Навигация
3.2 Каталоги
Каталог на NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который в свою очередь предоставляет полную информацию об элементе каталога. Внутренняя структура каталога представляет собой бинарное дерево. Вот что это означает: для поиска файла с данным именем в линейном каталоге, таком, например, как у FAT-а, операционной системе приходится просматривать все элементы каталога, до тех пор пока она не найдет необходимый. Бинарное же дерево располагает имена файлов таким образом, чтобы поиск файла осуществлялся наиболее быстрым способом - с помощью получения двухзначных ответов на запросы о расположении файла. Запрос, на который бинарное дерево способно дать ответ, таков: в какой группе, относительно данного элемента, находится искомое имя - выше или ниже? Начинается такой запрос с центрального элемента списка, и каждый ответ сокращает область поиска в среднем в два раза. Файлы, скажем, просто отсортированы по алфавиту, и ответ на запрос осуществляется элементарным способом - сравнением начальных букв. Область поиска, суженная в два раза, исследуется аналогичным образом, начиная опять же с центрального элемента.
Вывод - для поиска одного файла среди 1000, например, FAT придется осуществить в среднем 500 сравнений (наиболее вероятно, что файл будет найден посередине выполнения поиска), а системе на основе дерева - всего около 12-ти (2^10 = 1024). Экономия времени поиска налицо. Не стоит, однако думать, что в традиционных системах (FAT) всё так запущено: во-первых, поддержание списка файлов в виде бинарного дерева довольно трудоёмкая операция, а во-вторых - даже FAT в исполнении современной системы (Windows 2000, Windows XP или Windows 98) использует сходную оптимизацию поиска. Хочется также развеять распространенное заблуждение о том, что добавлять файл в каталог в виде дерева сложнее, чем в линейный каталог: это примерно одинаковые по времени операции. Дело в том, что для добавления файла в каталог, необходимо сначала убедится, что файла с таким именем в этом каталоге еще нет - и вот тут-то в линейной системе возникают трудности с поиском файла, описанные выше, которые с лихвой компенсируют саму простоту добавления файла в каталог.
Какую информацию можно получить, просто прочитав файл каталога? Ровно то же, что выдает команда dir. Для выполнения простейшей навигации по диску не нужно обращаться в MFT за каждым файлом, надо лишь считывать самую общую информацию о файлах из файлов каталогов. Главный каталог диска - корневой - ничем не отличается от обычных каталогов, кроме специальной ссылки на него из начала метафайла MFT
3.3 Сравнение FAT и NTFS
Любая из представленных ныне файловых систем уходит своими корнями в глубокое прошлое - еще к 80-м годам. Да, NTFS, как это не странно - очень старая система! Дело в том, что долгое время персональные компьютеры пользовались лишь операционной системой DOS, которой и обязана своим появлением FAT-а. Но параллельно разрабатывались и тихо существовали системы, нацеленные на будущее. Две таких системы, получившие всё же широкое признание - NTFS, созданная для операционной системы Windows NT 3.1 еще в незапамятные времена, и HPFS - верная спутница OS/2.
Внедрение новых систем шло трудно - еще в 1995 году, с выходом Windows 95, ни у кого не было и мыслей о том, что нужно что-то менять. FAT получил второе дыхание посредством налепленной сверху заплатки "длинные имена", реализация которых там хоть и близка к идеально возможной без изменения системы, но всё же довольно бестолкова. Но в последующие годы необходимость перемен назрела окончательно, поскольку естественные ограничения FAT-а стали давать о себе знать. FAT32, появившаяся в Windows 95 OSR2, просто сдвинула рамки - не изменив сути системы, которая просто не дает возможности организовать эффективную работу с большим количеством данных.
NTFS же долго не могла завоевать персональные компьютеры из-за того, что для организации эффективной работы с её структурами данных требовались значительные объемы памяти. Системы с 4 или 8 МБ (стандарт 95-96 годов) были просто неспособны, получить хоть какой-либо плюс от NTFS, поэтому за ней закрепилась не очень правильная репутация медленной и громоздкой системы. На самом деле это не соответствует действительности - современные компьютерные системы с памятью более 64 МБ получают просто огромный прирост производительности от использования NTFS.
В данной таблице сведены воедино все существенные плюсы и минусы распространенных в наше время систем, таких как FAT, FAT32 и NTFS. Вряд ли разумно обсуждать другие системы, так как в настоящее время 97% пользователей делают выбор между Windows XP (NT5.1), Windows Xp(sp2), Windows Xp(sp3), Windows Vista, Windows 7 а других вариантов там просто нет.
