Сравнение файловых систем FAT и NTFS

Примеры файловых систем

Файловая система - это иерархическая структура (дерево) файлов и каталогов. Эта структура аналогична перевернутому дереву, корень которого расположен наверху, а ветви направлены вниз. В таком дереве файлов данные и программы объединены в группы, называемые каталогами. Это позволяет одновременно выполнять операции для всего содержимого каталога.

Файловая система FAT

Аббревиатура FAT (file allocation table) означает «таблица размещения файлов». Файловая система FAT представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT, на тот случай, если одна из них окажется поврежденной. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны размещаться по строго фиксированным адресам, чтобы файлы, необходимые для запуска системы, были размещены корректно.

Том, отформатированный для использования файловой системы FAT, размечается по кластерам. Размер кластера по умолчанию определяется размером тома. При использовании файловой системы FAT номер кластера должен иметь длину не более 16 бит и представлять собой одну из степеней 2.

Файл FAT имеет 4 атрибута, которые могут сбрасываться и устанавливаться пользователем: - archive file (архивный файл), - system file (системный файл), - hidden file (скрытый файл), - read-only file (файл только для чтения). Доступ к файлам, хранящимся на томах, использующих файловую систему FAT, может быть осуществлен, если компьютер работает под управлением одной из следующих операционных систем: MS DOS, Windows 2000/XP, Windows NT.

Ограничение системы FAT на размер логического диска составляет 2 Gb. При этом каждая запись FAT (на разделах объемом более 16 Mb) является 2-байтовым числом, следовательно, на логическом разделе может быть не более 65536 кластеров. Поэтому на дисках объемом более 1 Gb размер кластера в системе FAT составляет 32 K, т.е. "хвост" (slack) каждого файла занимает от 0 до 32 К, из чего следует, что каждая тысяча файлов поглощает в среднем 16 Mb дискового пространства. Файловую систему FAT, вследствие больших накладных расходов памяти, не рекомендуется использовать для томов, размер которых превышает 511 Mb.

Файловая система FAT32

Файловая система FAT32 содержит следующие возможности, отсутствовавшие в предыдущих версиях файловой системы FAT.

- Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445 кластеров, позволяя использовать жёсткие диски объёмом до 8 ТБ. (Windows XP работает с томами объемом до 2 ТБ.)

- Максимально возможный размер файла для тома FAT32 — 4 ГБ.

- FAT32 более эффективно использует пространство на диске. За счет поддержки кластеров меньшего размера (4 КБ на дисках до 8 ГБ) файловая система FAT32 использует пространство на больших дисках на 10–15% эффективнее, чем файловая система FAT.

- FAT32 более надежна. FAT32 поддерживает изменение места расположения корневой папки и использование резервной копии таблицы размещения файлов (вместо основного экземпляра).

- FAT32 более гибка. Корневая папка на диске FAT32 представляет собой стандартную последовательность кластеров и может размещаться в любом месте диска. Отсутствуют ограничения на количество элементов в корневой папке, существовавшие в предыдущих версиях. Кроме того, FAT32 позволяет отключать дублирование основного экземпляра таблицы размещения файлов и использовать второй экземпляр. Эти функции позволяют динамически изменять размер разделов FAT32

Файловая система NTFS

Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает производительность, надежность и совместимость, которые не в состоянии предоставить файловая система FAT. NTFS разрабатывалась с целью обеспечения скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления продвинутых возможностей, включая восстановление поврежденной файловой системы на чрезвычайно больших дисках.

Кроме того, NTFS обладает характеристиками защищенности, которые необходимы на мощных файловых серверах и высокопроизводительных компьютерах в корпоративных средах. Файловая система NTFS поддерживает контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие исключительно важную роль в обеспечении целостности жизненно важных конфиденциальных данных. NTFS - единственная файловая система в Windows NT, которая позволяет назначать права доступа к отдельным файлам. Однако, если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS на раздел или том FAT, все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие файловой системе NTFS, будут потеряны.

