نظام الملفاتهذه مجرد طريقة لتنظيم البيانات على وسيط، ولا يوجد شيء معقد في هذا التنظيم.

ربما تعتقد: "أن نظام الملفات هو شيء معقد وغير مفهوم، لأن أنظمة التشغيل تعمل معه، وكل شيء ببساطة لا يمكن أن يكون هناك..."

أنت على حق جزئيًا، ولكن كل الزبيب موجود في برنامج تشغيل نظام الملفات، أي. في برنامج يوفر واجهات برمجة التطبيقات لبرامج التطبيقات الأخرى. يفعل فقط ما يلي:

• إنشاء ملف
• حذف ملف
• إعادة تسمية
• ينسخ
• إظهار محتويات الدليل
• الانتقال إلى دليل آخر، الخ.

مبدأ تنظيم نظام الملفات بسيط.

في هذا المنشور، لن ألقي نظرة على كيفية عمل برنامج التشغيل وكيف يقوم بإنشاء/حذف الملفات، سأخبرك بذلك حول مبدأ تنظيم الملف أنظمة FAT16.

(يوجد قسم منفصل عن كيفية كتابة برنامج التشغيل)

لماذا FAT16؟

أجد أنه الأكثر ملاءمة للتعلم، فمن السهل أن نفهم. ومعرفة الفكرة، لم يعد من الصعب دراسة أنظمة الملفات الأخرى - FAT32، NTFS، إلخ.

لماذا أحتاج إلى معرفة كيفية عمل نظام الملفات؟

من خلال معرفة مبدأ تنظيم نظام الملفات، يمكنك تطوير برنامج التشغيل الخاص بك أو مدير الملفات على أي جهاز كمبيوتر.

وصف نظام الملفات FAT16

ولتسهيل التنقل خلال التدوينة، سأقدم قائمة بالأسئلة التي ستجد إجابات لها:

نظام الملفات FAT16يقسم مساحة العنوان بأكملها للوسائط إلى مجالين:

• منطقة النظام
• منطقة البيانات

من أجل الوضوح، دعونا نصور مساحة العنوان بأكملها كمستطيل. الجزء العلوي الصغير من المستطيل (مساحة العنوان) هو منطقة النظام، والجزء السفلي الضخم هو منطقة البيانات.

جميع البيانات التي نقوم بتخزينها على وسائط التخزين لدينا، على سبيل المثال. يتم تخزين كافة الملفات والدلائل في منطقة البيانات. تقوم منطقة النظام بتخزين معلمات هذه الوسيلة وخصائص الملفات والأدلة - اسم الملف، واسم الدليل، وسمات الملف، وما إلى ذلك.

لنبدأ بشيء بسيط، بضع كلمات حول منطقة البيانات وكيفية تخزين البيانات هناك

حول منطقة البيانات...

من أجل عدم معالجة كل بايت (على الرغم من أن بعض وسائط التخزين تسمح لك بالعمل بايتًا تلو الآخر)، يتم استخدام وحدة أخرى قابلة للعنونة كحد أدنى في نظام الملفات - قطاع. مقاس القطاعات 512 بايت. بالإضافة إلى القطاع، يستخدم نظام الملفات FAT16 أيضًا مفهومًا مثل تَجَمَّع. الكتلة هي قطاع واحد أو أكثر على التوالي.

غالبًا ما يتم معالجة هذه المعلمة (عدد القطاعات الموجودة في المجموعة) عند تهيئة وسائط التخزين. لأن تعتمد عليها سرعة العمل و"درجة تعبئة البيانات". يستخدم FAT16، مثل جميع أنظمة الملفات، مفهوم الملف. الملف هو منطقة بيانات لها اسم وبعض السمات. فعليًا، في منطقة البيانات، تكون عبارة عن مجموعة واحدة أو أكثر مشغولة، حيث يحتل الملف عددًا صحيحًا من المجموعات. حتى لو كانت تشغل ما يزيد قليلاً عن مجموعتين، فبالنسبة لنظام الملفات الذي يشغله الملف، سيتم اعتباره ثلاث مجموعات. لذلك، كلما كان حجم المجموعة أصغر، زادت "درجة تعبئة البيانات" وكلما كان استخدام منطقة البيانات أكثر اقتصادا. من ناحية أخرى، قراءة ملف من أجزاء كبيرة من الذاكرة، أي. المجموعات أسرع من المجموعات الصغيرة. لذلك، يعد اختيار حجم الكتلة مسألة تنازلات.

نظام الملفات يفرض FAT16 قيودًا على حجم الكتلة, لا يزيد عن 128 قطاعا(أي لا يزيد عن 64 كيلو بايت) وما فوق عدد العناقيد لا يزيد عن 65525 قطعة. إذا كنت تستخدم كل شيء إلى الحد الأقصى، أي. الحد الأقصى لحجم القطاع والحد الأقصى لعدد المجموعات، وتبين ذلك لا يمكن لـ FAT16 معالجة أكثر من 4.2 جيجابايت من المعلومات.

إذا قمنا بالتنسيق في الوضع التلقائي (عندما لا نحدد حجم المجموعة)، فسيتم تحديد حجم المجموعة ليكون الحد الأدنى، حيث لا يتجاوز عدد المجموعات الناتج 65525.

حول منطقة النظام...

يتم إنشاء منطقة النظام عند تهيئة الوسائط و وصفي. يتكون من الأجزاء التالية:

دعونا ننظر إلى كل جزء بمزيد من التفصيل.

1. قطاع التمهيد

قطاع التمهيد هو جدول المعلمات وبرنامج محمل الإقلاع. حجم قطاع التمهيد عادة ما يكون 512 بايت، ولكن يمكن أن يكون أكثر من ذلك.

دعونا نلقي نظرة على هيكل قطاع التمهيد.

لا تنزعج من العدد الكبير من الحقول في قطاع التمهيد، انها زائدة عن الحاجة. على سبيل المثال، يقوم بتخزين معلومات غير ذات صلة بمحركات الأقراص المحمولة: عدد القطاعات الموجودة على المسار، وعدد الرؤوس. لذلك، لن تكون جميع المعلمات مفيدة بالنسبة لنا.

لو نظرت رمز عرافة، بعض وسائط التخزين مهيأة بتنسيق FAT16ثم سنرى قيم الحقول. على سبيل المثال، سأقدم رمز HEX لصورة بتنسيق FAT16 تم إنشاؤها في WinImage. لتسهيل التنقل عبر الكود، قمت بترميز أي جزء من كود HEX ينتمي إلى أي معلمة.

ملاحظة. يتم أخذ قيمة كل خلية بعين الاعتبار من اليمين إلى اليسار، على سبيل المثال، إذا كان مكتوبا 00 02 ح، فهذا هو في الواقع 02 00 ح، أي. 512

ملاحظة. ينتهي قطاع التمهيد دائمًا عند 55AAh.

من المهم الانتباه إلى المعلمة " القطاعات المحجوزة» — عدد القطاعات المحجوزة، عن طريق الإزاحة 0إيه. في البداية، قلت إن قطاع التمهيد عادة ما يكون حجمه 512 بايت، ولكن يمكن أن يكون أكبر. يتم تحديد حجمها بواسطة المعلمة " القطاعات المحجوزة"، في حالتنا هذه القطاعات المحجوزة = 01hمما يعني أن قطاع التمهيد يحتل القطاع الأولأو 512 بايت.

2. الدهون

بعد قطاع التمهيد مع الحجم 512 * بايتات القطاعات المحجوزة، الطاولة قادمة FAT1، يتم تحديد حجمها حقل مزدوج البايت - SectorPerFat (16 ساعة)قسم الاحذية. في المثال أعلاه، قيمة هذا الحقل هي 0001hأو 1 ، أي. قطاع واحد أو 512 بايت.

ما هي الدهون؟

أولا هذا اختصار جدول تخصيص الملفات، ويعني "جدول موقع الملف". هذا طاولةمع عمود واحدو 512/2 عدد الخطوط(إذا كان حجم جدول FAT هو 512 بايت أو SectorPerFat هو 0001h، كما في حالتنا). كل خطجداول الدهون يستغرق 2 بايت من الذاكرة، وبالتالي فإن عدد الأسطر لحالتنا هو 512/2 .

طاولة بمثابة خريطة للمجموعات، كل واحدة منها خط يميز أي كتلة، السطر الأول هو المجموعة الأولى، والثاني هو الثاني، وهكذا بالنسبة لجميع المجموعات الموجودة في منطقة البيانات. يُسبق الجدول بمقبض جدول F8FFh(نفس قيمة قطاع التمهيد 15 ساعة) والعنصر النائب FFFFh. فيما يلي صفوف الجدول، والتي يمكن أن تكون قيمها كما يلي:

• 0000 ساعة- كتلة حرة؛
• 0002h-FFEFh- رقم العنصر التالي في السلسلة؛
• FFF0h-FFF6h- محجوز؛
• FFF7h- معيبة.
• FFF8h-FFFFh- الأخير في السلسلة؛

اسمحوا لي أن أقدم لكم مثالا رمز HEX مع الشرح.

أزرقلقد وضعت علامة مع الإطار جدول FAT1, جدول FAT2 باللون الأحمر(نسخة من جدول FAT1). مظللة الساحة الخضراءهذا مقبض الجدول F8FFh والعنصر النائب FFFFh. المربعات الفارغة هي صفوف الجدول. لم أضع علامة على جميع الخطوط بإطار أخضر، بل قمت فقط بوضع دائرة حول الخطوط غير الصفرية.

سأشرح كيفية استخدام FAT وسبب الحاجة إليه بعد قليل.

3. الدليل الجذر

بعد جداول FAT تأتي " دليل الجذر" هذه هي منطقة الذاكرة التي تحتوي على 32 بايت العناصر. كل يصف العنصر, أي ملف أو دليل موجود في الدليل الجذرأو بلغة أخرى "في جذر" محرك الأقراص الثابتة/محرك الأقراص المحمول. اتضح أن الدليل الجذر يصف كل ما هو موجود في الجذر.

يعتمد حجم الدليل الجذر على المعلمة إدخالات الجذر (11 ساعة)قسم الاحذية. فإنه ينص الحد الأقصى لعدد العناصر 32 بايتفي الدليل الجذر. وتبين أن حجم الدليل هو إدخالات الجذر * 32، بالنسبة لحالتنا فهي كذلك 512 * 32 = 16384 بايت.

كل عنصر لديه الهيكل التالي:

سأقدم مثالاً على رمز HEX مع الشرح.

أخضرلقد وضعت علامة مع الإطار منطقة الذاكرة المسؤولة عن الدليل الجذر, عناصر زرقاء بحجم 32 بايت من الدليل الجذر. لقد قمت برسم العناصر غير الفارغة ذات 32 بايت باللون الأزرق.

يوجد هنا عنصران غير فارغين بحجم 32 بايت، وهو ما يعني في الدليل الجذر قم بتخزين "شيئين"يمكن أن يكون كل من الملفات والدلائل الأخرى. في هذه الحالة، لتبسيط المثال، يتم تخزين ملفين في الجذر “ 1.txt" و " test.txt».

دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذين العنصرين اللذين يبلغ طولهما 32 بايت؛ للراحة، قمت بتمييز جزء من رمز HEX بالألوان والمعلمة المقابلة للعنصر 32 بايت في الجدول.

ملاحظة.. إذا تم استبدال البايت الأول من اسم الملف بـ "إي 5"، الذي - التي مستكشف ويندوزسوف نحسبه بعيد. يمكن استعادة مثل هذا الملف عن طريق استبدال الحرف E5 الأول في الاسم بقيمته السابقة. لست متأكدًا تمامًا، ولكن أعتقد أن هذه هي الطريقة التي تعمل بها سلة المحذوفات في Windows. عند وضعه في سلة المحذوفات، يقوم نظام التشغيل بحفظ اسم الملف في مكان ما واستبدال البايت الأول في الاسم بـ E5، وعند استعادته يقوم بتعيين الملف باسمه السابق.

ملاحظة.. يتم تخزين أسماء الملفات في نظام FAT16 بالتنسيق 8.3 . أولئك. 8 -يتم تخصيص بايت للاسم و3 بايت مخصصة للامتداد. يتم ترميز الأسماء بالتنسيق أسكيحرف واحد هو بايت واحد. ولذلك لا يمكن أن يكون الاسم أطول من 8 أحرف، والتمديدات أكثر من 3. إذا كان الاسم أقل من 8 أحرف، الذي - التي تتم تعبئة وحدات البايت المفقودة خلال 20 ساعة(حرف مسافة في رمز ASCII).

ملاحظة.. اسمحوا لي أن أذكركم أن قيمة كل خلية يتم حسابها من اليمين إلى اليسار، على سبيل المثال إذا كانت مكتوبة 00 02 ح، فهذا هو في الواقع 02 00 ح، أي. 512 في النظام العشري.

المعلمة الأكثر أهمية بالنسبة لنا تقع في 1 آه — « كلمة منخفضة من مجموعة الملف الأول" يقوم بتخزين رقم المجموعة التي توجد بها محتويات الملف، مما يعني أنه يمكننا العمل مع معلومات هذا الملف، أي. قراءتها وتحريرها وما إلى ذلك.

