeme. Need on ette nähtud järjestatud andmestruktuuride salvestamiseks füüsilistele andmekandjatele. Kui teil tekib arvuti kasutamisel ootamatult küsimus, milline on lõplik failisüsteem, siis on täiesti võimalik, et kui proovite kopeerida konkreetne fail Teie ees olevale kandjale ilmub teade, mis näitab, et lubatud suurus on ületatud. Seetõttu on vaja teada, millises FS-is, millist faili suurust peetakse vastuvõetavaks, et teil ei tekiks teabe edastamisel probleeme.

Windows XP installimisel palutakse teil vormindada olemasolev jaotis, millele OS on installitud, NTFS-failisüsteemi. Peate välja mõtlema, mis see on.

NTFS on ainus Windowsi failisüsteem, mis võimaldab teil määrata juurdepääsuõigusi erinevaid faile. Seades kasutajatele failidele ja kataloogidele konkreetsed õigused, saab kasutaja kaitsta konfidentsiaalne teave volitamata juurdepääsu eest.

NTFS-i peamised eesmärgid on:

• standardsete toimingute (nt lugemine, kirjutamine, otsimine) kiire täitmise tagamine failidega
• lisavõimaluste pakkumine, sealhulgas kahjustatud failisüsteemide taastamine äärmiselt suurtel ketastel.

NTFS-i hakati kasutama koos Windows NT 3.1-ga 1993. aastal. Siin on selle peamised tehnoloogilised saavutused:

1. Töötama koos suured kettad. NTFS-i klastri suurus on 512 baiti, kuid seda saab muuta kuni 64 KB.
2. Jätkusuutlikkus. NTFS sisaldab kahte FAT-i analoogi koopiat, mida nimetatakse MFT-ks (Master File Table) Kui algne MFT on riistvaravea korral kahjustatud, siis süsteem järgmine käivitus kasutab MFT koopiat ja loob automaatselt uue originaali, võttes arvesse kahjustusi. NTFS kasutab failide kettale kirjutamisel tehingusüsteemi.
3. Turvalisus. NTFS käsitleb faile objektidena. Igal failiobjektil on atribuudid, nagu selle nimi, loomise kuupäev, viimane värskendamise kuupäev ja arhiveeritud olek. Failiobjekt sisaldab ka meetodite komplekti, mis võimaldavad sellega töötada, näiteks avada, sulgeda, lugeda ja kirjutada.
4. Andmete tihendamine. NTFS võimaldab tihendada üksikuid katalooge ja faile. See võimaldab säästa kettaruumi, näiteks saate suure tihendada graafilised failid BMP-vormingus või tekstifailid.
5. ISO Unicode formaadi tugi. Unicode-vorming kasutab iga märgi kodeerimiseks 16-bitist. Lihtkasutaja saab faile nimetada mis tahes keeles – süsteem toetab seda ilma, et peaksite koodilehte muutma, nagu tegid DOS ja W9x.

NTFS-failisüsteemi põhiomadused:

1. NTFS-il on turvaomadused, see võimaldab teil kontrollida juurdepääsu andmetele ja omaniku õigusi, et tagada oluliste andmete terviklikkus. NTFS-kaustadele ja failidele võivad olla määratud juurdepääsuõigused.
2. NTFS-il on võimalus kehtestada kvoote. See omadus on tavaliselt vajalik süsteemiadministraatorid, suured ettevõtted, kus nad töötavad suur hulk kasutajad, kes ei hoia teavet ajakohasena ja salvestavad tarbetuid faile, võttes seeläbi kettaruumi. Kuna administraator ei saa seda kõike jälgida, saab ta kehtestada ketta kasutuskvoodi konkreetne kasutaja. Kui kasutaja ületab talle määratud kvoodi, tehakse sündmuste logisse vastav kanne. Kettakvootide lubamiseks tehke järgmist.

• et ketas oleks NTFS-vormingus
• Tühjendage kausta Tools-Folder Options-View atribuutides märkeruut Lihtne failijagamine.
• Ilmuval vahekaardil Kvoot peate märkima ruudu Luba kvoodihaldus. See seab pehme kvoodi, mis annab hoiatuse, et kasutaja on kvoodi ületanud, kuid tal on õigus kirjutada. Kasutajale sellele köitele juurdepääsu keelamiseks kvoodi ületamise korral peate märkima ruudu Keela kettaruumi kvoodipiirangut ületavatele kasutajatele. kettaruum).

NTFS Uus tehnoloogia Failisüsteem - "failisüsteem uus tehnoloogia") on standardne failisüsteem, mis on loodud operatsioonisüsteemi perekonna jaoks Microsoft Windows NT.

NTFS asendas varem Microsoft Windowsis ja MS-DOS-is kasutatud FAT-failisüsteemid. NTFS toetab metaandmete süsteemi ja kasutab failide kohta teabe salvestamiseks ka spetsiaalseid andmestruktuure, mis parandab jõudlust, töökindlust ja kettaruumi tõhusat kasutamist. NTFS-il on sisseehitatud võimalused, mis võimaldavad teil piirata juurdepääsu andmetele erinevad rühmad kasutajad ja üksikkasutajad (ACL-id - juurdepääsukontrolli loendid), määravad kvoodid (piirangud konkreetse kasutaja maksimaalsele kettaruumile). Usaldusväärsuse parandamiseks kasutab NTFS päevikusüsteemi.

