FAT16 и FAT32: различия и сходства

Файловая система как информация на диске в виде совокупности файлов. Понятие кластера. Основные функции файловой системы, принцип ее организации. Особенности систем FAT16 и FAT32. Удаление и перемещение файла. Преимущества и недостатки системы FAT.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 16.05.2011
Размер файла 45,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.Основные функции

2.Обзор файловой системы

3.FAT16 и FAT32 различия и сходства

4.Удаление и перемещение файла

5.Преимущества файловой системы

6.Недостатки файловой системы

7.Детали форматирования и стабильность файловой системы

Заключение

Введение

Файловая система представляет информацию на диске в виде совокупности файлов и папок. С точки зрения пользователя, файл - это единица хранения логически Связанной информации; текстовой, графической, звуковой, видео. С точки зрения организации хранения данных на диске, файл - это цепочка связанных между собой кластеров. Такая организация характерна для файловых систем, поддерживаемых разными версиями Windows.

Кластер - это минимальная единица хранения информации.

Каждый кластер содержит фиксированное количество секторов; 1, 2, 4, 8, 16, 32, то есть кратное степени двойки. Точное значение количества секторов в кластере зависит от размера раздела. Чем больше размер раздела, тем больше секторов содержится в кластере. Размер каждого сектора на любом диске строго фиксирован, обычно 512 байт. Каждый кластер имеет свой номер, причем нумерация начинается с 2.

Из выше сказанного понятно, что операционная система отводит место для файлов на диске участками, которые называются кластерами. Каждый файл, в зависимости от размера, получает для хранения своих данных один или несколько кластеров, которые могут располагаться подряд, один за другим или же в разброс по всему диску. Свободные кластеры выделяются для файла по мере необходимости, это когда фактически выполняется запись на диск. Что избавляет пользователя от необходимости заранее резервировать место для каждого файла и знать, где именно на диске хранится тот или иной файл. Все операции выделения файлам свободных кластеров и записи в них данных выполняются системой автоматически, без участия пользователя. Каждому файлу присваивается уникальное имя, по которому пользователь, а точнее программы с которыми работает пользователь, могут обращаться к файлу. Для удобства хранения файлы группируются в папках.

Операционная система обеспечивает возможность работы пользователя с данными, поддерживая на разделах диска ту или иную файловую систему. Каждая операционная система может работать с одной или несколькими файловыми системами. Все файловые системы включают таблицу расположения файлов, папки и файлы и выполняют следующие основные функции: Отслеживание занятого и свободного пространства на диске, а также дефектных секторов; Поддержка папок и имен файлов; Отслеживание физического расположения файлов на диске.

В настоящее время наиболее распространенными на персональных компьютерах являются три файловые системы:

FAT16 - в DOS, Windows 95?98?Me, Windows NT?2000?XP;

FAT32 - в Windows 95OSR2?98?Me, Windows NT?2000?XP;

NTFS - в Windows NT?2000?XP.

FAT (File Allocation Table - таблица размещения файлов) - этот термин относится к одному из способов организации файловой системы на диске. Эта таблица хранит информацию о файлах на жестком диске в виде последовательности чисел, определяющих, где находится каждая часть каждого файла. С ее помощью операционная система выясняет, какие кластеры занимает нужный файл. FAT - является самой распространенной файловой системой и поддерживается подавляющим большинством операционных систем. Сначала FAT была 12-разрядной и позволяла работать с дискетами и логическими дисками объемом не более 16 Мбайт. В MS-DOS версии 3.0 таблица FAT стала 16-разрядной для поддержки дисков большей емкости, а для дисков объемом до 2 047 Гбайт используется 32-разрядная таблица FAT.

Файловая система FAT использовалась во всех версиях MS-DOS и в первых двух выпусках OS/2 (версии 1.0 и 1.1). Каждый логический том имел собственный FAT, который выполнял две функции: содержал информацию распределения для каждого файла в томе в форме списка связей модулей распределения (кластеров) и указывал, какие модули распределения свободны.

Когда таблица FAT была, это было превосходное решение для управления дисковым пространством, главным образом потому что гибкие диски, на которых она использовалась, редко были размером более, чем несколько Mb.

FAT была достаточно мала, чтобы находиться в памяти постоянно, позволяла обеспечивать очень быстрый произвольный доступ к любой части любого файла.

Когда FAT была применена на жестких дисках, она стала слишком большой для резидентного нахождения в памяти и ухудшала производительность системы.

Кроме того, так как информация относительно свободного дискового пространства рассредоточивалась "поперек" большого количества секторов FAT, она была непрактична при распределении файлового пространства, и фрагментация файлов оказалась препятствием высокой эффективности.

Кроме того, использование относительно больших кластеров на жестких дисках привело к большому количеству неиспользуемых участков, так как в среднем для каждого файла половина кластера была потрачена впустую.

