Автор: Алексей, yduck@yandex.ru

--------------------------------------------------------------------------------

Для понимания того, о чем дальше пойдет речь, постараемся объяснить некоторые технические термины предметной области:

- Файловая система - это базовая структура, предоставляющая средства именования, хранения и упорядочения файлов. Выбор файловой системы осуществляется при установке ОС, форматировании существующего тома и установке нового жесткого диска. Прежде чем выбирать файловую систему, следует ознакомиться с преимуществами и ограничениями каждой из них. Замена файловой системы тома может занять много времени, поэтому нужно с самого начала выбрать файловую систему, которая лучше всего удовлетворяет текущим и будущим потребностям.

- Файловая система FAT16 - файловая система, используемая MS-DOS и операционными системами семейства Windows для упорядочения файлов и управления ими. FAT (FAT16) (file allocation table - таблица размещения файлов) представляет собой структуру данных, создаваемую Windows при форматировании тома для файловых систем FAT16 или FAT32. Windows хранит в таблице размещения файлов сведения о каждом файле, чтобы при необходимости можно было извлечь нужный файл.

- Файловая система FAT32 - файловая система, производная системы FAT16. FAT32 поддерживает меньшие размеры кластеров, что позволяет более эффективно использовать дисковое пространство. Появилась вместе с Windows '95 OSR2 и стала использоваться до настоящего времени. В FAT32 появилась поддержка больших разделов (более 4 Гбайт). Ниже приведена таблица использования размера кластера в зависимости от объема диска.

FAT32 разрабатывалась как полностью совместимая файловая система для DOS/Windows. Все программы, не работающие с диском напрямую, не заметят никакой разницы при работе с FAT32. Исключение составляют низкоуровневые утилиты класса дисковых утилит. Утилиты, включенные в состав OSR2, полностью поддерживают FAT32. Операционные системы от Windows '95 OSR1 и ниже не поддерживают FAT32.

По утверждению фирмы Microsoft, могут возникнуть следующие проблемы:

- Неправильная интерпретация свободного дискового пространства на томах размером более 2 Гбайт некоторыми старыми (не знакомыми с FAT32) программами.

- Проблема с утилитой PhDISK версии до 5.0 от Phoenix Technologies.

Если говорить о скорости работы FAT32 и FAT16, то скорость работы с диском FAT32 меньше примерно на 20% на большом количестве файлов. На одном большом файле скорость работы одинаковая. В самой операционной системе скорость работы с диском на большом количестве файлов меньше скорости работы с диском FAT16 на 10%.

- Файловая система NTFS (New Technology File System) - улучшенная файловая система, обеспечивающая уровень быстродействия и безопасности, а также дополнительные возможности, недоступные ни в FAT16, ни в FAT32. Например, для обеспечения целостности данных тома в файловой системе NTFS используются стандартные технологии записи и восстановления транзакций. В случае сбоя компьютера целостность файловой системы восстанавливается с помощью файла журнала NTFS и данных о контрольных точках. В операционных системах Windows 2000 и Windows 'XP файловая система NTFS также обеспечивает дополнительные возможности.

Одной из наиболее важных дополнительных возможностей является возможность сжатия данных (доступна только в Windows 'XP Professional Edition). Сжатие файлов, папок и программ позволяет сократить их размер и уменьшить объем пространства, занимаемого ими на дисках или устройствах со съемными носителями. Сжатие диска приводит к уменьшению объема пространства, занимаемого всеми файлами и папками на этом диске. С файлами, сжатыми средствами NTFS, можно работать, не распаковывая их. Но при работе с файлами, сжатыми средствами NTFS, может наблюдаться некоторое снижение быстродействия. При открытии сжатого файла Windows автоматически распаковывает его, а при закрытии снова сжимает. Эти действия могут неблагоприятно отразиться на производительности компьютера. Файлы и папки, сжатые средствами NTFS, остаются в сжатом виде только на то время, пока они хранятся на диске NTFS. Такие файлы нельзя шифровать.

Также NTFS поддерживает другие дополнительные возможности

- Домены, которые входят в состав Active Directory и позволяют настраивать средства безопасности, не усложняя задачи администрирования.

- Шифрование файлов, значительно повышающее безопасность.

- Разрешения, которые могут устанавливаться как для отдельных файлов, так и для папок.

- Разреженные файлы. Это файлы очень больших размеров, создаваемые в приложениях таким образом, что для их хранения требуется немного места на диске. В связи с этим NTFS выделяет дисковое пространство только для тех частей файла, в которые производится запись данных.

- Служба внешнего хранилища, позволяющая расширить дисковое пространство путем организации удобного доступа к съемным носителям, таким как магнитные ленты.