على سبيل المثال " 1.txt» المخزنة في كتلة رقم 0x0003أو 3 في النظام العشري. وهذا يعني أننا إذا هيا لنذهبل المجموعة رقم 3في منطقة البيانات (دعني أذكرك، منطقة البيانات هي ببساطة مجموعات متتالية). دعونا نصل إلى محتويات هذا الملف.

قد يكون لديك سؤال "عملي"، ولكن كيفية العثور على هذه المجموعة الثالثة؟بواسطة ما هو العنوان الذي يقع فيه؟

كيفية العثور على عنوان المجموعة مع معرفة رقمه؟

للقيام بذلك، عليك أن تعرف ما مقدار المساحة التي تشغلها منطقة نظامك؟و ما حجم المجموعات(أي عدد القطاعات (أو 512 بايت) التي تحتوي عليها المجموعة).

سيساعدك الشكل التالي في معرفة حجم مساحة النظام:

مثال لحالتي

قطاع التمهيد لديه حجم 512*القطاعات المحجوزةبايت، في حالتي 512 بايت. بعد ذلك، يأخذني جدول FAT قطاع واحد, أولئك. 512 بايت(نظرًا لأن SectroPerFat يساوي 1). جدولين(نظرًا لأن NumberOfFATs هو 2)، مما يعني جدولين في المجمل 512*2=1024 بايت. حجم الدليل الجذر هو 512 عنصرًا مكونًا من 32 حرفًا، أي. 512*32=16384 بايت. نحن نعد:

512 (قطاع التمهيد) + 1024 (جدولي FAT) + 16384 (الدليل الجذر) = 17920 بايتأو 4600 في نظام الأرقام الست عشري.

ونتيجة لذلك، في حالتنا تبدأ منطقة البيانات بـ 0x4600، سوف نرى:

نحن نرى محتويات بعض الملفات، ولكن ليس محتوياتنا. يتم تخزين بيانات الملف الذي يهمنا (1.txt). في المجموعة رقم 3.

نحن الآن بحاجة إلى معرفة حجم الكتلة، وسوف تساعدنا معلمة قطاع التمهيد في ذلك - قطاع لكل مجموعة(0xD، حجم المعلمة 1 بايت). في حالتنا هذه حجم الكتلة 4 قطاعات، أي. 512*4=2048 بايتأو 800 في نظام الأرقام الست عشري. ومن المهم أن نلاحظ أن المجموعات مرقمة من اثنين، وليس من واحد (!).

نحسب منها تبدأ العناوين المجموعة رقم 3:

0x4600 (منطقة النظام) + 0x800 (المجموعة الثانية) = 0x4E00

نحن نحسب بماذا وينتهي العنوان بالمجموعة رقم 3:

0x4E00 (بداية المجموعة رقم 3) + 0x800 (512*4 أو حجم مجموعة واحدة في HEX) = 0x5600

ونتيجة لذلك، الكتلة رقم 3 يقع في نطاق العنوان 0x4E00 — 0x5600.

دعونا نلقي نظرة على رمز HEX

الإطار الأزرقأشرت محتويات الملف 1.txt. كل شيء فوق الإطار هو محتويات ملف آخر. تمتلئ المناطق الفارغة في القطاع بـ 0x00.

فلماذا نحتاج إلى جدول FAT؟

إذا كان الملف يحتل أكثر من مجموعة واحدة (في حالتنا، إذا كان الملف أكبر من 2048 بايت)، فإن جدول FAT يأتي لمساعدتنا. إنه شيء يشبه "خريطة" المجموعات. أولئك. متى سنكتشف ذلك رقم القطاع، الذي يبدأ منه الملف الذي يهمنا، يجب علينا أولاً أن ننظر نفس رقم السطر في FAT.

إذا كانت السلسلة لها قيمة 0xFF8-0xFFFF، فهذا يعني ذلك هذه هي المجموعة الأخيرةلملف معين، أي. يحتل الملف مجموعة واحدة فقط.

إذا كانت السلسلة لها قيمة 0x0002-0xFFEF، فهذا يعني ذلك تم توسيع الملف إلى مجموعة أخرى. رقموسائل رقم الكتلة التالي، الذي يخزن استمرار الملف. يجب أن نستمر في قراءة الملف على رقم المجموعة المحدد.

بعد قراءة المجموعة الجديدة، تحتاج إلى إلقاء نظرة على قيمة السطر لهذا الرقم في FAT. إذا كانت قيمة السطر هي 0x FF8-0xFFFF، فهذا يعني أن هذه المجموعة هي الأخيرة في الملف. إذا كان 0x0002-0xFFEF، فهذا هو رقم المجموعة التالية، اقرأ المزيد وكرر الإجراء. قراءة الملف عبارة عن حلقة تحتوي على شرط.

لقد تعاملنا مع الملفات، والآن حان الوقت للتعامل مع الدلائل.

ما هو الدليل؟

الدليل لنظام الملفات FAT16 (والعديد من الآخرين) هو ملف خاص بحجم صفري يقوم بتخزين قائمة بمحتوياته.

لنفترض أننا أضفنا الدليل " TEST_DIR» مع الملف « in_dir.txt" ثم في الدليل الجذر سيظهر عنصر جديد بحجم 32 بايت، فهو يصف الدليل نفس الملف، ولكن مع اختلافات طفيفة.

لقد قمت بوضع علامة باللون الأحمر على المعلمات الخاصة بالأدلة، وهي 0x10- تسمية الدليل و 0x00000000- حجم الملف.

كما ترون في المربع الأزرق، لدينا دليل في المجموعة رقم 5، دعونا نرى ما هو هناك.

محتويات "الملف" TEST_DIRفي الحقيقة، هذا هو نفس الدليل الجذر، أي. مجموعة من 32 بايت العناصر. لقد قمت بتمييز كل عنصر بحد أخضر.

تصف العناصر اسم الملف أو الدليل والسمات ورقم المجموعة التي توجد بها بياناته. في أي مجلد، هناك دائما كتالوجينبالاسم "." و "..".

الأول موجود في الكتلة №5 ، أي. هذا نفس الدليل، أ والثاني للمجموعة رقم 0. تحت هذا يشير الرقم إلى "الدليل الجذر"، أي. هذا هو الخروج إلى الدليل الجذر.

وصف الملف " in_dir.txt» قياسي، كما هو الحال بالنسبة للدليل الجذر (انظر الدليل الجذر). الشيء الرئيسي بالنسبة لنا هو رقم المجموعة التي توجد بها محتويات هذا الملف (يشار إليها بمربع أحمر).

دعونا ننظر المجموعة رقم 6والاطلاع على محتويات الملف " in_dir.txt" لقد حددت بداية المجموعة بخط أحمر.

كنت قد تكون مهتمة في:

يوفر نظام الملفات طريقة لتنظيم القرص. وهو يحدد كيفية تخزين البيانات على القرص وأنواع المعلومات التي يمكن إرفاقها بالملفات — أسماء الملفات والأذونات والسمات الأخرى.

يدعم Windows ثلاثة أنظمة ملفات مختلفة. NTFS- نظام الملفات الحديث. يستخدم Windows NTFS لقرص النظام الخاص به، وبشكل افتراضي، لمعظم الأقراص الثابتة. FAT32هو نظام ملفات قديم وليس بنفس كفاءة NTFS ولا يدعم مجموعة كبيرة من الميزات، ولكنه يوفر توافقًا أكبر مع أنظمة التشغيل الأخرى. exFATهو بديل حديث لـ FAT32 ويدعمه عدد أكبر من الأجهزة وأنظمة التشغيل مقارنة بـ NTFS - ولكنه ليس منتشرًا مثل FAT32.

نظام الملفات NT (NTFS)

NTFS هو نظام الملفات الحديث، والذي يفضل Windows استخدامه افتراضيًا. أثناء التثبيت، يقوم Windows بتهيئة قرص النظام باستخدام تنسيق نظام الملفات NTFS. يحتوي NTFS على حدود كبيرة لحجم الملف وحجم القسم بحيث من غير المرجح أن تواجهها على الإطلاق. ظهر NTFS لأول مرة في إصدار المستهلك من نظام التشغيل Windows XP، على الرغم من ظهوره لأول مرة في نظام التشغيل Windows NT.

NTFS مليء بالميزات الحديثة غير المتوفرة مع FAT32 وexFAT. يدعم NTFS أذونات الملفات للأمان، وسجل التغيير الذي يمكن أن يساعد في التعافي بسرعة من الأخطاء في حالة تعطل جهاز الكمبيوتر الخاص بك، والنسخ الاحتياطية للنسخ الاحتياطية، والتشفير، وقيود الحصص النسبية للقرص، والارتباطات الثابتة، والعديد من الميزات الأخرى. العديد منها مهم لقرص نظام التشغيل، وخاصة أذونات الملفات.

يجب أن يكون قسم نظام Windows بتنسيق NTFS. إذا كان لديك محرك أقراص إضافي يعمل بنظام Windows وتخطط لتثبيت البرامج عليه، فمن الأفضل أيضًا تهيئته باستخدام NTFS. وإذا كان لديك أي محركات أقراص لا يمثل توافقها مشكلة — لأنك تعلم أنك ستستخدمها على أنظمة Windows — فلا تتردد في اختيار NTFS.

وعلى الرغم من مزاياها، NTFS يفتقر إلى التوافق. سيعمل مع كافة الإصدارات الأحدث من Windows - حتى Windows XP - ولكن توافقه محدود مع أنظمة التشغيل الأخرى. بشكل افتراضي، يمكن لنظام التشغيل Mac OS X قراءة محركات أقراص NTFS فقط، ولكن لا يمكنه كتابة البيانات. قد تتضمن بعض توزيعات Linux دعمًا لكتابة NTFS، لكن البعض الآخر قد يكون للقراءة فقط. لا تدعم أي من وحدات تحكم Sony PlayStation نظام NTFS. حتى وحدة تحكم Xbox 360 الخاصة بشركة Microsoft لا يمكنها قراءة محركات أقراص NTFS بخلاف Xbox One. من غير المرجح أن تدعم الأجهزة الأخرى NTFS.

التوافق: يعمل مع كافة إصدارات Windows، ولكنه للقراءة فقط على نظام Mac، وقد يكون للقراءة فقط على بعض توزيعات Linux. من المحتمل ألا تدعم الأجهزة الأخرى، باستثناء Microsoft Xbox One، NTFS.

قيود: حدود حجم الملف والقسم غير واقعية.

الاستخدام المثالي: استخدم هذا لمحرك أقراص نظام Windows الخاص بك ومحركات الأقراص الداخلية الأخرى التي سيتم استخدامها مع Windows فقط.

جدول تخصيص الملفات 32 (FAT32)

FAT32 هو أقدم أنظمة الملفات الثلاثة المتوفرة في Windows. تم تقديمه في نظام التشغيل Windows 95، وحل محل نظام الملفات FAT16 القديم المستخدم في MS-DOS وWindows 3.

إن عمر نظام الملفات FAT32 له مزاياه وعيوبه. المزايا الكبيرة هي أن FAT32 هو المعيار الفعلي. غالبًا ما تحتوي محركات الأقراص المحمولة الجاهزة على نظام ملفات FAT32 لتحقيق أقصى قدر من التوافق ليس فقط مع أجهزة الكمبيوتر الحديثة، ولكن أيضًا مع الأجهزة الأخرى مثل وحدات تحكم الألعاب وأي شيء مزود بمنفذ USB.

ومع ذلك، فإن قيودها تتعلق أيضًا بالعمر. لا يمكن أن يزيد حجم الملفات الفردية الموجودة على محرك FAT32 عن 4 جيجابايت - وهذا هو الحد الأقصى. يجب أيضًا أن يكون قسم FAT32 أصغر من 8 تيرابايت. هذه هي الحدود التي اقتربت منها أجهزة المستخدم الحديثة.

يعد FAT32 مناسبًا لمحركات أقراص USB المحمولة والوسائط الخارجية الأخرى - خاصة إذا كنت تعلم أنك ستستخدمه على جهاز كمبيوتر آخر لا يعمل بنظام Windows. يفتقر نظام الملفات هذا إلى الأذونات وميزات الأمان الأخرى المضمنة في نظام الملفات NTFS الأكثر حداثة. بالإضافة إلى ذلك، لم يعد من الممكن تثبيت الإصدارات الحديثة من Windows على محرك أقراص مهيأ بنظام FAT32؛ ويجب تثبيتها على محركات الأقراص المنسقة باستخدام NTFS.

التوافق: يعمل مع جميع إصدارات Windows وMac وLinux ووحدات التحكم في الألعاب وأي جهاز مزود بمنفذ USB تقريبًا.

قيود: الحد الأقصى لحجم الملف هو 4 جيجابايت، والحد الأقصى لحجم القسم هو 8 تيرابايت.

الاستخدام المثالي: استخدمه على محركات الأقراص القابلة للإزالة حيث تحتاج إلى أقصى قدر من التوافق مع مجموعة واسعة من الأجهزة إلا إذا كنت تستخدم ملفات بحجم 4 جيجابايت أو أكبر.