В течение нескольких лет Microsoft и IBM делали попытку продлить жизнь файловой системы FAT благодаря снятию ограничений на размеры тома, улучшению стратегий распределения, кэширования имен пути, и перемещению таблиц и буферов в расширенную память. Но они могут расцениваться только как временные меры, потому что файловая система просто не подходила к большим устройствам произвольного доступа.

FAT 16 представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Название происходит от названия метода организации файлов - Таблица размещения файлов (File Allocation Table). Эта таблица размещается в начале диска. Число 16 означает, что данная файловая система 16-разрядная - для адресации кластеров используется 16 разрядов. Операционная система использует Таблицу размещения файлов для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Кроме того, в Таблице фиксируются сведения о свободных и дефектных кластерах. Чтобы легче было осмыслить файловую систему FAT16 представьте себе оглавление книги и как вы работаете с этим оглавлением, вот именно также операционная система работает с FAT 16.

FAT32 -- последняя версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2.

Файловая система FAT использовалась во всех версиях MS-DOS и в первых двух выпусках OS/2 (версии 1.0 и 1.1). Каждый логический том имел собственный FAT, который выполнял две функции: содержал информацию распределения для каждого файла в томе в форме списка связей модулей распределения (кластеров) и указывал, какие модули распределения свободны.

FAT32 -- последняя версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2.

Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 ТБ. Средство ScanDisk, входящее в состав Microsoft Windows 95 и Microsoft Windows 98, является 16-разрядной программой. Для таких программ максимальный размер кластера отдельного фрагмента памяти составляет 16 МБ минус 64 КБ. Следовательно, ScanDisk в Windows 95 или Windows 98 не может работать с томами FAT32, у которых размер таблицы FAT превышает 16 МБ минус 64 КБ. Запись в таблице FAT на томе с файловой системой FAT32 имеет размер 4 байта, поэтому ScanDisk не может работать с таблицей FAT на диске FAT32, описывающей более 4 177 920 кластеров (включая два резервных). С учётом самих таблиц FAT и при максимальном размере кластера 32 КБ размер тома может быть до 127,53 ГБ.

Штатными средствами Windows 2000, Windows XP, Windows Vista и Windows 7 невозможно создать разделы FAT32 более 32 ГБ, однако, с такими разделами возможно работать, если они были предварительно созданы в других ОС. Причина этого заключается в том, что, по мнению Microsoft, при увеличении размера тома FAT32 выше 32 ГБ резко падает производительность, и что более подходящее решение -- использование NTFS, то есть родной формат файловой системы для Windows 2000 и Windows XP.

Windows XP работает с томами объемом до 2 ТБ (из справки Windows XP). Программа Partition Magic позволяет создавать FAT32-раздел размером не более ~192 ГБ. Программа EASEUS Partition Master успешно создает FAT32-раздел размером 250 ГБ и более.

1.Основные функции

Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:

Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)

Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)

Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях. Файл - это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем или поименованная область на машинных носителях.

Структурирование множества файлов на машинных носителях осуществляется с помощью каталогов, в которых хранятся атрибуты (параметры и реквизиты) файлов. Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры. Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой.

Принцип организации файловой системы - табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома.

По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT - таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным.

В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.

Сначала для дискет и небольших жестких дисков (менее 16 Мбайт) использовалась 12-разрядная версия FAT (так называемая FAT12). Затем в MS-DOS была введена 16-разрядная версия FAT для более крупных дисков.

Операционные системы MS DOS, Win 95, Win NT реализуют 16 - разрядные поля в таблицах размещения файлов. Файловая система FAT32 была введена в Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000.

FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт.

FAT32 обеспечивает поддержку дисков размером до 2 Тбайт и более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры, что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства.

В Windows XP применяется FAT32 и NTFS. Более перспективным направлением в развитии файловых систем стал переход к NTFS (New Technology File System - файловая система новой технологии)с длинными именами файлов и надежной системой безопасности.

Объем раздела NTFS не ограничен. В NTFS минимизируется объем дискового пространства, теряемый вследствие записи небольших файлов в крупные кластеры. Кроме того, NTFS позволяет экономить место на диске, сжимая сам диск, отдельные папки и файлы.

По способам именования файлов различают “короткое” и “длинное” имя.

Согласно соглашению, принятому в MS-DOS, способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3., т.е. имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение - 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. Имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются “короткими”.

С появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие “длинного” имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. “Длинное” имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ / : * ? “ < > |.

В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Имя файла заканчивается расширением, состоящим из трех символов. Расширение используется для классификации файлов по типу.

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратный слеш - обратная косая черта).Например: D:\Documents and Settings\ТВА\Мои документы\lessons-tva\ robots.txt

Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры - людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.

К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы: создание файлов и присвоение им имен; создание каталогов (папок) и присвоение им имен; переименование файлов и каталогов (папок); копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска; удаление файлов и каталогов (папок); навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке); управление атрибутами файлов.