- Ведение журнала метаданных NTFS, который помогает быстро восстанавливать данные в случае сбоя электропитания или других неполадок в системе. Это позволяет получить доступ к тому сразу после перезагрузки компьютера без запуска программы chkdsk.exe.

- Дисковые квоты, с помощью которых можно управлять объемом дискового пространства, выделяемого конкретным пользователям.

- Улучшенные возможности масштабирования при переходе к дискам больших размеров. Максимальный размер диска для NTFS значительно превышает максимальный размер диска для FAT16, причем, в отличие от FAT16, при увеличении размера диска производительность не снижается.

Если же говорить о скорости работы с диском NTFS, то у NTFS она самая высокая (по сравнению с FAT16 и FAT32).

Выбор между NTFS, FAT16 и FAT32
На компьютере, работающем под управлением Windows XP или Windows 2000, можно выбрать для базового (базовый раздел - раздел, на котором установлена ОС. - Прим. авт.) раздела диска одну из трех файловых систем: NTFS, FAT16 или FAT32. На компьютере, работающем под управлением Windows 9X или ME, - одну из двух файловых систем: FAT16 или FAT32. Для DOS-совместимых ОС, Windows 3.X, Windows NT доступна для работы только FAT16.

Сравним эти файловые системы с физической точки зрения.

NTFS - более мощная файловая система, чем FAT16 и FAT32; в ее состав входят возможности, необходимые для обслуживания Active Directory, а также другие важные функции обеспечения безопасности. Только NTFS позволяет использовать такие средства, как Active Directory и система безопасности на основе доменов. NTFS лучше всего подходит для работы с большими дисками. Имеет единственный недостаток - не может быть установлена на гибкие диски.

FAT16 - самая "слабая" и "древняя" файловая система; она сильна только тем, что на её раздел можно установить все операционные системы; она меньше всего приспособлена к работе с большими разделами. Нет системы безопасности и дополнительных возможностей. Очень сильно ограничена емкость раздела - 4 Гбайта.

FAT32 - логический промежуток между FAT16 и NTFS; больше всего подходит пользователям, которые используют Windows '9X и Windows 'XP (Windows 2000) вместе. Нет системы безопасности и дополнительных возможностей.

Файловая система - функциональная часть операционной системы, которая отвечает за обмен данными с внешними запоминающими устройствами. Операционными системами Windows 9x используется разработанная еще для DOS файловая система FAT, в которой для каждого раздела и тома DOS имеется загрузочный сектор, а каждый раздел DOS содержит две копии таблицы размещения файлов (File Allocation Table - FAT). FAT представляет собой матрицу, которая устанавливает соотношение между файлами и папками раздела и их физическим местоположением на жестком диске. Перед каждым разделом жесткого диска последовательно расположены две копии FAT. Подобно загрузочным секторам, FAT располагается за пределами области диска, видимой для файловой системы. При записи на диск файлы не обязательно занимают пространство, эквивалентное их размеру. Обычно файлы разбиваются на кластеры определенного размера, которые могут быть разбросаны по всему разделу. В результате таблица FAT представляет собой не список файлов и их местоположения, а список кластеров раздела и их содержимого, а в конце каждого описания содержится ссылка на следующий, занимаемый файлом, кластер.

Файловая система NTFS разработана для быстрого выполнения стандартных операций (чтения, записи и поиска), а также для улучшенных специальных операций - восстановления файлов и файловой системы на очень больших жестких дисках и управления привилегиями доступа и владения. Каждый файл на томе NTFS представлен записью в специальном файле, называемом Главной таблицей файлов (Master File Table, MFT). NTFS резервирует (отделяет) первые 16 записей таблицы MFT для специальной (служебной) информации. В первой содержатся данные о главной файловой таблице (ее описание). За ней следует вторая, зеркальная запись MFT, первая запись которой соответствует первой записи оригинальной MFT. Если первая запись разрушена, то NTFS читает вторую, чтобы отыскать зеркальный файл MFT, первые записи которых идентичны. Местоположение сегментов данных MFT и его "зеркала" записаны в начальном секторе загрузки. Дубликат сектора для большей надежности помещен в середину диска. То есть, в теории, при разрушении начальных секторов, NTFS позволяет загрузиться с середины диска. Третья запись - файл регистрации, применяемый для восстановления файлов. 17-я и последующие записи используются файлами и каталогами на томе.

Сравним файловые системы по наличию специальных возможностей и по парированию угроз для безопасности:

- Восстановление системных и пользовательских данных в результате сбоя во время работы (отключение электропитания, крах системы и т.п.)

- В NTFS данные о файлах, а также о последних транзакциях записаны в Главной таблице файлов (Master File Table) - MFT. Дубликат MFT для большей надежности помещен в середину диска. Если во время сбоя происходило изменение файла, то производится откат неудачных изменений.

