Операционная система Windows Vista поддерживает множество операций, относящихся к работе с жесткими дисками и файловой системой. Это и стандартные возможности сжатия и шифрования данных, и изменение или монтирование новых разделов, и запись дисков, и проверка, форматирование, дефрагментация дисков, и еще многое другое.

Перед тем, как мы рассмотрим операции, которые можно выполнить над разделами диска, давайте рассмотрим некоторые возможности настройки разделов диска.

Прежде всего, следует обратить внимание на содержимое вкладки POLICIES диалога DEVICE PROPERTIES, отобразить который можно при помощи команды PROPERTIES контекстного меню вашего диска в оснастке DEVICE MANAGER (является частью консоли devmgmt.msc). На данной вкладке содержится переключатель, значения которого изменяют параметры REG_DWORD типа, расположенные в ветви реестра HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Enum\IDE\«диск»\«ID диска»\Device Parameters\Disk. Он имеет следующие положения.

Optimize for quick removal Данное положение переключателя используется по умолчанию для всех съемных дисков. При его установке вы сможете отключать съемный диск без использования значка съемного диска в области уведомления (без использования безопасного отключения). Однако при этом понижается производительности работы со съемным диском.

Установка данного положения переключателя приводит к изменению значения параметра UserRemovalPolicy.

Optimize for performance Данное положение переключателя используется по умолчанию для всех локальных дисков. При его использовании выполняется оптимизация работы с диском, однако при этом отключение диска без использования значка съемного диска, расположенного в области уведомления, может привести к потере данных.

При использовании данного положения также становятся активными следующие флажки.

• ENABLE WRITE CACHING ON THE DISK. Если данный флажок установлен, тогда будет разрешено кэширование данных на диск.

  Установка данного положения переключателя приводит к изменению значения параметра UserWriteCacheSetting.

• ENABLE ADVANCED PERFORMANCE. Если установлен данный флажок, тогда будет выполнено дополнительное повышение производительности доступа к данным. Этот флажок следует устанавливать только в том случае, если у вас установлен источник бесперебойного питания, так как при использовании данного флажка может произойти потеря данных, если питание компьютера неожиданно прекратиться.

  Установка данного положения переключателя приводит к изменению значения параметра CacheIsPowerProtected.

Перед тем, как погрузиться в описание возможностей файловой системы NTFS и работы с дисками при помощи операционной системы Windows Vista, давайте повторим некоторые теоретические сведения, которые должен знать каждый опытный пользователь.

Как и предыдущие версии операционной системы Windows, Windows Vista поддерживает два вида дисков: базовые (используются по умолчанию, кроме того, на портативных компьютерах могут применяться только базовые диски) и динамические.

Базовые диски

Базовыми дисками можно назвать диски, которые используют разбиение разделов по схемам MBR или GPT.

Существует три вида разбиения диска на разделы: MBR, GPT и LDM.

Разбиение диска при помощи MBR используется на большинстве компьютерах. Это сложилось исторически, ведь чтобы BIOS смог запустить операционную систему, он сначала должен обратиться к первому сектору основного диска, чтобы считать из него главную загрузочную запись (MBR), а уже код, записанный в MBR, инициирует процесс загрузки операционной системы. То есть, на x86-совместимых компьютерах основной раздел диска обязательно должен быть разбит при помощи MBR.

Метод разбиения GPT используется по умолчанию (по спецификации EFI) на x64-совместимых компьютерах. Основное отличие данного метода от метода MBR состоит в том, что GPT вместо таблицы разделов использует таблицу разделов GUID. Кроме того, GPT поддерживает контрольную сумму CRC для таблицы разделов GUID, а также создание ее резервной копии, поэтому риск повреждения этой таблицы снижен.

На страницах данной книги мы с вами рассмотрим только метод разбиения MBR.

Главная загрузочная запись MBR содержит в себе не только код, инициирующий запуск операционной системы, но и таблицу разделов. Таблица разделов определяет все разделы, на которые разбит жесткий диск, а также раздел, на котором установлена операционная система. Вы, наверное, слышали о таких понятиях, как дополнительный раздел (extended partition) или логический диск. Эти понятия сформировались именно благодаря особенностям (или, скорее, недостаткам) таблицы разделов MBR, поэтому на их основе давайте опишем саму структуру таблицы разделов.