Таблица распределения файлов (FAT) - это связанный список, который обеспечивает возможность фрагментарного расположения файлов на диске (т.е. расположения файлов по частям в разных местах диска). Этот список используется файловой системой для определения последовательности кластеров, выделенных файлу или подкаталогу, а также для поиска свободного пространства, необходимого для записи новых файлов и подкаталогов. Число элементов этого списка равно числу кластеров в рабочей области диска. Каждому кластеру соответствует один "одноименный" (т.е. имеющий такой же номер) элемент FAT.

Каждому файлу или подкаталогу, записанному (хранящемуся) в рабочей области диска, соответствует цепочка элементов FAT. Номер начального элемента этой цепочки (совпадающий с номером начального кластера) указывается в соответствующей регистрационной записи каталога. Первый элемент цепочки указывает (содержит номер) на следующий элемент (кластер) и т.д. до конечного элемента, в котором указывается специальный код - признак конца файла. Для гибких дисков используются 12-битовые элементы FAT, а для жестких - 16-ти и 32-битовые. Длина элемента FAT определяет разрядность хранимого в нем двоичного числа. Поэтому длина элемента FAT ограничивает максимальное количество кластеров, которые могут быть сформированы в рабочей области тома (для FAT-12: 212 = 4096; для FAT-16: 216 = 65535; для FAT-32: 232 = 4294967296).

Каждый из элементов FAT представляет один кластер и может содержать следующие коды:

(0)000h

Доступный (свободный) кластер

(0)002h до (F)FEFh

Номер следующего кластера

(F)FF0h до (F)FF7h

Зарезервированный кластер

(F)FF7h

Плохой кластер (BAD)

(F)FF8h до (F)FFFh

Конец цепочки (EOF)

Первый байт FAT имеет особый статус и содержит так называемый "дескриптор носителя" (FAT ID-байт), в котором закодирована информация о типе и формате диска. Следующие 5 байтов (FAT-12) или 7 байтов (FAT-16) содержат код 0FFh. (На стандартной дискете элементы FAT начинаются с 3-го байта). Далее следуют собственно элементы FAT.

На рисунке обычным шрифтом обозначены номера элементов FAT (номера элементов FAT соответствуют номерам кластеров), а жирным шрифтом обозначены числовые значения, записанные в этих элементах. Все числа представлены в шестнадцатиричной системе счисления.

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F

00 00 13 14 15 FF8 00 00 19 1A 1B 25 00 00 00 00

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F

00 00 00 00 00 26 27 29 FF7 2A 2B FF8 00 00 00 00

Рис. 3

Из приведенного на рис.3 фрагмента FAT следует:

Файл занимает цепочку из десяти кластеров: 18h-19h-1Аh-1Bh-25h-26h-27h-29h-2Ah-2Bh. Каждый элемент указывает на следующий элемент цепочки - значение элемента № 18h равно 19h, значение элемента 19h равно 1Аh и т.д. Последний элемент содержит специальный код EOF (FF8h) - конец файла.

Еще одна цепочка начинается с кластера № 12h и кончается кластером № 15h. Чтобы узнать, какому файлу (или подкаталогу) распределены эти кластеры, нужно отыскать в каком-либо каталоге тома регистрационную запись, содержащую ссылку на начальный кластер № 12h.

Кластер № 28h помечен, как BAD (FF7) и не входит ни в одну из цепочек. При поиске свободных кластеров для записи нового файла этот кластер будет игнорироваться.

Кластеры № 10h, 11h, 16h, 17h, 1Ch…24h и 2Ch…2Fh пусты (точнее - объявлены таковыми). Они доступны для распределения под вновь записываемые файлы.

Каждая цепочка кластеров, выделенных системой для одного файла (подкаталога), упорядочена в порядке возрастания их номеров.

Запись файла. При записи на диск нового файла выполняется следующая процедура (приводится с упрощениями):

По результатам анализа FAT определяется первый свободный ее элемент, номер которого записывается в очередную запись соответствующего каталога в качестве номера начального кластера.

По данным таблицы формата диска, расположенной в его boot-секторе, и известному размеру файла в байтах вычисляется количество кластеров, необходимых для размещения файла.

Начиная с начального элемента FAT, определяется цепочка свободных элементов (содержащих "0"), расположенных в порядке возрастания их номеров. При этом в каждый элемент записывается номер следующего элемента цепочки, а в последний элемент записывается код (F)FF9h (EOF).

Файл последовательно записывается в кластеры рабочей области диска, номера которых соответствуют номерам элементов FAT, включенных в цепочку.

Например (см. рис.3), при записи файла размером 1234 байта на дискету стандартного формата (512 байтов в секторе, 1 сектор в кластере), этому файлу будет выделено три кластера с номерами 10, 11 и 16. При этом последний (16-й) кластер будет занят лишь частично.

2.Обзор файловой системы

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны храниться в определенном месте на диске (для правильного определения места расположения файлов загрузки).

Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

Обновление таблицы размещения файлов имеет большое значение и требует много времени. Если таблица размещения файлов не обновляется регулярно, это может привести к потере данных. Длительность операции объясняется необходимостью перемещения читающих головок к логической нулевой дорожке диска при каждом обновлении таблицы FAT.

Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только чтение» и «Архивный».

3.FAT16 и FAT32 различия и сходства

FAT представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Ее название происходит от названия метода, применяемого для организации файлов ? таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты (например, Scandisk) могут воспользоваться второй копией для восстановления тома. Таблица размещения файлов и корневой каталог должны располагаться по строго фиксированным адресам, чтобы файлы, необходимые для запуска системы, были размещены корректно.

По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, т. к. операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Изначально компания Microsoft разработала FAT для управления файлами на дискетах, и только затем приняла ее в качестве стандарта для управления дисками в MS-DOS. Сначала для дискет и небольших жестких дисков (менее 16 Мбайт) использовалась 12-разрядная версия FAT (так называемая FAT12). В MS-DOS v. 3.0 была введена 16-разрядная версия PAT для более крупных дисков. К настоящему моменту FAT 12 применяется на носителях очень малого объема (или на очень старых дисках). Например, все 3,5-дюймовые дискеты емкостью 1,44 Мбайт форматируются для FAT16, а все 5,25-дюймовые ? для FAT12.

Том, отформатированный под FAT12 и FAT16, размечается по кластерам. Стандартный размер кластера, устанавливаемый по умолчанию, определяется размером тома (более подробная информация о размерах кластеров приведена далее в этой главе). Таблица расположения файлов и ее резервная копия содержат следующую информацию о каждом кластере тома:

Unused (кластер не используется).

Cluster in use by a file (кластер используется файлом).

Bad cluster (плохой кластер).

Last cluster in a file (последний кластер файла).

Корневая папка содержит записи для каждого файла и каждой папки, расположенных в корневой папке. Единственным отличием корневой папки от остальных является то, что она занимает четко определенное место на диске и имеет фиксированный размер (не более 512 записей для жесткого диска; для дискет этот размер определяется их объемом).

Папки содержат 32-байтные записи для каждого содержащегося в них файла и каждой вложенной папки. Эти записи содержат следующую информацию:

Имя (в формате 8.3).

Байт атрибутов (8 бит полезной информации, которая подробно описана ниже).

Время создания (24 бит).

Дата создания (16 бит).

Дата последнего доступа (16 бит).

Время последней модификации (16 бит).

Дата последней модификации (16 бит).

Номер начального кластера файла в таблице расположения файлов (16 бит).

Размер файла (32 бита).

Структура папки FAT не имеет четкой организации, и файлам присваиваются первые доступные адреса кластеров на томе. Номер начального кластера файла представляет собой адрес первого кластера, занятого файлом, в таблице расположения файлов. Каждый кластер содержит указатель на следующий кластер, использованный файлом, или индикатор (OxFFFF), указывающий, что данный кластер является последним кластером файла.

Информация папок используется операционными системами, поддерживающими файловую систему FAT. Кроме того, Windows 2000 может хранить в записи папки дополнительную временную информацию (time stamps). Эти дополнительные временные атрибуты указывают, когда файл был создан и когда к нему в последний раз предоставлялся доступ. Главным образом, дополнительные атрибуты используются приложениями POSIX.

Файлы на дисках имеют 4 атрибута, которые могут сбрасываться и устанавливаться пользователем ? Archive (архивный), System (системный), Hidden (скрытый) и Read-only (только чтение).

Примечание: В Windows 2000 все файлы, имеющие комбинацию атрибутов скрытый и системный, считаются защищаемыми файлами операционной системы (operating system protected files). Windows 2000 защищает такие файлы, не отображая их в программе Проводник и папке Мой компьютер. Чтобы увидеть эти файлы в Проводнике, вызовите утилиту Свойства папки (Folder Options) (через панель управления или через меню Сервис (Tools) Проводника или папки Мой компьютер). В ее окне перейдите на вкладку Вид (View), выберите переключатель Показывать скрытые файлы и папки (Show hidden files and folders) и снимите флажок Скрывать защищенные системные файлы (рекомендуется) (Hide protected operating system files (Recommended)). Помимо этого, защищаемые файлы операционной системы можно просматривать из командной строки с помощью команды dir /a.

В Windows NT, начиная с версии 3.5, файлы, созданные или переименованные на томах FAT, используют биты атрибутов для поддержки длинных имен файлов методом, не вступающим в конфликт с методами доступа к тому, используемыми операционными системами MS-DOS и OS/2. Для файла с длинным именем Windows NT/2000 генерирует короткое имя в формате 8.3. Кроме этого стандартного элемента Windows NT/2000 создает для файла одну или несколько дополнительных записей, по одной на каждые 13 символов длинного имени. Каждая из этих дополнительных записей содержит соответствующую часть длинного имени файла в формате Unicode. Windows NT/2000 устанавливает для дополнительных записей атрибуты тома, а также скрытого системного файла, предназначенного только для чтения, чтобы пометить их как части длинного имени файла, MS-DOS и OS/2 обычно игнорируют записи папок, для которых установлены все эти атрибуты, поэтому такие записи для них невидимы. Вместо этого MS-DOS и OS/2 получают доступ к файлу по стандартному короткому имени файла в формате 8.3.