Файловая система UNIX

Организация файловой системы UNIX имеет древовидную структуру, вершина которой называется корнем, а сама структура называется файловым деревом. Каждая вершина в файловом дереве, за исключением листьев, является каталогом, листья же в свою очередь являются либо обычными файлами, либо файлами устройств. В файловой системе UNIX также существует понятие прав доступа к файлу. Права доступа к файлу регулируются установкой специальных битов разрешения доступа, связанных с файлом. Устанавливая биты разрешения доступа, можно независимо управлять выдачей разрешений на чтение, запись и выполнение для трех категорий пользователей: владельца файла, группового пользователя и прочих. Пользователи также могут создавать файлы, если разрешен доступ к каталогу. Вновь созданные файлы становятся листьями в древовидной структуре файловой системы.

Устройства в системе UNIX трактуются так, как если бы они были файлами. Обращение программ к устройствам имеет тот же самый синтаксис, что и обращение к обычным файлам; семантика операций чтения и записи по отношению к устройствам в большой степени совпадает с семантикой операций чтения и записи обычных файлов. Способ защиты устройств совпадает со способом защиты обычных файлов: путем соответствующей установки битов разрешения доступа к ним. Поскольку имена устройств выглядят так же, как и имена обычных файлов, и поскольку над устройствами и над обычными файлами выполняются одни и те же операции, большинству программ нет необходимости различать внутри себя типы обрабатываемых файлов.
Во время установки UNIX вы можете выбрать различные файловые системы для своих разделов, таким образом они будут отформатированы с использованием различных алгоритмов.

Например операционная система Linux из семейства Unix поддерживает несколько файловых систем:

- Ext2 это аббревиатура от Second Extended Filesystem (по-русски - расширенная файловая система номер два).

- Ext3 - как видно из названия, Third Extended File System (Расширенная файловая система номер три) - является наследником файловой системы Ext2. Ext3 является журнализированной файловой системой. Запись в журнал предотвращает возникновение ошибок и несогласованностей в файловой системе и необходимость запуска программы fsck. Тем самым, уменьшается время перезагрузки в случае сбоя или некорректной остановки системы. Журнал выделяется из свободных блоков файловой системы и, обычно, имеет размер порядка 1 Мбайта на каждый 1 Гбайт файловой системы. Журнал сбрасывается по мере заполнения, после синхронизации структуры файловой системы с диском.

Файловые системы ext2 и ext3 совместимы. По сути, ext3 — этот та же ext2, только с журналом. Раздел ext3 могут читать программы (например, Total Commander в Windows), рассчитанные на ext2. В современных дистрибутивах по умолчанию используется файловая система ext3. Остальные файловые системы довольно специфичны, поэтому не зря по умолчанию используется файловая система ext3 — для обычной системы она является оптимальной.

Таблица 1. Отличия файловых систем для DOS и Windows

	FAT	FAT32	NTFS
Системы, её поддерживающие	DOS, Windows9Х, NT всех версий	Windows98, NT,и XP всех версий	NT4, NT5, 2000, XP, 2003
Максимальный размер тома	2 Гбайт	практически неограничен	практически неограничен
Макс. число файлов на томе	примерно 65 тысяч	практически не ограничено	практически не ограничено
Имя файла	с поддержкой длинных имен - 255 символов, системный набор символов	с поддержкой длинных имен - 255 символов, системный набор символов	255 символов, любые символы любых алфавитов (65 тысяч разных начертаний)
Безопасность	нет	нет	да (начиная с NT5.0 встроена возможность физически шифровать данные)
Устойчивость к сбоям	средняя	плохая (средства оптимизации по скорости привели к появлению слабых по надежности мест)	полная - автоматическое восстановление системы при любых сбоях
Экономичность	минимальная (огромные размеры кластеров на больших дисках)	улучшена за счет уменьшения размеров кластеров	максимальна. Очень эффективная и разнообразная система хранения данных
Быстродействие	высокое для малого числа файлов, но быстро уменьшается с появлением большого количества файлов в каталогах. результат - для слабо заполненных дисков - максимальное, для заполненных -плохое	полностью аналогично FAT, но на дисках большого размера (десятки гигабайт) начинаются серьезные проблемы с общей организацией данных	система не очень эффективна для малых и простых разделов (до 1 Гбайт), но работа с огромными массивами данных и внушительными каталогами организована как нельзя более эффективно и очень сильно превосходит по скорости другие системы