• Главные разделы (primary partition). Максимальное количество разделов, которые могут содержаться в таблице разделов одного MBR, составляет четыре раздела. Именно эти разделы называются ГЛАВНЫМИ.
• Дополнительные разделы (extended partition). Естественно, что такое ограничение, как максимальное количество разделов, описываемых в таблице разделов, равное четырем, существенно уменьшает достоинства самого механизма MFT. Именно поэтому таблица разделов может содержать в себе ГЛАВНЫЕ РАЗДЕЛЫ особого типа, которые как раз и называются ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ РАЗДЕЛАМИ.

  ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ, это ГЛАВНЫЙ РАЗДЕЛ, который содержит в себе не описание файловой системы раздела, а еще одну главную загрузочную запись MBR, которая хранит еще одну таблицу разделов.

• Логический диск (Logical Drive). Как вы, наверное, догадались, таблица разделов, хранящаяся на ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ ДИСКЕ, может состоять из четырех разделов. Именно эти четыре раздела и называются ЛОГИЧЕСКИМИ ДИСКАМИ.
• Активный раздел. АКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ представляет собой ГЛАВНЫЙ РАЗДЕЛ, содержащий в своем первом секторе код, который выполняет MBR с целью запуска операционной системы. Первый сектор АКТИВНОГО РАЗДЕЛА называется загрузочным.

Но это теория, а как же можно проверить ее на практике? Для этого достаточно лишь запустить консоль diskmgmt.msc (оснастка DISK MANAGER). Данная консоль содержит в себе список разделов, из которых состоит жесткий диск. Причем, для каждого раздела указывается его объем, используемая на нем файловая система, и, что нам и необходимо, в самом низу, в скобках, указывается, является ли раздел активным, главным, расширенным или логическим.

Динамические диски

Тип разбиения на разделы, используемый динамическими дисками, называется LDM. Данный тип был разработан компанией VERITAS Software для операционных систем семейства Unix, после чего лицензирован Microsoft для своей операционной системы.

Повторим, нельзя создавать динамические диски при следующих условиях.

На ноутбуках.

Если диск подключен к шине IEEE 1394 или USB (то есть, если диск не является фиксированным).

Если диск совместно используется серверным кластером.

База данных LDM LDM поддерживает единственную базу данных, которая содержит в себе информацию обо всех динамических дисках, подключенных к компьютеру, а также о конфигурации составных томов. База данных LDM помещается в последнем мегабайте пространства каждого динамического диска (именно поэтому, при преобразовании базового диска в динамический, необходимо, чтобы последний мегабайт базового диска был пуст). База данных LDM состоит из пяти областей.

• СЕКТОР ЗАГОЛОВКА. Содержит GUID-номер динамического диска, указатель на начало таблицы оглавления, а также имя дисковой группы (операционные системы семейства Windows поддерживают только одну динамическую группу, поэтому эта информация не представляется важной).
• ТАБЛИЦА ОГЛАВЛЕНИЯ. Содержит сведения о структуре базы данных и имеет длину в 16 секторов.
• ЗАПИСИ БАЗЫ ДАННЫХ. Существует четыре типа записей базы данных.
  • РАЗДЕЛ. Описывает нежесткие разделы (непрерывные области на диске, которые содержат в себе (или могут содержать) ТОМ), храня идентификаторы, которые связывают РАЗДЕЛ с ДИСКОМ и КОМПОНЕНТОМ.
  • ДИСК. Описывает динамический диск, состоящий в группе, и хранит его GUID-номер.
  • КОМПОНЕНТ. Связывает РАЗДЕЛ с ТОМОМ, который на нем хранится.
  • ТОМ. Содержит GUID-номер тома, его размер, атрибуты и букву. Именно этот GUID-номер используется операционной системой для идентификации тома.
• ЖУРНАЛ ТРАНЗАКЦИЙ. Хранит резервную копию информации базы данных, которая была изменена или изменяется в данный момент.
• КОПИЯ СЕКТОРА ЗАГОЛОВКА. Содержит GUID-номер динамического диска, указатель на начало таблицы оглавления, а также имя дисковой группы.

Кроме базы данных, LDM также создает таблицу разделов, используемую MBR (или GPT), чтобы процесс загрузки операционной системы прошел корректно, а также для того, что программы, созданные для базовых дисков, смогли работать и с динамическими дисками.

Составные тома Основным плюсом динамических дисков является то, что они поддерживают создание составных томов, которые являются более производительными и более надежными. Составной том представляет собой один раздел диска, созданный из нескольких физических дисков. От того, как именно будут взаимодействовать несколько физических дисков, являющихся частью составного тома, зависит название составного тома. Операционная система Windows Vista поддерживает следующие составные тома.

