9. Файловые системы на основе fat

Основными для Win 32 являются файловые системы:

– FAT 16 и расширеннаяFAT 16 – совместимые с DOS файловые системы; расширенная FAT 16 поддерживает длинные имена файлов (до 255 символов) и различие регистра букв в них (однако сравнение имен является "регистро-нечувствительным" по причинам совместимости); помимо недостаточных надежности и производительности, не позволяет использовать логические разделы более 2 Гбайт, что в настоящее время является серьезным ограничением;

– FAT 32 – дальнейшее развитие FAT, использует те же принципы, но поддерживает логические разделы (и, следовательно, диски) большего размера и с большим числом кластеров; в первоначальном виде работала с разделами до 32 (??) Гбайт, для разделов еще большего размера определен дополнительный тип логического раздела;

– CDFS – файловая структура для компакт-дисков.

Windows NT поддерживает также файловые системы:

– NTFS (New Technology File System) – естественная для Windows NT система, подробнее рассматривается ниже;

– HPFS (High-Performance File System) – файловая система OS/2, поддерживается в целях совместимости; обычно рекомендуется по возможности заменять HPFS на NTFS.

Примечание. Поддержка HPFS была прекращена в Windows 2000 как утратившая актуальность. Тем не менее, при необходимости ее можно восстановить путем "ручного" переноса соответствующих модулей из WinNT 4.x.

X.2 Файловая система ntfs

Файловая система NTFS является естественной для Windows NT, разработана на смену системам FAT и HPFS и предназначена для организации данных на жестком диске. NTFS значительно расширяет возможности FAT в направлении повышения эффективности и надежности. Доступ к файлам в NTFS, как правило, более быстрый, чем в FAT. NTFS является самовосстанавливающейся файловой системой. Она устойчива к крахам приложений, системы, операций ввода-вывода и разработана таким образом, чтобы восстанавливать корректность данных без использования специальных сервисных программ проверки дисков. NTFS поддерживает разграничение доступа к файлам, имена файлов в произвольном алфавите, а также механизмы защиты.

Любой распределенный сектор NTFS принадлежит какому-либо файлу. Это относится даже к внутренним структурам данных. Системой используются следующие файлы:

Master File Table ($Mft) – список содержимого тома;

Master File Table 2 ($MftMirr) – зеркальноеотображение Master File Table;

Log File ($LogFile) – протокол последних операций с файловой структурой;

Volume ($Volume) – имя, версия и другая информация о томе;

Attribute Definitions ($AttrDef) – таблица имен, номеров и описания атрибутов;

Root Filename Index ($.) – корневойкаталог;

Cluster Bitmap ($Bitmap) – битовая карта распределения кластеров;

Boot File ($Boot) – загрузочная запись тома;

Bad Cluster File ($BadClus) – файл, состоящий из сбойных кластеров.

Для каждого файла на томе NTFS существует специальная запись в MFT. Первые 16 записей MFT зарезервированы для специального использования. Первая запись описывает саму MFT, а вторая - ее копию MFT2. Начало области данных MFT и MFT2 записано в загрузочном секторе, расположенном в начале диска. Копия загрузочного сектора хранится в середине диска. Третья запись определяет Log File, используемый для восстановления файловой структуры в случае сбоев. Начиная с семнадцатой записи в MFT содержится информация о каталогах и файлах тома.

Каждая запись в MFT занимает достаточно большое место. Небольшие файлы (до 1500 байт) помещаются внутри этой записи и не требуют для хранения дополнительного места на диске. Такой способ хранения файлов значительно ускоряет доступ к ним. В случае, если файл не помещается внутри одной записи, в MFT содержится информация о расположении файла. Небольшие каталоги также размещаются внутри одной записи MFT. В противном случае они организуются в виде B-дерева.