Thực đơn
trang chủTiểu sử

Hệ thống tập tin NTFS và FAT32. Hệ thống tập tin FAT, FAT32 và NTFS

FAT - Bảng phân bổ tệp - thuật ngữ này đề cập đến một trong những cách tổ chức hệ thống tệp trên đĩa. Bảng này lưu trữ thông tin về các tệp trên ổ cứng của bạn dưới dạng một chuỗi số xác định vị trí của từng phần của mỗi tệp. Với sự trợ giúp của nó, hệ điều hành sẽ tìm ra cụm mà tệp yêu cầu chiếm giữ. FAT là hệ thống tập tin phổ biến nhất và được hỗ trợ bởi đại đa số các hệ điều hành. Lúc đầu, FAT là 12 bit và cho phép hoạt động với đĩa mềm và đĩa logic có dung lượng không quá 16 MB. MS-DOS phiên bản 3.0 đã tạo bảng FAT 16 bit để hỗ trợ các ổ đĩa lớn hơn và các ổ đĩa lên tới 2047 GB sử dụng bảng FAT 32 bit.

Hệ thống FAT32 là hệ thống tệp mới hơn dựa trên định dạng FAT và được hỗ trợ bởi Windows 95 OSR2, Windows 98 và Windows Millennium Edition. FAT32 sử dụng ID cụm 32 bit nhưng dành 4 bit quan trọng nhất, do đó kích thước ID cụm hiệu quả là 28 bit. Vì kích thước tối đa của cụm FAT32 là 32 KB nên về mặt lý thuyết, FAT32 có thể xử lý khối lượng 8 terabyte. Windows 2000 giới hạn kích thước của các ổ đĩa FAT32 mới ở mức 32 GB, mặc dù nó hỗ trợ các ổ đĩa EAT32 lớn hơn hiện có (được tạo trên các hệ điều hành khác). Số lượng cụm lớn hơn được FAT32 hỗ trợ cho phép nó quản lý đĩa hiệu quả hơn FAT 16. FAT32 có thể sử dụng cụm 512 byte cho các ổ đĩa có kích thước lên tới 128 MB.

Hệ thống tệp FAT 32 được sử dụng làm hệ thống tệp mặc định trong Windows 98. Hệ điều hành này đi kèm với một chương trình đặc biệt để chuyển đổi đĩa từ FAT 16 sang FAT 32. Windows NT và Windows 2000 cũng có thể sử dụng hệ thống tệp FAT và do đó bạn có thể khởi động máy tính của mình từ đĩa DOS và có toàn quyền truy cập vào tất cả các tệp . Tuy nhiên, một số tính năng tiên tiến nhất của Windows NT và Windows 2000 được cung cấp bởi hệ thống tệp riêng của nó, ntfs (Hệ thống tệp NT). ntfs cho phép bạn tạo các phân vùng đĩa có dung lượng lên tới 2 TB (như FAT 32), nhưng ngoài ra, nó còn có các chức năng kiểm tra, bảo mật và nén tệp tích hợp cần thiết khi làm việc trong môi trường mạng. Và trong Windows 2000, hỗ trợ cho hệ thống tệp FAT 32. Quá trình cài đặt hệ điều hành Windows NT bắt đầu trên đĩa FAT, nhưng theo yêu cầu của người dùng, khi kết thúc quá trình cài đặt, dữ liệu trên đĩa có thể được chuyển đổi sang định dạng ntfs.

Bạn có thể thực hiện việc này sau bằng cách sử dụng tiện ích Convert.exe được cung cấp cùng với hệ điều hành. Phân vùng đĩa được chuyển đổi sang hệ thống ntfs sẽ không thể truy cập được vào các hệ điều hành khác. Để quay lại DOS, Windows 3.1 hoặc Windows 9x, bạn cần xóa phân vùng ntfs và tạo phân vùng FAT thay thế. Windows 2000 có thể được cài đặt trên đĩa có hệ thống tệp FAT 32 và ntfs.

Khả năng của hệ thống tệp EAT32 rộng hơn nhiều so với FAT16. Tính năng quan trọng nhất là nó hỗ trợ ổ đĩa lên tới 2047 GB và hoạt động với các cụm nhỏ hơn, do đó giảm đáng kể dung lượng ổ đĩa chưa sử dụng. Ví dụ: ổ cứng 2 GB ở FAT16 sử dụng cụm 32 KB, trong khi FAT32 sử dụng cụm 4 KB. Để duy trì khả năng tương thích với các chương trình, mạng và trình điều khiển thiết bị hiện có bất cứ khi nào có thể, FAT32 được triển khai với những thay đổi tối thiểu về kiến ​​trúc, API, cấu trúc dữ liệu nội bộ và định dạng đĩa. Nhưng vì các phần tử bảng FAT32 hiện có kích thước bốn byte nên nhiều cấu trúc dữ liệu và API bên trong và trên đĩa đã phải được sửa đổi hoặc mở rộng. Một số API nhất định trên ổ đĩa EAT32 bị chặn để ngăn các tiện ích đĩa cũ làm hỏng nội dung của ổ đĩa FAT32. Hầu hết các chương trình sẽ không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi này. Các công cụ và trình điều khiển hiện có sẽ hoạt động trên ổ đĩa FAT32. Tuy nhiên, trình điều khiển thiết bị khối MS-DOS (chẳng hạn như Aspidisk.sys) và các tiện ích đĩa cần được sửa đổi để hỗ trợ FAT32. Tất cả các tiện ích đĩa do Microsoft cung cấp (Format, Fdisk, Defrag và ScanDisk cho chế độ thực và được bảo vệ) đã được thiết kế lại để hỗ trợ đầy đủ FAT32. Ngoài ra, Microsoft đang hỗ trợ các nhà cung cấp trình điều khiển thiết bị và tiện ích đĩa hàng đầu trong việc sửa đổi các sản phẩm của họ để hỗ trợ FAT32. FAT32 hiệu quả hơn FAT16 khi làm việc với các đĩa lớn hơn và không yêu cầu chúng phải được phân vùng thành các phân vùng 2 GB. Windows 98 nhất thiết phải hỗ trợ FAT16, vì hệ thống tệp này tương thích với các hệ điều hành khác, bao gồm cả hệ điều hành của bên thứ ba. Ở chế độ thực MS-DOS và ở chế độ an toàn Windows 98, hệ thống tệp FAT32 chậm hơn đáng kể so với FAT16. Do đó, khi chạy các chương trình ở chế độ MS DOS, nên đưa lệnh vào tệp Autoexec.bat hoặc PIF để tải Smartdrv.exe, điều này sẽ tăng tốc độ hoạt động của đĩa. Một số chương trình cũ được thiết kế cho đặc tả FAT16 có thể báo cáo thông tin không chính xác về dung lượng ổ đĩa trống hoặc tổng dung lượng nếu dung lượng đó lớn hơn 2 GB. Windows 98 cung cấp các API mới cho MS-DOS và Win32 cho phép bạn xác định chính xác các số liệu này. Trong bảng 1 thể hiện các đặc điểm so sánh của FAT16 và FAT32.

Bảng 1. So sánh hệ thống tệp FAT16 và FAT32

Được triển khai và sử dụng bởi hầu hết các hệ điều hành (MS-DOS, Windows 98, Windows NT, OS/2, UNIX).

Hiện tại chỉ được hỗ trợ trên Windows 95 OSR2 và Windows 98.

Rất hiệu quả đối với các ổ đĩa logic nhỏ hơn 256 MB.

Không hoạt động với các đĩa nhỏ hơn 512 MB.

Hỗ trợ nén đĩa, ví dụ như sử dụng thuật toán DriveSpace.

Không hỗ trợ nén đĩa.

Xử lý tối đa 65.525 cụm, kích thước của cụm này phụ thuộc vào kích thước của đĩa logic. Vì kích thước cụm tối đa là 32 KB nên FAT16 có thể hoạt động với các ổ đĩa logic không lớn hơn 2 GB.

Có khả năng làm việc với các đĩa logic lên tới 2.047 GB với kích thước cụm tối đa là 32 KB.

Kích thước của đĩa logic càng lớn thì việc lưu trữ các tệp trong hệ thống FAT"16 càng kém hiệu quả, vì kích thước của các cụm cũng tăng lên. Không gian cho các tệp được phân bổ theo các cụm và do đó, với kích thước tối đa của một đĩa logic đĩa, một tệp có kích thước 10 KB sẽ cần 32 KB và 22 KB dung lượng ổ đĩa sẽ bị lãng phí.

Trên các ổ đĩa logic nhỏ hơn 8 GB, kích thước cụm là 4 KB.

Độ dài tệp tối đa có thể có trong FAT32 là 4 GB trừ 2 byte. Các ứng dụng Win32 có thể mở các tệp có độ dài này mà không cần xử lý đặc biệt. Các ứng dụng khác nên sử dụng ngắt Int 21h, chức năng 716C (FAT32) với cờ mở được đặt thành EXTEND-SIZE (1000h).

Trong hệ thống tệp FAT32, 4 byte được phân bổ cho mỗi cụm trong bảng phân bổ tệp, trong khi ở FAT16 - 2 và ở FAT12 - 1.5.

4 bit quan trọng nhất của phần tử bảng FAT32 32 bit được dự trữ và không tham gia vào việc hình thành số cụm. Các chương trình đọc trực tiếp bảng PAT32 phải che các bit này và bảo vệ chúng khỏi bị thay đổi khi các giá trị mới được ghi.

Vì vậy, FAT32 có những ưu điểm sau so với các triển khai hệ thống tệp FAT trước đó:

    hỗ trợ đĩa lên tới 2 TB;

    tổ chức không gian đĩa hiệu quả hơn. FAT32 sử dụng các cụm nhỏ hơn (4 KB cho đĩa tối đa 8 GB), giúp tiết kiệm tới 10-15% dung lượng trên các đĩa lớn so với FAT;

    Thư mục gốc FAT 32, giống như tất cả các thư mục khác, giờ đây không giới hạn, nó bao gồm một chuỗi các cụm và có thể nằm ở bất kỳ đâu trên đĩa;

    có độ tin cậy cao hơn: FAT32 có thể di chuyển thư mục gốc và hoạt động với bản sao lưu FAT, ngoài ra, bản ghi khởi động trên ổ đĩa FAT32 đã được mở rộng để bao gồm bản sao lưu của các cấu trúc dữ liệu quan trọng, có nghĩa là ổ đĩa FAT32 ít nhạy cảm hơn với sự xuất hiện của các vùng xấu riêng lẻ so với khối FAT hiện có;

    chương trình tải nhanh hơn 50%.

Bảng 2. So sánh kích thước cụm

Dung lượng đĩa

Kích thước cụm tính bằng FAT16, KB

Kích thước cụm tính bằng FAT32, KB

256 MB-511 MB

Không được hỗ trợ

512 MB -1023 MB

1024MB - 2GB

2GB - 8GB

Không được hỗ trợ

8GB-16GB

Không được hỗ trợ

16GB-32GB

Không được hỗ trợ

Hơn 32 GB

Không được hỗ trợ

Tiện ích chống phân mảnh đĩa được cải tiến sẽ tối ưu hóa vị trí của các tệp ứng dụng được tải khi ứng dụng được khởi chạy. Có thể chuyển đổi đĩa sang EAT32 bằng tiện ích Drive Converter (FAT32), nhưng sau đó, nên chạy tiện ích Disk Defragmenter - nếu không máy tính sẽ hoạt động với đĩa chậm hơn trước. Khi sử dụng FAT32, cấu hình khởi động thay thế của Windows 98 và Windows NT 4.0 trở nên không thể thực hiện được vì Windows NT 4.0 không hỗ trợ FAT32. FAT32 phân bổ không gian đĩa hiệu quả hơn nhiều so với các phiên bản trước của hệ thống tệp FAT. Điều này giải phóng hàng chục, thậm chí hàng trăm megabyte trên các ổ đĩa lớn và khi kết hợp với tiện ích chống phân mảnh ổ đĩa FAT32 tiên tiến, sẽ giảm đáng kể thời gian tải ứng dụng. Quy trình chuyển đổi hệ thống tập tin trên ổ cứng của bạn sang FAT32 bằng Drive Converter (FAT32) khá đơn giản. Để thực hiện việc này, bạn cần mở tuần tự menu Bắt đầu, menu con chương trình, Phụ kiện, Công cụ hệ thống và chọn lệnh Drive Converter (FAT32). Việc chuyển đổi có thể ảnh hưởng đến tính năng ngủ đông (lưu trạng thái của máy tính vào đĩa) có trên nhiều máy tính. Các hệ thống trong đó chế độ ngủ được triển khai thông qua AWS BIOS hoặc ACPI (Cấu hình nâng cao và giao diện nguồn) S4/BIOS phải hỗ trợ FAT32 - chỉ khi đó chúng mới hoạt động chính xác trong Windows 98.