Таблица 2. Сравнение файловых систем Linux

	Ext2FS	Ext3FS	ReiserFS	JFS
Стабильность	Отличная	Хорошая	Хорошая	Средняя
Инструментальные средства для спасения удаленных файлов	Есть(комплексные)	Есть(комплексные)	Нет	Нет
Время перезагрузки после аварии	Долго (даже очень долго)	быстро	Очень быстро	Очень быстро
Восстанавливаемость данных в случае аварийного отказа	Хорошо, НО большой риск частичной или полной потери данных	Неизвестно	Очень хорошо. Полная потеря данных очень редка	Очень хорошо

Сравнение файловых систем FAT и NTFS

Как FAT, так и NTFS поддерживают длинные имена файлов (до 255 символов). Файловая система FAT может использоваться не только с Windows NT, но и с другими операционными системами, включая Windows XP и Ms Dos.

Использование файловой системы FAT является лучшим выбором для томов небольшого размера, так как FAT стартует с минимальными накладными расходами. На томах, размер которых не превышает 500 Mb, она работает очень хорошо. Однако, на больших томах (1 Gb и более) FAT становится крайне неэффективной. Для томов, размер которых находится в пределах 400-500 Mb, система FAT является предпочтительным выбором по сравнению с NTFS, поскольку лишена накладных расходов NTFS, связанных с дисковым пространством. При форматировании тома для использования файловой системы NTFS создается целый ряд системных файлов и файл журнала транзакций, которые потребляют некоторый процент дискового пространства (и для небольших томов этот процент значителен).

Файловая система NTFS является наилучшим выбором для использования на томах большого объема (свыше 400 Mb). Это связано с тем, что с увеличением объема тома его производительность при использовании NTFS падает значительно меньше, чем производительность тома аналогичного размера, использующего FAT. При этом следует учесть, что если к системе предъявляются повышенные требования (к числу которых относятся обеспечение безопасности и использование эффективного алгоритма сжатия), то часть из них можно реализовать только с использованием NTFS. Поэтому в ряде случаев приходится использовать NTFS даже на небольших томах. Некоторые из возможностей, обеспечиваемых только файловой системой NTFS, перечислены ниже:

· Возможность индивидуальной установки прав доступа к конкретным файлам и каталогам.

Это позволяет установить, какие пользователи и группы имеют доступ к файлу или папке, с указанием типа доступа.

· NTFS обеспечивает более широкий диапазон типов прав доступа, чем FAT, и права доступа к файлам и каталогам можно устанавливать на индивидуальной основе.

· Файловая система NTFS обладает встроенными средствами обеспечения восстанавливаемости, и поэтому ситуации, когда пользователь должен запускать на томе NTFS программу восстановления диска, достаточно редки.

Даже в случае краха системы NTFS имеет возможность автоматически восстановить непротиворечивость файловой системы, используя журнал транзакций и информацию контрольных точек.

· Структура папок файловой системы NTFS позволяет существенно ускорить доступ к файлам в папках большого объема по сравнению с системой FAT.

· Использование возможностей сжатия NTFS позволяет осуществлять сжатие отдельных папок и файлов. С помощью этих средств можно читать сжатые файлы и писать в них без необходимости вызова программы, производящей декомпрессию.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: