Файлові системи ntfs і fat32

Порівняння NTFS і FAT32.

NTFS

Цю файлову систему використовують такі операційні системи, як Windows NT / 2000 / XP. При установці NTFS, диск розділяється на дві нерівні частини: перша відводитися під MFT (Master File Table - загальна таблиця файлів), називається MFT - зоною і займає близько 12% від загального розміру диска, другу частину займають власне Ваші дані. Є ще й третя зона, але про неї пізніше. Що за звір цей MFT? Це основа NTFS. Він лежить, як було сказано раніше, в MFT - зоні т. Е. На початку диска. Кожен запис в MFT відповідає якомусь файлу і займає близько 1 Kb. За своєю суттю це каталог усіх файлів знаходяться на диску. Треба зауважити, що будь-який елемент даних в NTFS розглядається як файл, навіть MFT. Перші 16 файлів (метафайли) в MFT - зоні є особливою кастою. У них міститься службова інформація, вони мають фіксоване положення і вони недоступні навіть операційній системі. До речі, першим з цих 16 є сам MFT - файл. Існує копія перших трьох записів. Пам`ятаєте, я казав про третій зоні, так ось там вона і лежить і своїм становищем, якщо можна так висловитися, ділить диск навпіл. Навіщо це зроблено? Так для надійності, в разі втрати інформації в MFT - файлі, завжди можна відновити інформацію, а там вже справа техніки, так би мовити. Всі інші файли в MFT - зоні можуть розташовуватися довільно. Треба зауважити, що в MFT - зоні теоретично крім службових файлів нічого не перебувати. Але бувають випадки, коли місця на тій частині диска, що відведена для користувача не залишається :-( і тоді MFT - зона зменшується. Відповідно з`являється місце в другій половині диска для запису даних. Коли ж в цій зоні звільняється достатня кількість вільного місця, MFT - зона знову розширюється. і ось тут то з`являється проблема. У MFT - зону потрапляють звичайні файли і вона починає фрагментуватися. Це не смертельно звичайно, але і приємного тут мало. але повернемося до наших баранів, тобто метафайли. Кожен з них відповідає за якусь облас ь роботи. Починаються вони з символу імені $ (тим, хто займається програмуванням значок відомий). Наведу приклад деяких з них:

• MFT - не що інше як сам MFT
• MFTmirr - та сама копія, що по серединці диска
• LogFile - це файл журналирования
• Boot - як видно з назви, його величність завантажувальний сектор
• Bitmap - карта вільного місця розділу

Ну і так далі. Інформація про метафайли перебувати в MFT - файлі. Складно? Є така справа. Але вся ця фігня придумана для збільшення надійності NTFS і себе виправдовує. Їдемо далі. NTFS практично не має обмеження на розміри диска (у всякому разі при нинішніх технологіях виробництва жорстких дисків). Розмір кластера може варіюватися від 512 b до 64 Kb, хоча звичайний його розмір дорівнює 4 Kb.

Поговоримо тепер про каталог. Це метофайл з позначенням $. . Він розділений на частини в кожній з яких міститься ім`я файлу, його атрибути і посилання на MFT - файл. А там вже є вся інша інформація. Каталог являє собою бінарне дерево. Спробуємо розібратися, що це за фігня така. В каталозі інформація про дані на диску розташована таким чином, що при пошуку будь-якого файлу каталог розбивався на дві частини і відповідь полягала в тому, в якій саме частині знаходитися шукане. Потім те ж саме операція повторюється в обраній половині. І так до тих пір, поки не буде знайдено потрібний файл.

А тепер про файлах. Їх як таких немає. Нормально, да! Є так звані стрім, або кажучи нормальним російською мовою - потоки. Тобто, будь-яка одиниця інформації являє собою кілька потоків. Один потік - це самі дані, він є основним. Інші потоки - атрибути файлу. До будь-якого файлу можна прикріпити будь-який інший файл. Простіше кажучи, до водних потоків одних даних можна прикріпити абсолютно новий потік і записати туди нові дані. Ось тільки інформація за обсягом файлу береться за обсягом основного потоку. Порожні або малорозмірні файли на диску відображені тільки в метафайли. Зроблено це з метою економії дискового простору. Взагалі треба зазначити, що поняття файл набагато глибше і ширше і все властивості описати досить складно. Зазначу, що максимальна довжина імені файлу може досягати 255 символів.

До всього іншого, файли NTFS мають такий чудовий атрибут як стиснений. Будь-який файл або навіть каталог може бути стиснутий. Сама операція стиснення відбувається непомітно, так як швидкість її досить висока. До купи, використовується так зване віртуальне стиснення т. Е. Одна частина файлу може бути стиснута, а інша ні. Стиснення здійснюється блоками. Кожен блок дорівнює 16 кластерам.

В NTFS використовується шифрування даних. Таким чином, якщо Ви знесли систему і встановили її за новою, зашифровані файли без відповідної санкції прочитати не зможете.

Тепер про журнал. Але спочатку визначимося з поняттям транзакція. Транзакція - це дія, яка повинна бути виконана цілком і повністю (читай - коректно), в іншому випадку воно взагалі не буде виконано. Так ось, на основі цієї фігні, при збої під час запису даних на диск, позначок про новому файлі в метафайли зроблено не буде. А місце, куди була розпочата запис буде вважати чистим. Це необхідно для запобігання :-) від різного роду гемороїв. Коротше, виконав дію до кінця - зробив запис, не вдалося - і записувати про це нема чого. Але слід зауважити, що функція журналювання зберігає працездатність файлової системи, а не ваших даних.

