Тема 3.3. Общие сведения о файловых системах в ОС Windows. Файловая система NTFS.

Установка новой программы

Удаление программ

Установка и удаление программ.

Windows ХР значительно упрощает выполнение таких задач, как установка новых программ. Щелчок на значке Установка и удаление программ приводит к ото­бражению диалогового окна Установка и удаление программ (рис. 3.2.15). С по­мощью этого окна вы сможете добавить или удалить программы от сторонних производителей или компоненты Windows

Рис. 3.2.15. Диалоговое окно Установка и удаление программ

Щелчок на кнопке Изменение или удаление программ приводит к отображению спи­ска всех установленных на компьютере программ. Из этого списка вы можете определить та­кие сведения, как название программы, ее размер, время последнего использования, как часто вы к ней обращаетесь.

Щелкните на названии программы, которую решили удалить, после чего щелкните на кнопке Заменить/Удалить. Windows спросит у вас. уверены ли вы в своих намерениях; если вы щелкнете на кнопке Да, операционная система удалит программу с жесткого диска ком­пьютера. Однако будьте осторожны, поскольку программа будет потеряна, если у вас нет под рукой установочного диска. Программа не окажется в корзине.

Для удаления программ всегда обращайтесь к диалоговому окну Установка и удаление программ. Простое удаление папки с программой не приведет ни к че­му хорошему. Компьютер может просто завалить вас сообщениями об ошибках.

Для установки программы щелкните на кнопке Установка программ, расположенной в левой части окна Установка и удаление программ. Вам будут предложены следующие варианты.

Для добавления новой программы щелкните на кнопке CD или дискета. Вставьте установочный диск или первую дискету и щелкните на кнопке Далее. Windows най­дет и запустит программу установки. Однако, если вы загрузили программу из Inter­net, Windows не сможет ее найти. Щелкните на кнопке Обзор и выберите программу.

Для поддержания Windows в хорошей форме щелкните на кнопке Windows Update, Windows установит подключение к Internet и загрузит все необходимые обновления.

Программы, которые содержатся на компакт-дисках, часто запускают свои про­граммы установки автоматически.

1. Общие сведения о файловых системах

2. Файловая система FAT

3. Файловая система FAT32

4. Файловая система NTFS

Общие сведения о файловых системах

Операционная система поддерживает несколько файловых систем: NTFS, FAT и FAT32. В процессе установки операционной системы вам предла­гается указать, какая именно файловая система должна использоваться на разделе, в который устанавливается Windows ХР.

В принципе, выбор файловой системы основывается на том, какая опера­ционная система будет использоваться, какое количество жестких дисков установлено на компьютере и каков их объем, а также, каковы цели и уровень подготовки пользователя. Уже в самом начале этой главы необхо­димо отметить, что Windows ХР теряет большинство своих преимуществ и хороших качеств, если она устанавливается не на NTFS.

С другой стороны, если вам все эти возможности не нужны и вы купи­ли компьютер, «чтобы набирать тексты и играть в игрушки», а там хоть трава не расти, то вам в принципе вообще без разницы, какую файловую систему использовать — установите FAT32 и «не парьтесь*. Однако я наде­юсь, что вы купили эту книгу не для того, чтобы быть «чайниками», а для того, чтобы использовать возможности системы по полной программе.

Преимущества NTFS касаются практически всего: производительности, надежности и эффективности работы с данными (файлами) на диске. Так, одной из основных целей создания NTFS было обеспечение ско­ростного выполнения операций над файлами (копирование, чтение, удаление, запись), а также предоставление дополнительных возможнос­тей: сжатие данных, восстановление поврежденных файлов системы на больших дисках и т.д.

Другой основной целью создания NTFS была реализация повышенных требований безопасности, так как файловые системы FAT/FAT32 в этом отношении вообще никуда не годились. Именно в NTFS вы можете разре­шить или запретить доступ к какому-либо файлу или папке (разграничить права доступа).

Давайте сначала рассмотрим сравнительные характеристики файловых систем, а потом остановимся на каждой из них поподробнее. Сравнение, для большей наглядности, проведем в табличной форме.