Hầu hết các nhà sản xuất BIOS đều bao gồm tính năng bảo vệ chống vi-rút để theo dõi các thay đổi đối với MBR (Bản ghi khởi động chính). Ngoài ra, các tiện ích chống vi-rút cũ được cài đặt dưới dạng chương trình thường trú hoặc trình điều khiển chế độ thực có thể phát hiện các thay đổi MBR khi khởi động MS-DOS. Vì việc chuyển đổi sang FAT32 chắc chắn sẽ sửa đổi MBR nên một số công cụ kiểm tra vi-rút có thể hiểu nhầm đây là dấu hiệu cho thấy hệ thống đã bị nhiễm. Do đó, nếu một tiện ích chống vi-rút phát hiện ra sự thay đổi trong MBR, nó sẽ đề xuất "chữa trị" nó. Tốt nhất bạn nên gỡ bỏ phần mềm chống vi-rút của mình và tắt tính năng bảo vệ chống vi-rút tích hợp trong BIOS trước khi chuyển đổi ổ đĩa sang FAT32. Sau đó, bạn có thể cài đặt lại tiện ích chống vi-rút và kích hoạt tính năng bảo vệ chống vi-rút được tích hợp trong BIOS.

Giới thiệu

2.1 Hệ thống FAT16

2.2 Hệ thống FAT32

2.3 So sánh FAT16 và FAT32

3.1 Hệ thống NTFS

3.2 So sánh NTFS và FAT32

Phần kết luận

Thư mục

Giới thiệu

Hiện nay, trung bình có vài chục nghìn tệp được ghi trên một đĩa. Làm cách nào để sắp xếp tất cả sự đa dạng này để giải quyết chính xác tệp? Mục đích của hệ thống tập tin là một giải pháp hiệu quả cho vấn đề này.

Hệ thống tệp, theo quan điểm của người dùng, là "không gian" chứa các tệp. Và như một thuật ngữ khoa học, đó là một cách lưu trữ và tổ chức quyền truy cập vào dữ liệu trên một phương tiện thông tin hoặc một phần của nó. Sự hiện diện của hệ thống tệp cho phép bạn xác định tệp được gọi là gì và nó nằm ở đâu. Vì trên các máy tính tương thích với IBM PC, thông tin chủ yếu được lưu trữ trên đĩa, nên hệ thống tệp được sử dụng trên chúng sẽ xác định cách tổ chức dữ liệu trên đĩa (chính xác hơn là trên đĩa logic). Chúng ta sẽ xem xét hệ thống tập tin FAT.

hệ thống tập tin ntfs béo

1. Lịch sử hình thành và đặc điểm chung của hệ thống file FAT

Hệ thống tệp FAT (Bảng phân bổ tệp) được Bill Gates và Mark McDonald phát triển vào năm 1977 và ban đầu được sử dụng trong hệ điều hành 86-DOS. Để đạt được khả năng di chuyển của các chương trình từ hệ điều hành CP/M sang 86-DOS, các hạn chế được chấp nhận trước đây về tên tệp vẫn được giữ lại. 86-DOS sau đó được Microsoft mua lại và trở thành nền tảng cho MS-DOS 1.0, phát hành vào tháng 8 năm 1981. FAT được thiết kế để hoạt động với các đĩa mềm nhỏ hơn 1 MB và ban đầu không cung cấp hỗ trợ cho đĩa cứng. FAT hiện hỗ trợ các tệp và phân vùng có kích thước lên tới 2 GB.

FAT sử dụng các quy ước đặt tên tệp sau:

tên phải bắt đầu bằng một chữ cái hoặc số và có thể chứa bất kỳ ký tự ASCII nào ngoại trừ dấu cách và các ký tự "/\ :; |=,^*?

Tên dài không quá 8 ký tự, theo sau là dấu chấm và phần mở rộng tùy chọn tối đa 3 ký tự.

Trường hợp ký tự trong tên file không được phân biệt và không được bảo tồn.

Cấu trúc của phân vùng FAT được thể hiện trong Bảng 1.1 Khối tham số BIOS chứa thông tin BIOS cần thiết về các đặc tính vật lý của ổ cứng. Hệ thống tệp FAT không thể kiểm soát từng khu vực riêng biệt, do đó, nó nhóm các khu vực lân cận thành các cụm. Điều này làm giảm tổng số đơn vị lưu trữ mà hệ thống tệp phải theo dõi. Kích thước cụm trong FAT là lũy thừa của hai và được xác định bởi kích thước của ổ đĩa khi định dạng đĩa (Bảng 1.2). Một cụm biểu thị lượng không gian tối thiểu mà một tệp có thể chiếm. Điều này dẫn đến một số không gian đĩa bị lãng phí. Hệ điều hành bao gồm nhiều tiện ích khác nhau (DoubleSpace, DriveSpace) được thiết kế để nén dữ liệu trên đĩa.

Bàn 1.1 - Cấu trúc phân vùng FAT

Khối tham số BIOS khu vực khởi động (BPB) FATFAT (bản sao) Thư mục gốc Vùng tập tin

FAT lấy tên từ bảng phân bổ tệp cùng tên. Bảng phân bổ tệp lưu trữ thông tin về các cụm của đĩa logic. Mỗi cụm trong FAT có một mục nhập riêng cho biết nó còn trống, bị chiếm bởi dữ liệu tệp hay được đánh dấu là bị lỗi (bị hỏng). Nếu cụm bị chiếm bởi một tệp thì địa chỉ của cụm chứa phần tiếp theo của tệp sẽ được chỉ định trong mục nhập tương ứng trong bảng phân bổ tệp. Vì lý do này, FAT được gọi là hệ thống tập tin danh sách liên kết. Phiên bản gốc của FAT, được phát triển cho DOS 1.00, sử dụng bảng phân bổ tệp 12 bit và hỗ trợ các phân vùng lên tới 16 MB (DOS cho phép bạn tạo tối đa hai phân vùng FAT). Để hỗ trợ các ổ đĩa cứng lớn hơn 32 MB, độ rộng bit FAT đã được tăng lên 16 bit và kích thước cụm được tăng lên 64 cung (32 KB). Vì mỗi cụm có thể được gán một số 16 bit duy nhất nên FAT hỗ trợ tối đa 216 hoặc 65.536 cụm trên một ổ đĩa.

Bảng 1.2 - Kích thước cụm

Kích thước phân vùngKích thước cụmLoại FAT< 16 Мб4 КбFAT1216 Мб - 127 Мб2 КбFAT16128 Мб - 255 Мб4 КбFAT16256 Мб - 511 Мб8 КбFAT16512 Мб - 1023 Мб16 КбFAT161 Гб - 2 Гб32 КбFAT16

Vì bản ghi khởi động quá nhỏ để lưu trữ thuật toán tìm kiếm tệp hệ thống trên đĩa nên các tệp hệ thống phải ở một vị trí cụ thể để bản ghi khởi động tìm thấy chúng. Vị trí cố định của các tệp hệ thống ở đầu vùng dữ liệu áp đặt một giới hạn nghiêm ngặt về kích thước của thư mục gốc và bảng phân bổ tệp. Do đó, tổng số tệp và thư mục con trong thư mục gốc trên ổ FAT bị giới hạn ở 512.

Mỗi tệp và thư mục con trong FAT được liên kết với một phần tử thư mục 32 byte chứa tên tệp, các thuộc tính của nó (lưu trữ, ẩn, hệ thống và chỉ đọc). ), ngày và giờ tạo (hoặc những thay đổi cuối cùng được thực hiện đối với nó), cũng như các thông tin khác (Bảng 1.3).

Bảng 1.3 - Thành phần danh mục

Hệ thống tệp FAT luôn lấp đầy không gian đĩa trống một cách tuần tự từ đầu đến cuối. Khi tạo một tệp mới hoặc tăng tệp hiện có, nó sẽ tìm cụm trống đầu tiên trong bảng phân bổ tệp. Nếu trong quá trình hoạt động, một số tệp đã bị xóa và các tệp khác bị thay đổi về kích thước, thì các cụm trống sẽ nằm rải rác trên đĩa. Nếu các cụm chứa dữ liệu tệp không nằm trong một hàng thì tệp sẽ bị phân mảnh. Các tệp bị phân mảnh nặng làm giảm đáng kể hiệu quả, vì các đầu đọc/ghi sẽ phải di chuyển từ vùng này sang vùng khác của đĩa khi tìm kiếm bản ghi tệp tiếp theo. Các hệ điều hành hỗ trợ FAT thường bao gồm các tiện ích chống phân mảnh đĩa đặc biệt được thiết kế để cải thiện hiệu suất hoạt động của tệp.

Một nhược điểm khác của FAT là hiệu suất của nó phụ thuộc nhiều vào số lượng tệp được lưu trữ trong một thư mục. Nếu có số lượng file lớn (khoảng một nghìn) thì thao tác đọc danh sách file trong một thư mục có thể mất vài phút. Điều này là do trong FAT thư mục có cấu trúc tuyến tính, không có thứ tự và tên của các tệp trong thư mục được sắp xếp theo thứ tự chúng được tạo. Do đó, càng có nhiều mục trong thư mục thì chương trình hoạt động càng chậm, vì khi tìm kiếm tệp, bạn phải xem tuần tự tất cả các mục trong thư mục. Do FAT ban đầu được thiết kế cho hệ điều hành DOS một người dùng nên nó không cung cấp khả năng lưu trữ thông tin như thông tin chủ sở hữu hoặc quyền truy cập tệp/thư mục. các hệ điều hành. Do tính linh hoạt của nó, FAT có thể được sử dụng trên các ổ đĩa được hỗ trợ bởi các hệ điều hành khác nhau.

Mặc dù không có trở ngại nào khi sử dụng bất kỳ hệ thống tệp nào khác khi định dạng đĩa mềm, nhưng hầu hết các hệ điều hành đều sử dụng FAT để tương thích. Điều này có thể được giải thích một phần là do cấu trúc FAT đơn giản yêu cầu ít không gian hơn để lưu trữ dữ liệu chung so với các hệ thống khác. Ưu điểm của các hệ thống tệp khác chỉ trở nên đáng chú ý khi được sử dụng trên phương tiện lớn hơn 100 MB.

Cần lưu ý rằng FAT là một hệ thống tệp đơn giản, không ngăn ngừa hỏng tệp do tắt máy tính bất thường. Các hệ điều hành hỗ trợ FAT bao gồm các tiện ích đặc biệt giúp kiểm tra cấu trúc và sửa lỗi không nhất quán trong hệ thống tệp.

2. Đặc điểm của hệ thống tệp FAT16 và FAT32 và so sánh chúng

.1 Hệ thống FAT16

Hệ thống tệp FAT 16 là hệ thống chính cho các hệ điều hành DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP và cũng được hầu hết các hệ thống khác hỗ trợ. FAT 16 là một hệ thống tệp đơn giản được thiết kế cho các ổ đĩa nhỏ và cấu trúc thư mục đơn giản. Tên này xuất phát từ tên của phương thức tổ chức file - File Allocation Table. Bảng này nằm ở đầu đĩa. Số 16 có nghĩa là hệ thống tệp là 16 bit - 16 bit được sử dụng để đánh địa chỉ các cụm. Hệ điều hành sử dụng Bảng phân bổ tệp để định vị tệp và xác định các cụm mà tệp chiếm trên ổ cứng. Ngoài ra, Bảng ghi lại thông tin về các cụm miễn phí và bị lỗi. Để hiểu hệ thống tệp FAT16 dễ dàng hơn, hãy tưởng tượng mục lục của một cuốn sách và cách bạn làm việc với mục lục này; đây chính xác là cách hệ điều hành hoạt động với FAT 16.