І нарешті в NTFS є ще дві такі функції, як Symbolic Links - можливість створення віртуальних каталогів, і Hard Links - підтримка декількох імен для одного і того ж файла.Вот мабуть що і все.

FAT 32

На даний момент часу ця файлова система є найпоширенішою, хоча і здає поступово свої позиції після виходу Windows XP. Підтримують FAT 32 всі операційні системи сімейства Windows починаючи з Windows 95 OSR2. Отже, FAT 32 (File Allocation Table) - це електронна таблиця розміщення файлів. Перебувати вона практично на самому початку диска. Структура диска FAT:

1. завантажувальні сектори головного і додаткового розділів-2. завантажувальний сектор логічного диска-3. кореневої каталог-4. область даних-5. циліндр для виконання діагностичних операцій читання / запісі-

Основна перевага FAT 32 перед FAT 16 полягає в тому, що замість 16 розрядних записів використовуються 32х розрядні. Це в свою чергу збільшує кількість кластерів в розділі до 268 435 456 (в FAT - 65 536). При використанні FAT 32 розмір тому дорівнює 2 Tb, а розмір одного файлу може досягати 4 Gb. Помітна відмінність FAT 32 від попередніх таблиць полягає в тому, що кореневої каталог не займає фіксованого місця на диску і може мати будь-який розмір.

Розмір кластера при використанні FAT 32 в розділі розміром 2 Gb з 5 000 файлами дорівнює 4 Kb (в FAT 16 - 32 Kb), в таблиці буде використовуватися до 524 288 записів. При цьому сама таблиця буде важити близько 2 Мb.

Порівняння NTFS і FAT 32.

Ну що, займемося невдячною справою - порівнянням двох файлових систем.

NTFS.

переваги:

1. Швидка швидкість доступу до файлів малого розміру-2. Розмір дискового простору на сьогоднішній день практично не обмежений-3. Фрагментація файлів не впливає на саму файлову систему-4. Висока надійність збереження даних і власне самої файлової структури-5. Висока продуктивність при роботі з файлами великого розміру-

недоліки:

1. Більш високі вимоги до обсягу оперативної пам`яті в порівнянні з FAT 32-2. Робота з каталогами середніх розмірів утруднена через їх фрагментації-3. Більш низька швидкість роботи в порівнянні з FAT 32

FAT 32

переваги:

1. Висока швидкість роботи-2. Низьке вимога до обсягу оперативної пам`яті-3. Ефективна робота з файлами середніх і малих розмірів-4. Більш низький знос дисків, внаслідок меншої кількості пересувань головок читання / запису.

недоліки:

1. Низька захист від збоїв системи-2. Чи не ефективна робота з файлами великих розмірів-3. Обмеження за максимальним обсягом розділу і файлу-4. Зниження швидкодії при фрагментації-5. Зниження швидкодії при роботі з каталогами, що містять велику кількість файлів-

Отже, деякі міркування. Обидві файлові системи зберігають дані в кластерах мінімальний розмір якого дорівнює 512 b. Як правило звичайний розмір кластера дорівнює 4 Kb. На цьому схожість мабуть і закінчуються. Дещо про фрагментацію: швидкість роботи NTFS різко знижується при заповненні диска на 80 - 90%. Це пов`язано з фрагментацією службових і робочих файлів. Чим більше Ви працюєте з таким завантаженим диском, тим сильніше фрагментація і тим нижче продуктивність. У FAT 32 фрагментація робочої області диска відбувається і на більш ранніх етапах. Справа тут залежить від того, наскільки часто Ви записуєте / перете дані. Як і в NTFS, фрагментація сильно знижує продуктивність. Тепер про оперативну пам`ять. Обсяг самої електронної таблиці FAT 32 може займати в ОЗУ порядку декількох мегабайт. Але на допомогу приходить кешування. Що записується в кеш:

1. Найбільш використовувані каталоги-2. Дані про всіх використовуваних в даний момент часу файлах-3. Дані про вільний простір диска-

А що ж NTFS? Кешуванню важко піддаються каталоги великих розмірів, а вони можуть досягати розмірів декількох десятків мегабайт. Плюс MFT, плюс інформація про вільне місце на диску. Хоча треба зауважити, що NTFS все ж досить економно витрачає ресурси оперативної пам`яті. В наявності вдала система зберігання даних, в MFT кожен запис приблизно дорівнює 1 Kb. Але все ж вимоги до обсягу ОЗУ вище, ніж для FAT 32. Коротше, якщо Ваша пам`ять менше або дорівнює 64 Mb, то ефективніше з точки зору швидкості виявиться FAT 32. Якщо більше - різниця в швидкості буде маленька, а часто взагалі ніякої. Тепер про сам жорсткому диску. Для використання NTFS бажано наявність Bus Mastering. Що це? Це особливий режим роботи драйвера і контролера. При використанні BM обмін відбувається без участі процесора. Відсутність ВМ позначиться на продуктивності системи. Крім цього, внаслідок використання більш складної файлової системи кількість рухів головок читання / запису зростає, що так само впливає на швидкість. Наявність дискового кешу однаково позитивно позначається, як на NTFS, так і на FAT 32.