Сперва посмотрим, какие файловые системы поддерживаются какими операционными системами (табл. 3.3.1). А потом поглядим, какого разме­ра могут быть тома и файлы при использовании различных файловых систем (табл. 3.2).

Как видно из табл. 3.3.2, файловая система FAT для современных жестких дисков просто не подходит (ввиду ее ограниченных возможностей). Что касается FAT32, то ее еще можно использовать, но уже с натяжкой. Если купить жесткий диск на 200 Гб, то вам придется разбивать как мини­мум на 7 разделов (ведь максимальный размер тома в FAT32 не должен превышать 32 Гб). А если вы собираетесь заниматься видеомонтажом, то вам будет очень мешать ограничение в 4 Гб как максимально возможный размер файла.

Совместимость файловых и операционных систем Таблица 3.3.1.

Параметры файловых систем Таблица 3.3.2.

* Обратите внимание, что в файловой системе NTFS нельзя формати­ровать дискеты.

Всех перечисленных недостатков лишена файловая система NTFS. Так что, даже не вдаваясь в детали и специальные возможности файловой системы NTFS, можно сделать выбор в ее пользу.

Использование FAT32 может быть оправдано лишь в тех случаях, когда у вас на компьютере установлено несколько операционных систем, а какая-либо из них не поддерживает NTFS. Например, широкое распространение имеет связка Windows ХР + Windows 98.

Так вот, если Windows ХР установить на NTFS, a Windows 98 на FAT32 (на NTFS ее просто нельзя поставить), то Windows 98 не будет «ви­деть» файлы, расположенные на NTFS-разделе. Вот в этой ситуации может быть полезно установить Windows ХР на FAT32. Но даже в этом случае мне кажется, что слишком много потеряет Windows ХР, чтобы идти на этот шаг.

Файловая система FAT

Файловая система FAT (обычно под ней понимается FAT 16) была разра­ботана достаточно давно и предназначалась для работы с небольшими дисковыми и файловыми объемами, простой структурой каталогов. Абб­ревиатура FAT расшифровывается как File Allocation Table (с англ. табли­ца размещения файлов). Эта таблица размещается в начале тома, причем хранятся две ее копии (в целях обеспечения большей устойчивости).

Данная таблица используется операционной системой для поиска фай­ла и определения его физического расположения на жестком диске. В случае повреждения таблицы (и ее копии) чтение файлов операционной системой становится невозможно. Она просто не может определить где какой файл, где он начинается и где заканчивается. В таких случаях го­ворят, что файловая система «упала». Хочу пожелать вам избежать такого «удовольствия».

Файловая система FAT изначапьно разрабатывалась компанией Microsoft для дискет. Только потом они ее стали применять для жестких дисков. Сначала это была FAT12 (для дискет и жестких дисков до 16 Мб), а потом она переросла в FAT16, которая была введена в эксплуатацию с операци­онной системой MS-DOS 3.0.

Далее она поддерживается в Windows 3.x, Windows 95/98, Windows NT/2000. Ну, и в Windows ХР ее поддержка все-таки была включена: во-первых, в целях совместимости со старым оборудованием и старым программным обеспечением, а во-вторых, чтобы пользователь мог обновить старую версию Windows до более новой Windows ХР.

Файловая система FAT32

Начиная с Windows 95 OSR2 компания Microsoft начинает активно исполь­зовать в своих операционных системах FAT32 — тридцатидвухразрядную версию FAT. Что поделать, технический прогресс не стоит на месте (а в компьютерной индустрии он вообще движется семимильными шагами) и возможностей FAT16 стало явно недостаточно.

По сравнению с ней FAT32 стала обеспечивать более оптимальный доступ к дискам, более высокую скорость выполнения операций вво­да/вывода, а также поддержку больших файловых объемов (объем диска до 2 Тбайт).

В FAT32 реализовано более эффективное расходование дискового простран­ства (путем использования более мелких кластеров). Выгода по сравнению с FAT16 составляет порядка 10... 15%. То есть при использовании FAT32 на один и тот же диск может быть записано информации на 10... 15% больше, чем при использовании FAT16.