Примечание: Windows NT/2000 и Windows 9х используют одинаковый алгоритм для генерации длинных и коротких имен файлов. На компьютерах с двойной загрузкой к файлам, созданным с помощью одной из этих операционных систем, можно получать доступ, работая под управлением другой.

Windows NT, начиная с версии 3.5, поддерживает длинные имена файлов на томах FAT. Эту устанавливаемую по умолчанию опцию можно отключить, задав значение 1 для параметра реестра Win31FileSystem, входящего в состав следующего ключа реестра:

HKEY_LOCAL_MACH IN ESystemCiirrentControlSetControlFileSystem

Установка этого значения не позволит Windows NT создавать на томах FAT файлы с длинными именами, но не повлияет на уже созданные длинные имена.

В Windows NT/2000 FAT16 работает точно так же, как и в MS-DOS, Windows 3.1х и Windows 95/98. Поддержка этой файловой системы была включена в Windows 2000, поскольку она совместима с большинством операционных систем других фирм-поставщиков программного обеспечения. Помимо этого, применение FAT16 обеспечивает возможность обновления более ранних версий операционных систем семейства Windows до Windows 2000.

Примечание: Нельзя использовать Windows NT/2000 совместно с программными средствами, осуществляющими разбиение диска на тома и сжатие дисков при помощи драйверов устройств, которые загружаются MS-DOS. Например, если требуется иметь доступ к разделу или логическому диску FAT, работая под управлением Windows NT/2000, не следует применять для них такие средства сжатия, как DoubleSpace (MS-DOS 6.0) или DriveSpace (MS-DOS 6.22). Для сканирования и восстановления томов FAT, используемых Windows NT/2000, рекомендуется ввести в командной строке команду chkdsk. Эта программа объединяет функциональные возможности, присущие программам MS-DOS Chkdsk и Scandisk, включая сканирование поверхности жесткого диска. Если требуется выполнить сканирование поверхности диска, дайте из командной строки команду chkdsk /r.

32-разрядная файловая система FAT32 была введена с выпуском Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000. Она обеспечивает оптимальный доступ к жестким дискам, CD-ROM и сетевым ресурсам, повышая скорость и производительность всех операций ввода/вывода. FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт.

Том, отформатированный для использования FAT32, как и том FAT16, размечается по кластерам. Размер кластера по умолчанию определяется размером тома. В табл. 7.1 приведено сравнение размеров кластеров для FAT16 и FAT32 в зависимости от размера диска.

Таблица 7.1. Размеры кластеров по умолчанию для FAT 16 и FAT32

Размер диска

Размер кластера FAT16

Размер кластера FAT32

До 32 Мбайт

512 байт

Не поддерживается

32-63 Мбайт

1 Кбайт

Не поддерживается

64-127 Мбайт

2 Кбайт

Не поддерживается

128-255 Мбайт

4 Кбайт

Не поддерживается

256-511 Мбайт

8 Кбайт

Не поддерживается

512-1023 Мбайт

16 Кбайт

4 Кбайт

1024-2047 Мбайт (2 Гбайт)

32 Кбайт

4 Кбайт

2048-8191 Мбайт (8 Гбайт)

Не поддерживается

4 Кбайт

8192-16383 Мбайт (16 Гбайт)

Не поддерживается

8 Кбайт

16384-32767 Мбайт (32 Гбайт)

Не поддерживается

16 Кбайт

От 32 Гбайт

Не поддерживается

32 Кбайт

Для обеспечения максимальной совместимости с существующими прикладными программами, сетями и драйверами устройств, FAT32 была реализована с минимумом возможных изменений в архитектуре и внутренних структурах данных. Все утилиты Microsoft, предназначенные для работы с дисками (Format, FDISK, Defrag и ScanDisk), были переработаны для обеспечения поддержки FAT32. Кроме того, Microsoft проводит большую работу по поддержке ведущих фирм-производителей драйверов устройств и утилит для работы с диском, чтобы помочь и в обеспечении поддержки FAT32 в их продуктах. В табл. 7.2 сделана попытка сравнения характеристик FAT16 и FAT32.

