Есть
много способов организации информации, данных и программ, которые мы храним на
наших жестких дисках. В период модернизации старых компьютеров и перехода на
операционную систему Windows XP появилась возможность использовать файловую
систему NTFS. Вследствие этого у пользователей возник вопрос, какую файловую
систему использовать для хранения информации на жестком диске. В этой статье
попробуем описать основные характеристики файловых систем NTFS и FAT32, а также
их плюсы и минусы.
Организация диска.
Прежде
чем жесткий диск сможет хранить данные, он должен быть соответствующим образом
настроен, то есть введен в состоянии при котором операционная система
компьютера смогла бы работать с данными сохраненными на нем. Для того чтобы
операционная система смогла выделить необходимую информацию жесткий диск
делится на определенные сектора. Это достигается посредством низкоуровневого
форматирования, при котором каждому сектору присваивается 512 байт. Сектора в
свою очередь группируются в кластеры. Каждый файл, сохраненный на вашем
компьютере, занимает один или несколько кластеров (в зависимости от объема
файла). Размер кластера зависит от операционной системы и также от размера
жесткого диска и является ключевым фактором при определении операционной
системы, ее производительности и скорости. Каждая система имеет свой способ
хранения информации об атрибутах и фактического физического местонахождения
отдельных файлов. Для выполнения компьютерной операции требуется найти и
загрузить в оперативную память определенный файл, где он будет обработан и
вследствие чего операция будет выполнена. Для этого файловые системы NTFS и
FAT32 имеют совершенно разные подходы.
Файловая система FAT32
FAT
является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой
файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в
самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой
таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны
храниться в определенном месте на диске (для правильного определения места
расположения файлов загрузки).
Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер
которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге
создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные.
Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний
кластер файла, или указывает на следующий кластер.
Обновление таблицы размещения файлов имеет большое значение и требует много
времени. Если таблица размещения файлов не обновляется регулярно, это может
привести к потере данных. Длительность операции объясняется необходимостью
перемещения читающих головок к логической нулевой дорожке диска при каждом
обновлении таблицы FAT.
Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом
обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT
поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только
чтение» и «Архивный»
Основными преимуществами файловой системы FAT32 являются: высокая
скорость работы; низкое требование к объему оперативной памяти; эффективная
работа с файлами средних и малых размеров; более низкий износ дисков,
вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.
Основными недостатками файловой системы FAT32 являются: низкая защита от
сбоев системы; не эффективная работа с файлами больших размеров; ограничение по
максимальному объему раздела и файла; снижение быстродействия при фрагментации;
пониженное быстродействие при работе с каталогами, которые содержат большое
количество файлов.
Файловая cистема NTFS
Как
и любая другая система, NTFS делит все полезное место на кластеры - блоки
данных, используемые единовременно. NTFS поддерживает почти любые размеры
кластеров - от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом же считается кластер
размером 4 Кбайт. Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12% диска
отводятся под так называемую MFT зону - пространство, в которое растет метафайл
MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда
держится пустой - это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл
(MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют
собой обычное пространство для хранения файлов.
Свободное место диска включает в себя всё физически свободное место -
незаполненные куски MFT-зоны туда тоже включаются. Механизм использования
MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство,
MFT-зона просто сокращается (в текущих версиях операционных систем ровно в два
раза), освобождая, таким образом, место для записи файлов. При освобождении
места в обычной области MFT зона может снова расширится. При этом не исключена ситуация,
когда в этой зоне остались и обычные файлы: никакой аномалии тут нет.
Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации:
каждый элемент системы представляет собой файл. Самый главный файл на NTFS
называется MFT, или Master File Table - общая таблица файлов. Именно он
размещается в MFT зоне и представляет собой централизованный каталог всех
остальных файлов диска. MFT поделен на записи фиксированного размера (обычно 1
Кбайт), и каждая запись соответствует, какому либо файлу. Первые 16 файлов
носят служебный характер и недоступны операционной системе - они называются
метафайлами, причем самый первый метафайл - сам MFT. Эти первые 16 элементов
MFT - единственная часть диска, имеющая фиксированное положение. Интересно, что
вторая копия первых трех записей, для надежности - они очень важны - хранится
ровно посередине диска. Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой
другой файл, в произвольных местах диска - восстановить его положение можно с
помощью его самого, "зацепившись" за самую основу - за первый элемент
MFT.
Основными достоинствами файловой системы NTFS является: быстрая скорость
доступа к файлам малого размера; размер дискового пространства практически не
ограничен; фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему; высокая
надежность сохранения данных и самой файловой структуры; высокая
производительность при работе с файлами большого размера.
Основными недостатками файловой системы NTFS является: более высокие
требования к объему оперативной памяти по сравнению с FAT 32; работа с
каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации; более низкая
скорость работы по сравнению с FAT 32
|