Кроме того, необходимо отметить, что FAT32 обеспечивает более высо­кую надежность работы и более высокую скорость запуска программ. Обусловлено это двумя существенными нововведениями:

♦ возможностью перемещения корневого каталога и резервной копии FAT (если основная копия получила повреждения);

♦ возможностью хранения резервной копии системных данных.

Файловая система NTFS

Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации: каждый элемент системы представляет собой файл.

Общие сведения

Ни одна из версий FAT не обеспечивает хоть сколько-нибудь приемли-мого уровня безопасности. Это, а также необходимость в добавочных файловых механизмах (сжатия, шифрования), привело к необходимости создания принципиально новой файловой системы. И ею стала файловая система NT (NTFS).

Как уже упоминалось, основным ее достоинством является защищенность: для файлов и папок NTFS могут быть назначены права доступа (на чтение, на запись и т.д.). Благодаря этому существенно повысилась безопасность данных и устойчивость работы системы.

Назначение прав доступа позволяет запретить/разрешить каким-либо пользователям и программам проделывать какие-либо операции над фай­лами. Например, не обладая достаточными правами, посторонний пользо­ватель не сможет изменить какой-либо файл. Или, опять же не обладая достаточными правами, вирус не сможет испортить файл.

Кроме того, NTFS, как было сказано выше, обеспечивает лучшую произ­водительность и возможность работы с большими объемами данных.

Начиная с Windows 2000 используется версия NTFS 5.0, которая помимо стандартных позволяет реализовывать следующие возможности:

· Шифрование данных — эта возможность реализуется специальной над­стройкой NTFS, которая называется Encrypting File System (EFS) — шифрующая файловая система. Благодаря этому механизму шифро­ванные данные могут быть прочитаны только на компьютере, на котором произошла шифровка. В Windows ХР этот механизм был существенно доработан, были устранены недостатки.

· Дисковые квоты — стало возможно назначать пользователям опреде­ленный (ограниченный) размер на диске, который они могут исполь­зовать.

· Эффективное хранение разреженных файлов. Встречаются файлы, в которых содержится большое количество последовательных пустых байтов. Файловая систем NTFS позволяет оптимизировать их хра­нение.

· Использование журнала изменений — позволяет регистрировать все операции доступа к файлам и томам.

И еще одно нововведение NTFS — точки монтирования. С помощью то­чек монтирования вы можете определить различные не связанные между собой папки и даже диски в системе как один диск или папка. Это имеет большую важность для сбора в одном месте разнородной информации, находящейся в системе.

Вот такая она, NTFS. На всякий случай повторю, что Windows ХР сможет реализовать свои основные преимущества только в том случае, если она будет установлена на NTFS. Также необходимо иметь в виду, что если для файла под NTFS были установлены определенные права доступа, а потом вы его скопировали на раздел FAT, то все его права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утеряны. Так что будьте бдительны.

Устройство NTFS. Главная таблица файлов MFT

Как и любая другая файловая система. NTFS делит все полезное место на кластеры — минимальные блоки данных, на которые разбиваются файлы. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров — от 512 байт до 64 Кбайт. Однако общепринятым стандартом считается кластер размером 4 Кбайт. Именно он используется по умолчанию. Принцип существования кластеров можно проиллюстрировать следующим примером.

Если у вас размер кластера составляет 4 Кб (что скорее всего), а вам нужно сохранить файл, размером 5 Кб. то реально под него будет выделе­но 8 Кб, так как в один кластер он не помещается, а под файл дисковое пространство выделяется только кластерами.

Для каждого NTFS-диска имеется специальный файл — MFT (Master Allocation Table — главная таблица файлов). В этом файле содержится централизованный каталог всех имеющихся на диске файлов. При созда­нии файла NTFS создает и заполняет в MFT соответствующую запись, в которой содержится информация об атрибутах файла, содержимом файла, имя файла и т.п.

Помимо MFT имеется еще 15 специальных файлов (вместе с MFT — 16), которые недоступны операционной системе и называются метафайла­ми. Имена всех метафайлов начинаются с символа $, но стандартными средствами операционной системы просмотреть их и вообще увидеть не представляется возможным. Далее, для примера представлены ос­новные метафайлы:

♦ $MFT — сам МFT.