جدول تخصيص الملفات الموسع (exFAT)

نظام الملفات exFATتم تقديمه في عام 2006 وتمت إضافته إلى الإصدارات الأقدم من Windows مع تحديثات لنظامي التشغيل Windows XP وWindows Vista. exFAT هو نظام ملفات محسّن للفلاش– مصمم للحفاظ على التوافق مع FAT32، ولكن بدون الميزات الإضافية لـ NTFS ودون قيود FAT32.

مثل NTFS، يحتوي exFAT على حدود كبيرة جدًا لحجم الملفات والأقسام، مما يسمح لك بتخزين ملفات أكبر بكثير من 4 جيجابايت التي يسمح بها FAT32.

على الرغم من أن exFAT لا يتطابق تمامًا مع توافق FAT32، إلا أنه متوافق على نطاق أوسع من NTFS. حتى نظام التشغيل Mac OS يقدم دعمًا كاملاً لـ exFAT للقراءة والكتابة. يمكن الوصول إلى أقراص exFAT على نظام التشغيل Linux بعد تثبيت البرنامج المناسب. الأمر أكثر تعقيدًا بعض الشيء مع الأجهزة الأخرى: يدعم PlayStation 4 نظام exFAT؛ بلاي ستيشن 3 لا يدعم؛ يدعم Xbox One هذه الميزة، لكن Xbox 360 لا يدعمها.

التوافق: يعمل مع جميع إصدارات Windows والإصدارات الحديثة من Mac X، ولكنه يتطلب برامج إضافية على Linux. تدعم المزيد من الأجهزة نظام exFAT، لكن بعضها - وخاصة الأجهزة القديمة - يعمل فقط مع نظام FAT32.

قيود: حدود حجم الملف والقسم غير واقعية.

الاستخدام المثالي: استخدمه عندما تحتاج إلى تخزين ملفات كبيرة وعندما تحتاج إلى توافق واسع النطاق. على افتراض أن كل جهاز تريد استخدامه يدعم exFAT، فيجب عليك تهيئة جهازك باستخدام exFAT بدلاً من FAT32.

يعد NTFS مثاليًا لمحركات الأقراص الداخلية، بينما يعد exFAT عادةً مثاليًا لمحركات الأقراص المحمولة. ومع ذلك، في بعض الأحيان قد تحتاج إلى تهيئة محرك الأقراص الخارجي باستخدام FAT32 إذا لم يكن exFAT مدعومًا على الجهاز الذي تريد استخدامه معه.

مقدمة

2.1 نظام FAT16

2.2 نظام FAT32

2.3 مقارنة FAT16 وFAT32

3.1 نظام NTFS

3.2 مقارنة NTFS وFAT32

خاتمة

فهرس

مقدمة

حاليًا، يتم تسجيل عشرات الآلاف من الملفات في المتوسط ​​على قرص واحد. كيف يمكن فرز كل هذا التنوع من أجل معالجة الملف بدقة؟ الغرض من نظام الملفات هو الحل الفعال لهذه المشكلة.

نظام الملفات، من وجهة نظر المستخدم، هو "المساحة" التي توجد بها الملفات. وهي كمصطلح علمي طريقة لتخزين وتنظيم الوصول إلى البيانات على وسيلة المعلومات أو قسم منها. يتيح لك وجود نظام الملفات تحديد اسم الملف ومكان وجوده. نظرًا لأنه يتم تخزين المعلومات في أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع أجهزة كمبيوتر IBM بشكل أساسي على الأقراص، فإن أنظمة الملفات المستخدمة عليها تحدد تنظيم البيانات على الأقراص (بشكل أكثر دقة، على الأقراص المنطقية). سننظر في نظام الملفات FAT.

نظام الملفات NTFS الدهون

1. تاريخ الإنشاء والخصائص العامة لنظام الملفات FAT

تم تطوير نظام الملفات FAT (جدول تخصيص الملفات) بواسطة بيل جيتس ومارك ماكدونالد في عام 1977 وكان يستخدم في الأصل في نظام التشغيل 86-DOS. لتحقيق إمكانية نقل البرامج من نظام التشغيل CP/M إلى 86-DOS، تم الاحتفاظ بالقيود المقبولة مسبقًا على أسماء الملفات. استحوذت Microsoft لاحقًا على 86-DOS وأصبحت الأساس لـ MS-DOS 1.0، الذي تم إصداره في أغسطس 1981. تم تصميم نظام FAT للعمل مع الأقراص المرنة التي يقل حجمها عن 1 ميجابايت، ولم يوفر في البداية دعمًا للأقراص الثابتة. يدعم FAT حاليًا الملفات والأقسام التي يصل حجمها إلى 2 جيجابايت.

يستخدم FAT اصطلاحات تسمية الملفات التالية:

يجب أن يبدأ الاسم بحرف أو رقم ويمكن أن يحتوي على أي حرف ASCII باستثناء المسافة والأحرف "/\ :; |=,^*?

لا يزيد طول الاسم عن 8 أحرف، متبوعة بنقطة وامتداد اختياري يصل إلى 3 أحرف.

حالة الأحرف في أسماء الملفات غير مميزة ولا يتم حفظها.

يظهر هيكل قسم FAT في الجدول 1.1. تحتوي كتلة معلمات BIOS على معلومات BIOS الضرورية حول الخصائص الفيزيائية لمحرك الأقراص الثابتة. لا يستطيع نظام الملفات FAT التحكم في كل قطاع على حدة، لذلك يقوم بتجميع القطاعات المتجاورة في مجموعات. يؤدي هذا إلى تقليل العدد الإجمالي لوحدات التخزين التي يجب على نظام الملفات تتبعها. حجم الكتلة في FAT هو قوة اثنين ويتم تحديده حسب حجم وحدة التخزين عند تهيئة القرص (الجدول 1.2). تمثل المجموعة الحد الأدنى من المساحة التي يمكن أن يشغلها الملف. يؤدي هذا إلى إهدار بعض مساحة القرص. يشتمل نظام التشغيل على أدوات مساعدة متنوعة (DoubleSpace، وDriveSpace) مصممة لضغط البيانات الموجودة على القرص.

طاولة 1.1 - هيكل قسم FAT

كتلة معلمة BIOS لقطاع التمهيد (BPB) FATFAT (نسخة) منطقة ملف الدليل الجذر

حصلت FAT على اسمها من جدول تخصيص الملفات الذي يحمل نفس الاسم. يقوم جدول تخصيص الملفات بتخزين معلومات حول مجموعات القرص المنطقي. تحتوي كل مجموعة في FAT على إدخال منفصل يشير إلى ما إذا كانت مجانية أو مشغولة ببيانات الملف أو تم وضع علامة عليها على أنها فاشلة (تالف). إذا كانت المجموعة مشغولة بملف، فسيتم الإشارة إلى عنوان المجموعة التي تحتوي على الجزء التالي من الملف في الإدخال المقابل في جدول تخصيص الملفات. ولهذا السبب، يُسمى FAT بنظام ملفات القائمة المرتبطة. يستخدم الإصدار الأصلي من FAT، الذي تم تطويره لـ DOS 1.00، جدول تخصيص ملفات 12 بت وأقسام مدعومة تصل إلى 16 ميجابايت (يسمح لك DOS بإنشاء قسمين FAT كحد أقصى). لدعم محركات الأقراص الثابتة الأكبر من 32 ميجابايت، تمت زيادة عرض بت FAT إلى 16 بت، كما تمت زيادة حجم المجموعة إلى 64 قطاعًا (32 كيلو بايت). نظرًا لأنه يمكن تعيين رقم فريد مكون من 16 بت لكل مجموعة، فإن FAT يدعم بحد أقصى 216 أو 65.536 مجموعة على وحدة تخزين واحدة.

الجدول 1.2 - أحجام المجموعات

حجم القسم حجم الكتلة نوع FAT< 16 Мб4 КбFAT1216 Мб - 127 Мб2 КбFAT16128 Мб - 255 Мб4 КбFAT16256 Мб - 511 Мб8 КбFAT16512 Мб - 1023 Мб16 КбFAT161 Гб - 2 Гб32 КбFAT16

نظرًا لأن سجل التمهيد صغير جدًا بحيث لا يمكنه تخزين خوارزمية البحث عن ملفات النظام على القرص، فيجب أن تكون ملفات النظام في موقع محدد حتى يتمكن سجل التمهيد من العثور عليها. يفرض الموضع الثابت لملفات النظام في بداية منطقة البيانات حدًا صارمًا لحجم الدليل الجذر وجدول تخصيص الملفات. ونتيجة لذلك، فإن العدد الإجمالي للملفات والدلائل الفرعية في الدليل الجذر على محرك الأقراص FAT يقتصر على 512.

يرتبط كل ملف ودليل فرعي في FAT بعنصر دليل مكون من 32 بايت يحتوي على اسم الملف وسماته (الأرشفة والمخفية والنظام والقراءة فقط) )، تاريخ ووقت الإنشاء (أو آخر التغييرات التي تم إجراؤها عليه)، بالإضافة إلى معلومات أخرى (الجدول 1.3).

الجدول 1.3 - عناصر الكتالوج

يقوم نظام الملفات FAT دائمًا بملء المساحة الحرة على القرص بالتسلسل من البداية إلى النهاية. عند إنشاء ملف جديد أو زيادة ملف موجود، فإنه يبحث عن المجموعة المجانية الأولى في جدول تخصيص الملفات. إذا تم حذف بعض الملفات أثناء التشغيل وتغيير حجم البعض الآخر، فسيتم نشر المجموعات الفارغة الناتجة عبر القرص. إذا لم تكن المجموعات التي تحتوي على بيانات الملف موجودة في صف واحد، فسيصبح الملف مجزأً. تقلل الملفات المجزأة بشكل كبير من الكفاءة، حيث سيتعين على رؤوس القراءة/الكتابة الانتقال من منطقة على القرص إلى أخرى عند البحث عن سجل الملف التالي. تشتمل أنظمة التشغيل التي تدعم FAT عادةً على أدوات مساعدة خاصة لإلغاء تجزئة القرص مصممة لتحسين أداء عمليات الملفات.

عيب آخر لـ FAT هو أن أدائه يعتمد بشكل كبير على عدد الملفات المخزنة في دليل واحد. إذا كان هناك عدد كبير من الملفات (حوالي ألف)، فإن عملية قراءة قائمة الملفات في الدليل قد تستغرق عدة دقائق. وذلك لأنه في FAT يحتوي الدليل على بنية خطية وغير مرتبة، وتكون أسماء الملفات الموجودة في الدلائل بالترتيب الذي تم إنشاؤها به. ونتيجة لذلك، كلما زاد عدد الإدخالات في الدليل، كلما كان عمل البرامج أبطأ، لأنه عند البحث عن ملف، من الضروري البحث في جميع الإدخالات في الدليل بالتتابع. نظرًا لأن FAT تم تصميمه في الأصل لنظام التشغيل DOS لمستخدم واحد، فهو لا يوفر إمكانية تخزين المعلومات مثل معلومات المالك أو أذونات الوصول إلى الملفات/الدليل، وهو نظام الملفات الأكثر شيوعًا ويتم دعمه بدرجة أو بأخرى بواسطة معظم أنظمة الملفات الحديثة أنظمة التشغيل. نظرًا لتعدد استخداماته، يمكن استخدام FAT على وحدات التخزين التي تدعمها أنظمة تشغيل مختلفة.

على الرغم من عدم وجود عائق أمام استخدام أي نظام ملفات آخر عند تنسيق الأقراص المرنة، إلا أن معظم أنظمة التشغيل تستخدم FAT للتوافق. يمكن تفسير ذلك جزئيًا بحقيقة أن بنية FAT البسيطة تتطلب مساحة أقل لتخزين البيانات العامة مقارنة بالأنظمة الأخرى. تصبح مزايا أنظمة الملفات الأخرى ملحوظة فقط عند استخدامها على وسائط أكبر من 100 ميجابايت.

تجدر الإشارة إلى أن FAT هو نظام ملفات بسيط لا يمنع تلف الملفات بسبب إيقاف تشغيل الكمبيوتر بشكل غير طبيعي. تشتمل أنظمة التشغيل التي تدعم FAT على أدوات مساعدة خاصة تقوم بفحص البنية وتصحيح التناقضات في نظام الملفات.

2. خصائص نظامي الملفات FAT16 و FAT32 والمقارنة بينهما

.1 نظام FAT16

نظام الملفات FAT 16 هو النظام الرئيسي لأنظمة التشغيل DOS، Windows 95⁄98⁄Me، Windows NT⁄2000⁄XP، كما أنه مدعوم من قبل معظم الأنظمة الأخرى. FAT 16 هو نظام ملفات بسيط مصمم لمحركات الأقراص الصغيرة وهياكل الدليل البسيطة. يأتي الاسم من اسم طريقة تنظيم الملفات - جدول تخصيص الملفات. يقع هذا الجدول في بداية القرص. الرقم 16 يعني أن نظام الملفات هو 16 بت - يتم استخدام 16 بت لمعالجة المجموعات. يستخدم نظام التشغيل جدول تخصيص الملفات لتحديد موقع الملف وتحديد المجموعات التي يشغلها الملف على القرص الصلب. بالإضافة إلى ذلك، يسجل الجدول معلومات حول المجموعات الحرة والمعيبة. لتسهيل فهم نظام الملفات FAT16، تخيل جدول محتويات الكتاب وكيفية العمل مع جدول المحتويات هذا، وهذه هي بالضبط الطريقة التي يعمل بها نظام التشغيل مع FAT 16.

