Файловая система FAT и NTFS

Файловая система – это способ хранения файлов на диске. Системы FAT16 и FAT32 используют 16 и 32 разрядную таблицу размещения файлов (FAT). В FAT32 - максимальные размер файла и раздела – 2ГБ и 40ГБ. Система недостаточно стабильна (типичная ошибка – неверный размер свободной области). Сильно подвержена фрагментации. Вместе с тем, имеет высокое быстродействие и хорошую программную поддержку.

С появлением NT-подобных операционных систем была предложена файловая система NTFS. Использует 48-разрядную адресацию. Поэтому ограничения на размер файла и диска практически отсутствуют. 12% диска отводятся под основную таблицу файлов MFT (Master File Table), а также ее копию. Повреждение MFT возможно только при практически полном выходе диска из строя.

Отказоустойчивость NTFS связана с тем, что работа с данными производится на основе транзакций - действий, совершаемых целиком и корректно или не совершаемых вообще.

Каталог в NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги. Его внутренняя структура подобна бинарному дереву, что позволяет в десятки раз сократить время поиска нужного файла (так называемый метод деления пополам). Чем больше файлов в каталоге, тем больше преимущество перед FAT32 при поиске.

Разграничение прав доступа к файлам в NTFS далеко не всегда защищает от несанкционированного доступа к секретным данным. Злоумышленник может подключить ваш жесткий диск к другому компьютеру и без труда прочесть нужные файлы, поскольку ограничение прав доступа не распространяется за пределы вашей ОС. Поэтому в NTFS была введена дополнительная мера - шифрование данных на уровне файловой системы, что позволяет скрывать информацию более успешно.

Сжатие данных в NTFS тоже производится на уровне ФС, что позволяет работать с ними относительно быстро, распаковывая информацию "на лету". Механизм сжатия чрезвычайно гибок - можно упаковывать даже половину файла, другую часть оставляя несжатой.

Имя файла может содержать любые символы, включая полный набор национальных алфавитов, так как данные представлены в Unicode (65535 разных символов). Используется сжатие данных на уровне файловой системы. Это позволяет работать с файлами относительно быстро.

Поддерживается автоматическое восстановление системы после сбоя.

Однако, высокие требования к оперативной памяти и сложность полной дефрагментации ограничивают использование NTFS. Скорость жестких дисков в FAT32 несколько выше, чем в NTFS.

14.4. Структура дисков и способы передачи данных

Диск состоит из дорожек (цилиндров). Дорожка разделена на секторы по 512 байт. Секторы объединяются в кластеры. Последние являются единицей адресации диска. Кластеры объединяются в разделы и логические диски. Разметка разделов называется форматированием. Раздел бывает загрузочным и обычным. В начале загрузочного раздела имеется системная область, содержащая загрузочный сектор (Boot) со служебной информацией, таблицу размещения файлов (FAT, TOC) и ее копию, а также корневой каталог. Обычный раздел содержит записи в виде файлов. Особенностью функционирования стирающихся дисков является эффект фрагментации файлов.

Имеется несколько причин тому, чтобы число разделов на диске было не менее двух. При этом в первом из них устанавливается операционная система:

· скорость в начале диска выше, а файл подкачки размещается, как правило, в конце диска

· при установке системы может понадобиться форматирование диска.

Способы передачи данных. Для передачи данных между накопителем и памятью ПК используется два основных способа:

1) Программный ввод/вывод (Programmed Input/Output, PIO) - выполняется с помощью ЦП. Имеются стандарты Mode 0 – Mode 5, обеспечивающие скорость передачи от 3,3МБ/с до 20МБ/с.

2) Прямой доступ к памяти (DMA) - исполняется с помощью контроллера накопителя без участия ЦП. Имеются режимы SingleWord 0-2 со скоростью передачи 2.1-8.3МБ/с, MultiWord 0-3 со скоростью до 20МБ/с, Ultra DMA33 – Ultra DMA133 (ATA66-ATA133) со скоростью интерфейса до 133МБ/с, Serial ATA - более 155 МБ/с. Стандарт Ultra DMA 33 и выше использует механизм обнаружения ошибок с помощью циклического контрольного кода (CRC).

Контрольные вопросы

1. Особенности внутренней памяти ПК.

2. Особенности внешней памяти ПК.

3. Дисковая память ПК.

Дата добавления: 2014-12-07