• Перекрытый том — составной том, состоящий из нескольких жестких дисков, которые логически объединены в один.

  Отличительной особенностью данного типа составных томов, при использовании файловой системы NTFS, является возможность их расширения без потери данных. Это достигается благодаря тому, что все сведения о свободном пространстве перекрытого тома, жестких дисках, из которых он состоит, расположения файлов на этих жестких дисках, содержатся в отдельном файле, называемом битовой картой. Операционная система обращается к битовой карте для выполнения любых операций с перекрытым томом. Например, для определения свободного места на перекрытом томе. Или при чтении файла, с целью определения, какие части файла находятся на каких жестких дисках, входящих в перекрытый том.

• Чередующийся том или RAID-0 — составной том, состоящий из нескольких жестких дисков, данные на которые записываются по очереди. При этом единица записи равна 64 Кбайт: то есть, первые 64 Кбайт файла записываются на первый жесткий диск чередующегося тома, вторые 64 Кбайт файла — на второй жесткий диск…следующие 64 Кбайт файла на первый жесткий диск чередующегося тома и так по очереди.

  Отличительной особенностью данного типа составных томов является существенный прирост в скорости чтения записанных данных: поскольку чтение происходит сразу с двух дисков (отдельно двумя контроллерами диска), скорость чтения может быть в два раза больше, чем с одного диска.

• Зеркальный том или RAID-1 — . составной том, состоящий из нескольких жестких дисков, данные на которых дублируются. При записи данных на зеркальный том, данные записываются одновременно как на первый жесткий диск, входящий в зеркало, так и на второй.

  Отличительной особенностью данного типа составных томов является повышенная надежность: если выйдет из строя один из жестких дисков, входящих в зеркало, данные все еще будут доступны на втором жестком диске. Кроме того, также не стоит забывать о том, что скорость считывания данных с зеркального тома, как правило, выше, чем с обычного. Ведь данные находятся сразу на двух дисках, и операционная система может считывать их одновременно с двух дисков. Правда, стоит упомянуть, что скорость записи на зеркальных томах, как правило, ниже, чем на других томах, и занимает больше системных ресурсов из-за необходимости двойной записи.

• Чередующийся том с записью четности или RAID-5 — составной том, состоящий из трех жестких дисков, два из которых представляют собой один обычный чередующийся том, а на третий диск заносится контрольная сумма (значение, представляющее логическую сумму (XOR) данных, записанных на чередующийся том).

  Отличительной особенностью данного типа составных томов является существенный прирост в скорости чтения записанных данных (из-за того, что данные считываются параллельно с двух дисков). Кроме того, данный тип составных томов характеризует повышенная надежность, по сравнению с обычным чередующимся томом: если один из жестких дисков выйдет и строя, данные все равно можно будет прочитать на основе контрольной суммы, хранящейся на третьем диске.

Подводим итоги: использование программы diskpart.exe

Выше мы с вами узнали о том, что такое базовый и динамический диск, что такое NTFS, какие бывают виды разделов…

Главным образом, мы узнали это все лишь потому, что вся эта информация необходима для работы с дисками при помощи программы командной строки diskpart.exe. Данная программа представляет собой оболочку. То есть, перед тем, как пользоваться ее возможностями, нужно запустить программу diskpart.exe, чтобы войти в ее оболочку. После этого можно применять следующие возможности программы.

Просмотр сведений о дисках, разделах и томах Данную возможность программы diskpart.exe вы будете использовать очень часто, ведь чтобы выполнить любую другую операцию, нужно сначала выбрать конкретный диск, раздел или том. А чтобы сделать такой выбор, нужно знать порядковый номер необходимого диска, раздела или тома.

Итак, для просмотра сведений о структуре диска используется команда list. Данная команда имеет следующий синтаксис.

• List disk. Отображает следующую информацию о дисках, подключенных к компьютеру: порядковый номер диска, его объем, количество неразмеченного пространства, является ли диск динамическим, а также, сведения о GPT.

  Это, наверное, единственная команда программы diskpart.exe, которую можно выполнять без выбора конкретного диска. Все же остальные команды можно выполнять только после того, как будет выбран диск, к которому обращается команда. Чтобы выбрать диск, нужно воспользоваться командой select disk «номер диска». Номер нужного диска можно узнать при помощи команды list disk.