В FAT32 данные размещены в 2-х копиях файловой таблицы (основной и резервной). При невозможности считывании данных из основной таблицы, FAT32 обращается ко второй копии, которая и становится основной. В случае ошибочной записи в основную копию, ошибки переносятся в резервную, где постепенно накапливаются. При выходе из строя обоих копий данные на диске становятся недоступны (теряются).

- Встроенные средства разграничения доступа и предоставления разрешений/запрещений к файлам и каталогам

- В NTFS файл представляется как набор атрибутов. Право/запрет доступа является одним из атрибутов файла, т.е. частью файла. При копировании на диск с файловой системой, отличной от NTFS, права доступа теряются. В FAT32 подобные средства отсутствуют

- Встроенные средства аудита - контроля за деятельностью пользователей

- В NTFS существует возможность применять аудит непосредственно к отдельно взятым файлам и каталогам. В FAT32 подобные средства отсутствуют

- Встроенные средства шифрования и дешифрации файлов и каталогов:

В NTFS функции шифрования осуществляются специальной надстройкой EFS (Encrypting File System). В EFS шифрование и дешифрация основаны на схеме с открытыми ключами. Оба действия производятся прозрачно для пользователя.

NTFS 5.0 заимствовала лучшие свойства других файловых систем. Эффективность увеличивается, когда число дисковых передач минимизировано для общих операций. NTFS унаследовала методы для повышения быстродействия и гибкости. NTFS поддерживает и длинные и короткие имена файлов для совместимости. NTFS также обеспечивает многочисленные расширенные атрибуты и позволяет будущим приложениям определить другие расширенные атрибуты. NTFS обеспечивает безопасность данных на фиксированных и сменных жестких дисках за счет представления файла в виде набора атрибутов, в число которых входят права доступа, шифрование и т.д. В NTFS повышенная надежность за счет таблицы MFT. К недостаткам можно отнести многопоточные файлы и связанную с ними угрозу потери свободного места на диске.

Файловая система NTFS более эффективна в плане обеспечения безопасности хранимых и обрабатываемых данных, чем FAT32 и FAT16.

Когда вы хотите установить операционную систему, изменить файловую систему раздела, заново разметить жесткий диск или перераспределить разделы, не потеряв данные, вы можете устанавливать только операционную систему со встроенной поддержкой разметки разделов (Windows 2000, Windows 'XP). Но если вам понадобится установить операционную систему из семейств DOS, Windows 3.X, Windows 'NT, Windows '9X и ME, Windows 2000, Windows 'XP, вам помогут только различные программные продукты для работы с разделами жесткого диска. Сегодня хотелось бы рассказать вам о таких программах, как Microsoft FDisk, PowerQuest Partition Magic V7.0 и V8.0.

Microsoft FDisk (1983-1998 г.)
Программа для работы с жестким диском на русском и английском языке. Поддерживаются следующие функции:

- Создание раздела (FAT16 либо FAT32)

- Удаление раздела

- Пометка раздела как активный

- Редактирование метки тома

- Вывод сведений о разделе (только емкость общая, занятая, свободная, тип файловой системы)

В программе реализован режим работы с ключами:

- /STATUS - вывод сведений о разделах дисков

- /X - отказ от расширенной поддержки доступа к диску (используется только при возникновении ошибок или переполнении стека)

- /? - вывод реализованных ключей

Некоторых администраторов эта программа устраивает, и не требуется ничего больше. Но с ее помощью можно установить операционную систему только на винчестер без созданных на нем разделов. Еще она требует программы format для форматирования дисков (т.к. сам FDisk не в состоянии отформатировать раздел) и scandisk для проверки физических ошибок (FDisk не может и этого). Могут использоваться только FAT16 и FAT32. Причем, весьма оригинальным способом: если созданный раздел имеет емкость меньше 4 Гбайт, то раздел становится FAT16. Если же больше 4 Гбайт, то раздел становится FAT32. FDisk работает в текстовом DOS-режиме с управлением, которое в основном сводится к цифровым клавишам и клавишам y (yes) и n (no) без поддержки мыши. Как-никак FDisk долго использовалась и до сих пор используется.

PowerQuest Partition Magic (08.10.2001 - V7.0)
Программа для работы с жестким диском на английском языке. Поддерживаются следующие функции:

- Создание раздела с форматированием (две функции в одной) (заметьте, с возможностью использования FAT16, FAT32, NTFS, Linux Ext2)

- Удаление раздела

- Пометка раздела как активный

- Пометка раздела как скрытый

- Проверка диска на ошибки

- Распознавание всех известных файловых систем (FAT16, FAT32, NTFS, Linux Ext2, HPFS и др.)