Để đọc một tệp, hệ điều hành phải tra cứu tên tệp cho một mục trong thư mục và đọc số cụm đầu tiên của tệp. Cụm đầu tiên đại diện cho phần đầu của tập tin. Sau đó, bạn cần đọc phần tử FAT tương ứng với cụm đầu tiên của tệp. Nếu phần tử chứa nhãn - nhãn cuối cùng trong chuỗi, thì không cần phải tìm kiếm thêm gì nữa: toàn bộ tệp nằm gọn trong một cụm. Nếu cụm không phải là cụm cuối cùng thì phần tử bảng chứa số của cụm tiếp theo. Nội dung của cụm tiếp theo phải được đọc sau cụm đầu tiên. Khi tìm thấy cụm cuối cùng trong chuỗi, khi đó nếu tệp không chiếm toàn bộ cụm thì cần phải cắt bỏ các byte thừa của cụm. Các byte bổ sung được cắt bớt theo độ dài tệp được lưu trữ trong mục nhập thư mục.

Để ghi một tập tin, hệ điều hành phải thực hiện chuỗi hành động sau. Mô tả tệp được tạo trong một mục nhập thư mục miễn phí, sau đó mục nhập FAT miễn phí được tìm kiếm và liên kết đến mục đó được đặt trong mục nhập thư mục. Cụm đầu tiên được mô tả bởi phần tử FAT được tìm thấy đã bị chiếm dụng. Phần tử FAT này chứa số cụm tiếp theo hoặc dấu hiệu của cụm cuối cùng trong chuỗi.

Hệ điều hành hoạt động theo cách thu thập các chuỗi từ các cụm lân cận với số lượng ngày càng tăng. Rõ ràng là việc truy cập các cụm được định vị tuần tự sẽ nhanh hơn nhiều so với việc truy cập các cụm nằm rải rác ngẫu nhiên trên đĩa. Trong trường hợp này, các cụm đã bị chiếm dụng và được đánh dấu trong FAT là bị lỗi sẽ bị bỏ qua.

Trong hệ thống tệp FAT16, 16 bit được phân bổ cho số cụm. Do đó, số cụm tối đa là 65525 và kích thước cụm tối đa là 128 cung. Trong trường hợp này, kích thước tối đa của phân vùng hoặc ổ đĩa trong FAT16 là 4,2 gigabyte. Khi định dạng logic một đĩa hoặc phân vùng, hệ điều hành sẽ cố gắng sử dụng kích thước cụm tối thiểu để số cụm kết quả không vượt quá 65525. Rõ ràng, kích thước phân vùng càng lớn thì kích thước cụm càng lớn. Nhiều hệ điều hành không hoạt động bình thường với kích thước cụm 128 cung. Kết quả là kích thước tối đa của phân vùng FAT16 giảm xuống còn 2 gigabyte. Thông thường, kích thước cụm càng lớn thì lãng phí dung lượng ổ đĩa càng lớn. Điều này là do cụm cuối cùng bị tệp chiếm giữ chỉ được lấp đầy một phần. Ví dụ: nếu tệp 17 KB được ghi vào phân vùng có kích thước cụm 16 KB thì tệp này sẽ chiếm hai cụm, trong đó cụm đầu tiên đã đầy hoàn toàn và chỉ 1 KB dữ liệu được ghi trong cụm thứ hai, để lại 15 KB dung lượng còn lại trong cụm thứ hai trống, đã được lấp đầy và sẽ không có sẵn để ghi vào các tệp khác. Nếu một số lượng lớn các tệp nhỏ được ghi vào các đĩa lớn thì việc mất dung lượng ổ đĩa sẽ rất đáng kể. Bảng 2.1 sau đây cung cấp thông tin về khả năng mất dung lượng ổ đĩa đối với các kích thước phân vùng khác nhau.

Bàn 2.1.1 - Lãng phí dung lượng ổ đĩa

Kích thước phân vùng Kích thước cụm Mất dung lượng ổ đĩa127 MB2 KB2%128-255 MB4 KB4%256-511 MB8 KB10%512-1023 MB16 KB25%1024-2047 MB32 KB40%2048-4096 MB64 KB50%

Có hai cách có thể để giảm lãng phí dung lượng ổ đĩa. Đầu tiên là chia không gian đĩa thành các phân vùng nhỏ với kích thước cụm nhỏ. Thứ hai là sử dụng hệ thống tập tin FAT32<#"center">2.2 Hệ thống FAT32

Hệ thống tệp FAT32 là hệ thống tệp mới hơn dựa trên định dạng FAT và được hỗ trợ bởi Windows 95 OSR2, Windows 98 và Windows Millennium Edition. FAT32 sử dụng ID cụm 32 bit nhưng dành 4 bit quan trọng nhất, do đó kích thước ID cụm hiệu quả là 28 bit. Vì kích thước tối đa của cụm FAT32 là 32 KB nên về mặt lý thuyết, FAT32 có thể xử lý khối lượng 8 terabyte. Windows 2000 giới hạn kích thước của các ổ đĩa FAT32 mới ở mức 32 GB, mặc dù nó hỗ trợ các ổ đĩa FAT32 lớn hơn hiện có (được tạo trên các hệ điều hành khác). Số lượng cụm lớn hơn được FAT32 hỗ trợ cho phép nó quản lý đĩa hiệu quả hơn FAT 16. FAT32 có thể sử dụng cụm 512 byte cho các ổ đĩa có kích thước lên tới 128 MB.

Hệ thống tệp FAT 32 được sử dụng làm hệ thống tệp mặc định trong Windows 98. Hệ điều hành này đi kèm với một chương trình đặc biệt để chuyển đổi đĩa từ FAT 16 sang FAT 32. Windows NT và Windows 2000 cũng có thể sử dụng hệ thống tệp FAT và do đó bạn có thể khởi động máy tính của mình từ đĩa DOS và có toàn quyền truy cập vào tất cả các tệp . Tuy nhiên, một số tính năng tiên tiến nhất của Windows NT và Windows 2000 được cung cấp bởi hệ thống tệp NTFS riêng (NT File System). NTFS cho phép bạn tạo các phân vùng đĩa có dung lượng lên tới 2 TB (như FAT 32), nhưng ngoài ra, nó còn tích hợp sẵn các chức năng nén tệp, bảo mật và kiểm tra cần thiết khi làm việc trong môi trường mạng. Và trong Windows 2000, hỗ trợ cho hệ thống tệp FAT 32. Quá trình cài đặt hệ điều hành Windows NT bắt đầu trên đĩa FAT, nhưng nếu người dùng muốn, khi kết thúc quá trình cài đặt, dữ liệu trên đĩa có thể được chuyển đổi sang định dạng NTFS.

Bạn có thể thực hiện việc này sau bằng cách sử dụng tiện ích Convert. exe đi kèm với hệ điều hành. Phân vùng đĩa được chuyển đổi sang NTFS sẽ không thể truy cập được vào các hệ điều hành khác. Để quay lại DOS, Windows 3.1 hoặc Windows 9x, bạn cần xóa phân vùng NTFS và thay vào đó tạo phân vùng FAT. Windows 2000 có thể được cài đặt trên đĩa có hệ thống tệp FAT 32 và NTFS.

Khả năng của hệ thống tệp FAT32 rộng hơn nhiều so với FAT16. Tính năng quan trọng nhất là nó hỗ trợ ổ đĩa lên tới 2047 GB và hoạt động với các cụm nhỏ hơn, do đó giảm đáng kể dung lượng ổ đĩa chưa sử dụng. Ví dụ: ổ cứng 2 GB ở FAT16 sử dụng cụm 32 KB, trong khi FAT32 sử dụng cụm 4 KB. Để duy trì khả năng tương thích với các chương trình, mạng và trình điều khiển thiết bị hiện có bất cứ khi nào có thể, FAT32 được triển khai với những thay đổi tối thiểu về kiến ​​trúc, API, cấu trúc dữ liệu nội bộ và định dạng đĩa. Nhưng vì các phần tử bảng FAT32 hiện có kích thước bốn byte nên nhiều cấu trúc dữ liệu và API bên trong và trên đĩa đã phải được sửa đổi hoặc mở rộng. Một số API nhất định trên ổ đĩa FAT32 bị chặn để ngăn các tiện ích đĩa cũ làm hỏng nội dung của ổ đĩa FAT32. Hầu hết các chương trình sẽ không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi này. Các công cụ và trình điều khiển hiện có sẽ hoạt động trên ổ đĩa FAT32. Tuy nhiên, trình điều khiển thiết bị khối MS-DOS (chẳng hạn như Aspidisk.sys) và các tiện ích đĩa cần được sửa đổi để hỗ trợ FAT32. Tất cả các tiện ích đĩa do Microsoft cung cấp (Format, Fdisk, Defrag và ScanDisk cho chế độ thực và được bảo vệ) đã được thiết kế lại để hỗ trợ đầy đủ FAT32. Ngoài ra, Microsoft đang hỗ trợ các nhà cung cấp trình điều khiển thiết bị và tiện ích đĩa hàng đầu trong việc sửa đổi các sản phẩm của họ để hỗ trợ FAT32. FAT32 hiệu quả hơn FAT16 khi làm việc với các đĩa lớn hơn và không yêu cầu chúng phải được phân vùng thành các phân vùng 2 GB. Windows 98 nhất thiết phải hỗ trợ FAT16, vì hệ thống tệp này tương thích với các hệ điều hành khác, bao gồm cả hệ điều hành của bên thứ ba. Ở chế độ thực MS-DOS và ở chế độ an toàn Windows 98, hệ thống tệp FAT32 chậm hơn đáng kể so với FAT16. Vì vậy, khi chạy chương trình ở chế độ MS DOS, nên đưa vào Autoexec. bat hoặc lệnh tệp PIF để tải xuống Smartdrv. exe, điều này sẽ tăng tốc hoạt động của đĩa. Một số chương trình cũ được thiết kế cho đặc tả FAT16 có thể báo cáo thông tin không chính xác về dung lượng ổ đĩa trống hoặc tổng dung lượng nếu dung lượng đó lớn hơn 2 GB. Windows 98 cung cấp các API mới cho MS-DOS và Win32 cho phép bạn xác định chính xác các số liệu này.

.3 So sánh FAT16 và FAT32

Bảng 2.3.1 - So sánh hệ thống file FAT16 và FAT32

FAT16FAT32Được triển khai và sử dụng bởi hầu hết các hệ điều hành (MS-DOS, Windows 98, Windows NT, OS/2, UNIX). Hiện chỉ được hỗ trợ trên Windows 95 OSR2 và Windows 98. Rất hiệu quả đối với các ổ đĩa logic nhỏ hơn 256 MB. Không hoạt động với các đĩa nhỏ hơn 512 MB. Hỗ trợ nén đĩa, ví dụ như sử dụng thuật toán DriveSpace. Không hỗ trợ nén đĩa. Xử lý tối đa 65.525 cụm, kích thước của cụm này phụ thuộc vào kích thước của đĩa logic. Vì kích thước cụm tối đa là 32 KB nên FAT16 có thể hoạt động với các ổ đĩa logic không lớn hơn 2 GB. Có khả năng làm việc với các đĩa logic lên tới 2.047 GB với kích thước cụm tối đa là 32 KB.

Độ dài tệp tối đa có thể có trong FAT32 là 4 GB trừ 2 byte. Các ứng dụng Win32 có thể mở các tệp có độ dài này mà không cần xử lý đặc biệt. Các ứng dụng khác nên sử dụng ngắt Int 21h, chức năng 716C (FAT32) với cờ mở được đặt thành EXTEND-SIZE (1000h).

Trong hệ thống tệp FAT32, 4 byte được phân bổ cho mỗi cụm trong bảng phân bổ tệp, trong khi ở FAT16 - 2 và ở FAT12 - 1.5.

4 bit quan trọng nhất của phần tử bảng FAT32 32 bit được dự trữ và không tham gia vào việc hình thành số cụm. Các chương trình đọc trực tiếp bảng FAT32 phải che các bit này và bảo vệ chúng khỏi thay đổi khi ghi giá trị mới.