Таблица 7.2. Сравнение характеристик FAT16 и FAT32

FAT16

FAT32

Поддерживается большинством операционных систем, в числе которых MS-DOS, Windows 98, Windows NT, OS/2 и UNIX

На текущий момент поддерживается только операционными системами Windows 98 (и Windows 98 Second Edition), Windows 95 OSR2 и Windows 2000

Эффективна только на логических дисках, размер которых не превышает 256 Мбайт

Не поддерживаются диски, размер которых менее 512 Мбайт

Поддерживает сжатие диска с помощью таких утилит, как Drvspace

Не поддерживает сжатие диска

Ограничена по размеру до 65 525 кластеров. Каждый кластер имеет фиксированный размер в зависимости от размера логического диска. Ограничения по количеству кластеров, и их размеру (32 Кбайт) приводят к общему ограничению по размеру диска (не более 2 Гбайт). Помимо этого, FAT12/16 обычно имеет ограничения по количеству файлов и папок, которые могут содержаться в корневом каталоге (в зависимости от диска максимальное значение колеблется от 200 до 400)

Максимальный размер кластера ? 32 Кбайт, максимальный размер диска ? 2 Тбайт

Поскольку с увеличением размера диска размер кластера FAT16 увеличивается, хранение файлов на таких дисках становится неэффективным. Например, если файл размером 10 Кбайт хранится в кластере размером 32 Кбайт, то 22 Кбайт дискового пространства не используются

Для дисков размером менее 8 Гбайт размер кластера ? 4 Кбайт

FAT32 обеспечивает следующие преимущества по сравнению с прежними реализациями FAT:

Поддержка дисков размером до 2 Тбайт. Следует, правда, отметить, что команда format, включенная в Windows 2000, не позволяет форматировать для использования FAT32 тома, размер которых превышает 32 Гбайт. Поэтому при форматировании томов объемом более 32 Гбайт следует использовать файловую систему NTFS. Однако драйвер FASTFAT, имеющийся в составе Windows 2000, позволяет монтировать и поддерживать любые тома FAT32, в том числе и такие, объем которых превышает 32 Гбайт. За исключением упомянутого выше ограничения FAT32 в Windows 2000 работает точно так же, как в Windows 95 OSR2 и Windows 98.

Более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры (см. табл. 7.1), что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства на 10?15% по сравнению с FAT.

Повышенная надежность и более быстрая загрузка программ. В отличие от FAT 12 и FAT 16, FAT32 обладает возможностью перемещать корневой каталог и использовать резервную копию FAT, если первая копия получила повреждения. Кроме того, загрузочный сектор FAT32 был расширен по сравнению с FAT16 и содержит резервные копии жизненно важных структур данных. Повышенная устойчивость FAT32 обусловлена именно этими факторами.

4.Удаление и перемещение файла

При удалении файла стандартными средствами (командой DEL):

Рабочая область диска не модифицируется, то есть файл физически сохраняется в кластерах, выделенных ему при записи. Сохраняется также и регистрационная запись об этом файле в соответствующем каталоге, в том числе длина файла и ссылка на номер его начального кластера.

Первый символ имени удаляемого файла в его регистрационной записи заменяется на код E5h (этот код соответствует строчной русской букве "х", недопустимой с точки зрения соглашения об именах MS DOS) - наличие такого символа в начале имени файла является признаком того, что файл логически удален. Обнуляется вся цепочка элементов FAT удаляемого файла, что делает соответствующие кластеры доступными для последующей записи.

Анализ рассмотренных выше процедур записи и удаления файлов показывает, что в ряде случаев сохраняется возможность восстановления удаленного файла (до тех пор, пока на его место физически не записан другой файл). Для восстановления логически удаленного файла достаточно изменить в регистрационной записи соответствующего каталога первый символ имени файла на любой из допустимых и восстановить в FAT цепочку номеров кластеров, занятых этим файлом.

Копирование, переименование и перемещение файла

При переименовании файла изменяются только значения полей "Имя" и "Расширение" соответствующей регистрационной записи каталога.

Процедура перемещения файла между двумя каталогами одного логического диска сводится к перемещению соответствующей регистрационной записи. Если же файл перемещается на другой логический диск, то он "удаляется" с одного диска и "копируется" на другой.

5.Преимущества файловой системы FAT

NTFS работает медленнее, чем FAT, из-за дополнительно загружаемых сервисов и ее мощной системы безопасности. NTFS следует ставить, только если у вас минимум 128 Мбайт оперативной памяти. Необходимо взвесить преимущества и недостатки данной файловой системы и решить, что именно вам необходимо. Одним из главных преимуществ FAT32 является то, что эта файловая система работает быстрее и требует меньше ресурсов для нормальной работы. Если ваш компьютер работает только с FAT32, то в память не загружаются дополнительные драйверы и сервисы, которые необходимы для работы NTFS. К тому же при использовании FAT32 возможен доступ к жесткому диску при загрузке с помощью специальной загрузочной дискеты Windows 95/98.

На компьютере под управлением Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем нельзя отменить удаление. Программа отмены удаления пытается напрямую обратиться к оборудованию, что невозможно при использовании Windows NT. Однако если файл находился в FAT-разделе, то, запустив компьютер в режиме MS-DOS, удаление файла можно отменить. Файловая система FAT лучше всего подходит для использования на дисках и разделах размером до 200 МБ, потому что она запускается с минимальными накладными расходами.

Достоинства:

1. Высокая скорость работы;

2. Низкое требование к объему оперативной памяти;

3. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;

4. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.