| FAT | FAT32 | NTFS | |
| Поддерживающие Системы | DOS, Windows9Х, NT всех версий | Windows 98, NT5, Windows Xp, Windows 2000, WindowsVista, Windows Seven | NT4, NT5, NT5.1, Windows Xp, Windows Vista, Windows 7 |
| Максимальный размер тома | 2 ГБ | практически неограничен | практически неограничен |
| Максимальное число файлов на томе | примерно 65 тысяч | практически неограниченно | практически не ограничено |
| Имена файлов | с поддержкой длинных имен - 255 символов, системный набор символов | с поддержкой длинных имен - 255 символов, системный набор символов | 255 символов, любые символы любых алфавитов (65000 разных начертаний) |
| Возможные атрибуты файла | базовый набор | базовый набор | всё, что придет в голову производителям программного обеспечения |
| Безопасность | Нет | Нет | да (начиная с NT5.0 и выше, встроена возможность физического шифрования данных) |
| Сжатие | Нет | Нет | Да |
| Устойчивость к сбоям | Средняя (система слишком проста, и поэтому ломаться особо нечему) | плохая (средства оптимизации по скорости привели к появлению слабых по надежности мест) | полная - автоматическое восстановление системы при любых сбоях (не считая физические ошибки записи, когда пишется одно, а на самом деле записывается другое) |
| Экономичность | минимальная (огромные размеры кластеров на больших дисках) | средняя (улучшена за счет уменьшения размеров кластеров) | максимальная (очень эффективная и разнообразная система хранения данных) |
| Быстродействие | высокое для малого числа файлов, но быстро уменьшается с появлением большого количества файлов в каталогах; результат - для слабо заполненных дисков - максимальное, для заполненных - плохое | полностью аналогично FAT, но на дисках большого размера (десятки гигабайт) начинаются серьезные проблемы с общей организацией данных | система не очень эффективна для малых и простых разделов (до 1 ГБ), но работа с огромными массивами данных и внушительными каталогами организована как нельзя более эффективно и очень сильно превосходит по скорости другие системы |
Хотелось бы сказать, что если ваша операционная система - NT (Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7), то использовать какую-либо файловую систему, отличную от NTFS - значит существенно ограничивать свое удобство и гибкость работы самой операционной системы. NT, а особенно Windows 2000 или Windows XP, составляет с NTFS как бы две части единого целого - множество полезных возможностей NT напрямую завязано на физическую и логическую структуру файловой системы, и использовать там FAT или FAT32 имеет смысл лишь для совместимости - если у вас стоит задача читать эти диски из каких-либо других систе
3. Заключение
В заключение сравним файловые cистемы FAT и NTFS
FAT - плюсы:
· Для эффективной работы требуется немного оперативной памяти.
· Быстрая работа с малыми и средними по количеству файлов каталогами.
· Диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (по сравнению с NTFS).
· Эффективная работа на медленных дисках.
FAT - минусы:
· Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32).
· Сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10% и более от размера диска) файлам.
· Очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов.
NTFS - плюсы:
· Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы - работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов.
· Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не создает особых препятствий быстродействию.
· Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших *.wav файлов).
· Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) - весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).
NTFS - минусы:
· Существенные требования к оперативной памяти системы (64 МБ - абсолютный минимум, лучше - больше).
· Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS.
· Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы.
· Диск, долго работающий в заполненном на 80% - 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.
Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что на практике основной фактор, от которого зависит быстродействие файловой системы - это, как ни странно, объем оперативной памяти машины. Системы с памятью 64-96 МБ - некий рубеж, на котором быстродействие NTFS и FAT32 примерно эквивалентно. Обратите внимание также на сложность организации данных на вашей машине. Если вы не используете ничего, кроме простейших приложений и самой операционной системы - может случиться так, что FAT32 сможет показать более высокое быстродействие и на машинах с большим количеством памяти.
NTFS - система, которая закладывалась на будущее, и это будущее для большинства реальных применений сегодняшнего дня, ещё, к сожалению, видимо не наступило. На данный момент NTFS обеспечивает стабильное и равнодушное к целому ряду факторов, но, пожалуй, всё же невысокое - на типичной "игровой" домашней системе - быстродействие. Основное преимущество NTFS с точки зрения быстродействия заключается в том, что этой системе безразличны такие параметры, как сложность каталогов (число файлов в одном каталоге), размер диска, фрагментация и т.д. В системах FAT же, напротив, каждый из этих факторов приведет к существенному снижению скорости работы.
Только в сложных высокопроизводительных системах - например, на графических станциях или просто на серьезных офисных компьютерах с тысячами документов, или, тем более, на файл-серверах - преимущества структуры NTFS смогут дать реальный выигрыш быстродействия, который порой заметен невооруженным глазом. Пользователям, не имеющим диски крупного размера, забитые информацией, и не пользующимся сложным программным обеспечением, не стоит ждать от NTFS чудес скорости - с точки зрения быстродействия на простых домашних системах гораздо лучше покажет себя FAT32.
Похожие работы
... в три приема: начиная с активного режима (On) к резервному (Standby), через режим ожидания (Suspend) до режима отключения (Off). 1.4 Серверы 1.4.1 Общие сведения Информационная система (ИС) предприятия обслуживает потоки данных, используемых различными подразделениями (отделами). Это информация о технологических процессах, документах, товарно-материальных ценностях, аналитические и ...
... стертые с помощью программ безопасного удаления, (например Paragon Disk Wiper), а так же многократно перезаписаны другой информацией. В таких случаях не помогут даже лучшие программы восстановления данных и специалисты в лабораториях, «информация действительно утеряна навсегда». Механический дефект. Как любое механическое устройство, жесткий диск может просто сломаться. На старых, сравнительно ...
... . Становление рыночной экономики в России породило ряд проблем. Одной из таких проблем является обеспечение безопасности бизнеса. На фоне высокого уровня криминализации общества, проблема безопасности любых видов экономической деятельности становится особенно актуальной. Информационная безопасность среди других составных частей экономической безопасности (финансовой, интеллектуальной, кадровой, ...
... обследования домашних хозяйств. Формирование потребительских корзин начинается с определения набора продуктов питания, продовольственных товаров и услуг, разработанных по соответствующим нормам и нормативам. Финансовая система РФ, гос. Кредит (83). Понятие финансовой системы является развитием более общего понятия - финансы. Если финансы - это экономические отношения по поводу, то финансовая ...
0 комментариев