21 Физическая организация fat.

Для обеспечения доступа приложений к файлам операционная система с файловой системой FAT использует следующие структуры: 1)загрузочные секторы главного и дополнительных разделов; 2)загрузочные секторы логических дисков (разделов); 3)корневой каталог; 4)область данных; 5)цилиндр для выполнения диагностических операций чтения-записи На дискетах, в отличие от жесткого диска, нет загрузочных секторов главного и дополнительных разделов и диагностического цилиндра. Эти структуры создаются программой Fdisk, которая не применяется для дискет, так как они на разделы не разбиваются. Чтобы установить на один жесткий диск несколько операционных систем, его надо разбить на разделы. В загрузочном секторе главного раздела создается таблица списка разделов.

22 Физическая организация ntfs.

Файловая система NTFS была разработана в качестве основной файловой системы для ОС Windows NT в начале 90-х годов.

Основными отличительными свойствами NTFS являются:

− поддержка больших файлов (теоретически до 16 Терабайт) и больших дисков (2⁶⁴ байт);

− восстанавливаемость после сбоев и отказов программ и аппаратуры управления дисками;

− высокая скорость операций, в том числе и для больших дисков;

− низкий уровень фрагментации, в том числе и для больших дисков;

− гибкая структура, допускающая развитие за счет добавления новых типов записей и атрибутов файлов с сохранением совместимости с предыдущими версиями ФС;

− устойчивость к отказам дисковых накопителей;

− поддержка длинных символьных имен;

− контроль доступа к каталогам и отдельным файлам.

В отличие от разделов FAT все пространство тома NTFS представляет собой либо файл, либо часть файла. Основой структуры тома NTFS является главная таблица файлов (Master File Table, MFT), которая содержит, по крайней мере, одну запись для каждого файла тома, включая одну запись для самой себя. Каждая запись MFT имеет фиксированную длину, зависящую от объема диска, - 1,2 или 4 Кбайт. Для большинства дисков, используемых сегодня, размер записи MFT равен 2 Кбайт, который далее будет считаться размером записи по умолчанию.

Все файлы на томе NTFS идентифицируются номером файла, который определяется позицией файла в MFT.

Весь том NTFS состоит из последовательности кластеров, что отличает эту файловую систему от рассмотренных ранее, где на кластеры делилась только область данных. Порядковый номер кластера в томе NTFS называется логическим номером кластера (Logical Cluster Number, LCN). Файл NTFS также состоит из последовательности кластеров, при этом порядковый номер кластера внутри файла называется виртуальным номером кластера (Virtual Cluster Number, VCN).

Для хранения номера кластера в NTFS используются 64-разрядные указатели, что дает возможность поддерживать тома и файлы размером до 2⁶⁴кластеров. При размере кластера в 4 Кбайт это позволяет использовать тома и файлы, состоящие из 64 миллиардов килобайт.

Структура тома NTFS показана на рисунке 8. Загрузочный блок тома NTFS располагается в начале тома, а его копия - в середине тома. Загрузочный блок содержит стандартный блок параметров BIOS, количество блоков в томе, а также начальный логический номер кластера основной копии MFT и зеркальную копию MFT.

Рисунок 8 - Структура тома NTFS

Далее располагается первый отрезок MFT, содержащий 16 стандартных, создаваемых при форматировании записей о системных файлах NTFS. Назначение этих файлов описано в показанной ниже таблице MFT (таблица 1).

Номер записи	Системный файл	Имя файла	Назначение файла
	Главная таблица файлов	$Mft	Содержит полный список файлов тома NTFS
	Копия главной таблицы файлов	SMftMirr	Зеркальная копия первых трех записей MFT
	Файл журнала	SLogFile	Список транзакций, который используется для восстановления файловой системы после сбоев
	Том	SVolume	Имя тома, версия NTFS и другая информация о томе
	Таблица определения атрибутов	SAttrDef	Таблица имен, номеров и описаний атрибутов
	Индекс корневого каталога	$.	Корневой каталог
	Битовая карта кластеров	SBitmap	Разметка использованных кластеров тома
	Загрузочный сектор раздела	SBoot	Адрес загрузочного сектора раздела
	Файл плохих кластеров	SBadClus	Файл, содержащий список всех обнаруженных на томе плохих кластеров
	Таблица квот	SQuota	Квоты используемого пространства на диске для каждого пользователя
	Таблица преобразования регистра символов	SUpcase	Используется для преобразования регистра символов для кодировки Unicode
11-15	Зарезервированы для будущего использования

В NTFS файл целиком размещается в записи таблицы MFT, если это позволяет сделать его размер. В том же случае, когда размер файла больше размера записи MFT, в запись помещаются только некоторые атрибуты файла, а остальная часть файла размещается в отдельном отрезке тома (или нескольких отрезках). Часть файла, размещаемая в записи MFT, называется резидентной частью, а остальные части - нерезидентными. Адресная информация об отрезках, содержащих нерезидентные части файла, размещается в атрибутах резидентной части.

Базовая единица распределения дискового пространства для файловой системы NTFS - непрерывная область кластеров, называемая отрезком. В качестве адреса отрезка NTFS использует логический номер его первого кластера, а также количество кластеров в отрезке k, то есть пара (LCN, k). Таким образом, часть файла, помещенная в отрезок и начинающаяся с виртуального кластера VCN, характеризуется адресом, состоящим из трех чисел: (VCN, LCN, k).