1 Введение 2

1.1 История развития файловой системы 2

2 Логическая структура диска 3

2.1 Таблица разделов и логические диски 3

2.2 Главная загрузочная запись 3

2.3 Таблица разделов диска 3

2.4 Загрузочная запись 4

2.5 Загрузка операционной системы 4

2.6 Первичный и расширенный раздел 4

3 Файловые системы Windows 5

3.1 FAT12, FAT16 5

3.1.1 Структура FAT 5

3.1.2 Файлы и каталоги 5

3.1.3 Использование FAT в Windows 6

3.1.3.1 Длинные имена 6

3.1.3.2 Генерация короткого имени файла 6

3.2 FAT32 6

3.2.1 Проблемы FAT16 6

3.2.2 Устранение потерь 7

3.2.3 Изменения архитектуры FAT 7

3.3 HPFS 7

3.3.1 Архитектура файловой системы HPFS 7

3.3.2 Особенности использования HPFS с Windows NT 3.5x 8

3.4 NTFS 8

3.4.1 Возможности NTFS 8

3.4.2 Архитектура файловой системы NTFS 8

3.4.2.1 Главная файловая таблица 8

3.4.2.2 Атрибуты файла NTFS 9

3.4.2.3 Системные файлы NTFS 10

3.4.3 Защита целостности данных 10

3.4.3.1 Горячая фиксация 10

3.4.3.2 Механизм транзакций 10

3.4.3.3 Ленивая передача 11

3.4.3.4 Контрольные точки файла регистрации 11

3.5 Сравнение возможностей FAT, HPFS и NTFS 11

1. Введение

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие "файловая система" включает:

• совокупность всех файлов на диске,

• наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,

• комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.

1. История развития файловой системы

В 1981 году фирма IBM представила первый персональный компьютер, который работал под управлением новой операционной системы MS-DOS, разработанной Microsoft. Этот компьютер содержал 16-разрядный процессор Intel8088 и два дисковода для гибких дисков низкой плотности. Файловая система MS-DOS, названная по её таблице размещения файлов FAT, предоставляла значительно больше возможностей, чем это требовалось для существующих тогда маленьких дисковых объёмов и управления иерархическими структурами файлов и каталогов. Эта файловая система продолжала удовлетворять потребности пользователей персональных компьютеров и в течение многих последующих лет, когда мощность аппаратных средств непрерывно возрастала. Однако поиск файлов и данных на сравнительно больших жёстких дисках стал производиться значительно менее эффективно по сравнению с гибкими дисками небольшой ёмкости первых персоналок.

Но в 1987 году возможности файловой системы FAT, разработанной за десять лет до этого фирмой Microsoft для интерпретатора Standalone Basic и позднее приспособленной для операционной системы MS-DOS, были исчерпаны. FAT предназначалась для дисков размером не более 32 мегабайт, и новые жёсткие диски большей ёмкости оказывались бесполезными для пользователей PC. Некоторые независимые поставщики предлагали свои способы решения этой проблемы, однако лишь с появлением MS-DOS 4.0 этот кризис был преодолён — на некоторое время. Значительные изменения структуры файловой системы в MS-DOS 4.0 позволили операционной системе работать с дисками ёмкостью до 128 Мбайт; с внесением в последующем небольших изменений этот предел был поднят до 2 Гбайт.

В 1990 году была создана высокоэффективная файловая система HPFS (High Performance File System), которая являлась частью операционной системы OS/2 версии 1.х. Эта файловая система разрабатывалась для больших жёстких дисков PC. Вслед за HPFS появилась HPFS386, которая являлась частью Microsoft LAN Manager и была рассчитана на использование преимуществ 32-разрядных процессоров.

В июле 1993 года появились первые операционные системы семейства NT (New Technology), Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1, в которые была включена новая файловая система NTFS, нацеленная на эффективную работу с большими дисками, а так же на обеспечение целостности данных (защиту целостности данных при сбоях в системе).

Несмотря на появление технически более совершенных файловых систем, FAT не потеряла своей популярности из за отсутствия поддержки более продвинутых файловых систем в популярных OS Windows 9x, и из за завышенных системных требований операционных систем семейства Windows NT. Но когда-то очень высокий потолок в 2Гбайта превратился в серьёзное препятствие. В 1997 году фирма Microsoft разработала новое расширение FAT — FAT32. FAT32 позволяет использовать диски ёмкостью до 2 Тбайт и обеспечивает более эффективное использование жёстких дисков различного объёма (в том числе и <2 Гбайт).