Vì vậy, FAT32 có những ưu điểm sau so với các triển khai hệ thống tệp FAT trước đó:

hỗ trợ đĩa lên tới 2 TB;

tổ chức không gian đĩa hiệu quả hơn. FAT32 sử dụng các cụm nhỏ hơn (4 KB cho đĩa tối đa 8 GB), giúp tiết kiệm tới 10-15% dung lượng trên các đĩa lớn so với FAT;

Thư mục gốc FAT 32, giống như tất cả các thư mục khác, giờ đây không giới hạn, nó bao gồm một chuỗi các cụm và có thể nằm ở bất kỳ đâu trên đĩa;

có độ tin cậy cao hơn: FAT32 có thể di chuyển thư mục gốc và hoạt động với bản sao lưu FAT, ngoài ra, bản ghi khởi động trên ổ đĩa FAT32 đã được mở rộng để bao gồm bản sao lưu của các cấu trúc dữ liệu quan trọng, có nghĩa là ổ đĩa FAT32 ít nhạy cảm hơn với sự xuất hiện của các vùng xấu riêng lẻ so với khối FAT hiện có;

chương trình tải nhanh hơn 50%.

Bảng 2.3.2 - So sánh kích thước cụm

Kích thước đĩa Kích thước cụm theo FAT16, KB Kích thước cụm theo FAT32, KB256 MB-511 MB8 Không được hỗ trợ512 MB - 1023 MB1641024 MB - 2 GB3242 GB - 8 GBKhông được hỗ trợ48 GB-16 GBKhông được hỗ trợ816 GB-32 GBKhông được hỗ trợ1 6Trên 32 GBKhông được hỗ trợ32

3. Hệ thống tệp thay thế NTFS và so sánh với FAT32

3.1 Hệ thống NTFS

(Hệ thống tệp công nghệ mới) là hệ thống tệp được ưa thích nhất khi làm việc với Windows NT, vì nó được thiết kế riêng cho hệ thống này. Windows NT bao gồm một tiện ích chuyển đổi giúp chuyển đổi các ổ đĩa FAT và HPFS thành các ổ đĩa NTFS. NTFS đã mở rộng đáng kể khả năng kiểm soát quyền truy cập vào các tệp và thư mục riêng lẻ, giới thiệu một số lượng lớn các thuộc tính, triển khai khả năng chịu lỗi, nén tệp động và hỗ trợ các yêu cầu tiêu chuẩn POSIX. NTFS cho phép tên tệp dài tới 255 ký tự và sử dụng cùng một thuật toán để tạo tên ngắn như VFAT. NTFS có khả năng tự phục hồi trong trường hợp hệ điều hành hoặc phần cứng bị lỗi, do đó ổ đĩa vẫn có sẵn và cấu trúc thư mục không bị gián đoạn.

Mỗi tệp trên ổ đĩa NTFS được biểu thị bằng một mục trong một tệp đặc biệt - MFT (Bảng tệp chính). NTFS dành 16 mục đầu tiên trong bảng, kích thước khoảng 1 MB, cho thông tin đặc biệt. Mục nhập bảng đầu tiên mô tả chính bảng tệp chính. Tiếp theo là mục nhân bản MFT. Nếu bản ghi MFT đầu tiên bị hỏng, NTFS sẽ đọc bản ghi thứ hai để tìm tệp MFT nhân bản có bản ghi đầu tiên giống với bản ghi MFT đầu tiên. Vị trí của các phân đoạn dữ liệu MFT và tệp MFT nhân bản được lưu trữ trong khu vực khởi động. Một bản sao của khu vực khởi động nằm ở trung tâm logic của đĩa. Mục MFT thứ ba chứa tệp nhật ký được sử dụng để khôi phục tệp. Mục thứ mười bảy và các mục tiếp theo trong bảng tệp chính được sử dụng bởi các tệp và thư mục thực tế trên ổ đĩa.

Nhật ký giao dịch (tệp nhật ký) ghi lại tất cả các hoạt động ảnh hưởng đến cấu trúc ổ đĩa, bao gồm việc tạo tệp và bất kỳ lệnh nào thay đổi cấu trúc thư mục. Nhật ký giao dịch được sử dụng để khôi phục ổ đĩa NTFS sau khi hệ thống bị lỗi. Mục nhập cho thư mục gốc chứa danh sách các tập tin và thư mục được lưu trữ trong thư mục gốc.

Sơ đồ phân bổ khối lượng được lưu trữ trong một tệp bitmap. Thuộc tính dữ liệu của tệp này chứa một bitmap, mỗi bit trong số đó đại diện cho một cụm của ổ đĩa và cho biết cụm đó trống hay bị chiếm bởi một tệp nào đó. Đồng thời hỗ trợ tệp cụm xấu để ghi lại các vùng xấu trên ổ đĩa và tệp ổ đĩa , chứa tên ổ đĩa, phiên bản NTFS và một bit được đặt khi ổ đĩa bị hỏng. Cuối cùng, có một tệp chứa bảng định nghĩa thuộc tính, trong đó chỉ định các loại thuộc tính được hỗ trợ trên ổ đĩa và liệu chúng có thể được lập chỉ mục, khôi phục bằng cách khôi phục hệ thống hay không, v.v. phân bổ không gian trong các cụm và sử dụng cách đánh số 64 bit cho chúng, điều này cho phép có 264 cụm, mỗi cụm có kích thước lên tới 64 KB. Giống như FAT, kích thước cụm có thể khác nhau nhưng không nhất thiết phải tăng theo tỷ lệ với kích thước đĩa. Kích thước cụm mặc định khi định dạng phân vùng được hiển thị trong Bảng 3.1.

Kích thước phân vùngKích thước cụm< 512 Мб512 байт513 Мб - 1024 Мб (1 Гб) 1 Кб1 Гб - 2 Гб2 Кб2 Гб - 4 Гб4 Кб4 Гб - 8 Гб8 Кб8 Гб - 16 Гб16 Кб16 Гб - 32 Гб32 Кб>32 GB64 KB cho phép bạn lưu trữ các tệp có kích thước lên tới 16 exabyte (264 byte) và tích hợp tính năng nén tệp theo thời gian thực. Nén là một trong những thuộc tính của tệp hoặc thư mục và giống như bất kỳ thuộc tính nào, có thể bị xóa hoặc cài đặt bất kỳ lúc nào (có thể nén trên các phân vùng có kích thước cụm không quá 4 KB). Khi nén một tệp, không giống như các sơ đồ nén được sử dụng trong FAT, nén theo từng tệp được sử dụng, do đó, việc làm hỏng một phần nhỏ của đĩa không dẫn đến mất thông tin trong các tệp khác.

Để giảm sự phân mảnh, NTFS luôn cố gắng lưu trữ các tập tin theo các khối liền kề nhau. Hệ thống này sử dụng cấu trúc thư mục B-tree tương tự như hệ thống tệp HPFS hiệu suất cao, thay vì cấu trúc danh sách liên kết được sử dụng trong FAT. Điều này giúp việc tìm kiếm tệp trong thư mục nhanh hơn vì tên tệp được lưu trữ được sắp xếp theo thứ tự từ điển, được thiết kế dưới dạng hệ thống tệp có thể phục hồi bằng mô hình xử lý giao dịch. Mỗi thao tác I/O sửa đổi tệp trên ổ đĩa NTFS được hệ thống coi là một giao dịch và có thể được thực thi dưới dạng một khối không thể phân chia. Khi người dùng sửa đổi tệp, dịch vụ tệp nhật ký sẽ ghi lại tất cả thông tin cần thiết để lặp lại hoặc khôi phục giao dịch. Nếu giao dịch hoàn tất thành công, tập tin sẽ được sửa đổi. Nếu không, NTFS sẽ khôi phục giao dịch.

Mặc dù có tính năng bảo vệ chống truy cập trái phép vào dữ liệu, NTFS không cung cấp tính bảo mật cần thiết cho thông tin được lưu trữ. Để có quyền truy cập vào các tệp, chỉ cần khởi động máy tính vào DOS từ đĩa mềm và sử dụng trình điều khiển NTFS của bên thứ ba cho hệ thống này.

Bắt đầu với Windows NT 5.0 (tên mới của Windows 2000), Microsoft hỗ trợ hệ thống tệp NTFS 5.0 mới. Phiên bản mới của NTFS đã giới thiệu các thuộc tính tệp bổ sung; Cùng với quyền truy cập, khái niệm từ chối truy cập đã được đưa ra, chẳng hạn như cho phép người dùng kế thừa quyền của nhóm đối với một tệp, để cấm anh ta thay đổi nội dung của nó. Hệ thống mới cũng cho phép:

đưa ra các hạn chế (hạn ngạch) về dung lượng ổ đĩa được cung cấp cho người dùng;

ánh xạ bất kỳ thư mục nào (cả trên máy tính cục bộ và máy tính từ xa) tới thư mục con trên đĩa cục bộ.

Một tính năng thú vị của phiên bản Windows NT mới là mã hóa động các tập tin và thư mục, giúp tăng độ tin cậy của việc lưu trữ thông tin. Windows NT 5.0 bao gồm Hệ thống tệp mã hóa (EFS), sử dụng thuật toán mã hóa khóa chung. Nếu thuộc tính mã hóa được đặt cho một tệp thì khi chương trình người dùng truy cập tệp để ghi hoặc đọc, tệp sẽ được mã hóa và giải mã một cách minh bạch đối với chương trình.

.2 So sánh NTFS và FAT32

Thuận lợi:

Tốc độ truy cập nhanh vào các tập tin nhỏ;

Kích thước của dung lượng ổ đĩa ngày nay thực tế là không giới hạn;

Phân mảnh tệp không ảnh hưởng đến chính hệ thống tệp;

Độ tin cậy cao của việc lưu trữ dữ liệu và cấu trúc tệp;

Hiệu suất cao khi làm việc với các tệp lớn;

Sai sót:

Yêu cầu RAM cao hơn so với FAT 32;

Làm việc với các thư mục cỡ trung bình rất khó khăn do tính phân mảnh của chúng;

Tốc độ hoạt động chậm hơn so với FAT 3232

Thuận lợi:

Tốc độ cao;

Yêu cầu RAM thấp;

Làm việc hiệu quả với các tệp vừa và nhỏ;

Độ mòn đĩa thấp hơn do chuyển động đầu đọc/ghi ít hơn.

Sai sót:

Khả năng bảo vệ thấp trước các lỗi hệ thống;

Làm việc không hiệu quả với các tệp lớn;

Giới hạn dung lượng tối đa của phân vùng và tệp;

Giảm hiệu suất do phân mảnh;

Giảm hiệu suất khi làm việc với các thư mục chứa số lượng lớn tệp;

Vì vậy, cả hai hệ thống tệp đều lưu trữ dữ liệu theo cụm có kích thước tối thiểu là 512 b. Theo quy định, kích thước cụm thông thường là 4 Kb. Đây là nơi mà những điểm tương đồng có thể kết thúc. Đôi điều về phân mảnh: Hiệu suất NTFS giảm mạnh khi đĩa đầy 80 - 90%. Điều này là do sự phân mảnh của các tập tin dịch vụ và công việc. Bạn càng làm việc nhiều với một đĩa bận rộn như vậy thì khả năng phân mảnh càng mạnh và hiệu suất càng thấp. Trong FAT 32, sự phân mảnh vùng làm việc của đĩa xảy ra ở giai đoạn trước. Vấn đề ở đây phụ thuộc vào tần suất bạn ghi/xóa dữ liệu. Giống như NTFS, sự phân mảnh làm giảm đáng kể hiệu suất. Bây giờ về RAM. Bản thân dung lượng của bảng tính FAT 32 có thể chiếm khoảng vài megabyte trong RAM. Nhưng bộ nhớ đệm có tác dụng giải cứu. Những gì được ghi vào bộ đệm:

Các thư mục được sử dụng nhiều nhất;

Dữ liệu về tất cả các tập tin hiện đang được sử dụng;

Dữ liệu về dung lượng đĩa trống;

Còn NTFS thì sao? Các thư mục lớn rất khó lưu vào bộ đệm và chúng có thể đạt kích thước vài chục megabyte. Cộng với MFT, cùng với thông tin về dung lượng đĩa trống. Mặc dù cần lưu ý rằng NTFS vẫn sử dụng tài nguyên RAM khá tiết kiệm. Chúng tôi có một hệ thống lưu trữ dữ liệu thành công; trong MFT, mỗi bản ghi xấp xỉ 1 Kb. Tuy nhiên, yêu cầu về dung lượng RAM vẫn cao hơn so với FAT 32. Tóm lại, nếu bộ nhớ của bạn nhỏ hơn hoặc bằng 64 Mb thì FAT 32 sẽ hiệu quả hơn về mặt tốc độ. sự khác biệt về tốc độ sẽ nhỏ và thường không có gì cả. Bây giờ về chính ổ cứng. Để sử dụng NTFS, cần phải có Bus Mastering. Cái này là cái gì? Đây là một chế độ hoạt động đặc biệt của người lái và bộ điều khiển. Khi sử dụng BM, quá trình trao đổi diễn ra mà không có sự tham gia của bộ xử lý. Sự vắng mặt của VM sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Ngoài ra, do sử dụng hệ thống tập tin phức tạp hơn nên số lần chuyển động của đầu đọc/ghi tăng lên cũng ảnh hưởng đến tốc độ. Sự hiện diện của bộ đệm đĩa có tác động tích cực như nhau đối với cả NTFS và FAT 32.

Phần kết luận

Ưu điểm của FAT là chi phí lưu trữ dữ liệu thấp và khả năng tương thích hoàn toàn với một số lượng lớn hệ điều hành và nền tảng phần cứng. Hệ thống tệp này vẫn được sử dụng để định dạng đĩa mềm, trong đó dung lượng lớn của phân vùng được hỗ trợ bởi các hệ thống tệp khác không đóng vai trò gì và chi phí thấp cho phép sử dụng tiết kiệm dung lượng đĩa nhỏ (NTFS yêu cầu nhiều không gian hơn để lưu trữ dữ liệu, điều này là hoàn toàn không thể chấp nhận được đối với đĩa mềm).

Phạm vi của FAT32 thực sự hẹp hơn nhiều - hệ thống tệp này nên được sử dụng nếu bạn định truy cập các phân vùng bằng cả Windows 9x và Windows 2000/XP. Nhưng vì sự liên quan của Windows 9x ngày nay thực tế đã biến mất nên việc sử dụng hệ thống tệp này không được quan tâm đặc biệt.

Thư mục

1. http://yura. Puslapiai. lt/archiv/per/fat.html


Bài viết này được dành riêng cho hệ thống tập tin . Khi cài đặt HĐH, Windows sẽ nhắc bạn chọn hệ thống tệp trên phân vùng nơi nó sẽ được cài đặt và người dùng PC phải chọn một trong hai tùy chọn MẬP hoặc NTFS.

Trong hầu hết các trường hợp, người dùng hài lòng khi biết rằng NTFS là "tốt hơn" và chọn tùy chọn này.

Tuy nhiên, đôi khi họ tự hỏi và chính xác thì điều gì tốt hơn?

Trong bài viết này tôi sẽ cố gắng giải thích Hệ thống tập tin là gì, chúng là gì, chúng khác nhau như thế nào và nên sử dụng cái nào.

Bài viết đơn giản hóa một số tính năng kỹ thuật của hệ thống tệp để hiểu rõ hơn về tài liệu.

Hệ thống tập tin là một cách tổ chức dữ liệu trên phương tiện lưu trữ. Hệ thống tệp xác định vị trí và cách thức các tệp sẽ được ghi trên phương tiện lưu trữ và cấp cho hệ điều hành quyền truy cập vào các tệp đó.

Các hệ thống tệp hiện đại có các yêu cầu bổ sung: khả năng mã hóa tệp, kiểm soát quyền truy cập vào tệp và các thuộc tính bổ sung. Thông thường hệ thống tập tin được ghi ở đầu ổ cứng. ().

Từ quan điểm của hệ điều hành, ổ cứng là một tập hợp các cụm.

Cụm là một vùng đĩa có kích thước nhất định để lưu trữ dữ liệu. Kích thước cụm tối thiểu là 512 byte. Vì hệ thống số nhị phân được sử dụng nên kích thước cụm là bội số của hai.

Người dùng có thể hình dung ổ cứng như một sổ ghi chú ca rô. Một ô trên trang là một cụm. Hệ thống tệp là nội dung của notepad và tệp là từ.

Đối với ổ cứng trong PC, hiện nay có hai hệ thống file phổ biến nhất: MẬP hoặc NTFS. Xuất hiện đầu tiên MẬP (FAT16), sau đó FAT32, và sau đó NTFS.

MẬP(FAT16) – là viết tắt của Bảng phân bổ tập tin(đang dịch Bảng phân bổ tập tin).

Khung FAT được phát triển bởi Bill Gates và Mark McDonald vào năm 1977. Được sử dụng làm hệ thống tệp chính trong hệ điều hành DOS và Microsoft Windows (trước Windows ME).

Có bốn phiên bản FAT - FAT12, FAT16, FAT32 Và exFAT. Chúng khác nhau về số bit được phân bổ để lưu trữ số cụm.

FAT12 chủ yếu được sử dụng cho đĩa mềm, FAT16- cho các đĩa nhỏ và đĩa mới exFAT chủ yếu dành cho ổ đĩa flash. Kích thước cụm tối đa được hỗ trợ trong FAT là 64Kb. ()

FAT16được giới thiệu lần đầu tiên vào tháng 11 năm 1987. Mục lục 16 trong tên chỉ ra rằng 16 bit được sử dụng cho số cụm. Do đó, kích thước phân vùng (ổ đĩa) đĩa tối đa mà hệ thống này có thể hỗ trợ là 4GB.

Sau này, với sự phát triển của công nghệ và sự ra đời của các loại đĩa có dung lượng hơn 4 GB, hệ thống tập tin đã xuất hiện. FAT32. Nó sử dụng địa chỉ cụm 32 bit và được giới thiệu với Windows 95 OSR2 vào tháng 8 năm 1996. FAT32 kích thước âm lượng giới hạn ở mức 128GB. Hệ thống này cũng có thể hỗ trợ tên tập tin dài. ().

NTFS(viết tắt MớiCông nghệTài liệuHệ thống - Hệ thống tập tin công nghệ mới) là một hệ thống tệp tiêu chuẩn cho dòng hệ điều hành Microsoft Windows NT.

Được giới thiệu vào ngày 27 tháng 7 năm 1993 cùng với Windows NT 3.1. NTFS dựa trên hệ thống tệp HPFS (viết tắt CaoHiệu suấtTài liệuHệ thống - Hệ thống tập tin hiệu suất cao), do Microsoft cùng với IBM tạo ra cho hệ điều hành OS/2.

Các tính năng chính của NTFS: các khả năng tích hợp sẵn để hạn chế quyền truy cập vào dữ liệu cho những người dùng và nhóm người dùng khác nhau, cũng như chỉ định hạn ngạch (hạn chế về dung lượng ổ đĩa tối đa mà một số người dùng nhất định chiếm giữ), sử dụng hệ thống ghi nhật ký để tăng độ tin cậy của hệ thống tệp.

Thông số kỹ thuật hệ thống tập tin là độc quyền. Thông thường kích thước cụm là 4Kb. Trong thực tế, không nên tạo ổ đĩa lớn hơn 2TB. Ổ cứng chỉ mới đạt kích thước này, có lẽ một hệ thống tập tin mới đang chờ chúng ta trong tương lai. ().

Trong quá trình cài đặt Windows XP, bạn được nhắc định dạng đĩa trong hệ thống. MẬP hoặc NTFS. Điều này có nghĩa là FAT32.

Tất cả các hệ thống tập tin đều được xây dựng theo nguyên tắc: một cụm - một tập tin. Những thứ kia. một cụm lưu trữ dữ liệu từ chỉ một tệp.

Sự khác biệt chính giữa các hệ thống này đối với người dùng trung bình là kích thước cụm. “Cách đây rất lâu, khi đĩa còn nhỏ và tệp cũng rất nhỏ,” điều này rất đáng chú ý.

Hãy xem ví dụ về một ổ đĩa trên đĩa có dung lượng 120GB và tệp có kích thước 10KB.

Vì FAT32 kích thước cụm sẽ là 32Kb và đối với NTFS - 4Kb.

TRONG FAT32 một tệp như vậy sẽ chiếm 1 cụm, để lại 32-10=22Kb dung lượng chưa được phân bổ.

TRONG NTFS một tệp như vậy sẽ chiếm 3 cụm, để lại 12-10 = 2Kb dung lượng chưa được phân bổ.

Tương tự với notepad, một cụm là một ô. Và sau khi đặt một dấu chấm vào một ô, chúng ta đã chiếm hết ô đó một cách hợp lý, nhưng trên thực tế vẫn còn rất nhiều không gian trống.

Như vậy, việc chuyển từ FAT32ĐẾN NTFS cho phép bạn sử dụng ổ cứng một cách tối ưu hơn khi có một số lượng lớn các tệp nhỏ trên hệ thống.

Năm 2003, tôi có một ổ đĩa 120GB, chia thành 40 và 80GB. Khi tôi chuyển từ Windows 98 sang Windows XP và chuyển đổi đĩa bằng FAT32 V. NTFS, Tôi có khoảng 1GB dung lượng đĩa trống. Vào thời điểm đó, đây là một “sự gia tăng” đáng kể.

Để tìm ra hệ thống tệp nào được sử dụng trên ổ đĩa cứng của PC, bạn cần mở cửa sổ thuộc tính ổ đĩa và trên tab "Là phổ biến"đọc dữ liệu này.

Âm lượng là từ đồng nghĩa với phân vùng đĩa; người dùng thường gọi ổ đĩa là “ổ C”, “ổ D”, v.v. Một ví dụ được hiển thị trong hình dưới đây:

Hiện nay, các ổ đĩa có dung lượng từ 320GB trở lên được sử dụng rộng rãi. Vì vậy tôi khuyên bạn nên sử dụng hệ thống NTFSđể sử dụng tối ưu không gian đĩa.

Ngoài ra, nếu có nhiều người dùng trên PC, NTFS cho phép bạn định cấu hình quyền truy cập tệp để những người dùng khác nhau không thể đọc và thay đổi tệp của những người dùng khác.

Trong các tổ chức, khi làm việc trên mạng cục bộ, quản trị viên hệ thống sử dụng các khả năng NTFS khác.

Nếu bạn quan tâm đến việc tổ chức quyền truy cập vào tệp cho nhiều người dùng trên một PC thì các bài viết sau sẽ mô tả chi tiết điều này.

Khi viết bài này, các tài liệu từ trang ru.wikipedia.org đã được sử dụng.

Tác giả của bài viết: Maxim Telpari
Người dùng PC có 15 năm kinh nghiệm. Chuyên gia hỗ trợ cho khóa học video "Người dùng PC tự tin", sau khi học xong bạn sẽ học cách lắp ráp máy tính, cài đặt Windows XP và trình điều khiển, khôi phục hệ thống, làm việc trong các chương trình và hơn thế nữa.

Kiếm tiền với bài viết này!
Đăng ký trong chương trình liên kết. Thay thế liên kết đến khóa học trong bài viết bằng liên kết liên kết của bạn. Thêm một bài viết vào trang web của bạn. Bạn có thể có được một phiên bản tái bản.

Bất cứ ai đã từng cài đặt hệ điều hành đều gặp phải tình trạng là ở giai đoạn định dạng phân vùng cài đặt của ổ cứng, chương trình sẽ nhắc bạn chọn loại hệ thống tệp FAT hoặc NTFS.

Và những người tình cờ định dạng ổ đĩa flash hoặc thiết bị lưu trữ bên ngoài khác cần phải quyết định giữa ba hệ thống tệp: FAT32, NTFS và exFAT. Thông thường, người dùng chọn định dạng mặc định vì họ không biết sự khác biệt là gì.

Bài viết này được gửi đến những người muốn lấp đầy khoảng trống kiến ​​​​thức của họ.

Cấu trúc tệp FAT: nguyên tắc và mục đích

Cấu trúc tập tin hoặc Hệ thống tập tinđược Microsoft phát triển vào những năm 70 của thế kỷ trước và thể hiện một quy trình nhất định để tổ chức không gian lưu trữ và truy cập dữ liệu trên máy tính và các thiết bị kỹ thuật số khác.

Mục đích của chức năng này là cung cấp cho người dùng khả năng quản lý thông tin được lưu trữ trên đĩa hoặc thiết bị bên ngoài một cách thuận tiện. Hệ thống tệp bao gồm các tệp, thư mục và thư mục cũng như một bộ công cụ hệ thống tương tác với chúng để thực hiện các chức năng đọc-ghi, tạo-xóa, sao chép, đặt tên, v.v. Ngoài ra, cấu trúc này tổ chức quyền truy cập chung vào thông tin giữa những người dùng và cung cấp khả năng bảo vệ chống lại các hành động trái phép thông qua mã hóa, hoạt động ở chế độ chỉ đọc, v.v.