- Поддержка внешних жестких дисков

- Подробный вывод сведений о разделах (включая размер кластера, файловую систему, объемы разделов, графическое отображение объемов раздела в виде круговой диаграммы и многое другое)

- Перераспределение емкости жестких дисков без потери данных

- Редактирование метки тома

- Преобразование раздела из одной файловой системы в другую с использованием всех доступных файловых систем

- Форматирование раздела не переразмечая его

- И многие другие

В программе, так же как в Fdisk, реализован ключевой режим:

- /CBS - проверка на испорченные сектора

- /DBG[=<имя файла>] - разрешение на ведение отладки (возможно указание файла)

- /IFC - пропустить проверку файловой системы

- /NBS - не проверять испорченные сектора

- /NRB - не перезагружать компьютер после выхода из программы

- /UVM - использовать виртуальную память

- /WFS - очищать первый сектор после удаления всех разделов

- /CMD=<имя файла> - использовать командный файл работы

- /ERR=<имя файла> - использовать файл ошибок

- /? - вывод реализованных ключей

Используется многими администраторами. С ее помощью можно установить любую операционную систему на любом винчестере. Эта программа получила марку Microsoft - Designed for Windows 'XP. Работает в Windows и графическом DOS-режиме с интерфейсом Windows. Используется с мышью. Программа format не используется для работы c Partition Magic. Несомненно, Partition Magic заменит FDisk, format, scandisk и chkdisk. Единственное, что немного неудобно в Partition Magic, - отсутствие русского перевода. Но будем надеяться, что в будущем и этот недостаток будет устранен.

PowerQuest Partition Magic (09.16.2002 - V8.0)
Новая версия программы PowerQuest Partition Magic V7.0 для работы с жестким диском на английском языке. Поддерживаются следующие функции:

- Создание раздела с форматированием (две функции в одной) (заметьте, с возможностью использования FAT16, FAT32, NTFS 1.2, NTFS 3.0, NTFS 3.1, Linux Ext2, Linux Ext3, Linux Swap)

- Удаление раздела

- Пометка раздела как активный

- Пометка раздела как скрытый

- Проверка диска на ошибки

- Распознавание всех известных файловых систем (FAT16, FAT32, NTFS 1.2, NTFS 3.0, NTFS 3.1, Linux Ext2, Linux Ext3, Linux Swap, HPFS и др.)

- Поддержка внешних жестких дисков

- Подробный вывод сведений о разделах (включая размер кластера, файловую систему, объемы разделов, графическое отображение объемов раздела в виде круговой диаграммы и многое другое)

- Перераспределение емкости жестких дисков без потери данных

- Редактирование метки тома

- Преобразование раздела из одной файловой системы в другую с использованием всех доступных файловых систем

- Форматирование раздела не переразмечая его

- Восстановление удаленного раздела

- Кластеры разных размеров (например, NTFS 3.0 может использовать кластеры размером от 512 байт до 64 Кбайт)

- Преобразование раздела в раздел с другим размером кластера

- И многие другие

В программе, так же как в Fdisk, реализован ключевой режим:

- /CBS - проверка на испорченные сектора

- /DBG[=<имя файла>] - разрешение на ведение отладки (возможно указание файла)

- /IFC - пропустить проверку файловой системы

- /NBS - не проверять испорченные сектора

- /NRB - не перезагружать компьютер после выхода из программы

- /UVM - использовать виртуальную память

- /WFS - очищать первый сектор после удаления всех разделов

- /CMD=<имя файла> - использовать командный файл работы

- /ERR=<имя файла> - использовать файл ошибок

- /? - вывод реализованных ключей

Используется администраторами-профессионалами. С ее помощью можно установить любую операционную систему на любом винчестере. Эта программа получила марку Microsoft - Designed for Windows 'XP. Работает в Windows и графическом DOS-режиме с интерфейсом Windows. Используется с мышью. Программа format не используется для работы c Partition Magic. В этой версии пока остается тот же единственный недостаток - отсутствие русского перевода. Partition Magic V8.0, хотя и полностью коммерческий, но все же есть в бесплатном Download'е бескрайних просторов Интернета. Эта программа предназначена для администраторов, не согласных проводить переустановку системы по полдня.

Подведем итог всему вышеописанному. Объективно оценив эти программы, можно придти к выводу, что лучшая из них - PowerQuest Partition Magic V7.0, 8.0. Ну и, соответственно, программа неудобная, но с которой еще работают - Microsoft FDisk. Об этом можно судить по количеству возможностей, особенностей, а также количеству поддерживаемых ключей.

http://my-comp.nm.ru - статьи о железе, новости и др...

По вопросам сотрудничества обращаться на my-comp@nm.ru
Все вопросы, пожелания и претензии туда же
Автор и редактор: Alex