Состав дискового раздела NTFS

MFT

Ко­пия MFT

Файл журна­ла транзак­ций

Файл тома

Таблица опреде­ления атри­бутов

Корневой каталог

Файл битовой карты

Загрузочный файл

Файл плохих кластеров

Таблица квот пользователей

Зарезервировано

Пользовательские файлы и каталоги

NTFS была разработана как восстанавливаемая файловая система, использующая модель обработки транзакций. Каждая операцияввода-вывода, изменяющая файлна томе NTFS, рассматривается системой как транзакция. При модификации любого файла пользователем, в файле регистрации фиксируется вся информация, необходимая для повторения или «отката» транзакции. Если транзакция завершена успешно, произ­водится модификация файла; в противном случае NTFS оставляет его неизменным. В журнале транзакций (log file) регистрируются все опе­рации, влияющие на структуру тома, включая создание файлов и любые команды, изменяющие структуру каталогов.

Схема распределения пространства на томе хранится в файле битовой карты (bitmap file). Атрибут данных этого файла содержит карту, каждый биткоторой представляет один кластер тома и указывает, свободен ли данный кластер или занят некоторым файлом.

В загрузочном файле (boot file) хранится код начального загрузчика операционной системы.

NTFS также поддерживает файлплохих кластеров (bad cluster file) для регистрации поврежденных участков на томе и файл тома (volume file), содержащий имя тома, версию NTFS и бит, который устанавливается при повреждении тома. Наконец, имеется файл, содержащий таблицу опреде­ления атрибутов (attribute definition table), которая задает типы атрибутов, поддерживаемые на томе, и указывает, можно ли их индексировать, вос­станавливать операцией восстановления системы и т.д.

NTFS распределяет пространство кластерами и использует для их нумерации 64 разряда, что дает возможность иметь на каждом томе 2^м кластеров, каждый размером до 64 Кбайт. Как и в FAT, размер кластера может меняться, но он не обязательно возрастает пропорционально раз­меру диска.

NTFS позволяет сохранять файлы размером до 16 эксабайт (2^м байт) и располагает встроенными средствами уплотнения файлов в реальном времени. Сжатие является одним из атрибутов файла или каталога, и подобно любому атрибуту может быть снято или установлено в любой момент (сжатие возможно на разделах с размером кластера не более

4 Кб). При этом (в отличие от схем уплотнения, используемых в FAT) применяется пофайловое уплотнение; таким образом, порча небольшого участка диска не приводит к потере информации в других файлах. Для уменьшения фрагментации NTFS всегда пытается сохранять файлы в непрерывных блоках.

Каталог в NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги; тем самым обеспечивается иерар­хическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который предоставляет полную информацию об элементе каталога. Внутренняя структура каталога NTFS представляет собой би­нарное дерево. Если в линейном каталоге (например во всех версиях FAT) для поиска файла с данным именем операционной системе приходится просматривать все его элементы, то в бинарном дереве имена файлов располагаются таким образом, чтобы поиск осуществлялся максимально быстро (рис. 39). Например, для поиска одного файла среди 1000 в FAT придется осуществить в среднем 500 сравнений (наиболее вероятно, что файл будет найден где-то в середине списка), а системе NTFS - всего около 10.

Рис. 39. Алгоритмы поиска файлов в NTFS и FAT

Начиная с ОС Windows 2000, Microsoft использует новую версию дан­ной файловой системы -NTFS 5.O. В ней были введены дополнительные атрибуты файлов; наряду с правом доступа появилось понятие запрета доступа (что позволяет, например, при наследовании пользователем прав группы на какой-нибудь файл, запретить ему возможность изменять его содержимое). Новая система также позволяет вводить ограничения(квоты) на размер дискового пространства, предоставляемого пользовате­лям и проецировать любой каталог(как на локальном, так и на удаленном компьютере) в подкаталог на локальном диске.

CDFS (CD File System) была разработана для хранении информации на компакт-дисках. Это довольно простая система, и она имеет ряд су­щественных ограничений. Например, длина имени файла не может пре­вышать 128 символов, нельзя использовать глубоко вложенные каталоги (более 8 уровней) и т.д. Поэтому сейчас все большее распространение при записи информации на CD и DVD-диски получает формат UDF (Uni­versal Disk Format), который является надмножеством формата CDFS. Это вполне современный стандарт файловой системы, поддерживаемый Ассоциацией технологий оптической долговременной памяти (OSTA). По некоторым характеристикам UDF вполне сопоставим с форматами файловых систем, используемых на жестких дисках. Поддерживаемый размер имени файла увеличен до 256 символов, добавлена возможность загрузки ОС. В состав Windows 2000 включена поддержка UDF vl.5, в то время как Windows 98 ограничивается UDF vl.02, причем драйверUDF позволяет производить только операции чтения.