لقراءة ملف، يجب على نظام التشغيل البحث عن اسم الملف لإدخال في المجلد وقراءة رقم المجموعة الأول للملف. تمثل المجموعة الأولى بداية الملف. فأنت بحاجة إلى قراءة عنصر FAT المطابق للمجموعة الأولى من الملف. إذا كان العنصر يحتوي على ملصق - الأخير في السلسلة، فلا داعي للبحث عن أي شيء آخر: الملف بأكمله يناسب مجموعة واحدة. إذا لم تكن المجموعة هي الأخيرة، فإن عنصر الجدول يحتوي على رقم المجموعة التالية. يجب قراءة محتويات المجموعة التالية بعد الأولى. عند العثور على المجموعة الأخيرة في السلسلة، إذا لم يشغل الملف المجموعة بأكملها، فمن الضروري قطع البايتات الإضافية للمجموعة. يتم قطع البايتات الإضافية وفقًا لطول الملف المخزن في إدخال المجلد.

لكتابة ملف، يجب على نظام التشغيل تنفيذ التسلسل التالي من الإجراءات. يتم إنشاء وصف الملف في إدخال مجلد مجاني، ثم يتم البحث عن إدخال FAT مجاني ويتم وضع رابط إليه في إدخال المجلد. المجموعة الأولى التي وصفها عنصر FAT الموجود مشغولة. يحتوي عنصر FAT هذا على رقم المجموعة التالية أو علامة المجموعة الأخيرة في السلسلة.

يعمل نظام التشغيل بطريقة تجمع السلاسل من المجموعات المجاورة بأعداد متزايدة. من الواضح أن الوصول إلى المجموعات الموجودة بشكل تسلسلي سيكون أسرع بكثير من الوصول إلى المجموعات المنتشرة بشكل عشوائي عبر القرص. في هذه الحالة، يتم تجاهل المجموعات المشغولة بالفعل والتي تم وضع علامة عليها في FAT على أنها معيبة.

في نظام الملفات FAT16، يتم تخصيص 16 بت لرقم المجموعة. وبالتالي فإن الحد الأقصى لعدد العناقيد هو 65525، والحد الأقصى لحجم الكتلة هو 128 قطاعًا. في هذه الحالة، الحد الأقصى لحجم الأقسام أو الأقراص في FAT16 هو 4.2 غيغابايت. عند تهيئة القرص أو القسم بشكل منطقي، يحاول نظام التشغيل استخدام الحد الأدنى لحجم الكتلة بحيث لا يتجاوز عدد المجموعات الناتج 65525. ومن الواضح أنه كلما زاد حجم القسم، كلما زاد حجم الكتلة. لا تعمل العديد من أنظمة التشغيل بشكل صحيح مع حجم مجموعة مكون من 128 قطاعًا. ونتيجة لذلك، يتم تقليل الحد الأقصى لحجم قسم FAT16 إلى 2 جيجابايت. عادةً، كلما زاد حجم المجموعة، زاد هدر مساحة القرص. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المجموعة الأخيرة التي يشغلها الملف يتم ملؤها جزئيًا فقط. على سبيل المثال، إذا تمت كتابة ملف بحجم 17 كيلو بايت إلى قسم بحجم كتلة يبلغ 16 كيلو بايت، فسيشغل هذا الملف مجموعتين، حيث تكون المجموعة الأولى ممتلئة بالكامل، ويتم كتابة 1 كيلو بايت فقط من البيانات في المجموعة الثانية، مما يترك المساحة المتبقية البالغة 15 كيلوبايت في المجموعة الثانية فارغة ولن تكون متاحة للكتابة على ملفات أخرى. إذا تمت كتابة عدد كبير من الملفات الصغيرة على أقراص كبيرة، فسيكون فقدان مساحة القرص كبيرًا. يوفر الجدول 2.1 التالي معلومات حول الفقد المحتمل لمساحة القرص لأحجام الأقسام المختلفة.

طاولة 2.1.1 - إهدار مساحة القرص

حجم القسمحجم الكتلةفقد مساحة القرص127 ميغابايت2 KB2%128-255 ميغابايت4 كيلوبايت4%256-511 ميغابايت8 كيلوبايت10%512-1023 ميغابايت16 كيلوبايت25%1024-2047 ميغابايت32 كيلوبايت40%2048-4096 ميغابايت64 كيلوبايت50%

هناك طريقتان ممكنتان لتقليل هدر مساحة القرص. الأول هو تقسيم مساحة القرص إلى أقسام صغيرة بحجم كتلة صغير. والثاني هو استخدام نظام الملفات FAT32<#"center">2.2 نظام FAT32

نظام الملفات FAT32 هو نظام ملفات أحدث يعتمد على تنسيق FAT ويدعمه Windows 95 OSR2 وWindows 98 وWindows Millennium Edition. يستخدم FAT32 معرفات مجموعة مكونة من 32 بت ولكنه يحتفظ بأربع بتات الأكثر أهمية، وبالتالي فإن حجم معرف المجموعة الفعال هو 28 بت. نظرًا لأن الحد الأقصى لحجم مجموعات FAT32 هو 32 كيلو بايت، فيمكن لـ FAT32 نظريًا التعامل مع وحدات تخزين تبلغ 8 تيرابايت. يحدد نظام التشغيل Windows 2000 حجم وحدات تخزين FAT32 الجديدة بـ 32 جيجابايت، على الرغم من أنه يدعم وحدات تخزين FAT32 الأكبر الموجودة (التي تم إنشاؤها على أنظمة تشغيل أخرى). يسمح العدد الأكبر من المجموعات التي يدعمها FAT32 بإدارة الأقراص بشكل أكثر كفاءة من FAT 16. يمكن لـ FAT32 استخدام مجموعات 512 بايت لوحدات تخزين يصل حجمها إلى 128 ميجابايت.

يتم استخدام نظام الملفات FAT 32 كنظام الملفات الافتراضي في نظام التشغيل Windows 98. يأتي نظام التشغيل هذا مزودًا ببرنامج خاص لتحويل القرص من FAT 16 إلى FAT 32. ويمكن لنظامي التشغيل Windows NT وWindows 2000 أيضًا استخدام نظام الملفات FAT، وبالتالي يمكنك تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك من قرص DOS والحصول على حق الوصول الكامل إلى كافة الملفات . ومع ذلك، يتم توفير بعض الميزات الأكثر تقدمًا لنظامي التشغيل Windows NT وWindows 2000 من خلال نظام الملفات NTFS الخاص به (نظام ملفات NT). يتيح لك NTFS إنشاء أقسام قرص تصل سعتها إلى 2 تيرابايت (مثل FAT 32)، ولكنه بالإضافة إلى ذلك، يحتوي على وظائف ضغط الملفات والأمن والتدقيق المضمنة اللازمة عند العمل في بيئة شبكة. وفي نظام التشغيل Windows 2000، يتم تنفيذ دعم نظام الملفات FAT 32. يبدأ تثبيت نظام التشغيل Windows NT على قرص FAT، ولكن إذا رغب المستخدم، في نهاية التثبيت، يمكن تحويل البيانات الموجودة على القرص. إلى تنسيق NTFS.

يمكنك القيام بذلك لاحقًا باستخدام الأداة المساعدة Convert. exe المرفق مع نظام التشغيل. يصبح قسم القرص المحول إلى NTFS غير قابل للوصول إلى أنظمة التشغيل الأخرى. للعودة إلى DOS أو Windows 3.1 أو Windows 9x، تحتاج إلى حذف قسم NTFS وإنشاء قسم FAT بدلاً من ذلك. يمكن تثبيت نظام التشغيل Windows 2000 على قرص مزود بنظامي الملفات FAT 32 وNTFS.

تعد إمكانيات أنظمة الملفات FAT32 أوسع بكثير من تلك الخاصة بـ FAT16. الميزة الأكثر أهمية هي أنه يدعم الأقراص حتى 2047 جيجابايت ويعمل مع مجموعات أصغر، مما يقلل بشكل كبير من مقدار مساحة القرص غير المستخدمة. على سبيل المثال، يستخدم محرك الأقراص الثابتة سعة 2 جيجابايت في FAT16 مجموعات بحجم 32 كيلو بايت، بينما يستخدم FAT32 مجموعات بسعة 4 كيلو بايت. للحفاظ على التوافق مع البرامج والشبكات وبرامج تشغيل الأجهزة الموجودة كلما أمكن ذلك، يتم تطبيق FAT32 مع الحد الأدنى من التغييرات في البنية وواجهات برمجة التطبيقات وهياكل البيانات الداخلية وتنسيق القرص. ولكن نظرًا لأن حجم عناصر جدول FAT32 يبلغ الآن أربعة بايت، فقد كان لا بد من مراجعة أو توسيع العديد من بنيات البيانات الداخلية والموجودة على القرص وواجهات برمجة التطبيقات. يتم حظر واجهات برمجة تطبيقات معينة على محركات الأقراص FAT32 لمنع أدوات القرص القديمة من إتلاف محتويات محركات الأقراص FAT32. لن تتأثر معظم البرامج بهذه التغييرات. ستعمل الأدوات وبرامج التشغيل الموجودة على محركات الأقراص FAT32. ومع ذلك، يجب تعديل برامج تشغيل الأجهزة الخاصة بحظر MS-DOS (مثل Aspidisk.sys) والأدوات المساعدة للقرص لدعم FAT32. تمت إعادة تصميم جميع أدوات القرص المساعدة التي توفرها Microsoft (Format وFdisk وDefrag وScanDisk للوضع الحقيقي والمحمي) لدعم FAT32 بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك، تساعد Microsoft الشركات الرائدة في مجال توفير الأدوات المساعدة للأقراص وبرامج تشغيل الأجهزة في تعديل منتجاتها لدعم FAT32. يعد FAT32 أكثر كفاءة من FAT16 عند العمل مع أقراص أكبر ولا يتطلب تقسيمها إلى أقسام بسعة 2 جيجابايت. يدعم Windows 98 بالضرورة FAT16، لأن نظام الملفات هذا متوافق مع أنظمة التشغيل الأخرى، بما في ذلك أنظمة الطرف الثالث. في الوضع الحقيقي MS-DOS وفي الوضع الآمن لنظام التشغيل Windows 98، يكون نظام الملفات FAT32 أبطأ بشكل ملحوظ من FAT16. ولذلك، عند تشغيل البرامج في وضع MS DOS، فمن المستحسن تضمين Autoexec. أمر ملف Bat أو PIF لتنزيل Smartdrv. exe، والذي سوف يسرع عمليات القرص. قد تقوم بعض برامج FAT16 القديمة بالإبلاغ عن معلومات غير صحيحة حول مقدار المساحة الحرة أو الإجمالية على القرص إذا كانت أكبر من 2 جيجابايت. يوفر نظام التشغيل Windows 98 واجهات برمجة تطبيقات جديدة لـ MS-DOS وWin32 تسمح لك بتحديد هذه القياسات بشكل صحيح.

.3 مقارنة بين FAT16 وFAT32

الجدول 2.3.1 - مقارنة بين نظامي الملفات FAT16 وFAT32

FAT16FAT32 يتم تنفيذه واستخدامه من قبل معظم أنظمة التشغيل (MS-DOS، Windows 98، Windows NT، OS/2، UNIX). معتمد حاليًا فقط على نظامي التشغيل Windows 95 OSR2 وWindows 98. وهو فعال جدًا لمحركات الأقراص المنطقية الأصغر من 256 ميجابايت. لا يعمل مع الأقراص الأصغر من 512 ميجابايت. يدعم ضغط القرص، على سبيل المثال باستخدام خوارزمية DriveSpace. لا يدعم ضغط القرص. يعالج ما يصل إلى 65.525 مجموعة كحد أقصى، ويعتمد حجمها على حجم القرص المنطقي. نظرًا لأن الحد الأقصى لحجم المجموعة هو 32 كيلو بايت، فيمكن لنظام FAT16 العمل مع محركات الأقراص المنطقية التي لا يزيد حجمها عن 2 جيجا بايت. قادر على العمل مع الأقراص المنطقية التي تصل سعتها إلى 2047 جيجابايت بحد أقصى لحجم المجموعة يصل إلى 32 كيلو بايت.

أقصى طول ممكن للملف في FAT32 هو 4 جيجابايت ناقص 2 بايت. يمكن لتطبيقات Win32 فتح ملفات بهذا الطول دون معالجة خاصة. يجب أن تستخدم التطبيقات الأخرى المقاطعة Int 21h، الدالة 716C (FAT32) مع تعيين العلامة المفتوحة على EXTEND-SIZE (1000h).

في نظام الملفات FAT32، يتم تخصيص 4 بايت لكل مجموعة في جدول تخصيص الملفات، بينما في FAT16 - 2، وفي FAT12 - 1.5.

أهم 4 بتات من عنصر جدول FAT32 32 بت محجوزة ولا تشارك في تكوين رقم المجموعة. يجب على البرامج التي تقرأ جدول FAT32 مباشرة أن تخفي هذه البتات وتحميها من التغيير عند كتابة قيم جديدة.

