磁碟檔案系統

磁碟檔案系統是組織、存儲命名檔案的結構,常用的有MS-DOSWindows 3.x。

基本介紹

檔案系統定義,檔案系統大家族,

檔案系統定義

所謂檔案系統,它是作業系統中藉以組織、存儲命名檔案的結構。磁碟或分區和它所包括的檔案系統的不同是很重要的,大部分應用程式都基於檔案系統進行操作,在不同種檔案系統上是不能工作的。

檔案系統大家族

常用的檔案系統有很多,MS-DOSWindows 3.x使用FAT16檔案系統,默認情況下Windows 98也使用FAT16,Windows 98和Me可以同時支持FAT16、FAT32兩種檔案系統,Windows NT則支持FAT16、NTFS兩種檔案系統,Windows 2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三種檔案系統,Linux則可以支持多種檔案系統,如FAT16、FAT32、NTFS、Minix、ext、ext2、xiafs、HPFS、VFAT等,不過Linux一般都使用ext2檔案系統。下面,筆者就簡要介紹這些檔案系統的有關情況:
(1)FAT16
FAT的全稱是“File Allocation Table(檔案分配表系統)”,最早於1982年開始套用於MS-DOS中。FAT檔案系統主要的優點就是它可以允許多種作業系統訪問,如MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。這一檔案系統在使用時遵循8.3命名規則(即檔案名稱最多為8個字元,擴展名為3個字元)。
磁碟檔案系統
檔案系統就是在硬碟上存儲信息的格式。在所有的計算機系統中,都存在一個相應的檔案系統,它規定了計算機對檔案和資料夾進行操作處理的各種標準和機制。因此,用戶對所有的檔案和資料夾的操作都是通過檔案系統來完成的。其中Windows 2000支持的檔案系統包括:
o 標準檔案分配表( FAT ),運行Windows NT、Windows 95、MS - DOS或OS/2可以存取主分區或者邏輯分區FAT上的檔案。
o 增強的檔案分配表(FAT32),這是在大型磁碟驅動器(超過512 兆位元組)上存儲檔案的極有效的系統,如果用戶的驅動器使用了這種格式,則會在驅動器上創建多至幾百兆的額外硬碟空間,從而更高效地存儲數據。此外,可使程式運行加快50 %,而使用的計算機系統資源卻更少。
o Windows 2000中推薦的檔案系統(NTFS),只有運行Windows 2000或Windows NT的計算機才可以存取NTFS卷中的檔案。
用戶在安裝Windows 2000 之前,應該先決定選擇哪一種檔案系統。Windows 2000支持使用NTFS檔案系統和檔案分配表檔案系統(FAT或FAT32)。本節以下內容將對以上的幾種檔案系統作簡單介紹。
FAT檔案系統
FAT檔案系統最初用於小型磁碟和簡單檔案結構的簡單檔案系統。FAT檔案系統得名於它的組織方法:放置在捲起始位置的檔案分配表。為了保護卷,使用了兩份拷貝,確保即使損壞了一份也能正常工作。另外,為確保正確裝卸啟動系統所必須的檔案,檔案分配表根資料夾必須存放在固定的位置。
採用FAT檔案系統格式化的卷以簇的形式進行分配。默認的簇大小由卷的大小決定。對於FAT檔案系統,簇數目必須可以用16位的二進制數字表示,並且是2的乘方。通過使用命令行提示符下的format程式,用戶可以指定簇的大小。不過,用戶所指定的簇的大小必須大於表中給出的大小。由於額外開銷的原因,在大於511MB的卷中不推薦使用FAT檔案系統。如果用戶的計算機上運行的是Windows 95、Windows for Workgroups、MS-DOS、OS/2或Windows 95以前的版本,那么FAT檔案系統格式是最佳的選擇。
