Файловая система NTFS

Файловая система FAT

Лекция 8

Чтобы уменьшить общее количество единиц хранения используется объединение смежных секторов диска - Cluster. Его размер – степень двойки и определяется размером тома при форматировании диска.

Первый сектор жесткого диска (сектор 1, дорожка 0) содержит Master Boot Record- программа, помещаемая в ОС во время загрузки. Физический диск может быть разбит на части (разделы или томы). Таблица разделов диска Partition Table располагается в конце первого сектора и содержит 4 элемента, описывающие разделы диска

Смещение	Размер	Содержимое
+0		Признак активного раздела 0 – не активный, 80h активный
+1		Номер стороны для начального сектора раздела
+2		Номер сектора и дорожки (первых) (формат INT 13h)
+4		Код файловой системы
+5		Номер стороны для последнего сектора раздела
+6		Номер сектора и дорожки (послед) (формат INT 13h)
+8		Относительный номер начала раздела
+16		Размер раздела в секторах

Для вычисления относительного номера сектора используется формула

RelSet = (Cyl * Sect * Head) + (Head * Sect) + Sect

Cyl – номер дорожки

Sect – номер сектора на дорожке

Head – номер головки

Как правило, разделы начинаются с четных номеров дорожек, за исключением первого.

Структура разделов под FAT выглядит следующим образом:

Загрузочный сектор Параметры BIOS

FAT

FAT (копия)

Корневой каталог

Область файлов

FAT - File Allocation Table – таблица размещения файлов.

Записи в таблицы FAT определяют цепочки размещения файлов и каталогов, где отдельные звенья – это указатели на следующий кластер данного файла. Элемент каталога хранит начальный кластер файла.

File1

File2

File3

…

FFFF

…

2 3 4 5 6 7 8 9

Элементы каталога

FAT32 использует 32х разрядные идентификаторы кластеров, но резервируют старшие 4 бита как раз на эти ссылки. Эффективный размер – 28.

Максимальный размер файла – 4Гб.

Использует 64х разрядные номера кластеров.

Первые 16 секторов раздела NTFS распределены под загрузочную запись и код загрузки. Дубликат сектора загрузочной записи находит в логическом центре диска. Для хранения данных о файлах используется главная таблица файлов MFT – Master File Table.

Раздел NTFS делится на две части:

1. Главный служебный файл файловой системы $MFT не подлежит дефрагментации и содержится на специально отведенных первых 12% процентах диска (MFT-зоне).

2. Обычное пространство для хранения файлов.

Свободное место диска включается в себя незаполненные куски MFT зоны. Кластеры раздела имеют сквозную нумерацию от его начала до конца, это называется LCN – Logical Cluster Number.

Файл NTFS – это набор атрибутов. Структура MFT

· $MFT – сама MFT

· $MFTMirr – зеркало MFT

· $logFile – журнал транзакций, в котором регистрируются все операции, влияющие на структуру тома.

· $Volume – файл тома, содержит имя тома, версию NFTS и бит исправности.

· $AttrDef – таблица определения атрибутов, она задает типы атрибутов, поддерживаемые на томе.

· . –корневой каталог

· $BitMap – это файл битовой карты, содержащей схему распределения пространства на томе.

· $Boot – загрузочный файл с кодом начального загрузчика ОС

· $BadClus – файл плохих кластеров, поврежденных кластеров

· $Quota – содержит данные квот-пользователей.

· $UpCase – таблица трансляции символов кодировки UNICODE верхнего регистра.

· Далее – обычные файлы

Файл на томе идентифицируется 64разрядным значением (файловой ссылкой):

Номер последовательности	Номер файла
От 63 до 48	От 47 до 0

Номер файла соответствует позиции его файловой записи в MFT – 1. Номер последовательности увеличивается каждый раз, когда данная позиция в MFT используется повторно. Файл может описываться несколькими файловыми записями при нехватке места под его атрибуты. В этом случае первая запись называется основной, остальные – дополнительными.

NTFS получает адрес файла на диске из объектов файлов.