NTFS-failisüsteem töötati välja selle põhjal HPFS süsteemid(inglise keeles: High Performance File System – suure jõudlusega failisüsteem), mille lõid IBM ja Microsoft ühiselt operatsioonisüsteemi OS/2 jaoks. Kuid väga kasulike uuenduste, nagu logimine, kvoodid, auditeerimine ja juurdepääsukontroll, omandamisega on NTFS kaotanud oma HPFS-i. suur jõudlus failitoimingud. Selle loomise ajal sisaldas NTFS kõiki uusimaid tehnoloogilisi edusamme, näiteks:

Võimalus töötada suurte ketastega. NTFS-i klastri suurus on 512 baiti, kuid see võib muutuda kuni 64 KB. NTFS-i palju olulisem kvaliteet on selle teoreetiline võime töötada 16 777 216 terabaidise mahuga. Teoreetiline ainult sellepärast, et selliseid kõvakettaid pole veel loodud.

Jätkusuutlikkus. NTFS sisaldab kahte FAT-analoogi koopiat, mida nimetatakse MFT-ks (Master File Table). MFT erineb FAT MSDOS-ist selle poolest, et see sarnaneb rohkem andmebaasitabeliga. Kui algne MFT on riistvaravea tõttu kahjustatud (näiteks vigase sektori ilmumine), kasutab süsteem järgmisel süsteemi käivitamisel MFT koopiat, luues automaatselt uue originaali, võttes arvesse kõiki kahju. Kuid see pole peamine eelis. Peaasi, et failide kirjutamisel NTFS ketas kasutab tehingusüsteemi. See süsteem tuli DBMS-ist, kus erilist tähelepanu pööratakse andmete terviklikkuse kaitsmisele, mis võib juba nii mõndagi öelda selle tõhususe kohta. See süsteem tagab täieliku andmeohutuse failide või kataloogide kopeerimisel, teisaldamisel ja kustutamisel. Kui failis tehakse muudatusi, lähevad tõrke ajal kontrolleri vahemälus või mälus olnud ja kettale kirjutamata muudatused kaotsi.

Turvalisus. IN NTFS-failid käsitletakse kui esemeid. Ja igal failiobjektil on oma atribuudid, nagu loomise kuupäev, nimi, arhiveeritud olek, turbedeskriptor ja viimati värskendatud kuupäev. Failiobjekt sisaldab ka meetodite komplekti, mis võimaldavad sellega töötada, näiteks kirjutada, lugeda, sulgeda ja avada. Kasutajad, sealhulgas võrgukasutajad, kutsuvad failile juurde pääsemiseks neid meetodeid ja Security Reference Monitor määrab, kas kasutajal on ühe neist meetoditest helistamiseks vajalikud õigused. Lisaks saab faile krüpteerida, kuid seda tuleks teha ettevaatlikult. Kui installite süsteemi uuesti, ei saa te krüptitud faile ilma ERD-ta lugeda.

Andmete tihendamine. Erinevalt DriveSpace'ist, kus kettaid sai tihendada ainult tervikuna, võimaldab NTFS tihendada eraldi failid ja kataloogid. See võimaldab säästa kettaruumi, näiteks tekstifaile või suuri graafilisi faile BMP-vormingus käigupealt tihendada ja see kõik on kasutajale läbipaistev.

ISO Unicode formaadi tugi. Erinevalt vormingust ASCII, mis kasutas iga märgi kodeerimiseks 7 või 8 bitti, Unicode kasutab 16 bitti. Tavakasutajale see võimaldab anda failidele nimesid absoluutselt mis tahes keeles ja süsteem toetab seda ilma koodilehe muutmiseta, nagu W9x tegi ja DOS.

NTFS-il on mitu versiooni. Windows NT 4.0 ja Windows NT 3.51 kasutavad versiooni 1.2, Windows 2000 tarnitakse koos versiooniga 3.0 koos Windows Server 2003 ja Windows XP – v3.1. Mõned uusimad versioonid on tähistatud v4.0, v5.0, st täielikus kooskõlas Windows NT versioonidega, millega need tarnitakse.

Windows NT-l on NTFS 4.0 failisüsteem, Windows 2000/XP-l on NTFS 5. Kui ühendate NTFS 4.0-ga 2000/XP ketta, teisendab operatsioonisüsteem selle automaatselt NTFS 5.0-ks.

Failisüsteemi spetsifikatsioonid on suletud. See tekitab mõningaid raskusi selle hooldamisel kolmanda osapoole tooted mis ei kuulu Microsoftile. Näiteks on tasuta operatsioonisüsteemide draiverite arendajad sunnitud süsteemi pöördprojekteerima.

FAT-failisüsteemid

FAT16

FAT16 failisüsteem pärineb MS-DOS-eelsest ajast ja seda toetavad ühilduvuse tagamiseks kõik Microsofti operatsioonisüsteemid. Selle nimi File Allocation Table peegeldab suurepäraselt failisüsteemi füüsilist korraldust, mille peamiste omaduste hulka kuulub asjaolu, et toetatud helitugevuse maksimaalne suurus ( kõvaketas või kõvaketta partitsiooni) ei ületa 4095 MB. MS-DOS-i aegadel tundusid 4 GB kõvakettad unistus (20-40 MB kettad olid luksus), seega oli selline reserv igati õigustatud.