6.Недостатки файловой системы FAT

файловый система кластер перемещение

Как правило, не стоит использовать файловую систему FAT для дисков и разделов, чей размер больше 200 МБ. Это объясняется тем, что по мере увеличения размера тома производительность файловой системы FAT быстро падает. Для файлов, расположенных в разделах FAT, невозможно установить разрешения.

Разделы FAT имеют ограничение по размеру: 4 ГБ под Windows NT и 2 ГБ под MS-DOS.

1. Низкая защита от сбоев системы;

2. Не эффективная работа с файлами больших размеров;

3. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;

4. Снижение быстродействия при фрагментации;

5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов;

Итак, некоторые соображения. Обе файловые системы хранят данные в кластерах минимальный размер которого равен 512 b. Как правило обычный размер кластера равен 4 Kb. На этом сходства пожалуй и заканчиваются. Кое-что о фрагментации: скорость работы NTFS резко снижается при заполнении диска на 80 - 90 %. Это связано с фрагментацией служебных и рабочих файлов. Чем больше Вы работаете с таким загруженным диском, тем сильнее фрагментация и тем ниже производительность. В FAT 32 фрагментация рабочей области диска происходит и на более ранних этапах. Дело тут зависит от того, насколько часто Вы записываете/стираете данные. Как и в NTFS, фрагментация сильно снижает производительность. Теперь об оперативной памяти. Объем самой электронной таблицы FAT 32 может занимать в ОЗУ порядка нескольких мегабайт. Но на помощь приходит кэширование. Что записывается в кэш:

1. Наиболее используемые каталоги;

2. Данные о всех используемых в данный момент времени файлах;

3. Данные о свободном пространстве диска.

7. Детали форматирования и стабильность файловой системы

Перед созданием и форматированием раздела важно знать некоторые ограничения, которые накладывает FAT32. Теоретически размер логического диска FAT32 ограничен 8 Тбайт. Но на практике встроенные в Windows 2000/XP средства администрирования дисков не позволят вам создать раздел размером более 32 Гбайт.

При форматировании по умолчанию кластер может иметь разный объем в зависимости от размера создаваемого логического диска. Но чем больше кластер, тем менее эффективно используется место на жестком диске. Например, файл размером 10 байт реально займет ровно один кластер. Можно посчитать зря потраченное место: размер кластера минус 10 байт. При значительном количестве небольших файлов потери могут стать существенными. С другой стороны, слишком маленький объем кластера приведет к увеличению размера таблицы размещения файлов до десятков мегабайт, а все их надо держать в оперативной памяти. Поэтому, если вы не уверены, какой размер кластера будет оптимальным для ваших приложений и данных, оставьте это на усмотрение программы, которая будет выполнять форматирование раздела.

Теперь немного о том, каким может быть файл. Вы, возможно, знаете, что поддержка длинных имен была введена еще в Windows 95 и это позволило более «дружелюбно» называть файлы. Согласитесь, имя каталога DOCUME~1 мало о чем говорит. Гораздо понятнее выглядит название Documents and Settings. FAT32 в этом плане мало чем отличается от FAT16. Имя файла может содержать до 255 символов, с ISO-кодами (цифровым представлением символа) от 33 до 255 за исключением специальных символов -- «*», «?», «/», «» и некоторых других. Максимально возможный размер файла составляет 4 Гбайт.

Стабильность файловой системы.

Прежде чем начать разговор о стабильности файловой системы, необходимо дать несколько сухих определений.

Логическими ошибками файловой системы являются неправильные сведения о размере и данных файла или некорректные имена файлов. Стабильность файловой системы определяется частотой, условиями появления и характером ошибок.

Еще один термин -- журналирование. Этим не очень благозвучным словом называют ведение журнала всех изменений и операций, производимых над данными. Журналирование помогает установить тип возможной ошибки, произошедшей при сбое в работе операционной системы, и используется при самовосстановлении файловой системы.

FAT32, в отличие от NTFS, не является журналируемой, так что не стоит пренебрегать проверкой диска при перезапуске ОС, если до этого произошел сбой, повлекший некорректное выключение и перезагрузку операционной системы. Наиболее распространенная ошибка -- неправильно записанные данные о количестве свободного места. Возникает эта ошибка во многом по той причине, что данные о количестве свободного места записываются в специально отведенное место на диске, а не вычисляются, как это происходит в FAT16.

Рассмотрим пример. При копировании файла происходит сбой, ОС не успевает записать обновленные данные о свободном месте на разделе, хотя на самом деле оно уменьшилось. Журнал операций отсутствует, в результате чего невозможно определить последнюю выполнявшуюся процедуру. Остается один выход -- полная проверка диска на наличие логических ошибок.

В целях профилактики полезно каждые два месяца проводить дефрагментацию, так как кластеры, в которых находятся данные файлы, могут фрагментироваться (т. е. несколько кластеров, на которых записан длинный файл, располагаются не строго по порядку и друг за другом, а разбросаны по диску). Со временем поиск следующего кусочка файла происходит все дольше и дольше.

