Файловая система FAT (FAT12, FAT16)

 

FAT (англ. File Allocation Table «таблица размещения файлов») — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-накопителей. Используется в дискетах, картах памяти и некоторых других носителях информации. Ранее

использовалась и на жёстких дисках. Разработана Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом (англ.) в 1976—1977 годах[1][2]. Использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах семейств MS-DOS и Windows 9x.

FAT12

файловая система, широко применяемая на гибких магнитных дисках. Является первой популярной файловой системой на IBM PC - совместимых компьютерах. Самое последнее устройство накопления информации, которое использовало файловую систему FAT12 были гибкий диск диаметром 3.5 дюйма и емкостью 1,44 МБ. Были еще дискеты размером 2,88, но они не получили большого распространения.

Все пространство файловой системы FAT12 разделено на блоки, кратные размеру сектора дискеты (512 байт). В применении к дискетами размер кластера обычно выбирается равным одному сектору. Каждый непустой файл занимает минимум 1 кластер. Поэтому если на дискете будет много маленьких файлов, то много места будет пропадать зря. Максимальный размер кластера для файловой системы FAT12 составляет 8192 байта.

FAT16

Файловая система FAT 16, являющаяся основной для операционных систем DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP, а также поддерживается большинством других систем. 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.

В файловой системе FAT16 под номер кластера отведено 16 разрядов. Поэтому максимальное количество кластеров составляет 65525, а максимальный размер кластера 128 секторов. В таком случае максимальный размер разделов или дисков в FAT16 составляет 4,2 гигабайта

Файловая система FAT32

FAT32 («таблица размещения файлов») — это файловая система, разработанная компанией Microsoft, разновидность FAT.

FAT32 — предпоследняя 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.

 

Логический предел

Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 TiB. Фактически максимальный размер всего диска не может быть более 2 TiB.

Максимально возможный размер файла для тома FAT32 ~ 4 ГБ (в FAT32 под размер файла отведено 4 байта)

 

19) Файловая система NTFS:

NTFS (new technology file system — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft.

NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — Master File Table (MFT). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists, ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КБ в зависимости от размера тома и версии ОС.

 

Основные возможности файловой системы NTFS:

· Надежность. Высокопроизводительные компьютеры и системы совместного пользования (серверы) должны обладать повышенной надежностью, которая является ключевым элементом структуры и поведения NTFS. Одним из способов увеличения надежности является введение механизма транзакций, при котором осуществляется журналирование файловых операций;

· Расширенная функциональность. NTFS проектировалась с учетом возможного расширения. В ней были воплощены многие дополнительные возможности – усовершенствованная отказоустойчивость, эмуляция других файловых систем, мощная модель безопасности, параллельная обработка потоков данных и создание файловых атрибутов, определяемых пользователем;

· Поддержка POSIX.  К числу базовых средств файловой системы POSIX относится необязательное использование имен файлов с учетом регистра, хранение времени последнего обращения к файлу и механизм так называемых «жестких ссылок» – альтернативных имен, позволяющих ссылаться на один и тот же файл по двум и более именам;

· Гибкость. Модель распределения дискового пространства в NTFS отличается чрезвычайной гибкостью. Размер кластера может изменяться от 512 байт до 64 Кбайт; он представляет собой число, кратное внутреннему кванту распределения дискового пространства. NTFS также поддерживает длинные имена файлов, набор символов Unicode и альтернативные имена формата 8.3 для совместимости с FAT.

NTFS – минусы:

· 1) Существенные требования к памяти системы (64 Мбайт – абсолютный минимум, лучше – больше).

· 2) Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS.

·  3) Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы.

· 4) Диск, долго работающий в заполненном на 80% – 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.