FAT16 kasutamiseks vormindatud köide on jagatud klastriteks. Vaikimisi klastri suurus sõltub köite suurusest ja võib ulatuda 512 baiti kuni 64 KB. Tabelis Joonisel 2 on näidatud, kuidas klastri suurus sõltub mahu suurusest. Pange tähele, et klastri suurus võib erineda vaikeväärtusest, kuid sellel peab olema üks tabelis määratud väärtustest. 2.

FAT16 failisüsteemi ei soovitata kasutada suuremate kui 511 MB mahtude puhul, kuna suhteliselt väikeste failide puhul kasutatakse kettaruumi äärmiselt ebaefektiivselt (1-baidine fail võtab enda alla 64 KB). Olenemata klastri suurusest ei toetata FAT16 failisüsteemi suuremate kui 4 GB mahtude puhul.

FAT32

Alates operatsioonisüsteemist Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2) tutvustas Windows 32-bitise FAT-i tuge. Sisselülitatud süsteemide jaoks Windowsi baasil NT, seda failisüsteemi toetas esmakordselt Microsoft Windows 2000. Kui FAT16 toetab kuni 4 GB mahtu, siis FAT32 toetab kuni 2 TB mahtu. FAT32 klastri suurus võib varieeruda 1 (512 baiti) kuni 64 sektorini (32 KB). FAT32 klastri väärtused nõuavad klastri väärtuste salvestamiseks 4 baiti (32 bitti, mitte 16 bitti nagu FAT16 puhul). See tähendab eelkõige seda, et mõned failiutiliidid, mõeldud FAT16 jaoks, ei tööta koos FAT32-ga.

Peamine erinevus FAT32 ja FAT16 vahel seisneb selles, et ketta loogilise partitsiooni suurus on muutunud. FAT32 toetab kuni 127 GB mahtu. Veelgi enam, kui FAT16 kasutamisel 2 GB ketastega oli vaja 32 KB suurust klastrit, siis FAT32-s sobib 4 KB suurune klaster 512 MB kuni 8 GB mahuga ketastele (tabel 4).

See tähendab enamat tõhus kasutamine kettaruum – mida väiksem on klaster, seda vähem on faili salvestamiseks ruumi vaja ja seetõttu on ketas väiksema tõenäosusega killustunud.

FAT32 kasutamisel võib faili maksimaalne suurus ulatuda 4 GB miinus 2 baiti. Kui FAT16 kasutamisel oli juurkataloogi kirjete maksimaalne arv piiratud 512-ga, siis FAT32 võimaldab teil seda arvu suurendada 65 535-ni.

FAT32 seab piirangud minimaalne suurus mahud - see peab olema vähemalt 65 527 klastrit. Sel juhul ei saa klastri suurus olla selline, et FAT hõivaks rohkem kui 16 MB–64 KB / 4 või 4 miljonit klastrit.

Pikkade failinimede kasutamisel ei kattu FAT16 ja FAT32 kaudu juurdepääsetavad andmed. Pikaga faili loomisel nimega Windows loob vastava nime formaadis 8.3 ja kataloogis ühe või mitu kirjet, et salvestada pikk nimi (13 tähemärki pikast failinimest kirje kohta). Iga järgnev esinemine salvestab failinime vastava osa Unicode-vormingus. Sellistel sündmustel on atribuudid "mahu identifikaator", "kirjutuskaitstud", "süsteem" ja "peidetud" - komplekt, mida MS-DOS ignoreerib; selles operatsioonisüsteemis pääseb failile juurde selle "alias" 8.3 vormingus.

NTFS failisüsteem

Microsoft Windows 2000 sisaldab tuge NTFS-failisüsteemi uuele versioonile, mis pakub eelkõige tööd kataloogiteenustega Active Directory, punktide parandus, infoturbe tööriistad, juurdepääsukontroll ja mitmed muud funktsioonid.

Nagu FAT-i puhul, on ka NTFS-i peamine teabeüksus klaster. Tabelis Joonis 5 näitab klastri vaikesuurusi erineva võimsusega mahtude jaoks.

Failisüsteemi moodustamisel NTFS programm vormindamine loob põhifailitabeli (MTF) faili ja muud alad metaandmete salvestamiseks. NTFS kasutab juurutamiseks metaandmeid faili struktuur. MFT esimesed 16 kirjet reserveerib NTFS ise. Metaandmete failide $Mft ja $MftMirr asukoht salvestatakse ketta alglaadimissektorisse. Kui MFT esimene kirje on rikutud, loeb NTFS teise kirje, et leida esimese koopia. Alglaadimissektori täielik koopia asub köite lõpus. Tabelis Joonisel 6 on loetletud peamised MFT-s salvestatud metaandmed.

Ülejäänud MFT-kirjed sisaldavad kirjeid iga köites asuva faili ja kataloogi kohta.