لذلك، يتمتع FAT32 بالمزايا التالية مقارنة بالتطبيقات السابقة لنظام الملفات FAT:

يدعم الأقراص التي تصل سعتها إلى 2 تيرابايت؛

ينظم مساحة القرص بشكل أكثر كفاءة. يستخدم FAT32 مجموعات أصغر (4 كيلوبايت للأقراص التي تصل سعتها إلى 8 جيجابايت)، مما يوفر ما يصل إلى 10-15% من المساحة على الأقراص الكبيرة مقارنةً بنظام FAT؛

الدليل الجذر FAT 32، مثل جميع الدلائل الأخرى، أصبح الآن غير محدود، ويتكون من سلسلة من المجموعات ويمكن تحديد موقعه في أي مكان على القرص؛

يتمتع بموثوقية أعلى: FAT32 قادر على نقل الدليل الجذر والعمل مع نسخة احتياطية من FAT، بالإضافة إلى ذلك، تم توسيع سجل التمهيد على محركات الأقراص FAT32 ليشمل نسخة احتياطية من هياكل البيانات الهامة، مما يعني أن محركات الأقراص FAT32 أقل حساسية حدوث مناطق سيئة فردية أكبر من أحجام FAT الموجودة؛

يتم تحميل البرامج بشكل أسرع بنسبة 50%.

الجدول 2.3.2 - مقارنة أحجام المجموعات

حجم القرص حجم الكتلة في FAT16، كيلو بايت حجم الكتلة في FAT32، KB256 MB-511 MB8 غير مدعوم 512 ميجا بايت - 1023 ميجا بايت 1641024 ميجا بايت - 2 جيجا بايت 3242 جيجا بايت - 8 جيجا بايت غير مدعوم 48 جيجا بايت - 16 جيجا بايت غير مدعوم 816 جيجا بايت - 32 جيجا بايت غير مدعوم 16 أكثر من 32 جيجا بايت غير مدعوم 32

3. نظام الملفات البديل NTFS ومقارنته مع FAT32

3.1 نظام NTFS

(نظام ملفات التقنية الجديدة) هو نظام الملفات الأكثر تفضيلاً عند العمل مع Windows NT، لأنه مصمم خصيصًا لهذا النظام. يتضمن Windows NT أداة تحويل مساعدة تقوم بتحويل وحدات تخزين FAT وHPFS إلى وحدات تخزين NTFS. قام NTFS بتوسيع إمكانيات التحكم في الوصول إلى الملفات والأدلة الفردية بشكل كبير، وقدم عددًا كبيرًا من السمات، ونفذ التسامح مع الأخطاء، وضغط الملفات الديناميكي، ودعم متطلبات POSIX القياسية. يسمح NTFS بأسماء ملفات يصل طولها إلى 255 حرفًا، ويستخدم نفس الخوارزمية لإنشاء اسم قصير مثل VFAT. يتمتع NTFS بالقدرة على الاسترداد الذاتي في حالة حدوث عطل في نظام التشغيل أو الأجهزة، بحيث يظل حجم القرص متاحًا ولا يتم تعطيل بنية الدليل.

يتم تمثيل كل ملف على وحدة تخزين NTFS بواسطة إدخال في ملف خاص - MFT (جدول الملفات الرئيسية). يحتفظ NTFS بمدخلات الجدول الستة عشر الأولى، بحجم حوالي 1 ميجابايت، للحصول على معلومات خاصة. يصف إدخال الجدول الأول جدول الملف الرئيسي نفسه. ويتبع ذلك إدخال مرآة MFT. في حالة تلف سجل MFT الأول، يقرأ NTFS السجل الثاني للعثور على ملف MFT متطابق سجله الأول مطابق لسجل MFT الأول. يتم تخزين موقع مقاطع بيانات MFT وملف MFT المتطابق في قطاع التشغيل. توجد نسخة من قطاع التمهيد في المركز المنطقي للقرص. يحتوي إدخال MFT الثالث على ملف سجل يستخدم لاستعادة الملفات. يتم استخدام الإدخالات السابعة عشرة والإدخالات اللاحقة في جدول الملف الرئيسي بواسطة الملفات والدلائل الفعلية الموجودة على وحدة التخزين.

يسجل سجل المعاملات (ملف السجل) جميع العمليات التي تؤثر على بنية وحدة التخزين، بما في ذلك إنشاء الملف وأي أوامر تغير بنية الدليل. يتم استخدام سجل المعاملات لاستعادة وحدة تخزين NTFS بعد فشل النظام. يحتوي إدخال الدليل الجذر على قائمة بالملفات والأدلة المخزنة في الدليل الجذر.

يتم تخزين نظام تخصيص وحدة التخزين في ملف نقطي. تحتوي سمة البيانات لهذا الملف على صورة نقطية، يمثل كل بت منها مجموعة واحدة من وحدة التخزين وتشير إلى ما إذا كانت المجموعة مجانية أو مشغولة بملف ما. كما يدعم أيضًا ملف مجموعة تالفًا لتسجيل المناطق التالفة في وحدة التخزين وملف وحدة التخزين يحتوي على اسم وحدة التخزين وإصدار NTFS والبت الذي يتم تعيينه عند تلف وحدة التخزين. أخيرًا، يوجد ملف يحتوي على جدول تعريف السمات، والذي يحدد أنواع السمات المدعومة على وحدة التخزين وما إذا كان من الممكن فهرستها واستعادتها عن طريق استعادة النظام، وما إلى ذلك. يخصص مساحة في المجموعات ويستخدم ترقيم 64 بت لها، مما يجعل من الممكن وجود 264 مجموعة، يصل حجم كل منها إلى 64 كيلو بايت. كما هو الحال مع FAT، يمكن أن يختلف حجم المجموعة، لكنه لا يزيد بالضرورة بما يتناسب مع حجم القرص. يتم عرض أحجام المجموعة الافتراضية عند تنسيق القسم في الجدول 3.1.

حجم القسم حجم الكتلة< 512 Мб512 байт513 Мб - 1024 Мб (1 Гб) 1 Кб1 Гб - 2 Гб2 Кб2 Гб - 4 Гб4 Кб4 Гб - 8 Гб8 Кб8 Гб - 16 Гб16 Кб16 Гб - 32 Гб32 Кб>32 جيجا بايت 64 كيلو بايت يسمح لك بتخزين ملفات يصل حجمها إلى 16 إكسابايت (264 بايت) ويحتوي على ضغط ملفات مدمج في الوقت الفعلي. يعد الضغط إحدى سمات الملف أو الدليل، ومثل أي سمة، يمكن إزالته أو تثبيته في أي وقت (الضغط ممكن على الأقسام التي لا يزيد حجم كتلة عنها عن 4 كيلو بايت). عند ضغط ملف، على عكس أنظمة الضغط المستخدمة في FAT، يتم استخدام ضغط ملف تلو الآخر، وبالتالي فإن تلف جزء صغير من القرص لا يؤدي إلى فقدان المعلومات في الملفات الأخرى.

لتقليل التجزئة، يحاول NTFS دائمًا تخزين الملفات في كتل متجاورة. يستخدم هذا النظام بنية دليل B-tree مشابهة لنظام ملفات HPFS عالي الأداء، بدلاً من بنية القائمة المرتبطة المستخدمة في FAT. وهذا يجعل البحث عن الملفات في الدليل أسرع لأن أسماء الملفات مخزنة ومرتبة بترتيب معجمي وقد تم تصميمها كنظام ملفات قابل للاسترداد باستخدام نموذج معالجة المعاملات. تعتبر كل عملية إدخال/إخراج تقوم بتعديل ملف على وحدة تخزين NTFS بمثابة معاملة بواسطة النظام ويمكن تنفيذها ككتلة غير قابلة للتجزئة. عندما يقوم المستخدم بتعديل ملف، تسجل خدمة ملف السجل جميع المعلومات اللازمة لتكرار المعاملة أو استرجاعها. إذا تمت الصفقة بنجاح، يتم تعديل الملف. إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن NTFS يتراجع عن المعاملة.

على الرغم من وجود الحماية ضد الوصول غير المصرح به إلى البيانات، لا يوفر NTFS السرية اللازمة للمعلومات المخزنة. للوصول إلى الملفات، ما عليك سوى تشغيل الكمبيوتر في DOS من قرص مرن واستخدام برنامج تشغيل NTFS تابع لجهة خارجية لهذا النظام.

بدءًا من نظام التشغيل Windows NT 5.0 (الاسم الجديد لنظام التشغيل Windows 2000)، تدعم Microsoft نظام الملفات NTFS 5.0 الجديد. قدم الإصدار الجديد من NTFS سمات ملفات إضافية؛ جنبا إلى جنب مع حق الوصول، تم تقديم مفهوم رفض الوصول، والذي يسمح، على سبيل المثال، عندما يرث المستخدم حقوق المجموعة لملف ما، لمنعه من تغيير محتوياته. كما يسمح النظام الجديد بما يلي:

فرض قيود (حصص) على مقدار مساحة القرص المتوفرة للمستخدمين؛

قم بتعيين أي دليل (سواء على الكمبيوتر المحلي أو البعيد) إلى دليل فرعي على القرص المحلي.

من الميزات المثيرة للاهتمام في الإصدار الجديد من Windows NT التشفير الديناميكي للملفات والأدلة، مما يزيد من موثوقية تخزين المعلومات. يتضمن Windows NT 5.0 نظام تشفير الملفات (EFS)، الذي يستخدم خوارزميات تشفير المفتاح المشترك. إذا تم تعيين سمة التشفير لملف، فعندما يصل برنامج مستخدم إلى الملف للكتابة أو القراءة، يتم تشفير الملف وفك تشفيره بشفافية للبرنامج.

.2 مقارنة NTFS وFAT32

مزايا:

سرعة الوصول السريع إلى الملفات الصغيرة؛

حجم مساحة القرص اليوم غير محدود عمليا؛

لا يؤثر تجزئة الملف على نظام الملفات نفسه؛

موثوقية عالية لتخزين البيانات وبنية الملف نفسه؛

أداء عالي عند العمل مع الملفات الكبيرة؛

عيوب:

متطلبات ذاكرة وصول عشوائي أعلى مقارنة بـ FAT 32؛

يعد العمل مع الأدلة متوسطة الحجم أمرًا صعبًا بسبب تجزئتها؛

سرعة تشغيل أبطأ مقارنة بـ FAT 3232

مزايا:

السرعه العاليه؛

متطلبات ذاكرة الوصول العشوائي المنخفضة؛

العمل بكفاءة مع الملفات المتوسطة والصغيرة.

انخفاض تآكل القرص بسبب قلة حركات رأس القراءة/الكتابة.

عيوب:

حماية منخفضة ضد فشل النظام؛

العمل غير الفعال مع الملفات الكبيرة؛

الحد الأقصى لحجم القسم والملف؛

انخفاض الأداء بسبب التجزئة.

انخفاض الأداء عند العمل مع الدلائل التي تحتوي على عدد كبير من الملفات؛

لذلك، يقوم كلا نظامي الملفات بتخزين البيانات في مجموعات يبلغ الحد الأدنى لحجمها 512 ب. كقاعدة عامة، حجم الكتلة المعتاد هو 4 كيلو بايت. هذا هو المكان الذي ربما تنتهي فيه أوجه التشابه. شيء يتعلق بالتجزئة: ينخفض ​​أداء NTFS بشكل حاد عندما يكون القرص ممتلئًا بنسبة 80 - 90٪. ويرجع ذلك إلى تجزئة ملفات الخدمة والعمل. كلما عملت أكثر مع هذا القرص المزدحم، كلما كانت التجزئة أقوى وانخفض الأداء. في FAT 32، يحدث تجزئة منطقة عمل القرص في مراحل مبكرة. تعتمد النقطة هنا على عدد مرات كتابة/مسح البيانات. كما هو الحال مع NTFS، فإن التجزئة تقلل الأداء بشكل كبير. الآن عن ذاكرة الوصول العشوائي. يمكن أن يشغل حجم جدول البيانات FAT 32 نفسه حوالي عدة ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. لكن التخزين المؤقت يأتي للإنقاذ. ما هو مكتوب في ذاكرة التخزين المؤقت:

الدلائل الأكثر استخداما؛

بيانات حول جميع الملفات المستخدمة حاليًا؛

بيانات حول مساحة القرص الحرة؛

ماذا عن NTFS؟ من الصعب تخزين الأدلة الكبيرة في ذاكرة التخزين المؤقت، ويمكن أن يصل حجمها إلى عدة عشرات من الميجابايت. بالإضافة إلى MFT، بالإضافة إلى معلومات حول المساحة الحرة على القرص. على الرغم من أنه تجدر الإشارة إلى أن NTFS لا يزال يستخدم موارد ذاكرة الوصول العشوائي بشكل اقتصادي تمامًا. لدينا نظام تخزين بيانات ناجح في MFT، يبلغ حجم كل سجل حوالي 1 كيلو بايت. ولكن لا تزال متطلبات حجم ذاكرة الوصول العشوائي أعلى من متطلبات FAT 32. باختصار، إذا كانت ذاكرتك أقل من أو تساوي 64 ميجابايت، فسيكون FAT 32 أكثر فعالية من حيث السرعة سيكون الفرق في السرعة صغيرًا، وفي كثير من الأحيان لا يوجد فرق على الإطلاق. الآن عن القرص الصلب نفسه. لاستخدام NTFS، يلزم إتقان الناقل. ما هذا؟ هذا هو وضع خاص لتشغيل برنامج التشغيل ووحدة التحكم. عند استخدام BM، يتم التبادل دون مشاركة المعالج. سيؤثر غياب VM على أداء النظام. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاستخدام نظام ملفات أكثر تعقيدًا، يزداد عدد حركات رؤوس القراءة/الكتابة، مما يؤثر أيضًا على السرعة. إن وجود ذاكرة تخزين مؤقت على القرص له تأثير إيجابي متساوٍ على كل من NTFS وFAT 32.