Về mặt cấu trúc, toàn bộ vùng không gian đĩa được chia thành các cụm, giống như một tờ giấy ca rô. Mỗi ô là một khối, kích thước của ô này được đặt trong quá trình định dạng và phải là bội số của 2. Kích thước tối thiểu có thể là 512 byte (đối với ổ flash), đối với ổ cứng là 32 KB. Một tập tin có thể chiếm nhiều cụm như vậy. Bạn có thể hình dung không gian đĩa như một cuốn sổ tay, trong đó cụm là một chữ cái, tệp là một từ và cấu trúc tệp là mục lục của sổ ghi chép.

Khi truy cập một tệp, hệ điều hành phải tìm nó trong một số cụm nằm ở các vị trí khác nhau trên đĩa, từ đó tạo thành một chuỗi các cụm. Mỗi cụm có nhãn riêng, xác định nó là một trong ba loại:

  1. Miễn phí, sẵn sàng ghi lại dữ liệu.
  2. Bận, lưu trữ một phần thông tin và có dữ liệu nhãn về cụm tiếp theo trong chuỗi, trong khi cụm sau được đánh dấu bằng nhãn đặc biệt.
  3. Khối BAD là một cụm có lỗi không thể truy cập được sau khi định dạng.

Kích thước của nhãn được xác định bởi loại cấu trúc tệp: đối với FAT32 là 32 byte.

Toàn bộ hệ thống tập tin bao gồm các phần sau:

  • khu vực khởi động, nằm ở đầu đĩa, được kích hoạt sau khi hệ điều hành khởi động và lưu trữ các tham số phân vùng;
  • bảng phân bổ tệp (“mục lục”) lưu trữ nhãn cụm;
  • bản sao của bảng cấp phát tệp để khôi phục dữ liệu nếu cấu trúc tệp bị hỏng;
  • thư mục gốc;
  • vùng dữ liệu;
  • trụ để thực hiện các thao tác đọc/ghi.

Có ba loại hệ thống tệp FAT: FAT12, FAT16 và FAT32. FAT đã được thay thế bằng NTFS và exFAT là phiên bản mở rộng của FAT32 và chủ yếu được sử dụng cho ổ đĩa flash.

Ưu điểm và nhược điểm của cấu trúc file FAT32, NTFS và exFAT

Để quyết định lựa chọn hệ thống tệp tối ưu nhất để định dạng, chúng tôi sẽ xem xét mô tả của cả ba tùy chọn, tập trung vào ưu điểm và nhược điểm của từng tùy chọn.

FAT32

Trong số ba cấu trúc tệp được xem xét, FAT32 là cấu trúc cũ nhất. Nó thay thế FAT16 và cho đến gần đây vẫn là loại tiến bộ nhất. Việc phát hành FAT32 trùng với thời điểm phát hành hệ điều hành Windows 95 OSR2 vào năm 1996. Các tính năng phân biệt chính: giới hạn kích thước và địa chỉ cụm 32 bit: tệp không quá 4 GB và dung lượng 128 GB.

Thuận lợi

Bất chấp một số lạc hậu về mặt đạo đức, FAT32 có một số lợi thế so với các hệ thống tệp khác. Điểm thu hút chính của nó là khả năng tương thích và tính linh hoạt. FAT32 hoạt động với tất cả các phiên bản hệ điều hành, bao gồm Windows (so sánh tất cả các phiên bản), Linux và MacOS, đồng thời phù hợp với mọi máy chơi game và thiết bị khác có cổng USB. Ngày nay, nó được sử dụng mặc định trong tất cả các ổ đĩa ngoài (ổ flash, thẻ CD), vì nhiều thiết bị cũ: PC, máy tính xách tay, hộp giải mã tín hiệu có đầu vào USB chỉ có thể hoạt động với FAT32.

Các ưu điểm quan trọng khác của hệ thống tệp là: hiệu suất tốc độ cao, yêu cầu dung lượng RAM thấp, làm việc hiệu quả với các tệp vừa và nhỏ và độ hao mòn đĩa thấp do chuyển động đầu nhỏ hơn. Tuy nhiên, nó cũng có thể bị phân mảnh và việc chống phân mảnh định kỳ chắc chắn sẽ không gây hại gì.

sai sót

Nhược điểm chính của hệ thống tập tin này là giới hạn kích thước của nó. Đối với các cụm, nó không thể lớn hơn 64 KB, nếu không một số ứng dụng có thể tính toán dung lượng ổ đĩa không chính xác.

Kích thước tệp không được vượt quá 4 GB, do đó, kích thước đĩa tối đa cho kích thước cụm cho bảng phân bổ tệp 32 KB sẽ là khoảng 8 TB.

Khi định dạng đĩa bằng ScanDisk, đây là chương trình 16 bit, có tính đến các bảng FAT và với kích thước cụm tối đa là 32 KB, kích thước ổ đĩa được giới hạn ở 128 gigabyte.

Xét thấy không có nhiều thiết bị máy tính được trang bị ổ cứng lớn hơn 8 TB nên nhược điểm này sẽ không dễ nhận thấy đối với hầu hết người dùng. Tuy nhiên, việc FAT32 hoạt động với các tệp có kích thước lên tới 4 GB là một bất lợi đáng kể, vì hầu hết các tệp video chất lượng cao ở định dạng 4K hiện đại ngày nay đều lớn hơn 4 GB này và do đó không tương thích với hệ thống tệp này.

Bên cạnh những hạn chế về kích thước, FAT32 còn có những nhược điểm khác. Nó không hỗ trợ tên tệp dài, điều này không thuận tiện lắm cho người dùng muốn xác định tệp một cách hợp lý dựa trên nội dung của chúng. Có những phàn nàn về hệ thống bảo mật (một trình quét chống vi-rút bổ sung sẽ không gây hại gì) và bảo vệ tệp trong trường hợp có lỗi (tính năng của ổ cứng), cũng như tốc độ thấp khi làm việc với các thư mục chứa nhiều tệp.

Vì vậy, FAT32 phù hợp hơn với các thiết bị di động, dung lượng thấp và máy tính cũ. Các phiên bản Windows mới nhất không còn có thể được cài đặt trên đĩa được định dạng bằng hệ thống FAT32 nữa; việc định dạng lại thành NTFS là cần thiết.

Công dụng chính của hệ thống tệp FAT32 ngày nay là trong ổ đĩa flash di động và thẻ SD (tính năng), chứa ít tệp và tương thích với nhiều loại thiết bị kỹ thuật số.

NTFS

Hệ thống tập tin này được Microsoft phát triển vào năm 1993 và được giới thiệu cùng với Windows NT 3.1. Trong chính tiêu đề hệ thống tập tin công nghệ mới, nghĩa là hệ thống tập tin công nghệ mới, nằm ở bản chất tiến bộ của nó.

Sau khi định dạng đĩa ở dạng NTFS, nó được chia thành ba vùng:

  • MFT - bảng tệp vùng hoặc chung (Bảng tệp chính), nơi lưu trữ thông tin về tệp và thư mục;
  • dữ liệu người dùng;
  • siêu tập tin chứa thông tin dịch vụ.

Mỗi siêu tệp chịu trách nhiệm cho một khu vực cụ thể. Ví dụ: LogFile là một tệp nhật ký trong đó tất cả các hoạt động được ghi lại trong nhật ký, Boot là khu vực khởi động, Bitmap kiểm soát không gian trống trong phân vùng, v.v. Cấu trúc này bảo vệ các tập tin một cách đáng tin cậy khỏi mọi lỗi, có thể là hệ điều hành bị treo hoặc mất điện.

Thuận lợi

Không giống như FAT32, cấu trúc tệp này hầu như không có hạn chế về kích thước của tệp và thư mục. Kích thước cụm có thể thay đổi từ 512 byte đến 64 KB; kích thước tối ưu là 4 KB.

Nhờ có nhiều cải tiến đáng kể để cải thiện bảo mật, chẳng hạn như hỗ trợ quyền truy cập tệp, hạn ngạch HPFS, mã hóa, ghi nhật ký, kiểm soát và kiểm tra truy cập, liên kết cứng, v.v., NTFS rất lý tưởng để định dạng đĩa cho khu vực hệ thống. Các phân vùng ổ cứng khác cũng có thể được định dạng trong hệ thống này, vì NTFS cho phép sử dụng tối ưu dung lượng ổ đĩa khi có nhiều tệp nhỏ.

Ưu điểm của cách tổ chức tệp này là tốc độ truy cập nhanh vào các tệp nhỏ, hiệu suất cao khi làm việc với các tệp lớn và khả năng sử dụng tên tệp dài.

sai sót

Nhược điểm chính của hệ thống NTFS là không tương thích với tất cả các hệ điều hành bên dưới Windows NT, cũng như những hạn chế về khả năng tương thích với các hệ điều hành khác. Vì vậy, Mac OS đọc tệp từ đĩa NTFS nhưng không thể ghi chúng, tình trạng tương tự xảy ra với khả năng tương thích tệp Linux. Các máy chơi game phổ biến nhất Playstation và Xbox 360 không hoạt động với NTFS, chỉ Xbox One mới có thể tương tác với nó.

Nhược điểm của NTFS còn bao gồm yêu cầu RAM cao, tốc độ thấp hơn so với FAT32 và khó quản lý các thư mục cỡ trung bình.

Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên sử dụng cấu trúc tệp NTFS trên ổ cứng, bao gồm cả SSD, chạy các phiên bản Windows mới nhất, bắt đầu bằng NT.

exFAT

Hệ thống tập tin này là hệ thống tập tin mới nhất được xem xét về thời gian phát hành. Nó xuất hiện vào năm 2008 với các bản cập nhật thường xuyên cho Windows XP và trên thực tế, đây là phiên bản mở rộng của FAT32.

Mục tiêu chính của các nhà phát triển là tạo ra cấu trúc tệp hiệu quả, tiện lợi và phổ biến cho các thiết bị lưu trữ di động: ổ đĩa flash, thẻ SD và ổ cứng di động.

Thuận lợi:

  • Tổ chức đơn giản không có tính năng chuyên biệt và hạn chế về kích thước tệp và phân vùng.
  • Khả năng tương thích tuyệt vời với tất cả các hệ điều hành Windows, cũng như Mac OS và Linux. Trong tùy chọn thứ hai, cần phải cài đặt phần mềm bổ sung.
  • Hỗ trợ từ tất cả các thiết bị hiện đại của Apple, cũng như máy chơi game Xbox One và Playstation 4.

Nhược điểm chính của tổ chức tệp exFAT là chính sách cấp phép của Microsoft, cấm sử dụng miễn phí trong phạm vi công cộng.

Cấu trúc tập tin tối ưu nhất

Sau khi xem xét mô tả của ba hệ thống tệp phổ biến, chúng ta có thể rút ra kết luận sau:

  • đối với các thiết bị máy tính có hệ điều hành cao hơn Windows NT, việc định dạng ổ cứng ở hệ thống NTFS sẽ phù hợp hơn;
  • đối với các thiết bị cũ hơn, cũng như nhằm mục đích tương thích với nhiều thiết bị kỹ thuật số hiện đại khác nhau, lựa chọn tốt nhất là chọn FAT32;
  • đối với bất kỳ phương tiện lưu động nào, lý tưởng nhất là sử dụng hệ thống

Và cuối cùng: bạn có thể tìm thấy thông tin về cấu trúc tệp nào được triển khai trên đĩa của bạn trong tab “Chung” (nút chuột phải “Thuộc tính”).

Trước khi hệ điều hành Microsoft Windows NT ra đời, người dùng máy tính cá nhân hiếm khi gặp vấn đề trong việc chọn hệ thống tệp. Tất cả chủ sở hữu hệ điều hành (OS) MS-DOS và Microsoft Windows đều sử dụng một trong các loại hệ thống tệp được gọi là FAT (FAT-12, FAT-16 hoặc FAT-32).

Bây giờ tình hình đã thay đổi. Khi cài đặt Microsoft Windows NT/2000/XP, khi định dạng đĩa, bạn cần chọn giữa ba hệ thống tệp - FAT-16, FAT-32 hoặc NTFS.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về cấu trúc bên trong của các hệ thống tệp được liệt kê, xem xét những nhược điểm và ưu điểm vốn có của chúng. Được trang bị kiến ​​thức này, bạn có thể đưa ra lựa chọn sáng suốt về một hệ thống tệp cụ thể cho Microsoft Windows.

