Основные отличия FAT и NTFS

Если говорить о накладных расходах на хранение служебной информации, FAT отличается от NTFS большей компактностью и меньшей сложностью. В большинстве томов FAT на хранение таблицы размещения, содержащей информацию обо всех файлах тома, расходуется менее 1 Мбайт. Столь низкие накладные расходы позволяют форматировать в FAT жесткие диски малого объёма и флоппи–диски. В NTFS служебные данные занимают больше места, чем в FAT. Так, каждый элемент каталога занимает 2 Кбайт. Однако это имеет и свои преимущества, так как содержимое файлов объёмом 1500 байт и менее может полностью храниться в элементе каталога.

Система NTFS не может использоваться для форматирования флоппи-дисков. Не стоит пользоваться ею для форматирования разделов объёмом менее 50-100 Мбайт. Относительно высокие накладные расходы приводят к тому, что для малых раз­делов служебные данные могут занимать до 25 % объёма носителя. Корпорация Microsoft рекомендует использовать FAT для разделов объёмом 256 Мбайт и ме­нее, а NTFS – для разделов объёмом 400 Мбайт и более1.

Следующий критерий сравнения – размер файлов. Разделы FAT имеют объём до 2 Гбайт, VFAT – до 4 Гбайт и FAT32 – до 4 Гбайт.

Тем не менее, из-за особенностей своего внутреннего строения разделы FAT лучше всего работают для разделов объёмом 200 Мбайт и менее. Разделы NTFS могут достигать 16 Эбайт, однако в настоящее время из-за аппаратных и других системных причин размер файлов ограничивается 2 Тбайт.

Разделы FAT могут использоваться практически во всех операционных системах. За редкими исключениями, с разделами NTFS можно работать напрямую только из Windows NT, хотя и имеются для ряда ОС соответствующие реализа­ции систем управления файлами для чтения файлов из томов NTFS. Так, напри­мер, утилита (драйвер) NTFSDOS позволяет читать данные NTFS на компьютере, загруженном в режиме MS-DOS. Однако полноценных реализаций для работы с NTFS вне системы Windows NT пока нет.

Разделы FAT не обеспечивают локальной безопасности. С другой стороны, раз­делы NTFS обеспечивают локальную безопасность как файлов, так и каталогов. Для разделов FAT могут устанавливаться общие права, связанные с общим доступом к каталогам в сети. Однако такая защита не помещает пользователю с ло­кальным входом получить доступ к файлам своего компьютера. В отношении безопасности NTFS оказывается предпочтительным вариантом. Разделы NTFS могут запрещать или ограничивать доступ как удаленных, так и локальных поль­зователей. Следовательно, к защищенным файлам смогут обратиться лишь те пользователи, которым были предоставлены соответствующие права.

Напомним, что Windows NT содержит специальную утилиту CONVERT.EXE, ко­торая преобразует тома FAT в эквивалентные тома NTFS, однако для обратного преобразования (из NTFS в FAT) подобных утилит не существует. Чтобы вы­полнить такое обратное преобразование, вам придется создать раздел FAT, ско­пировать в него файлы из раздела NTFS и затем удалить оригиналы. Важно при этом не забывать и о том, что при копировании файлов из NTFS в FAT теряются все атрибуты безопасности NTFS (напомним, что в FAT не предусмотрены сред­ства для определения и последующего хранения этих атрибутов).

В последнее время появилось ещё одно очень важное обстоятельство, связанное с тем, что объёмы дисковых механизмов намного превысили максимально до­пустимый размер, приемлемый для FAT, – 8,4 Гбайт. Этот предел объясняется максимально возможными значениями в адресе сектора, для которого, как мы уже знаем, отводится всего 3 байта. Поэтому в подавляющем большинстве слу­чаев при работе в среде Windows-систем используют либо FAT32, либо NTFS. Последняя, безусловно, лучше, но она не поддерживается в широко распространённых ОС Windows 98 и ныне всё более часто встречающейся Windows Millennium Edition.

Контрольные вопросы и задачи

Вопросы для проверки

1 Почему создание подсистемы ввода/вывода считается одной из самых сложных областей проектирования операционных систем?

2 Почему операции ввода/вывода в ОС объявляются привилегированными?

3 Перечислите основные задачи, возлагаемые на супервизор ввода/вывода.

4 В каких случаях устройство ввода/вывода называется инициативным?

5 Какие режимы управления вводом/выводом вы знаете? Опишите каждый из них.

6 Что означает термин «spooling» и что означает термин «swapping»?

7 Чем обеспечивается независимость пользовательских программ от устройств ввода/вывода, подключенных к компьютеру?

8 Что такое синхронный и асинхронный ввод/вывод?

9 Расскажите о кэшировании операций ввода/вывода при работе с накопителями на магнитных дисках.

10 Что такое «файловая система»? Что обеспечивает использование той или иной файловой системы? Какие файловые системы, используемые в ОС иПК, вы знаете?

11 Опишите структуру магнитного диска (разбиение дисков на разделы). Сколько (и каких) разделов может быть на магнитном диске?

12 Как в общем случае осуществляется загрузка ОС после включения компью­тера? Что такое системный и внесистемный загрузчики? Где они располага­ются?

13 Объясните общие принципы файловой системы FAT. Что такое кластер, от чего зависит его размер?

14 Сравните файловые системы FAT16 и FAT32. В чём заключаются их досто­инства и недостатки?

15 За счёт чего в файловой системе HPFS обеспечена высокая производительность?

16 Что означает «журналирование» файловых операций? Что это даёт?

17 Расскажите о правилах, которые определяют состояние прав доступа при перемещении или копировании объектов, если используется NTFS.

18 Проведите сравнительный анализ файловых систем HPFS и NTFS; перечислите достоинства и недостатки каждой.

Задания

1 Используя ПК с установленной на нем ОС Windows NT 4.0, исследуйте огра­ничения доступа к файлам и каталогам, которыми обладает файловая система NTFS. Расскажите о результатах.

2 Используя ПК с установленной на нем ОС Windows NT 4.0, проверьте прави­ла, которые определяют состояние прав доступа при перемещении или копировании объектов при использовании NTFS. Расскажите о результатах.

3 Используя специально выделенный для этих целей ПК, изучите структуру диска и освойте работу с программой Disk Editor. Выполните следующее за­дание:

¨ Включите компьютер. Во время выполнения программы самотестирования войдите в BIOS и установите возможность загрузки с дискеты.

¨ Загрузите операционную систему, расположенную на магнитном диске. Покажите преподавателю, что она работает.

¨ Загрузитесь с системной дискеты (на ней должна быть MS-DOS 6.2 или какая-нибудь другая версия DOS).

¨ Запустите программу Disk Editor из комплекта утилит от Питера Нортона. С помощью встроенных подсказок изучите основные возможности этой утилиты.

¨ Посмотрите структуру диска. Сохраните MBR и загрузочный сектор на свою дискету.

¨ Найдите таблицы размещения файлов для двух разделов магнитного дис­ка. Сохраните их на дискете. Выйдите из программы Disk Editor.

¨ Запустите программу FDISK. Посмотрите структуру диска – сколько и каких разделов на нём расположено?

¨ Удалите все логические диски с помощью программы FDISK.

¨ Перезапустите компьютер и убедитесь, что операционная система, расположенная раньше на магнитном диске, больше не функционирует. Пока­жите преподавателю.

¨ Восстановите операционную систему и файлы, расположенные на магнитном диске, используя программу Disk Editor и файлы, которые вы ранее создали с её помощью. Покажите преподавателю.