Tavaliselt kasutab üks fail ühte MFT-kirjet, kuid kui failil on palju atribuute või see muutub liiga killustatuks, võib see nõuda lisakanded. Sel juhul salvestab faili esimene kirje, mida nimetatakse baaskirjeks, teiste kirjete asukoha. Failide ja kataloogide andmed väike suurus(kuni 1500 baiti) sisalduvad täielikult esimeses kirjes.

Faili atribuudid NTFS-is

Iga NTFS-köite hõivatud sektor kuulub ühte või teise faili. Isegi failisüsteemi metaandmed on faili osa. NTFS käsitleb iga faili (või kataloogi) failiatribuutide komplektina. Sellised elemendid nagu failinimi, selle turvateave ja isegi selles sisalduvad andmed on failiatribuudid. Iga atribuut on identifitseeritud kindla tüübikoodi ja valikuliselt atribuudi nimega.

Kui faili atribuudid sobivad faili sisestus, nimetatakse neid residentide atribuutideks. Need atribuudid on alati faili nimi ja loomise kuupäev. Juhtudel, kui failiteave on ühte MFT-kirjesse mahutamiseks liiga suur, muutuvad mõned failiatribuudid mitteresidendiks. Residentide atribuudid salvestatakse ühte või mitmesse klastrisse ja need kujutavad endast alternatiivsete andmete voogu praeguse mahu kohta (selle kohta lähemalt allpool). NTFS loob atribuudi Atribuutide loend, et kirjeldada residentide ja mitteresidentsete atribuutide asukohta.

Tabelis 7 näitab peamist faili atribuudid, mis on määratletud NTFS-is. Seda nimekirja võidakse tulevikus täiendada.

CDFS failisüsteem

Windows 2000 toetab CDFS-failisüsteemi, mis vastab standardile ISO'9660, mis kirjeldab teabe paigutust CD-ROM-il. Toetatud pikad nimed failid vastavalt ISO'9660 2. tasemele.

Kell CD-ROMi loomine all kasutamiseks Windowsi juhtimine 2000 tuleks meeles pidada järgmist:

• kõik kataloogi- ja failinimed peavad sisaldama vähem kui 32 tähemärki;
• kõik kataloogi- ja failinimed peavad sisaldama ainult suurtähti;
• kataloogi sügavus ei tohiks ületada 8 taset juurest;
• Failinimelaiendite kasutamine on valikuline.

Failisüsteemide võrdlus

Under haldab Microsoft Windows 2000 võib kasutada failisüsteeme FAT16, FAT32, NTFS või nende kombinatsioone. Operatsioonisüsteemi valik sõltub järgmistest kriteeriumidest:

• kuidas arvutit kasutatakse;
• riistvaraplatvorm;
• kõvaketaste suurus ja arv;
• infoturbe

FAT-failisüsteemid

Nagu olete juba märganud, näitavad failisüsteemide - FAT16 ja FAT32 - nimedes olevad numbrid bittide arvu, mis on vajalik faili kasutatavate klastrinumbrite teabe salvestamiseks. Seega kasutab FAT16 16-bitist aadressi ja vastavalt sellele on võimalik kasutada kuni 2 16 aadressi. Operatsioonisüsteemis Windows 2000 asukohatabeli neli esimest bitti FAT-failid 32 on vaja nende enda vajadusteks, nii et FAT32-s ulatub aadresside arv 2 28-ni.

Tabelis Joonisel 8 on näidatud FAT16 ja FAT32 failisüsteemide klastri suurused.

Lisaks olulistele erinevustele klastri suuruses võimaldab FAT32 ka juurkataloogi laiendada (FAT16-s on kirjete arv piiratud 512-ga ja pikkade failinimede kasutamisel võib see olla veelgi väiksem).

FAT16 eelised

FAT16 eeliste hulgas on järgmised:

• operatsioonisüsteemide toetatud failisüsteem MS-DOS süsteemid, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, aga ka mõned UNIX operatsioonisüsteemid;
• seal on suur hulk programme, mis võimaldavad teil selles failisüsteemis vigu parandada ja andmeid taastada;
• kui kõvakettalt käivitamisel tekivad probleemid, saab süsteemi käivitada disketilt;
• See failisüsteem on üsna tõhus alla 256 MB mahtude jaoks.

FAT16 puudused

FAT16 peamised puudused on järgmised:

• juurkataloog ei tohi sisaldada rohkem kui 512 elementi. Pikkade failinimede kasutamine vähendab oluliselt nende elementide arvu;
• FAT16 toetab maksimaalselt 65 536 klastrit ja kuna mõned klastrid on reserveeritud operatsioonisüsteemi poolt, on saadaolevate klastrite arv 65 524. Igal klastril on antud loogilise üksuse jaoks fikseeritud suurus. Jõudes maksimaalne arv klastrite maksimaalne suurus (32 KB), on toetatud helitugevuse maksimaalne suurus piiratud 4 GB-ga (Windows 2000 korral). Ühilduvuse säilitamiseks operatsioonisüsteemidega MS-DOS, Windows 95 ja Windows 98 ei tohiks FAT16 all olev helitugevus ületada 2 GB;
• FAT16 ei toeta failide sisseehitatud kaitset ja tihendamist;
• Suurtel ketastel läheb palju ruumi kaotsi, kuna kasutatakse maksimaalset klastri suurust. Faili jaoks ei eraldata ruumi mitte faili suuruse, vaid klastri suuruse järgi.