خاتمة

تتمثل مزايا FAT في انخفاض الحمل الزائد لتخزين البيانات والتوافق التام مع عدد كبير من أنظمة التشغيل والأنظمة الأساسية للأجهزة. لا يزال نظام الملفات هذا يُستخدم لتنسيق الأقراص المرنة، حيث لا يلعب الحجم الكبير للقسم الذي تدعمه أنظمة الملفات الأخرى دورًا، كما يسمح الحمل المنخفض بالاستخدام الاقتصادي لحجم قرص مرن صغير (يتطلب نظام NTFS مساحة أكبر لتخزين البيانات، وهو ما غير مقبول على الإطلاق بالنسبة للأقراص المرنة).

نطاق FAT32 هو في الواقع أضيق بكثير - يجب استخدام نظام الملفات هذا إذا كنت تريد الوصول إلى الأقسام باستخدام كل من Windows 9x وWindows 2000/XP. ولكن بما أن أهمية نظام التشغيل Windows 9x قد اختفت عمليًا اليوم، فإن استخدام نظام الملفات هذا ليس له أهمية خاصة.

فهرس

1. http://yura. بوسلابياي. lt/archiv/per/fat.html

بالإضافة إلى جميع المهام الأخرى، فإنه يؤدي الغرض الرئيسي منه - تنظيم العمل مع البيانات وفقا لهيكل معين. يتم استخدام نظام الملفات لهذه الأغراض. ما هو FS وما يمكن أن يكون، بالإضافة إلى معلومات أخرى عنه سيتم عرضها أدناه.

وصف عام

نظام الملفات هو جزء من نظام التشغيل المسؤول عن وضع المعلومات على الوسائط وتخزينها وحذفها وتزويد المستخدمين والتطبيقات بهذه المعلومات وضمان استخدامها الآمن. بالإضافة إلى ذلك، فهو يساعد في استعادة البيانات في حالة فشل الأجهزة أو البرامج. هذا هو سبب أهمية نظام الملفات. ما هو FS وماذا يمكن أن يكون؟ هناك عدة أنواع:

بالنسبة لمحركات الأقراص الصلبة، أي أجهزة الوصول العشوائي؛

بالنسبة للأشرطة المغناطيسية، أي الأجهزة ذات الوصول التسلسلي؛

للوسائط البصرية.

الأنظمة الافتراضية؛

أنظمة الشبكات.5

الوحدة المنطقية لتخزين البيانات في نظام الملفات هي ملف، أي مجموعة مرتبة من البيانات لها اسم محدد. يتم تقديم جميع البيانات التي يستخدمها نظام التشغيل في شكل ملفات: البرامج والصور والنصوص والموسيقى ومقاطع الفيديو، بالإضافة إلى برامج التشغيل والمكتبات وما إلى ذلك. كل عنصر له اسم ونوع وامتداد وسمات وحجم. إذن، الآن تعلم أن نظام الملفات عبارة عن مجموعة من هذه العناصر، بالإضافة إلى طرق للعمل معها. اعتمادا على الشكل الذي يتم استخدامه فيه والمبادئ التي تنطبق عليه، يمكن التمييز بين عدة أنواع رئيسية من FS.

نهج البرمجيات

لذلك، إذا كنا نفكر في نظام الملفات (ما هو وكيفية العمل معه)، تجدر الإشارة إلى أن هذا هيكل متعدد المستويات، في مستواه الأعلى يوجد مفتاح نظام الملفات الذي يوفر واجهة بين النظام وتطبيق معين. يقوم بتحويل الطلبات إلى ملفات إلى تنسيق يتم إدراكه بواسطة المستوى التالي - برامج التشغيل. ويقومون بدورهم بالوصول إلى برامج تشغيل الأجهزة المحددة التي تخزن المعلومات الضرورية.

تتطلب تطبيقات خادم العميل متطلبات عالية جدًا لأداء نظام الملفات. تم تصميم الأنظمة الحديثة لتوفير وصول فعال، ودعم الوسائط ذات الحجم الكبير، وحماية البيانات من الوصول غير المصرح به، والحفاظ على سلامة المعلومات.

نظام الملفات FAT

تم تطوير هذا النوع في عام 1977 من قبل بيل جيتس ومارك ماكدونالد. تم استخدامه في الأصل في نظام التشغيل OS 86-DOS. إذا تحدثنا عن ما هو نظام الملفات FAT، تجدر الإشارة إلى أنه في البداية لم يكن قادرا على دعم محركات الأقراص الثابتة، ولكنه يعمل فقط مع الوسائط المرنة التي يصل حجمها إلى 1 ميغابايت. الآن لم يعد هذا القيد ذا صلة، وتم استخدام FS هذا بواسطة Microsoft لـ MS-DOS 1.0 والإصدارات اللاحقة. يستخدم FAT اصطلاحات معينة لتسمية الملفات:

يجب أن يبدأ الاسم بحرف أو رقم، ويمكن أن يحتوي الاسم نفسه على أي حرف ASCII، بالإضافة إلى مسافة وعناصر خاصة؛

يجب ألا يزيد طول الاسم عن 8 أحرف، تليها نقطة، ثم الامتداد الذي يتكون من ثلاثة أحرف؛

يمكن لأسماء الملفات استخدام أي حالة ولا يتم تمييزها أو حفظها.

نظرًا لأن FAT تم تصميمه في الأصل لنظام التشغيل DOS لمستخدم واحد، فإنه لم ينص على تخزين البيانات حول المالك أو أذونات الوصول. في الوقت الحالي، يعد نظام الملفات هذا هو الأكثر انتشارًا؛ ويدعمه معظم الأشخاص بدرجة أو بأخرى، مما يجعل من الممكن استخدامه على وحدات التخزين التي تعمل مع أنظمة تشغيل مختلفة. هذا هو FS بسيط غير قادر على منع تلف الملفات بسبب إيقاف تشغيل الكمبيوتر بشكل غير صحيح. تشتمل أنظمة التشغيل التي تعمل على أساسها على أدوات مساعدة خاصة تتحقق من البنية وتصحح عدم تناسق الملفات.

نظام الملفات NTFS

يعد FS هذا هو الأفضل للعمل مع نظام التشغيل Windows NT، حيث تم تطويره خصيصًا له. يتضمن نظام التشغيل أداة تحويل تعمل على تحويل وحدات تخزين FAT وHPFS إلى وحدات تخزين NTFS. إذا تحدثنا عن نظام الملفات NTFS، فمن الجدير بالذكر أنه قام بتوسيع إمكانيات التحكم في الوصول إلى أدلة وملفات معينة بشكل كبير، وقدم العديد من السمات، ونفذ أدوات ضغط الملفات الديناميكية، والتسامح مع الأخطاء، ودعم متطلبات معيار بوسيكس. في هذا FS يمكنك استخدام أسماء يصل طولها إلى 255 حرفًا، ويتم إنشاء الاسم المختصر فيه بنفس الطريقة كما في VFAT. لفهم نظام الملفات NTFS، تجدر الإشارة إلى أنه في حالة فشل نظام التشغيل، فإنه قادر على استرداد نفسه، لذلك سيظل حجم القرص متاحًا ولن تتأثر بنية الدليل.

مميزات نظام NTFS

على وحدة تخزين NTFS، يتم تمثيل كل ملف بواسطة إدخال في جدول MFT. يتم حجز إدخالات الجدول الستة عشر الأولى بواسطة نظام الملفات نفسه لتخزين معلومات خاصة. يصف الإدخال الأول جدول الملفات نفسه. عند إتلاف السجل الأول، تتم قراءة السجل الثاني للعثور على ملف MFT متطابق حيث يكون السجل الأول مطابقًا للجدول الرئيسي. توجد نسخة من ملف التمهيد في المركز المنطقي للقرص. يحتوي الإدخال الثالث في الجدول على ملف سجل يُستخدم لاستعادة البيانات. تحتوي الإدخالات السابعة عشرة واللاحقة لجدول الملفات على معلومات حول الملفات والدلائل الموجودة على القرص الصلب.

يحتوي سجل المعاملات على مجموعة كاملة من العمليات التي تغير بنية وحدة التخزين، بما في ذلك عمليات إنشاء الملفات، بالإضافة إلى أي أوامر تؤثر على بنية الدليل. تم تصميم سجل المعاملات لاستعادة NTFS من فشل النظام. يحتوي إدخال الدليل الجذر على قائمة بالدلائل والملفات الموجودة في الدليل الجذر.

مميزات برنامج EFS

يعد نظام تشفير الملفات (EFS) أحد مكونات نظام التشغيل Windows الذي يمكنه تخزين المعلومات على محرك الأقراص الثابتة لديك بتنسيق مشفر. لقد أصبح التشفير أقوى حماية يمكن أن يقدمها نظام التشغيل هذا. في هذه الحالة، يعد التشفير للمستخدم إجراءً بسيطًا إلى حد ما؛ فهو يتطلب فقط تحديد مربع في خصائص المجلد أو الملف. يمكنك تحديد من يمكنه قراءة مثل هذه الملفات. يحدث التشفير عندما تكون الملفات مغلقة، وعندما يتم فتحها، تصبح جاهزة للاستخدام تلقائيًا.

ميزات الخام

الأجهزة المصممة لتخزين البيانات هي المكونات الأكثر عرضة للخطر، والتي غالبا ما تكون عرضة للضرر ليس فقط جسديا، ولكن أيضا منطقيا. يمكن أن تكون بعض مشكلات الأجهزة قاتلة، في حين أن البعض الآخر لديه حلول. في بعض الأحيان يكون لدى المستخدمين سؤال: "ما هو نظام ملفات RAW؟"

كما تعلم، لكتابة أي معلومات على القرص الصلب أو محرك الأقراص المحمول، يجب أن يحتوي محرك الأقراص على FS. الأكثر شيوعًا هي FAT و NTFS. وRAW ليس حتى نظام ملفات كما نتخيله عادةً. في الواقع، هذا خطأ منطقي في النظام المثبت بالفعل، أي غيابه الفعلي لنظام التشغيل Windows. في أغلب الأحيان، يرتبط RAW بتدمير بنية نظام الملفات. بعد ذلك، لا يقوم نظام التشغيل بالوصول إلى البيانات فحسب، بل لا يعرض أيضًا المعلومات الفنية حول الجهاز.

مميزات UDF

تم تصميم تنسيق القرص العالمي (UDF) ليحل محل CDFS وإضافة دعم لأجهزة DVD-ROM. إذا تحدثنا عن ماهيته، فهذا تطبيق جديد للإصدار القديم الذي يلبي المتطلبات ويتميز ببعض الميزات:

يمكن أن يصل طول أسماء الملفات إلى 255 حرفًا؛

يمكن أن يكون الاسم صغيرًا أو كبيرًا؛

الحد الأقصى لطول المسار هو 1023 حرفًا.

بدءًا من نظام التشغيل Windows XP، يدعم نظام الملفات هذا القراءة والكتابة.

يتم استخدام FS هذا لمحركات الأقراص المحمولة، والتي من المفترض استخدامها عند العمل مع أجهزة كمبيوتر مختلفة تعمل بأنظمة تشغيل مختلفة، خاصة Windows وLinux. لقد أصبح EXFAT هو "الجسر" بينهما، لأنه قادر على العمل مع البيانات الواردة من نظام التشغيل، ولكل منها نظام الملفات الخاص به. ما هو وكيف يعمل سوف يصبح واضحا في الممارسة العملية.

الاستنتاجات

كما هو واضح مما سبق فإن كل نظام تشغيل يستخدم أنظمة ملفات معينة. وهي مخصصة لتخزين هياكل البيانات المطلوبة على وسائط التخزين الفعلية. إذا كان لديك فجأة سؤال أثناء استخدام جهاز الكمبيوتر الخاص بك حول ما هو نظام الملفات النهائي، فمن المحتمل جدًا أنه عندما حاولت نسخ ملف معين إلى الوسائط، تلقيت رسالة حول تجاوز الحجم المسموح به. ولهذا السبب من الضروري معرفة حجم الملف الذي يعتبر مقبولاً في أي FS، حتى لا تواجه مشاكل عند نقل المعلومات.

يعود تاريخ نظام الملفات FAT16 إلى عصور ما قبل MS-DOS وهو مدعوم من كافة أنظمة تشغيل Microsoft من أجل التوافق. يعكس اسمه "جدول تخصيص الملفات" تمامًا التنظيم الفعلي لنظام الملفات، ومن بين خصائصه الرئيسية حقيقة أن الحد الأقصى لحجم وحدة التخزين المدعومة (القرص الصلب أو القسم الموجود على القرص الصلب) لا يتجاوز 4095 ميجابايت. في أيام MS-DOS، كانت محركات الأقراص الثابتة سعة 4 جيجابايت تبدو وكأنها حلم بعيد المنال (كانت محركات الأقراص التي تتراوح سعتها من 20 إلى 40 ميجابايت بمثابة رفاهية)، لذلك كان هذا الاحتياطي مبررًا تمامًا.