• List partition. Отображает следующую информацию о разделах, на которые разбит конкретный диск (выбранный при помощи команды select disk «номер диска»): номер раздела, тип раздела (главный, дополнительный, логический диск), объем раздела, а также смещение раздела относительно начала диска.
• List volume. Отображает следующую информацию о томах, которые присутствуют в операционной системе: номер тома, его буква и метка, тип файловой системы, тип тома (раздел диска, съемный диск, оптический носитель), размер тома, является ли он системным или загрузочным.

Еще одной командой, с помощью которой можно отобразить сведения о дисках, разделах или томах, является команда Detail. Она отображает сведения о выбранном вами диске, партиции или томе. То есть, сначала нужный вам элемент нужно выбрать с помощью команды вида select disk|partition|volume «номер объекта».

• Detail disk. Отображает сведения о томах, расположенных на диске (те же сведения, что и команда list volume), а также следующую информацию: название диска, его идентификатор, тип и номер шины, LUN и Target (последние два элемента используются для описания SCSI дисков).
• Detail partition. Отображает сведения о томе, который расположен на разделе (те же сведения, что и команда list volume), а также следующую информацию: тип раздела, является ли раздел скрытым, и является ли раздел активным.
• Detail volume. Отображает сведения о диске, на котором находится том (те же сведения, что и команда list disk), а также следующую информацию: доступен ли том для записи, скрыт ли он, размонтирован ли он, зашифрован ли он при помощи BitLocker, используется ли он теневым копированием, количество доступного на томе пространства.

Кроме того, вы можете просмотреть такую информацию о томах, как файловые системы, которые они поддерживают, а также размер кластера, используемый по умолчанию, и те размеры кластеров, которые поддерживают файловые системы. Для этого достаточно выбрать том и ввести команду filesystems.

Работа с диском В данном разделе мы с вами рассмотрим очень страшную команду программы diskpart.exe: clean. Существует две разновидности данной команды.

• Clean. Удалить MBR на конкретном диске.
• Clean all. Удалить всю информацию на диске, заполнив каждый сектор нулями.

Работа с разделом А теперь давайте опишем те операции, которые можно выполнить с разделами диска.

Мы с вами уже знаем, что такое АКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ. Так вот, чтобы изменить АКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ, достаточно выбрать нужный раздел и воспользоваться командой active. Также, при помощи команды inactive, вы можете удалить АКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ, не назначая нового.

Кроме того, вы можете создать новый раздел. Для этого применяется команда вида create partition efi|EXTENDED|LOGICAL|MSR|PRIMARY size=«размер нового раздела» offset=«смещение относительно начала диска». Либо удалить существующий раздел, для чего нужно применять команду delete partition.

Работа с томом Также при помощи программы diskpart.exe можно работать с отдельными томами.

Например, можно изменить букву тома, или примонтировать его к каталогу (создать точку подключения). Для этого достаточно выбрать нужный том, после чего воспользоваться командой вида ASSIGN LETTER=«новая буква диска» MOUNT=«путь к каталогу для создания точки подключения». Если же вам нужно удалить букву тома, тогда нужно воспользоваться командой remove letter=«буква дома».

При использовании команды Detail volume можно было отобразить такие атрибуты тома, как, например, является ли он скрытым. Значения этих атрибутов можно установить или сбросить при помощи команды вида ATTRIBUTES VOLUME SET|CLEAR HIDDEN|READONLY|NODEFAULTDRIVELETTER|SHADOWCOPY. Если вы используете опцию SET, тогда значение атрибута будет установлено. Если же в команде используется опция CLEAR, тогда значение атрибута будет сброшено.

Работа с динамическими дисками И напоследок давайте рассмотрим несколько команд, применяемых для работы с динамическими дисками (вообще, для работы с динамическими дисками, объединенными в массив RAID, используется программа командной строки diskraid.exe).

• ADD DISK=«номер второго диска» ALIGN=«выравнивание RAID» WAIT. Объединяет два диска в зеркало.
• BREAK DISK=«номер второго диска». Разбивает зеркало.
• CREATE PARTITION PRIMARY SIZE=«размер диска» OFFSET=«смещение относительно начала диска» ID=«GUID-номер динамического диска». Создает новый раздел на динамическом диске.
• convert dynamic. Преобразует базовый диск в динамический.
• RETAIN. Подготавливает динамический диск для использования в качестве системного или загрузочного.

Продолжение следует