FAT32 eelised

FAT32 eeliste hulgas on järgmised:

• kettaruumi eraldamine on tõhusam, eriti suurte ketaste puhul;
• FAT32 juurkataloog on tavaline klastrite ahel ja see võib asuda kõikjal kettal. Tänu sellele ei sea FAT32 juurkataloogi elementide arvule mingeid piiranguid;
• klastrite kasutamise kaudu väiksem suurus(4 KB ketastel kuni 8 GB) kettaruumi on tavaliselt 10-15% vähem kui FAT16 puhul;
• FAT32 on usaldusväärsem failisüsteem. Eelkõige toetab see juurkataloogi teisaldamise ja FAT-varukoopia kasutamise võimalust. Pealegi alglaadimise rekord sisaldab mitmeid failisüsteemi jaoks olulisi andmeid.

FAT32 puudused

FAT32 peamised puudused:

• Windows 2000 all FAT32 kasutamisel on helitugevus piiratud 32 GB-ga;
• FAT32 köited pole saadaval teistest operatsioonisüsteemidest – ainult Windows 95 OSR2 ja Windows 98 puhul;
• Alglaadimissektori varundamist ei toetata;
• FAT32 ei toeta failide sisseehitatud kaitset ja tihendamist.

NTFS failisüsteem

Windows 2000 käitamisel soovitab Microsoft vormindada kõik kõvaketta partitsioonid NTFS-i, välja arvatud need konfiguratsioonid, kus kasutatakse mitut operatsioonisüsteemi (välja arvatud Windows 2000 ja Windows NT). NTFS-i kasutamine FAT-i asemel võimaldab kasutada NTFS-i funktsioone. Nende hulka kuuluvad eelkõige:

• taastumise võimalus. See võimalus on failisüsteemi sisse ehitatud. NTFS tagab andmete turvalisuse tänu sellele, et kasutab protokolli ja mõningaid teabe taastamise algoritme. Süsteemi tõrke korral kasutab NTFS protokolli ja lisateavet automaatne taastamine failisüsteemi terviklikkus;
• teabe tihendamine. NTFS-köidete puhul toetab Windows 2000 üksikute failide tihendamist. Selliseid tihendatud faile saavad Windowsi rakendused kasutada ilma eelneva lahtipakkimiseta, mis toimub failist lugemisel automaatselt. Pärast sulgemist ja salvestamist pakitakse fail uuesti;
• lisaks sellele võime esile tõsta järgmised eelised NTFS:

Mõned operatsioonisüsteemi funktsioonid nõuavad NTFS-i;

Juurdepääsukiirus on palju suurem – NTFS minimeerib faili leidmiseks vajalike kettale juurdepääsute arvu;

Kaitske faile ja katalooge. Ainult NTFS-köidetel on võimalik määrata failide ja kaustade juurdepääsuatribuute;

Kell kasutades NTFS-i Windows 2000 toetab kuni 2 TB mahtu;

Failisüsteem säilitab alglaadimissektori varukoopia - see asub köite lõpus;

NTFS toetab krüptitud failisüsteemi (EFS), mis pakub kaitset faili sisule volitamata juurdepääsu eest;

Kui kasutate kvoote, saate piirata kasutajate tarbitava kettaruumi hulka.

NTFS-i miinused

Rääkides NTFS-failisüsteemi puudustest, tuleb märkida, et:

• NTFS-köited pole opsüsteemides MS-DOS, Windows 95 ja Windows 98 saadaval. Lisaks pole mitmed Windows 2000 all NTFS-is juurutatud funktsioonid Windows 4.0 ja varasemates versioonides saadaval;
• Väikeste mahtude puhul, mis sisaldavad palju väikeseid faile, võib jõudlus FAT-iga võrreldes väheneda.

Failisüsteem ja kiirus

Nagu oleme juba teada saanud, pakub FAT16 või FAT32 väikeste mahtude jaoks rohkem kiire juurdepääs failidele võrreldes NTFS-iga, kuna:

• FAT on lihtsama struktuuriga;
• kataloogi suurus on väiksem;
• FAT ei toeta failikaitset volitamata juurdepääsu eest – süsteem ei pea failiõigusi kontrollima.

NTFS minimeerib kettale pöördumiste arvu ja faili leidmiseks kuluvat aega. Lisaks, kui kataloogi suurus on piisavalt väike, et mahutada ühte MFT-kirjesse, loetakse kogu kirje korraga.

Üks FAT-i kirje sisaldab kataloogi esimese klastri klastri numbrit. FAT-faili vaatamiseks tuleb otsida kogu failistruktuurist.

Lühikesi ja pikki failinimesid sisaldavate kataloogidega tehtavate toimingute kiiruse võrdlemisel pidage meeles, et FAT-i toimingute kiirus sõltub toimingust endast ja kataloogi suurusest. Kui FAT otsib olematut faili, otsib see kogu kataloogist – see toiming võtab kauem aega kui NTFS-i kasutatavast B-puul põhinevast struktuurist otsimine. Faili leidmiseks kuluvat keskmist aega väljendatakse funktsioonina N/2 FAT-is ja log N-na NTFS-is, kus N on failide arv.