♦ $MFTmirr — копия первых 16 записей MFT, размещенная посереди­не диска.

♦ $LogFile — файл поддержки журналирования.

♦ $Volume — служебная информация: метка тома, версия файловой системы, и т.д.

♦ SAttrDef — список стандартных атрибутов файлов на томе.

♦ $. — корневой каталог.

♦ $Bitmap — карта свободного места тома.

♦ $Boot — загрузочный сектор (если раздел загрузочный).

♦ SQuota — файл, в котором записаны права пользователей на исполь­зование дискового пространства .

♦ $Upcase — файл-таблица соответствия заглавных и прописных букв в именах файлов на текущем томе. Нужен в основном потому, что в NTFS имена файлов записываются в кодировке Unicode, которую составляют 65 тысяч различных символов, искать большие и малые эквиваленты которых очень нетривиально.

Что касается принципа организации данных на диске NTFS, то он условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону — пространство, в которое растет метафайл MFT.

Запись каких-либо пользовательских данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой. Это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остатьные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

Однако при нехватке дискового пространства MFT-зона может сама уменьшаться (если это возможно), так что никакого дискомфорта вы замечать не будете. При этом новые данные уже будут записываться в бывшую MFT-зону.

В случае последующего высвобождения дискового пространства MFT-зона снова будет увеличиваться, однако в дефрагментированном виде (то есть не единым блоком, а несколькими частями на диске). В этом нет ничего страшного, просто считается, что система более надежна, когда MFT-файл не дефрагментирован. Кроме того, при недефрагменгированном MFT-файле вся файловая система работает быстрее. Соответственно, чем более дефрагменгированным является MFT-файл, тем медленней работает файловая система.

Точно узнать размер и степень фрагментации MFT-файла можно с по­мощью стандартной утилиты Дефрагментация диска (Disk Defragmenter), входящей в состав Windows ХР. Вызывается эта утилита следующим об­разом: Пуск -> Все программы -> Стандартные -> Служебные -> Дефраг­ментация диска.

Далее, в появившемся окне программы выберите NTFS-диск и нажмите на кнопку Анализ (Analyze), а по прошествии некоторого времени — Вы­вести отчет (View Report). Прокрутив полученную информацию чуть вниз, вы получите исчерпывающие сведения о вашем MFT-файле (рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.1. Узнаем размер и степень дефрагментации MFT-файла

Конвертирование разделов FAT32 в NTFS без потери данных. Утилита convert

Вы можете без особого труда конвертировать существующий FAT32-paздел в NTFS. Для этого в Windows ХР предусмотрена утилита командной строки convert. Параметры ее работы показаны в листинге 3.3.1.

Листинг 3.3.1. Утилита convert и ее параметры

Microsoft Windows ХР [Версия 5.1.2600]

(С) Корпорация Майкрософт,1985-2001.

D:\Documents and Settings\markeuse>convert /?

Преобразование файловой системы тома FAT в NTFS.

CONVERT том: /FS:NTFS [/V] [/CvtArea:имя_файла] [/NoSecurity] [/X]

том Определяет букву диска (с последующим двоеточием),точку подключения или имя тома.

/FS:NTFS Конечная файловая система: NTFS.

/V Включение режима вывода сообщений.

/CvtArea:имя_файла

Указывает непрерывный файл в корневой папке для резервирования места для системных файлов NTFS.

/NoSecurity Параметры безопасности для преобразуемых файлов и папок будут доступны для изменения всем.

/X Принудительное снятие этого тома (если он был подключен). Все открытые дескрипторы этого томастанут недопустимыми.

Таким образом, чтобы конвертировать в NTFS диск D:, в командную строку следует ввести следующую команду:

convert d: /fs:ntfs /v

После этого от вас попросят ввести метку тома, если таковая есть (метка тома указывается рядом с именем диска в окне Мой компьютер. Она слу­жит для более подробного обозначения дисков и может использоваться, а может не использоваться. Например, это может быть Nit (D:). Здесь Nit — это метка тома d:.