يتم تقسيم وحدة التخزين المنسقة لاستخدام FAT16 إلى مجموعات. يعتمد حجم الكتلة الافتراضي على حجم وحدة التخزين ويمكن أن يتراوح من 512 بايت إلى 64 كيلو بايت. في الجدول يوضح الشكل 2 كيف يختلف حجم الكتلة باختلاف حجم الحجم. لاحظ أن حجم المجموعة قد يختلف عن القيمة الافتراضية، ولكن يجب أن تحتوي على إحدى القيم المحددة في الجدول. 2.

لا يُنصح باستخدام نظام الملفات FAT16 على وحدات تخزين أكبر من 511 ميجابايت، نظرًا لأنه بالنسبة للملفات الصغيرة نسبيًا، سيتم استخدام مساحة القرص بشكل غير فعال للغاية (ملف 1 بايت سيشغل 64 كيلو بايت). بغض النظر عن حجم المجموعة، فإن نظام الملفات FAT16 غير مدعوم لوحدات التخزين الأكبر من 4 جيجابايت.

بدءًا من Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2)، قدم Windows دعمًا لنظام FAT 32 بت. بالنسبة للأنظمة المستندة إلى Windows NT، تم دعم نظام الملفات هذا لأول مرة في نظام التشغيل Microsoft Windows 2000. بينما يمكن أن يدعم FAT16 وحدات تخزين تصل إلى 4 جيجابايت، يمكن أن يدعم FAT32 وحدات تخزين تصل إلى 2 تيرابايت. يمكن أن يختلف حجم المجموعة في FAT32 من 1 (512 بايت) إلى 64 قطاعًا (32 كيلو بايت). تتطلب قيم المجموعة FAT32 4 بايت (32 بت، وليس 16 بت كما في FAT16) لتخزين قيم المجموعة. وهذا يعني، على وجه الخصوص، أن بعض أدوات مساعدة الملفات المصممة لـ FAT16 لا يمكنها العمل مع FAT32.

الفرق الرئيسي بين FAT32 وFAT16 هو أن حجم القسم المنطقي للقرص قد تغير. يدعم FAT32 وحدات تخزين تصل إلى 127 جيجابايت. علاوة على ذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى مجموعة بحجم 32 كيلو بايت عند استخدام FAT16 مع أقراص بسعة 2 جيجا بايت، فإن مجموعة بحجم 4 كيلو بايت في FAT32 مناسبة للأقراص بسعة 512 ميجا بايت إلى 8 جيجا بايت (الجدول 4).

وهذا يعني بالتالي استخدامًا أكثر كفاءة لمساحة القرص - فكلما كانت المجموعة أصغر، قلّت المساحة المطلوبة لتخزين الملف، ونتيجة لذلك، تقل احتمالية تجزؤ القرص.

عند استخدام FAT32، يمكن أن يصل الحد الأقصى لحجم الملف إلى 4 جيجابايت ناقص 2 بايت. إذا كان الحد الأقصى لعدد الإدخالات في الدليل الجذر باستخدام FAT16 يقتصر على 512، فإن FAT32 يسمح لك بزيادة هذا العدد إلى 65.535.

يفرض FAT32 قيودًا على الحد الأدنى لحجم الحجم - يجب أن يكون 65.527 مجموعة على الأقل. في هذه الحالة، لا يمكن أن يكون حجم المجموعة بحيث يشغل FAT أكثر من 16 ميجابايت - 64 كيلو بايت / 4 أو 4 ملايين مجموعة.

باستخدام أسماء الملفات الطويلة، لا تتداخل البيانات المطلوبة للوصول إليها من FAT16 وFAT32. عندما تقوم بإنشاء ملف باسم طويل، يقوم Windows بإنشاء اسم مطابق بتنسيق 8.3 وإدخال واحد أو أكثر في الدليل لتخزين الاسم الطويل (13 حرفًا من اسم الملف الطويل لكل إدخال). يقوم كل تكرار لاحق بتخزين الجزء المقابل من اسم الملف بتنسيق Unicode. مثل هذه الأحداث لها السمات "معرف وحدة التخزين"، و"للقراءة فقط"، و"النظام"، و"المخفي" - وهي مجموعة يتم تجاهلها بواسطة MS-DOS؛ في نظام التشغيل هذا، يتم الوصول إلى الملف من خلال "الاسم المستعار" الخاص به بتنسيق 8.3.

يتضمن Microsoft Windows 2000 دعمًا لإصدار جديد من نظام الملفات NTFS، والذي يوفر، على وجه الخصوص، العمل مع خدمات دليل Active Directory ونقاط إعادة التوزيع وأدوات أمان المعلومات والتحكم في الوصول وعدد من الميزات الأخرى.

كما هو الحال مع FAT، وحدة المعلومات الرئيسية في NTFS هي المجموعة. في الجدول يوضح الشكل 5 أحجام المجموعة الافتراضية للأحجام ذات السعات المختلفة.

عندما تقوم بإنشاء نظام ملفات NTFS، يقوم المنسق بإنشاء ملف جدول الملفات الرئيسي (MTF) ومناطق أخرى لتخزين بيانات التعريف. يتم استخدام بيانات التعريف بواسطة NTFS لتنفيذ بنية الملف. يتم حجز الإدخالات الستة عشر الأولى في MFT بواسطة NTFS نفسه. يتم تسجيل موقع ملفات البيانات التعريفية $Mft و$MftMirr في قطاع التمهيد بالقرص. في حالة تلف الإدخال الأول في MFT، يقرأ NTFS الإدخال الثاني للعثور على نسخة من الأول. توجد نسخة كاملة من قطاع التمهيد في نهاية المجلد. في الجدول يسرد الشكل 6 البيانات التعريفية الرئيسية المخزنة في MFT.

تحتوي إدخالات MFT المتبقية على إدخالات لكل ملف ودليل موجود على وحدة التخزين.

عادةً ما يستخدم ملف واحد إدخال MFT واحدًا، ولكن إذا كان الملف يحتوي على مجموعة كبيرة من السمات أو أصبح مجزأً للغاية، فقد تكون هناك حاجة إلى إدخالات إضافية لتخزين معلومات حوله. في هذه الحالة، يقوم السجل الأول للملف، والذي يسمى السجل الأساسي، بتخزين موقع السجلات الأخرى. البيانات المتعلقة بالملفات والدلائل الصغيرة (حتى 1500 بايت) موجودة بالكامل في السجل الأول.

ينتمي كل قطاع مشغول على وحدة تخزين NTFS إلى ملف أو آخر. حتى البيانات التعريفية لنظام الملفات هي جزء من الملف. يعامل NTFS كل ملف (أو دليل) كمجموعة من سمات الملف. عناصر مثل اسم الملف ومعلومات الأمان الخاصة به وحتى البيانات الموجودة فيه هي سمات الملف. يتم تعريف كل سمة بواسطة رمز نوع محدد، واختياريًا، اسم سمة.

إذا كانت سمات الملف مناسبة داخل سجل ملف، فإنها تسمى السمات المقيمة. هذه السمات هي دائمًا اسم الملف وتاريخ إنشائه. في الحالات التي تكون فيها معلومات الملف كبيرة جدًا بحيث لا يمكن احتواؤها في سجل MFT واحد، تصبح بعض سمات الملف غير موجودة. يتم تخزين السمات المقيمة في مجموعة واحدة أو أكثر وتمثل دفقًا من البيانات البديلة للحجم الحالي (المزيد حول هذا أدناه). يقوم NTFS بإنشاء سمة قائمة السمات لوصف موقع السمات المقيمة وغير المقيمة.

في الجدول يوضح الشكل 7 سمات الملف الرئيسية المحددة في NTFS. يمكن توسيع هذه القائمة في المستقبل.

يوفر Windows 2000 دعمًا لنظام ملفات CDFS، الذي يتوافق مع معيار ISO'9660 الذي يصف تخطيط المعلومات الموجودة على القرص المضغوط. يتم دعم أسماء الملفات الطويلة وفقًا لمعايير ISO'9660 المستوى 2.

عند إنشاء قرص مضغوط للاستخدام ضمن نظام التشغيل Windows 2000، ضع ما يلي في الاعتبار:

• يجب أن تحتوي جميع أسماء الأدلة والملفات على أقل من 32 حرفًا؛
• يجب أن تتكون كافة أسماء الدليل والملفات من أحرف كبيرة فقط؛
• يجب ألا يتجاوز عمق الدليل 8 مستويات من الجذر؛
• يعد استخدام امتدادات أسماء الملفات أمرًا اختياريًا.

مقارنة بين أنظمة الملفات

ضمن نظام التشغيل Microsoft Windows 2000، من الممكن استخدام أنظمة الملفات FAT16 أو FAT32 أو NTFS أو مجموعات منها. يعتمد اختيار نظام التشغيل على المعايير التالية:

• كيفية استخدام الكمبيوتر؛
• منصة الأجهزة؛
• حجم وعدد محركات الأقراص الصلبة؛
• أمن المعلومات

أنظمة الملفات الدهون

كما لاحظت بالفعل، تشير الأرقام الموجودة في أسماء أنظمة الملفات - FAT16 وFAT32 - إلى عدد البتات المطلوبة لتخزين المعلومات حول أرقام المجموعة التي يستخدمها الملف. وبالتالي، يستخدم FAT16 عنونة 16 بت، وبالتالي، من الممكن استخدام ما يصل إلى 216 عنوانًا. في نظام التشغيل Windows 2000، يتم استخدام البتات الأربعة الأولى من جدول موقع الملف FAT32 لأغراضها الخاصة، لذلك يصل عدد العناوين في FAT32 إلى 2 28.

في الجدول يوضح الشكل 8 أحجام المجموعة لنظامي الملفات FAT16 وFAT32.

بالإضافة إلى الاختلافات الكبيرة في حجم المجموعة، يسمح FAT32 أيضًا بتوسيع الدليل الجذر (في FAT16، يقتصر عدد الإدخالات على 512 ويمكن أن يكون أقل في حالة استخدام أسماء الملفات الطويلة).

مزايا FAT16

ومن مميزات FAT16 ما يلي:

• نظام الملفات مدعوم من أنظمة التشغيل MS-DOS، Windows 95، Windows 98، Windows NT، Windows 2000، بالإضافة إلى بعض أنظمة التشغيل UNIX؛
• هناك عدد كبير من البرامج التي تسمح لك بتصحيح الأخطاء في نظام الملفات هذا واستعادة البيانات؛
• في حالة ظهور مشاكل أثناء التمهيد من القرص الصلب، يمكن تمهيد النظام من قرص مرن؛
• يعد نظام الملفات هذا فعالاً للغاية بالنسبة للوحدات التي يقل حجمها عن 256 ميجابايت.

عيوب FAT16

تشمل العيوب الرئيسية لـ FAT16 ما يلي:

• لا يمكن أن يحتوي الدليل الجذر على أكثر من 512 عنصرًا. يؤدي استخدام أسماء الملفات الطويلة إلى تقليل عدد هذه العناصر بشكل ملحوظ؛
• يدعم FAT16 65.536 مجموعة كحد أقصى، وبما أن بعض المجموعات محجوزة بواسطة نظام التشغيل، فإن عدد المجموعات المتاحة هو 65.524. كل مجموعة لها حجم ثابت لجهاز منطقي معين. عند الوصول إلى الحد الأقصى لعدد المجموعات عند الحد الأقصى لحجم المجموعة (32 كيلو بايت)، يقتصر الحد الأقصى لحجم التخزين المدعوم على 4 جيجا بايت (في نظام التشغيل Windows 2000). للحفاظ على التوافق مع أنظمة التشغيل MS-DOS وWindows 95 وWindows 98، يجب ألا يتجاوز حجم وحدة التخزين ضمن FAT16 2 جيجابايت؛
• لا يدعم FAT16 حماية الملفات وضغطها المضمنين؛
• على الأقراص الكبيرة، يتم فقدان مساحة كبيرة نظرًا لاستخدام الحد الأقصى لحجم الكتلة. يتم تخصيص مساحة الملف ليس بناءً على حجم الملف، ولكن على حجم الكتلة.

مزايا FAT32

ومن مميزات FAT32 ما يلي:

• يعد تخصيص مساحة القرص أكثر كفاءة، خاصة بالنسبة للأقراص الكبيرة؛
• الدليل الجذر في FAT32 عبارة عن سلسلة منتظمة من المجموعات ويمكن وضعها في أي مكان على القرص. بفضل هذا، لا يفرض FAT32 أي قيود على عدد العناصر في الدليل الجذر؛
• نظرًا لاستخدام مجموعات أصغر (4 كيلو بايت على الأقراص حتى 8 جيجا بايت)، تكون مساحة القرص المشغولة عادة أقل بنسبة 10-15% من FAT16؛
• FAT32 هو نظام ملفات أكثر موثوقية. وعلى وجه الخصوص، فهو يدعم القدرة على نقل الدليل الجذر واستخدام نسخة احتياطية من نظام FAT. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي سجل التمهيد على عدد من البيانات المهمة لنظام الملفات.