Järgmised tegurid mõjutavad kiirust, millega Windows 2000 suudab faile lugeda ja kirjutada.

• faili killustatus. Kui fail on väga killustatud, nõuab NTFS tavaliselt kõigi fragmentide leidmiseks vähem juurdepääsu kettale kui FAT;
• klastri suurus. Mõlema failisüsteemi puhul sõltub klastri vaikesuurus mahu suurusest ja seda väljendatakse alati astmena 2. Aadressid FAT16-s on 16-bitised, FAT32-s - 32-bitised, NTFS-is - 64-bitised;
• Klastrite vaikesuurus FAT-is põhineb asjaolul, et faili asukoha tabelis võib olla maksimaalselt 65 535 kirjet – klastri suurus on funktsioon, mis on jagatud 65 535-ga. Seega on FAT-köite vaikemaht alati suurem kui sama suurusega NTFS-mahu klastri suurus. Pange tähele, et FAT-mahtude suurem klastri suurus tähendab, et FAT-mahud võivad olla vähem killustatud;
• väikeste failide asukoht. NTFS-i kasutamisel sisalduvad väikesed failid MFT-kirjes. Ühte MFT-kirjesse mahutava faili suurus sõltub selle faili atribuutide arvust.

NTFS-köidete maksimaalne suurus

Teoreetiliselt toetab NTFS kuni 2 32 klastriga köiteid. Kuid sellegipoolest on lisaks selle suurusega kõvaketaste puudumisele ka muid piiranguid helitugevuse maksimaalsele suurusele.

Üks sellistest piirangutest on partitsioonitabel. Tööstusstandardid piiravad partitsioonitabeli 2 suurust 32 sektorini. Teine piirang on sektori suurus, mis on tavaliselt 512 baiti. Kuna sektori suurus võib tulevikus muutuda, piirab praegune maht ühe köite suuruseks 2 TB (2 32 x 512 baiti = 2 41). Seega on NTFS-i füüsiliste ja loogiliste mahtude praktiline piirang 2 TB.

Tabelis Joonisel 11 on näidatud NTFS-i peamised piirangud.

Juurdepääsu kontrollimine failidele ja kataloogidele

NTFS-köidete kasutamisel saate määrata failidele ja kataloogidele juurdepääsuõigused. Need õigused näitavad, millistel kasutajatel ja rühmadel on neile juurdepääs ning milline juurdepääsutase on lubatud. Sellised juurdepääsuõigused kehtivad nii kasutajatele, kes töötavad arvutis, kus failid asuvad, kui ka kasutajatele, kes pääsevad failidele võrgu kaudu juurde, kui fail asub kaugjuurdepääsuks avatud kataloogis.

NTFS-i all saate määrata ka kaugjuurdepääsu õigused koos faili- ja kataloogiõigustega. Lisaks piiravad failile juurdepääsu ka failiatribuudid (kirjutuskaitstud, peidetud, süsteemne).

FAT16 ja FAT32 all on võimalik määrata ka failiatribuute, kuid need ei anna failile juurdepääsuõigusi.

Tutvustatakse Windows 2000-s kasutatavat NTFS-i versiooni uut tüüpi Juurdepääsuload on päritud õigused. Vahekaart Turvalisus sisaldab valikut Lubage vanemalt päritavad õigused sellele failiobjektile levida, mis on vaikimisi aktiivne. See suvand vähendab oluliselt aega, mis kulub failide ja alamkataloogide juurdepääsuõiguste muutmiseks. Näiteks sadu alamkatalooge ja faile sisaldava puu juurdepääsuõiguste muutmiseks lihtsalt lubage see valik – Windows NT 4-s peate muutma iga üksiku faili ja alamkataloogi atribuute.

Joonisel fig. Joonisel 5 on näidatud dialoogipaneel Atribuudid ja vahekaart Turvalisus (jaotis Täpsemalt) – failile on lisatud laiendatud juurdepääsuõigused.

Tuletame meelde, et FAT-mahtude puhul saate juurdepääsu juhtida ainult helitugevuse tasemel ja selline juhtimine on võimalik ainult kaugjuurdepääsuga.

Failide ja kataloogide tihendamine

Windows 2000 toetab NTFS-köidetel asuvate failide ja kataloogide tihendamist. Tihendatud faile saab lugeda ja kirjutada mis tahes Windowsi rakendusega. Selleks pole vaja neid eelnevalt lahti pakkida. Kasutatav tihendusalgoritm on sarnane DoubleSpace'is (MS-DOS 6.0) ja DriveSpace'is (MS-DOS 6.22) kasutatavale, kuid sellel on üks oluline erinevus – MS-DOS-is tihendatakse kogu esmane partitsioon või loogiline seade, NTFS-i korral aga saab pakendada üksikuid faile ja katalooge.

NTFS-i tihendusalgoritm on loodud toetama kuni 4 KB suurusi klastreid. Kui klastri suurus on suurem kui 4 KB, ei ole NTFS-i tihendusfunktsioonid saadaval.

Iseparanev NTFS

NTFS-failisüsteemil on võime ise paraneda ja see suudab säilitada oma terviklikkuse, kasutades tehtud toimingute logi ja mitmeid muid mehhanisme.