Nói ngắn gọn về hệ thống tập tin FAT

Hệ thống tệp FAT xuất hiện vào buổi bình minh của sự phát triển của máy tính cá nhân và ban đầu được thiết kế để lưu trữ tệp trên đĩa mềm.

Thông tin được lưu trữ trên đĩa và đĩa mềm theo từng phần, theo các cung 512 byte. Toàn bộ không gian đĩa được chia thành các vùng có độ dài cố định gọi là cụm. Một cụm có thể chứa một hoặc nhiều lĩnh vực.

Mỗi tệp chiếm một hoặc nhiều cụm, có thể không liền kề. Tên tệp và thông tin khác về tệp, chẳng hạn như kích thước và ngày tạo, nằm trong vùng ban đầu của đĩa mềm được phân bổ cho thư mục gốc.

Ngoài thư mục gốc, các thư mục khác có thể được tạo trong hệ thống tệp FAT. Cùng với thư mục gốc, chúng tạo thành cây thư mục chứa thông tin về các tập tin và thư mục. Về vị trí của các cụm tệp trên đĩa, thông tin này được lưu trữ trong vùng ban đầu của đĩa mềm, được gọi là Bảng phân bổ tệp (FAT).

Mỗi cụm trong bảng FAT có một ô riêng, ô này lưu trữ thông tin về cách sử dụng cụm này. Do đó, bảng cấp phát tệp là một mảng chứa thông tin về các cụm. Kích thước của mảng này được xác định bởi tổng số cụm trên đĩa.

Thư mục lưu trữ số cụm đầu tiên được phân bổ cho một tệp hoặc thư mục con. Số lượng các cụm còn lại có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng bảng phân bổ tệp FAT.

Khi phát triển định dạng bảng FAT, mục tiêu là tiết kiệm dung lượng, bởi vì... Đĩa mềm có dung lượng rất nhỏ (từ 180 KB đến 2,44 MB). Do đó, chỉ có 12 chữ số nhị phân được phân bổ để lưu trữ số cụm. Kết quả là bảng FAT được đóng gói chặt chẽ đến mức nó chỉ chiếm một khu vực của đĩa mềm.

Bảng FAT chứa thông tin quan trọng về vị trí của thư mục và tệp. Nếu FAT bị hỏng do lỗi phần cứng, lỗi phần mềm hoặc vi rút, quyền truy cập vào các tệp và thư mục sẽ bị mất. Vì vậy, để đảm bảo an toàn, hai bản sao của bảng FAT thường được tạo trên đĩa.

Các phiên bản khác nhau của FAT

Sau sự ra đời của ổ cứng dung lượng lớn (vào thời đó, các đĩa có kích thước 10-20 MB được coi là lớn), số lượng cụm tăng lên và 12 bit không còn đủ để lưu trữ số của chúng. Một định dạng bảng phân bổ tệp 16 bit mới đã được phát triển, trong đó hai byte được phân bổ để lưu trữ số lượng của một cụm. Hệ thống tệp cũ được thiết kế cho đĩa mềm được gọi là FAT-12 và hệ thống tệp mới được gọi là FAT-16.

Bảng FAT-16 mở rộng không còn vừa với một khu vực nữa, nhưng với kích thước đĩa lớn, nhược điểm này không đóng vai trò đáng kể. Như trước đây, hai bản sao của bảng FAT được lưu trên đĩa để bảo hiểm.

Tuy nhiên, khi dung lượng ổ đĩa bắt đầu được tính bằng hàng trăm MB và thậm chí hàng gigabyte, hệ thống tệp FAT-16 lại trở nên kém hiệu quả. Để số cụm phù hợp với 16 bit, khi định dạng các đĩa lớn, cần phải tăng kích thước cụm lên 16 KB hoặc thậm chí hơn. Điều này gây ra vấn đề khi cần lưu trữ số lượng lớn các tệp nhỏ trên đĩa. Vì không gian lưu trữ tệp được phân bổ theo cụm nên ngay cả một tệp rất nhỏ cũng cần quá nhiều dung lượng đĩa.

Kết quả là, một nỗ lực khác, rõ ràng là cuối cùng nhằm cải thiện hệ thống tệp FAT đã được thực hiện - kích thước ô của bảng phân bổ tệp đã tăng lên 32. Điều này giúp định dạng các đĩa có kích thước hàng trăm MB và vài GB bằng cách sử dụng một ổ đĩa tương đối nhỏ. kích thước cụm. Hệ thống tập tin mới được gọi là FAT-32.

Tiêu chuẩn 8.3

Trước khi Microsoft Windows 95 ra đời, người dùng máy tính cá nhân buộc phải sử dụng “tiêu chuẩn 8.3” rất bất tiện để đặt tên tệp, trong đó tên tệp phải bao gồm 8 ký tự cộng với 3 ký tự mở rộng. Hạn chế này không chỉ được áp đặt bởi giao diện chương trình của hệ điều hành MS-DOS mà còn bởi cấu trúc mục nhập thư mục của hệ thống tệp FAT.

Sau khi sửa đổi cấu trúc của các mục nhập thư mục, giới hạn số lượng ký tự trong tên tệp trên thực tế đã được loại bỏ. Tên tệp bây giờ có thể dài tới 255 ký tự, rõ ràng là đủ trong hầu hết các trường hợp. Tuy nhiên, hệ thống tệp FAT được sửa đổi như vậy đã trở nên không tương thích với hệ điều hành MS-DOS, cũng như với Microsoft Windows shell phiên bản 3.1 và 3.11 đang chạy trong môi trường của nó.

Bạn có thể đọc thêm về các định dạng của cấu trúc FAT bên trong trong bài viết “Phục hồi dữ liệu trong phân vùng FAT” của chúng tôi được xuất bản trên trang web này.

Hạn chế của hệ thống tập tin FAT

Khi quyết định có nên sử dụng hệ thống tệp FAT để định dạng đĩa hay không, bạn nên lưu ý những hạn chế cố hữu của nó. Những hạn chế này chủ yếu liên quan đến kích thước tối đa của đĩa FAT, cũng như kích thước tối đa của tệp nằm trên đĩa này.

Kích thước tối đa của ổ đĩa logic FAT-16 là 4 GB, rất nhỏ theo tiêu chuẩn hiện đại. Tuy nhiên, Microsoft không khuyến nghị tạo đĩa FAT-16 lớn hơn 200 MB, vì... Trong trường hợp này, dung lượng ổ đĩa sẽ được sử dụng rất kém hiệu quả.

Về mặt lý thuyết, kích thước tối đa của đĩa FAT-32 có thể là 8 TB, đủ để triển khai bất kỳ ứng dụng hiện đại nào. Giá trị này có được bằng cách nhân số cụm tối đa (268.435.445) với kích thước cụm tối đa được FAT-32 (32 KB) cho phép.

Tuy nhiên, trong thực tế, tình hình có vẻ hơi khác một chút.

Do những hạn chế bên trong, tiện ích ScanDisk trong Microsoft OS 95/98 không thể hoạt động với các ổ đĩa lớn hơn 127,53 GB. Một năm trước, hạn chế như vậy lẽ ra không gây ra vấn đề gì, nhưng ngày nay, ổ đĩa 160 GB rẻ tiền đã xuất hiện trên thị trường và chẳng bao lâu nữa dung lượng của chúng sẽ còn lớn hơn nữa.

Đối với hệ điều hành Microsoft Windows 2000/XP mới không có khả năng tạo phân vùng FAT-32 với dung lượng vượt quá 32 GB. Nếu bạn cần các phân vùng có kích thước này hoặc lớn hơn, Microsoft sẽ khuyên bạn nên sử dụng hệ thống tệp NTFS.

Một hạn chế đáng kể khác của FAT-32 là kích thước tệp - nó không thể vượt quá 4 GB. Hạn chế này sẽ ảnh hưởng, chẳng hạn như khi ghi các đoạn video vào đĩa hoặc khi tạo các tệp cơ sở dữ liệu lớn.

Thư mục FAT-32 có thể lưu trữ tối đa 65534 tệp.

Nhược điểm của FAT

Ngoài những hạn chế đã thảo luận ở trên, hệ thống tệp FAT còn có những nhược điểm khác. Rõ ràng, điều quan trọng nhất là sự vắng mặt hoàn toàn của các công cụ kiểm soát truy cập, cũng như khả năng mất thông tin về vị trí của tất cả các tệp sau khi bảng FAT khá nhỏ gọn và bản sao của nó bị phá hủy.

Bằng cách khởi động máy tính từ đĩa mềm hệ thống, kẻ tấn công có thể dễ dàng truy cập vào bất kỳ tệp nào được lưu trữ trên đĩa bằng hệ thống tệp FAT. Sau đó, anh ta sẽ dễ dàng sao chép các tệp này vào thiết bị ZIP hoặc một số phương tiện lưu trữ bên ngoài khác.

Khi sử dụng FAT trên đĩa máy chủ, không thể đảm bảo phân định đáng tin cậy và linh hoạt quyền truy cập của người dùng vào các thư mục. Đó là lý do tại sao và cũng do khả năng chống hỏng hóc thấp nên FAT thường không được sử dụng trên máy chủ.

Sự hiện diện của các bảng phân bổ tệp FAT nhỏ gọn khiến hệ thống tệp này trở thành mục tiêu dễ bị tấn công của vi-rút máy tính - nó đủ để phá hủy đoạn ban đầu của đĩa FAT và gần như tất cả dữ liệu sẽ bị mất.

Hệ thống tập tin NTFS

Hệ thống tệp NTFS hiện đại, được Microsoft phát triển cho hệ điều hành Microsoft Windows NT, không có những hạn chế và nhược điểm của FAT. Kể từ khi thành lập, hệ thống tệp NTFS đang phát triển đã trải qua một số cải tiến, cải tiến mới nhất (tại thời điểm viết bài này) được thực hiện trong Microsoft Windows XP.

Trong hệ thống tệp NTFS, tất cả các thuộc tính tệp (tên, kích thước, vị trí của phạm vi tệp trên đĩa, v.v.) được lưu trữ trong tệp hệ thống ẩn $MFT. Từ một đến vài KB được phân bổ để lưu trữ thông tin về từng tệp (và thư mục) trong $MFT. Nếu có một số lượng lớn tệp được lưu trữ trên đĩa, kích thước của tệp $MFT có thể lên tới hàng chục, thậm chí hàng trăm MB.

Các tệp nhỏ (theo thứ tự hàng trăm byte) được lưu trữ trực tiếp trong $MFT, giúp tăng tốc đáng kể quyền truy cập vào chúng.

Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng chi phí lưu trữ thông tin hệ thống của NTFS, mặc dù vượt quá chi phí của FAT, nhưng vẫn không lớn lắm so với dung lượng của các đĩa hiện đại. Vì tệp $MFT thường nằm gần giữa đĩa hơn nên việc phá hủy các rãnh ghi đầu tiên của đĩa NTFS không dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như phá hủy các vùng ban đầu của đĩa FAT.

Hệ thống file NTFS có nhiều tính năng mà FAT không có. Chúng cho phép tính linh hoạt, độ tin cậy và bảo mật cao hơn nhiều so với FAT.

Hãy liệt kê một số tính năng thú vị nhất của NTFS trong các phiên bản hiện đại.

Công cụ kiểm soát truy cập

Các công cụ kiểm soát truy cập NTFS khá linh hoạt và cho phép bạn kiểm soát quyền truy cập ở cấp độ tệp và thư mục riêng lẻ, cấp (hoặc chặn) quyền truy cập cho từng người dùng hoặc nhóm người dùng.

Mặc dù thoạt nhìn có vẻ như các công cụ kiểm soát truy cập chỉ cần thiết cho máy chủ tệp, nhưng chúng cũng sẽ được yêu cầu nếu nhiều người dùng có quyền truy cập vào máy tính.

Mã hóa tập tin

Các công cụ kiểm soát truy cập nêu trên sẽ trở nên vô dụng nếu đĩa vật lý NTFS rơi vào tay kẻ tấn công. Sử dụng các tiện ích hiện đại, nội dung của một đĩa như vậy có thể được đọc mà không gặp nhiều khó khăn trong bất kỳ hệ điều hành nào - DOS, Microsoft Windows hoặc Linux.