Ликвидацией последствий фрагментации занимаются специальные программы-дефрагментаторы, собирающие части разбросанных по диску файлов в один массив. Посоветовать какой-либо дефрагментатор как лучший в своем классе довольно сложно. Можно лишь рекомендовать не пользоваться для этих целей стандартной программой, поставляемой с ОС Windows, так как кроме символического отсутствия цены (это «бесплатное» приложение, поставляемое в комплекте с ОС от Microsoft) и работоспособности никаких других плюсов у данной программы нет.

Заключение

В заключении можно сказать следующее, что каждый пользователь ПК должен знать две вещи: Операционная система компьютера и файловая система компьютера. Что ж, допустим, что с операционной системой вопрос решен (хотя он не так прост, как может показаться на первый взгляд, но это уже тема отдельного разговора). Следующий вопрос -- какую файловую систему выбрать. Здесь варианты определены четко: для самых популярных ОС (Windows 98/Me/ 2000/XP) подойдет как FAT16, так и FAT32 или NTFS.

Сразу надо сказать, что FAT16 на сегодня уже неактуальна из-за ограниченности ее возможностей. К тому же новые операционные системы компании Microsoft (Windows 2000/XP) в процессе установки предложат модернизацию файловой системы FAT16 до FAT32 или NTFS.

Но выбор всегда остаётся за пользователем.

Список литературы

Гордеев А.В. Операционные системы.2-е издание. - СПб: Питер, 2005

Партыка Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки. - М.: Инфра- М, 2005. - 400 с.: ил.

Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. - СПб.: Питер, 2003. - 396 с.: ил.

Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. - СПб.: Питер, 2006. - 539 с.: ил.

Архитектура компьютерных систем и сетей / Под ред. Т.П. Барановской. - 2003. - 256 с.: ил.

Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети телекоммуникации. - СПб.: Питер, 2005. - 568 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основное назначение файловой системы как эффективное решение задачи. История создания и общая характеристика файловой системы FAT. Характеристика файловых систем FAT16 и FAT32 и их сравнение. Альтернативная файловая система NTFS и её сравнение с FAT32.

    реферат [27,2 K], добавлен 01.12.2014

  • FAT - простая файловая система, разработанная для небольших дисков и простых структур каталогов. Структура папки FAT. Размеры кластеров по умолчанию для FAT16 и FAT32. Сравнение их характеристик. Обзор файловой системы FAT и ее основные преимущества.

    статья [24,2 K], добавлен 30.04.2010

  • Файловая система как "пространство", в котором размещаются файлы. Типы файлов, их логическая организация. Файловая система FAT32: структура и кластеры. Структура файловой системы NTFS, ее каталоги. Сравнительная характеристика систем FAT32 и NTFS.

    статья [436,0 K], добавлен 14.05.2010

  • Понятие и физическая структура диска, описание способности системы хранить данные. Рассмотрение особенностей файловой системы FAT16. Выявление связи между размером кластера и потерями дискового пространства. Пример создания программы файлового обмена.

    курсовая работа [146,1 K], добавлен 26.10.2015

  • Понятие файла, его сущность и особенности, общие сведения и характеристика файловых систем. Классификация файлов, их разновидности и отличительные черты. Содержание и структура файловой системы FAT, ее элементы и предназначение. Особенности FAT32.

    реферат [276,4 K], добавлен 04.04.2009

  • Распространенные файловые системы. Обзор файловой системы FAT. Имена файлов в FAT. Файловая система FAT 32. Файловая система HPFS: суперблок, запасной блок, преимущества и недостатки. Файловая система NTFS. Устранение ограничения. Сравнение систем.

    реферат [31,5 K], добавлен 27.10.2007

  • Особенности и принцип действия файловой системы NTFS - одной из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Функции файловой системы NTFS: разреженные файлы, журнал изменений, компрессия файлов и каталогов, жесткие связи.

    реферат [17,4 K], добавлен 24.12.2010

  • Появление операционной системы Windows 95. Правила присвоения имен файлам. Порядок хранения файлов на диске. Система хранения файлов и организации каталогов. Многоуровневая иерархическая файловая система. Полное имя файла. Иерархия папок Windows.

    презентация [103,0 K], добавлен 11.03.2015

  • Физическая и логическая структура жёстких дисков персонального компьютера. Методы организации файлов. Процесс форматирования жёсткого диска. Разработка программы, реализующей функции файлового обмена, чтения и записи с образом файловой системы FAT16.

    курсовая работа [166,3 K], добавлен 09.06.2015

  • Иерархическая структура файловой системы Unix. Согласованная обработка массивов данных, возможность создания и удаления файлов, буферный кэш. Защита информации, трактовка периферийных устройств как файлов. Внутренняя структура файловой системы Unix.

    реферат [102,2 K], добавлен 23.03.2010

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.