NTFS käsitleb iga toimingut, mis muudab NTFS-köidete süsteemifaile, tehinguna ja salvestab sellise tehingu kohta teabe logisse. Alustatud tehingu saab kas täielikult lõpule viia (kohustus) või tagasi võtta (tagasi). Viimasel juhul naaseb NTFS-i maht enne tehingu algust olekusse. Tehingute haldamiseks kirjutab NTFS kõik tehingus sisalduvad toimingud enne kettale kirjutamist logifaili. Kui tehing on lõpule viidud, on kõik toimingud tehtud. Seega ei saa NTFS-i kontrolli all olla ootel toiminguid. Kettatõrgete korral katkestatakse ootel olevad toimingud lihtsalt.

NTFS teostab ka toiminguid, mis võimaldavad tal käigupealt tuvastada defektsed klastrid ja eraldada failitoimingute jaoks uusi klastreid. Seda mehhanismi nimetatakse klastri ümberkujundamiseks.

IN seda arvustust Vaatasime erinevaid Microsoft Windows 2000 toetatud failisüsteeme, arutasime nende kujundust ning märkisime ära nende eelised ja puudused. Kõige lootustandvam on NTFS-failisüsteem, millel on suur hulk funktsioone, mis pole teistes failisüsteemides saadaval. NTFS-i uus versioon, mida toetab Microsoft Windows 2000, on veelgi suurema funktsionaalsusega ja seetõttu soovitatakse seda kasutada operatsioonisüsteemi Win 2000 installimisel.

ComputerPress 7"2000

Windows toetab erinevate välisseadmete jaoks mitut failisüsteemi:

• NTFS - peamine failisüsteem Windowsi perekond NT;
• FAT (File Allocation Table) on lihtne failisüsteem, mida Windows kasutab välkmäluseadmete jaoks, samuti ühilduvuse tagamiseks teiste operatsioonisüsteemidega, kui see on installitud mitme alglaadimisega ketastele. Selle failisüsteemi põhielement on FAT-failide eraldamise tabel (mille järgi nimetatakse kogu failisüsteemi), mis on vajalik faili asukoha määramiseks kettal. FAT-i on kolm varianti, mis erinevad failide asukohta tähistavate identifikaatorite bitisügavuse poolest: FAT12, FAT16 ja FAT32;
• exFAT (Extended FAT) on FAT-failisüsteemi arendus, mis kasutab 64-bitiseid identifikaatoreid. Kasutatakse peamiselt välkmäluseadmete jaoks;
• CDFS (CD ROM failisüsteem) on CD-ketaste failisüsteem, mis ühendab ISO formaadid 9660 1ISO 9660 – ISO (International Organisation for Standardization) standard CD-failisüsteemidele ja Joliet 2 Joliet on Microsofti välja töötatud ISO 9660 standardi laiendus. Eemaldab ranged piirangud failide nimetamisel ;
• UDF (universaalne Ketta vorming – universaalne formaat kettad) on CD- ja DVD-ketaste failisüsteem, mis on mõeldud ISO asendamine 9660.

Edasiseks aruteluks peate teadma järgmisi olulisi mõisteid: ketas, partitsioon, lihtsad ja ulatuvad köidud, sektor, klaster.

ketas (ketas) - seade väline mälu , näiteks kõvaketas või optiline ketas (CD, DVD, Blu ray).

Partition – pidev osa raskest kettale. Ketas võib sisaldada mitut partitsiooni.

Maht (maht) või loogiline ketas (loogiline ketas) - välismälu ala, millega operatsioonisüsteem töötab ühtse tervikuna. Mahud võivad olla lihtsad või liited.

Lihtmaht – ühest vaheseinast koosnev köide.

Multipartition volume – mitmest partitsioonist (mitte tingimata ühel kettal) koosnev köide.

Sektsiooni mõisted ja lihtne maht erinevad: esiteks moodustatakse sektsioonid peamiselt ainult kõvakettad ja köited luuakse muudel välistel mäluseadmetel (nt sisse optilised kettad ja välkmäluseadmed), teiseks seostatakse mõistega "partitsioon". füüsiline seade, ja "mahu" mõiste – välismälu loogilise esitusega.

Sector ( sektor ) – fikseeritud suurusega andmeplokk kettal; ketta väikseim teabeühik. Kõvaketaste tüüpiline sektori suurus on 512 baiti optilised kettad- 2048 baiti. Ketas jagatakse üks kord ketta loomise käigus sektoriteks. madala taseme vormindamine ja tavaliselt ei saa seda muuta.

Klaster on loogiline andmeplokk kettal, mis sisaldab ühte või mitut sektorit. Klastrit moodustavate sektorite arv on tavaliselt kahe astme kordne. Klastri suuruse määrab operatsioonisüsteem kõrgetasemelise vormindamisprotsessi kaudu, mida saab teha mitu korda.

Kui fail kirjutatakse kettale, hõivab see alati täisarvulise arvu klastreid. Näiteks 100-baidine fail 4 KB klastri suurusega failisüsteemis võtab täpselt 4 KB.

Klastri suuruse valik on seotud järgmiste kaalutlustega. Väikesed klastrid vähendavad praktiliselt kasutamata kettaruumi, mis tekib, paigutades faili mitmesse klastrisse. Kuid samal ajal suureneb kettal olevate klastrite koguarv ja suureneb failisüsteemi teenusestruktuuride suurus, milles failide kohta teavet salvestatakse.