Để bảo vệ các tập tin của người dùng khỏi bị truy cập trái phép, hệ điều hành Microsoft Windows 2000/XP cung cấp tính năng mã hóa bổ sung cho các tập tin được lưu trữ trong phân vùng NTFS. Và mặc dù độ mạnh của mã hóa như vậy có thể không quá cao nhưng nó khá đủ trong hầu hết các trường hợp.

RAID đĩa phần mềm

Sử dụng NTFS, bạn có thể tạo cái gọi là phần mềm RAID 1 (Bộ phản chiếu). Mảng này, được tạo thành từ hai đĩa vật lý hoặc logic có cùng kích thước, cho phép bạn sao chép các tệp (hoặc, như người ta cũng nói, "nhân bản").

Một mảng như vậy có thể bảo vệ các tập tin của bạn trong trường hợp xảy ra lỗi vật lý ở một trong các đĩa tạo nên mảng; do đó, nó thường được sử dụng để tăng độ tin cậy của hệ thống đĩa.

Bộ âm lượng

Hệ thống tệp NTFS cho phép bạn kết hợp nhiều phân vùng nằm trên một hoặc nhiều đĩa vật lý thành một ổ đĩa logic. Điều này có thể được yêu cầu, chẳng hạn như để lưu trữ các tệp cơ sở dữ liệu lớn không vừa trên một đĩa vật lý hoặc để tạo một thư mục có tổng khối lượng tệp vượt quá kích thước của đĩa vật lý.

Các bộ được tạo từ nhiều phân vùng hoặc đĩa vật lý được gọi là Tập ổ đĩa (theo thuật ngữ của hệ điều hành Microsoft Windows NT) hoặc Ổ đĩa được kéo dài (trong thuật ngữ của hệ điều hành Windows 2000/XP).

Đóng gói tập tin

Để tiết kiệm dung lượng ổ đĩa, bạn có thể sử dụng khả năng đóng gói (nén) tệp của NTFS. Ngoài ra, NTFS cho phép bạn tạo cái gọi là tệp thưa thớt chứa các vùng không có dữ liệu. Những tệp như vậy có thể lớn nhưng chiếm ít dung lượng ổ đĩa vì chỉ những byte quan trọng của tệp mới được lưu trữ thực sự.

Xin lưu ý rằng việc đóng gói các tập tin sẽ làm mọi thứ chậm lại một chút. Tuy nhiên, hoàn cảnh này không phải lúc nào cũng quan trọng. Ví dụ: các tài liệu văn phòng có thể được đóng gói mà tốc độ làm việc không giảm đáng kể, nhưng điều này không thể nói về các tệp cơ sở dữ liệu được nhiều người dùng truy cập đồng thời. Với sự sẵn có của các đĩa dung lượng lớn, tương đối rẻ tiền trên thị trường, các sản phẩm đóng gói chỉ nên được sử dụng khi chúng thực sự cần thiết. Tuy nhiên, điều này cũng áp dụng cho các tính năng NTFS khác.

Tập tin đa luồng

Nếu cần, một số luồng thông tin có thể được lưu trữ trong một tệp được ghi trên đĩa NTFS. Đặc biệt, điều này cho phép cung cấp thông tin bổ sung cho các tệp tài liệu, lưu trữ nhiều phiên bản tài liệu trong một tệp (ví dụ: bằng các ngôn ngữ khác nhau), lưu trữ mã chương trình và dữ liệu trong các luồng riêng biệt của một tệp, v.v.

Kết nối cứng

Liên kết cứng cho phép bạn gán nhiều tên khác nhau cho một tệp vật lý bằng cách đặt các tên này (tức là các liên kết đến tệp) trong các thư mục khác nhau. Khi bạn xóa một liên kết, tập tin đó sẽ không bị xóa. Chỉ khi tất cả các kết nối của một tệp bị hủy thì tệp đó mới bị xóa.

Lưu ý rằng những khả năng như vậy là điển hình cho các hệ thống tệp được sử dụng trong các hệ điều hành giống Unix, chẳng hạn như trong Linux, FreeBSD, v.v.

Ghi đè điểm

Các đối tượng hệ thống NTFS như điểm phân tích cú pháp cho phép bạn xác định lại bất kỳ tệp hoặc thư mục nào. Ví dụ, trong trường hợp này, các tập tin hoặc thư mục bị ghi đè hiếm khi được sử dụng thực sự có thể được lưu trữ trên băng từ, chỉ được tải vào đĩa khi cần thiết.

Chuyển tiếp

Sử dụng bước nhảy NTFS, bạn có thể gắn ổ cứng hoặc CD khác vào thư mục đĩa. Tính năng này ban đầu tồn tại trong hệ thống tệp của hệ điều hành giống Unix.

Hạn ngạch dung lượng ổ đĩa

Hệ thống tệp NTFS, được sử dụng trong Microsoft Windows 2000/XP, cho phép bạn hạn ngạch hoặc giới hạn dung lượng ổ đĩa có sẵn cho người dùng. Tính năng này đặc biệt hữu ích khi tạo máy chủ tập tin.

Thay đổi ghi nhật ký

Trong quá trình hoạt động, hệ điều hành thực hiện nhiều hành động khác nhau trên tệp (tạo, sửa đổi, xóa). Tất cả những thay đổi như vậy được lưu trong một nhật ký đặc biệt được tạo trên ổ đĩa NTFS và có thể được sử dụng bởi các chương trình sao lưu, hệ thống lập chỉ mục, v.v. Việc ghi nhật ký các thay đổi làm tăng độ tin cậy của hệ thống tệp, trong một số trường hợp cho phép tiếp tục hoạt động sau các lỗi không nghiêm trọng của hệ điều hành và phần cứng. Tất nhiên, mặc dù hầu hết các lỗi nghiêm trọng đều dẫn đến nhu cầu khôi phục dữ liệu từ bản sao lưu hoặc sử dụng các tiện ích khôi phục dữ liệu đặc biệt.

Hạn chế của NTFS

Mặc dù có rất nhiều khả năng nhưng hệ thống tệp NTFS cũng có một số hạn chế. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, chúng không đóng vai trò quan trọng.

Kích thước tối đa của một đĩa logic NTFS là khoảng 18.446.744 TB, rõ ràng là đủ cho tất cả các ứng dụng hiện đại cũng như các ứng dụng sẽ xuất hiện trong tương lai gần. Kích thước file tối đa thậm chí còn lớn hơn nên hạn chế này cũng không đáng kể.

Số lượng file được lưu trữ trong một thư mục NTFS là không giới hạn nên điều này cũng có lợi thế hơn FAT.

So sánh NTFS và FAT về tốc độ truy cập file

Về mặt hứa hẹn, chức năng, bảo mật và độ tin cậy, NTFS vượt xa FAT. Tuy nhiên, việc so sánh hiệu suất của các hệ thống tập tin này không cho kết quả rõ ràng, vì hiệu suất phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.

Do nguyên lý hoạt động và cấu trúc bên trong của FAT đơn giản hơn nhiều so với NTFS nên rất có thể FAT sẽ nhanh hơn khi làm việc với các thư mục nhỏ. Tuy nhiên, nếu nội dung của thư mục nhỏ đến mức nó hoàn toàn nằm gọn trong một hoặc nhiều mục nhập tệp $MFT hoặc ngược lại, nếu thư mục rất lớn, NTFS sẽ thắng.

NTFS rất có thể sẽ dẫn đầu khi tìm kiếm các tệp hoặc thư mục không tồn tại (vì nó không yêu cầu quét toàn bộ nội dung của thư mục), khi truy cập các tệp nhỏ (theo thứ tự hàng trăm byte), cũng như trong trường hợp phân mảnh đĩa nghiêm trọng.

Để tăng hiệu suất NTFS, bạn có thể tăng kích thước cụm, nhưng điều này có thể dẫn đến việc sử dụng lãng phí dung lượng ổ đĩa khi lưu trữ một số lượng lớn tệp, kích thước của tệp vượt quá 1-2 KB và lên tới hàng chục KB. Bằng cách tăng kích thước cụm lên 64 KB, bạn có thể cải thiện hiệu suất tối đa, nhưng bạn sẽ phải dừng việc đóng gói tệp và sử dụng các tiện ích chống phân mảnh.

Khi nén các tệp nằm trên đĩa nhỏ (khoảng 4 GB), hiệu suất có thể tăng lên, nhưng khi nén các đĩa lớn, hiệu suất có thể giảm. Trong mọi trường hợp, việc đóng gói sẽ dẫn đến tải bổ sung cho bộ xử lý trung tâm.

Vậy nên chọn gì - FAT hay NTFS?

Như bạn có thể thấy, NTFS có nhiều ưu điểm hơn FAT và những hạn chế của nó trong hầu hết các trường hợp là không đáng kể. Nếu bạn phải đối mặt với việc chọn một hệ thống tệp, trước tiên hãy cân nhắc sử dụng NTFS và chỉ sau đó mới đến FAT.

Điều gì có thể là trở ngại gây khó khăn cho việc thay thế FAT bằng NTFS?

Trở ngại nghiêm trọng nhất là nhu cầu sử dụng Microsoft Windows NT/2000/XP. Để hệ điều hành này hoạt động bình thường, cần có ít nhất 64 MB RAM và bộ xử lý có tần số xung nhịp ít nhất 200-300 MHz. Tuy nhiên, những yêu cầu này không chỉ được đáp ứng bởi những máy tính quá cũ không có khả năng chạy các phiên bản Microsoft Windows hiện đại.

Nếu máy tính của bạn có thể hoạt động trong môi trường Microsoft Windows 2000/XP và bạn không có một ứng dụng nào được thiết kế dành riêng cho Microsoft Windows 95/98/ME, chúng tôi khuyên bạn nên chuyển sang hệ điều hành mới ngay từ cơ hội đầu tiên, thay thế Hệ điều hành này là FAT trên NTFS.

Đồng thời, bạn cũng sẽ nhận được sự gia tăng rõ rệt về độ tin cậy khi vận hành, bởi vì Sau khi cài đặt tất cả các gói dịch vụ cần thiết cũng như phiên bản chính xác của trình điều khiển thiết bị ngoại vi, Microsoft Windows 2000/XP sẽ hoạt động rất ổn định.

Trong một số trường hợp, cần kết hợp nhiều hệ thống tệp trong một đĩa vật lý. Ví dụ: nếu ba hệ điều hành được cài đặt trên máy tính của bạn: Microsoft Windows ME, Microsoft Windows XP và Linux, bạn có thể tạo ba hệ thống tệp - FAT, NTFS và Ext2FS. Cái đầu tiên trong số chúng sẽ "hiển thị" khi làm việc trong Microsoft Windows ME và Linux, cái thứ hai - chỉ trong Microsoft Windows XP và cái thứ ba - chỉ trong Linux (lưu ý rằng trong LINUX OS cũng có thể truy cập các phân vùng NTFS).

Nhưng nếu bạn đang tạo một máy chủ (tệp, cơ sở dữ liệu hoặc Web) dựa trên Microsoft Window NT/2000/XP thì NTFS là lựa chọn hợp lý duy nhất. Chỉ trong trường hợp này mới có thể đạt được sự ổn định, độ tin cậy và bảo mật cần thiết của máy chủ.

Ngoài ra còn có một quan điểm được chấp nhận chung (và theo quan điểm của chúng tôi là sai lầm) rằng người dùng máy tính ở nhà không cần hệ điều hành Microsoft Window NT/2000/XP hoặc hệ thống tệp NTFS.

Tất nhiên, nếu máy tính được sử dụng riêng để chơi game, vì lý do tương thích, tốt nhất nên cài đặt Microsoft Windows 98/ME và định dạng ổ đĩa thành FAT. Tuy nhiên, nếu bạn làm việc không chỉ ở văn phòng mà còn ở nhà, tốt hơn hết bạn nên sử dụng các giải pháp hiện đại, chuyên nghiệp và đáng tin cậy. Đặc biệt, điều này sẽ cho phép tổ chức bảo vệ chống lại sự xâm nhập vào máy tính của bạn qua Internet, hạn chế quyền truy cập vào các thư mục và tệp có dữ liệu quan trọng, đồng thời tăng cơ hội khôi phục thông tin thành công trong trường hợp xảy ra nhiều loại lỗi khác nhau.