<<
>>

Файловая система NTFS

Файловая система NTFS (New Technology File System) разрабатывалась специально для операционной системы Windows NT, в ней значительно расши- рены возможности по управлению доступом к отдельным файлам и каталогам, введено большое число атрибутов, реализована отказоустойчивость, средства динамического сжатия файлов.
NTFS обладает возможностью самостоятельно- го восстановления в случае сбоя операционной системы или оборудования, так что диск остается доступным, а структура каталогов не нарушается.

Наименьшей единицей работы файловой системы NTFS, так же, как и в FAT, является кластер, но в отличие от FAT файловая система NTFS поддержи- вает почти любые размеры кластеров, стандартом считается кластер размером 4 Кбайт.

Диск в файловой системе NTFS условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под главную файловую таблицу MFT (Master File Table), представляющую собой пространство, в котором хранятся метафайлы главной файловой таблицы. Запись каких-либо данных в эту область невозможна.

MFT всегда держится пустой, это делается для того, чтобы главный служебный файл не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют со- бой обычное пространство для хранения файлов. Структура файловой системы NTFS изображена на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Структура файловой системы NTFS

Свободное место диска включает в себя все свободное пространство, при этом учитывается и свободное место в главной файловой таблице. MFT исполь- зуется следующим образом: если основного пространства для записи файлов недостаточно, то MFT сокращается, таким образом, освобождается место для записи файлов. Если место в основной области для хранения файлов освобож- дается, то MFT вновь расширяется.

Особенность файловой системы NTFS заключается в том, что каждый элемент системы представляет собой файл. В виде файла представлена также и служебная информация. Все существующие файлы в NTFS представлены запи- сью в главной файловой таблице MFT. Первые 16 записей таблицы, что состав- ляет около одного мегабайта дискового пространства, выделены для описания самой главной файловой таблицы. Далее размещается зеркальная копия MFT. Это необходимо в том случае, если первая запись MFT разрушена. Затем NTFS считывает вторую запись. Местоположение сегментов данных MFT и зеркаль- ного файла MFT хранится в секторе начальной загрузки. Копия сектора началь- ной загрузки находится в логическом центре диска. Третья запись MFT содер- жит файл регистрации, применяемый для восстановления файлов. Семнадцатая и последующие записи главной файловой таблицы используются файлами и ка- талогами.

Устройства самого файла в NTFS также имеет некоторые особенности. Вся информация в файле представлена в форме потоков. Первый поток служит для хранения непосредственно данных файла, остальные потоки файла содер- жат его атрибуты. Такая структура файла позволяет свободно прикрепить к файлу дополнительную информацию, например, имя автора файла или его со- держание.

Корневой каталог в NTFS представляет собой специальный файл, храня- щий ссылки на другие файлы и каталоги. Данные на диске имеют иерархиче- скую структуру. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT. Внутренняя структура каталога представляет собой бинарное дерево. Бинарное дерево располагает имена файлов таким образом, чтобы поиск файла осуществлялся более быст- рым способом - с помощью получения двухзначных ответов на вопросы о по- ложении файла. Вопрос, на который бинарное дерево способно дать ответ, та- ков: в какой группе, относительно данного элемента, находится искомое имя - выше или ниже? Файловая система обращается с таким вопросом к среднему элементу, и каждый ответ сужает зону поиска в среднем в два раза.

Область по- иска, суженная в два раза, начинает исследоваться аналогичным образом, начи- ная опять же со среднего элемента. Это позволяет ускорить процесс поиска файла в несколько раз.

Одним из преимуществ файловой системы NTFS является наличие жур- нала транзакций. В журнале транзакций регистрируются все операции, влияющие на структуру дискового пространства, включая создание файла и прочие команды, изменяющие структуру каталогов. Журнал транзакций при- меняется для восстановления NTFS после сбоя системы. NTFS является восста- навливаемой файловой системой, для этого используется модель обработки транзакций. Смысл такой обработки заключается в том, что каждая операция ввода-вывода, изменяющая файл в системе NTFS, рассматривается системой как транзакция и может выполняться как неделимый блок. При модификации файла пользователем сервис регистрации фиксирует всю информацию, необхо- димую для повторения или отката транзакции. Если транзакция завершена ус- пешно, производится модификация файла. Если нет, NTFS производит откат транзакции. Такой механизм защиты файловой системы является устойчивым к различным экстремальным ситуациям, например, запись информации на по- врежденный участок диска или отключение питания в момент записи файла.

NTFS позволяет хранить файлы размером до 16 эксабайт. Все файлы хра- нятся на диске в сжатом виде, средство сжатия файлов встроено в файловую систему. Процесс сжатия и распаковки файлов происходит в реальном режиме времени. Сжатие является атрибутом файла и по желанию пользователя может быть снято с файла или каталога. При уплотнении файла применяется пофайло- вое уплотнение, таким образом, порча небольшого участка диска не приводит к потере информации в других файлах. Сжатие файлов имеет очень высокую скорость, поэтому пользователь его не замечает. Недостатком такой организа- ции хранения информации является огромная виртуальная фрагментация сжа- тых файлов.

<< | >>
Источник: А. Г. Зрюмова, Е. А. Зрюмов, С. П. Пронин. ИНФОРМАТИКА. 2011

Еще по теме Файловая система NTFS:

  1. § 39 Классификация договоров в отдельных видах. – Римская классификация. – Система прусского закона, французского и австрийского кодекса. – Система русского свода. – Система настоящего изложения.
  2. Тема 15 Правова система і система права. Система законодавства та систематизація нормативно-правових актів
  3. Глава 4. Система права и система законодательства
  4. §5. Система военных судов в РФ как часть системы судов общей юрисдикции
  5. Единство и взаимосвязь правовой системы и системы правового общества
  6. § 1.3. Система трудового права і система трудового законодавства
  7. § 33 Общее правило о переходе наследства к детям. – Отличие отделенных от неотделенных. – Право представления. – Право родительское. – Право боковых родственников. – Римская система определения прав по классам и степеням. – Германская система определения прав по линиям и коленам.
  8. § 14 Отношения супругов по имуществу. – Германское начало общения имуществ в браке и римская система приданого. – Особое имущество жены. – Разнообразные системы западных законодательств. – Раздел имуществ по прекращении брака. – Ограничения брачных договоров и сделок между супругами. – Английский закон об отношениях супругов по имуществу.
  9. § 34 Смешанные системы в новейших законодательствах. – Происходящее от различия сих систем различие в порядке раздела и в допущении права представления. – Ограничение наследственного права пределами родства. – Ограничение женщин. – Разделение наследства между родами. – Возвращение подаренного родителями. – Наследование супругов и незаконных детей и родителей. – Закон наследования в Англии.
  10. Э. ТАНЕНБАУМ, А. ВУДХАЛЛ. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Разработка и реализация 3-е издание, 2007