NTFS-i funktsioonid

Failisüsteem NTFS-i (New Technology File System) töötas Microsoft välja 1990ndate alguses. kui peamine failisüsteem Windowsi operatsioonisüsteemide serveriversioonide jaoks. NTFS võeti operatsioonisaalis kasutusele 1993. aastal Windowsi süsteem NT 3.1.

Praegu peetakse NTFS-i eelistatud failisüsteemiks nii serverite kui ka kliendi versioonid Windows.

NTFS kasutab 64-bitiseid klastri ID-sid, nii et teoreetiliselt võib NTFS-i köide sisaldada 264 klastrit (16 EB3 2 10 baiti = 1 kilobait (KB), 2 20 baiti = 1 megabait (MB), 2 30 baiti = 1 gigabait (GB), 2 40 baiti = 1 terabait (TB), 2 50 baiti = 1 petabait (PB), 2 60 baiti = 1 eksabait (EB), 2 70 baiti = 1 zettabait (ZB).). Kuid praegused Windowsi rakendused toetavad ainult 32-bitist klastri adresseerimist, mis 64 KB (216 baiti) maksimaalse klastri suurusega võimaldab NTFS-i mahtude suurust kuni 256 TB:

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

Kui mahud on suuremad kui 4 GB Windowsi vormindamine soovitab klastri vaikesuurust 4 KB.

Loetleme mõned NTFS-i funktsioonid [, lk 761].

• taastatavus – failisüsteemi võimalus naasta töötingimused pärast rikke ilmnemist. See võimalus realiseerub esiteks tänu aatomitehingute toetamisele ja teiseks infosalvestuse liiasusele. Aatomitehing on toiming failisüsteemis, mille tulemuseks on failisüsteemi muudatus, mis õnnestub täielikult või ebaõnnestub üldse (st kui tuumatehing ebaõnnestub, tühistatakse kõik muudatused). Liiasust kasutatakse kõige olulisemate failisüsteemi andmete salvestamisel, mis on selle õigeks toimimiseks kriitilised;
• turvalisus – failide kaitsmine volitamata juurdepääsu eest. Rakendatud mudeli abil Windowsi turvalisus käsitletud loengus 9 "Turvalisus Windowsis";
• krüptimine - faili teisendamine krüptitud koodiks, mida ei saa ilma võtmeta lugeda. Tavapärased turvamehhanismid, nagu failidele kasutajaõiguste määramine, ei paku täielik kaitse teavet, näiteks kui teisaldate ketta teise arvutisse. Operatsioonisüsteemi administraator pääseb alati juurde teiste kasutajate failidele, isegi NTFS-köitel. Seetõttu sisaldab NTFS tuge krüpteerivale failisüsteemile (EFS), mis muudab failide krüpteerimise ja dekrüpteerimise lihtsaks;
• RAID-tugi (redundant Array of Odavate (sõltumatute) ketaste massiiv – liiasusega odavate (sõltumatute) ketaste massiiv) – võimalus kasutada teabe salvestamiseks mitut ketast; andmed ühelt kettalt kopeeritakse automaatselt teistele, tagades sellega suurema töökindluse;
• kettakvoodid kasutajatele (Per-User Volume Quota) – võimalus eraldada iga kasutaja jaoks konkreetne kettaruum (kvoodid); NTFS ei luba kasutajal kirjutada kettale andmeid, mis ületavad eraldatud kvooti.

NTFS-i struktuur

NTFS-köite struktuur on näidatud joonisel 17.1.

Riis.

17.1. Köite alguses on helitugevuse alglaadimisrekord (Volume Boot Record), mis sisaldab koodi Windowsi käivitamine , köiteteave (eriti failisüsteemi tüüp), aadressid süsteemifailid

($ Mft ja $ MftMirr – vt allpool). Alglaadimisrekord võtab tavaliselt 8 KB (esimesed 16 sektorit).

Köite teatud piirkonnas (selle ala alguse aadress on alglaadimiskirjes näidatud) asub NTFS-süsteemi peamine struktuur - põhifailitabel (Master File Table, MFT). Selle tabeli kirjed sisaldavad kogu teavet köite failide asukoha kohta ja väikesed failid salvestatakse otse MFT-kirjetesse. Tähtis NTFS funktsioon

on see, et kogu teave, nii kasutaja kui ka süsteemi kohta, salvestatakse failide kujul. Süsteemifailide nimed algavad märgiga "$". Näiteks köite alglaadimiskirje sisaldub failis $Boot ja põhifailitabel failis $Mft. Selline teabe korraldamine võimaldab teil töötada ühtlaselt nii kasutaja kui ka süsteemi andmetega. Kuna MFT on kriitiline süsteemistruktuur, millele pääseb kõige sagedamini juurde mahuoperatsioonide ajal, on kasulik salvestada $Mft-fail loogilise ketta külgnevale alale, et vältida selle killustumist (asetades selle ketas) ja seetõttu suurendage sellega töötamise kiirust. Selleks eraldatakse helitugevuse vormindamisel külgnev ala, mida nimetatakse tsooniks.