عيوب FAT32

العيوب الرئيسية لـ FAT32:

• يقتصر حجم وحدة التخزين عند استخدام FAT32 ضمن نظام التشغيل Windows 2000 على 32 جيجابايت؛
• لا تتوفر وحدات تخزين FAT32 من أنظمة التشغيل الأخرى - فقط من Windows 95 OSR2 وWindows 98؛
• النسخ الاحتياطي لقطاع التمهيد غير مدعوم؛
• لا يدعم FAT32 حماية الملفات وضغطها المضمنين.

نظام الملفات NTFS

عند تشغيل Windows 2000، توصي Microsoft بتنسيق كافة أقسام محرك الأقراص الثابتة إلى NTFS، باستثناء تلك التكوينات التي يتم فيها استخدام أنظمة تشغيل متعددة (باستثناء Windows 2000 وWindows NT). يتيح لك استخدام NTFS بدلاً من FAT استخدام الميزات المتوفرة في NTFS. وتشمل هذه على وجه الخصوص:

• إمكانية التعافي. تم تضمين هذه الإمكانية في نظام الملفات. يضمن NTFS سلامة البيانات نظرًا لأنه يستخدم بروتوكولًا وبعض خوارزميات استعادة المعلومات. في حالة فشل النظام، يستخدم NTFS البروتوكول والمعلومات الإضافية لاستعادة سلامة نظام الملفات تلقائيًا؛
• ضغط المعلومات. بالنسبة لوحدات تخزين NTFS، يدعم نظام التشغيل Windows 2000 ضغط الملفات الفردية. يمكن استخدام مثل هذه الملفات المضغوطة بواسطة تطبيقات Windows دون الحاجة إلى فك الضغط مسبقًا، وهو ما يحدث تلقائيًا عند القراءة من الملف. عند إغلاق الملف وحفظه، تتم تعبئة الملف مرة أخرى؛
• بالإضافة إلى ذلك، يمكن تسليط الضوء على المزايا التالية لنظام NTFS:

تتطلب بعض ميزات نظام التشغيل NTFS؛

سرعة الوصول أعلى بكثير - يعمل نظام NTFS على تقليل عدد مرات الوصول إلى القرص المطلوبة للعثور على ملف؛

حماية الملفات والدلائل. فقط على وحدات تخزين NTFS من الممكن تعيين سمات الوصول للملفات والمجلدات؛

عند استخدام NTFS، يدعم نظام التشغيل Windows 2000 وحدات تخزين تصل سعتها إلى 2 تيرابايت؛

يحتفظ نظام الملفات بنسخة احتياطية من قطاع التمهيد - وهو موجود في نهاية المجلد؛

يدعم NTFS نظام الملفات المشفر (EFS)، الذي يوفر الحماية ضد الوصول غير المصرح به إلى محتويات الملف؛

عند استخدام الحصص النسبية، يمكنك تحديد مقدار مساحة القرص التي يستهلكها المستخدمون.

عيوب NTFS

وبالحديث عن عيوب نظام الملفات NTFS، تجدر الإشارة إلى ما يلي:

• لا تتوفر وحدات تخزين NTFS في أنظمة التشغيل MS-DOS وWindows 95 وWindows 98. بالإضافة إلى ذلك، لا يتوفر عدد من الميزات المطبقة في NTFS ضمن نظام التشغيل Windows 2000 في نظام التشغيل Windows 4.0 والإصدارات السابقة؛
• بالنسبة للوحدات الصغيرة التي تحتوي على العديد من الملفات الصغيرة، قد ينخفض ​​الأداء مقارنة بنظام FAT.

نظام الملفات والسرعة

كما اكتشفنا بالفعل، بالنسبة للأحجام الصغيرة، يوفر FAT16 أو FAT32 وصولاً أسرع إلى الملفات مقارنةً بـ NTFS، للأسباب التالية:

• FAT لديه بنية أبسط؛
• حجم الدليل أصغر؛
• لا يدعم FAT حماية الملفات من الوصول غير المصرح به - لا يحتاج النظام إلى التحقق من أذونات الملف.

يعمل نظام NTFS على تقليل عدد مرات الوصول إلى القرص والوقت اللازم للعثور على الملف. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان حجم الدليل صغيرًا بما يكفي ليناسب إدخال MFT واحد، فستتم قراءة الإدخال بأكمله مرة واحدة.

يحتوي أحد الإدخالات في FAT على رقم المجموعة للمجموعة الأولى في الدليل. يتطلب عرض ملف FAT البحث في بنية الملف بالكامل.

عند مقارنة سرعة العمليات التي يتم إجراؤها على الأدلة التي تحتوي على أسماء ملفات قصيرة وطويلة، ضع في اعتبارك أن سرعة العمليات لـ FAT تعتمد على العملية نفسها وحجم الدليل. إذا كان FAT يبحث عن ملف غير موجود، فإنه يبحث في الدليل بأكمله - وهي عملية تستغرق وقتًا أطول من البحث في البنية المستندة إلى B-tree التي يستخدمها NTFS. يتم التعبير عن متوسط ​​الوقت المطلوب للعثور على ملف كدالة N/2 في FAT، وكسجل N في NTFS، حيث N هو عدد الملفات.

تؤثر العوامل التالية على السرعة التي يستطيع بها نظام التشغيل Windows 2000 قراءة الملفات وكتابتها:

• تجزئة الملف. إذا كان الملف مجزأ بشكل كبير، فإن نظام NTFS عادةً ما يتطلب وصولاً أقل إلى القرص مقارنة بنظام FAT للعثور على كافة الأجزاء؛
• حجم الكتلة. بالنسبة لكلا نظامي الملفات، يعتمد حجم المجموعة الافتراضي على حجم وحدة التخزين ويتم التعبير عنه دائمًا بقدرة 2. العناوين في FAT16 هي 16 بت، وفي FAT32 - 32 بت، وفي NTFS - 64 بت؛
• يعتمد حجم المجموعة الافتراضي في FAT على حقيقة أن جدول موقع الملف يمكن أن يحتوي على 65,535 إدخالًا كحد أقصى - حجم المجموعة هو دالة لحجم وحدة التخزين مقسومًا على 65,535، وبالتالي، يكون حجم المجموعة الافتراضي لوحدة تخزين FAT دائمًا أكبر من حجم الكتلة لوحدة تخزين NTFS بنفس الحجم. لاحظ أن حجم المجموعة الأكبر لوحدات تخزين FAT يعني أن وحدات تخزين FAT يمكن أن تكون أقل تجزئة؛
• موقع الملفات الصغيرة. عند استخدام NTFS، يتم تضمين الملفات الصغيرة في سجل MFT. يعتمد حجم الملف الذي يتناسب مع سجل MFT واحد على عدد السمات الموجودة في هذا الملف.

الحد الأقصى لحجم وحدات تخزين NTFS

من الناحية النظرية، يدعم NTFS وحدات تخزين تصل إلى 232 مجموعة. ولكن مع ذلك، بالإضافة إلى عدم وجود محركات أقراص ثابتة بهذا الحجم، هناك قيود أخرى على الحد الأقصى لحجم الصوت.

أحد هذه القيود هو جدول الأقسام. تحدد معايير الصناعة حجم جدول التقسيم من 2 إلى 32 قطاعًا. هناك قيد آخر وهو حجم القطاع، وهو عادةً 512 بايت. ونظرًا لأن حجم القطاع قد يتغير في المستقبل، فإن الحجم الحالي يحدد حجم المجلد الواحد بـ 2 تيرابايت (2 32 × 512 بايت = 2 41). وبالتالي، فإن 2 تيرابايت هو الحد العملي لوحدات تخزين NTFS المادية والمنطقية.

في الجدول يوضح الشكل 11 القيود الرئيسية لنظام NTFS.

التحكم في الوصول إلى الملفات والدلائل

عند استخدام وحدات تخزين NTFS، يمكنك تعيين حقوق الوصول إلى الملفات والدلائل. تشير هذه الأذونات إلى المستخدمين والمجموعات التي يمكنها الوصول إليها ومستوى الوصول المسموح به. تنطبق حقوق الوصول هذه على المستخدمين الذين يعملون على الكمبيوتر الذي توجد عليه الملفات، وعلى المستخدمين الذين يصلون إلى الملفات عبر الشبكة عندما يكون الملف موجودًا في دليل مفتوح للوصول عن بعد.

ضمن NTFS، يمكنك أيضًا تعيين أذونات الوصول عن بعد، بالإضافة إلى أذونات الملف والدليل. بالإضافة إلى ذلك، فإن سمات الملف (للقراءة فقط، والمخفية، والنظام) تقيد أيضًا الوصول إلى الملف.

ضمن FAT16 وFAT32، من الممكن أيضًا تعيين سمات الملف، لكنها لا توفر حقوق الوصول إلى الملف.

قدم إصدار NTFS المستخدم في نظام التشغيل Windows 2000 نوعًا جديدًا من أذونات الوصول - الأذونات الموروثة. تحتوي علامة التبويب "الأمان" على الخيار السماح بانتشار الأذونات القابلة للتوريث من الأصل إلى كائن الملف هذا، وهو نشط بشكل افتراضي. يقلل هذا الخيار بشكل كبير من الوقت اللازم لتغيير حقوق الوصول إلى الملفات والأدلة الفرعية. على سبيل المثال، لتغيير حقوق الوصول إلى شجرة تحتوي على مئات الدلائل الفرعية والملفات، ما عليك سوى تمكين هذا الخيار - في نظام التشغيل Windows NT 4، تحتاج إلى تغيير سمات كل ملف ودليل فرعي على حدة.

في التين. يوضح الشكل 5 لوحة حوار الخصائص وعلامة التبويب "أمان" (القسم المتقدم) - تم إدراج حقوق الوصول الموسعة إلى الملف.

دعنا نذكرك أنه بالنسبة لوحدات تخزين FAT، يمكنك التحكم في الوصول فقط على مستوى الصوت وهذا التحكم ممكن فقط من خلال الوصول عن بعد.

ضغط الملفات والدلائل

يدعم نظام التشغيل Windows 2000 ضغط الملفات والدلائل الموجودة على وحدات تخزين NTFS. يمكن قراءة الملفات المضغوطة وكتابتها بواسطة أي تطبيق يعمل بنظام Windows. للقيام بذلك، ليست هناك حاجة لتفريغها مسبقًا. تشبه خوارزمية الضغط المستخدمة تلك المستخدمة في DoubleSpace (MS-DOS 6.0) وDriveSpace (MS-DOS 6.22)، ولكن بها اختلاف واحد مهم - في MS-DOS يتم ضغط القسم الأساسي أو الجهاز المنطقي بالكامل، بينما في نظام NTFS يمكنك ضغط القسم الأساسي بالكامل أو الجهاز المنطقي بالكامل. يمكنه حزم الملفات والأدلة الفردية.

تم تصميم خوارزمية ضغط NTFS لدعم مجموعات يصل حجمها إلى 4 كيلو بايت. إذا كان حجم الكتلة أكبر من 4 كيلو بايت، تصبح ميزات ضغط NTFS غير متوفرة.

الشفاء الذاتي NTFS

يتمتع نظام الملفات NTFS بالقدرة على الإصلاح الذاتي ويمكنه الحفاظ على سلامته من خلال استخدام سجل الإجراءات المنجزة وعدد من الآليات الأخرى.

يعتبر NTFS كل عملية تقوم بتعديل ملفات النظام على وحدات تخزين NTFS كمعاملة ويقوم بتخزين معلومات حول هذه المعاملة في سجل. يمكن إكمال المعاملة التي بدأت بالكامل (الالتزام) أو التراجع عنها (التراجع). في الحالة الأخيرة، يعود حجم NTFS إلى الحالة التي كانت عليها قبل بدء المعاملة. لإدارة المعاملات، يكتب NTFS كافة العمليات المضمنة في المعاملة إلى ملف سجل قبل الكتابة إلى القرص. بمجرد الانتهاء من الصفقة، يتم الانتهاء من جميع العمليات. وبالتالي، لا يمكن أن تكون هناك أية عمليات معلقة تحت تحكم NTFS. في حالة فشل القرص، يتم ببساطة إحباط العمليات المعلقة.

يقوم NTFS أيضًا بتنفيذ العمليات التي تسمح له بتحديد المجموعات المعيبة بسرعة وتخصيص مجموعات جديدة لعمليات الملفات. تسمى هذه الآلية إعادة رسم الخرائط العنقودية.

في هذه المراجعة، نظرنا إلى أنظمة الملفات المختلفة المدعومة في نظام التشغيل Microsoft Windows 2000، وناقشنا تصميم كل منها، ولاحظنا مزاياها وعيوبها. الأكثر واعدة هو نظام الملفات NTFS، الذي يحتوي على مجموعة كبيرة من الوظائف غير المتوفرة في أنظمة الملفات الأخرى. يتمتع الإصدار الجديد من NTFS، المدعوم من نظام التشغيل Microsoft Windows 2000، بوظائف أكبر ولذلك يوصى باستخدامه عند تثبيت نظام التشغيل Win 2000.

كمبيوتر بريس 7"2000