不過,需要注意的是,FAT檔案系統最好被用在較小的卷上。因為,在不考慮簇大小的情況下,使用FAT檔案系統,卷不能大於4GB。
FAT32檔案系統
FAT32檔案系統提供了比FAT檔案系統更為先進的檔案管理特性,例如,支持超過32GB的卷以及通過使用更小的簇來更有效率地使用磁碟空間。作為FAT檔案系統的增強版本,它可以在容量從512MB到2TB的磁碟驅動器上使用。
在以前的作業系統中,只有Windows 2000、Windows 98和Windows 95 OEM Release 2版能夠訪問FAT32卷。MS-DOS、Windows 3.1及較早的版本、Windows for Workgroups、Windows NT 4.0及更早的版本都不能識別FAT32卷,同時也不能從FAT32上啟動它們。FAT和FAT32可以與Windows 2000之外的其它作業系統兼容。如果設定了雙重啟動配置,很可能需要FAT或FAT32檔案系統。如果用戶正在對Windows 2000 和另一個作業系統進行雙重啟動配置,請選擇一個適用於後者的檔案系統。選擇的標準如下:
o 如果安裝分區小於2GB,或者如果希望雙重啟動配置Windows 2000 和MS - DOS、Windows 3.1、Windows 95或Windows NT較早的版本,將安裝分區格式化為FAT。
o 在大於或等於2GB的分區上使用FAT32檔案系統。如果在Windows 2000安裝程式中選擇使用FAT格式化,並且安裝分區大於2GB,安裝程式將自動按FAT32格式化。對於大於32GB的分區,建議您使用NTFS而不用FAT32檔案系統。
NTFS檔案系統
Windows 2000所推薦使用的NTFS檔案系統提供了FAT和FAT32檔案系統所沒有的、全面的性能,可靠性和兼容性。NTFS檔案系統的設計目標就是用來在很大的硬碟上能夠很快地執行諸如:讀、寫和搜尋這樣的標準檔案操作,甚至包括像檔案系統恢復這樣的高級操作。NTFS檔案系統包括了公司環境中檔案伺服器和高端個人計算機所需的安全特性。NTFS檔案系統還支持對於關鍵數據完整性十分重要的數據訪問控制和私有許可權。除了可以賦予Windows 2000計算機中的已分享檔案夾特定許可權外, NTFS檔案和資料夾無論共享與否都可以賦予許可權。NTFS是Windows 2000 中唯一允許為單個檔案指定許可權的檔案系統。然而,當用戶從NTFS卷移動或複製檔案到FAT卷時,NTFS檔案系統許可權和其它特有屬性將會丟失。
像FAT檔案系統一樣,NTFS檔案系統使用簇作為磁碟分配的基本單元。在NTFS檔案系統中,默認的簇大小取決於卷的大小。在"磁碟管理器"中,用戶可以指定的簇大小最大為4k。
Windows 2000包括一個新版本的NTFS,該檔案系統在原有的靈活的安全特性(比如域和用戶帳戶資料庫)之上又加入了新的特性,如活動目錄(Active Directory)Windows 2000中使用的NTFS檔案系統支持以下特性:
o 活動目錄。使網路管理者和網路用戶可以方便靈活地查看和控制網路資源。
o 域。它是活動目錄的一部分,幫助網路管理者兼顧管理的簡單性和網路的安全性。例如,只有在NTFS檔案系統中用戶才能設定單個檔案的許可許可權而不僅僅是目錄的許可許可權。
o 檔案加密。能夠大大提高信息的安全性。
o 稀鬆檔案。應用程式生成的一種特殊檔案,它的檔案尺寸非常大,但實際上只需要少部分的磁碟空間。就是說,NTFS只需要給這種檔案實際寫入的數據分配磁碟存儲空間。
o 其他的數據存儲模式。這些模式可以提高存儲和修改信息的效率。
o 磁碟活動的恢復日誌。它將幫助用戶在電源失效或其他系統故障時快速恢覆信息。
o 磁碟配額。管理者可以管理和控制每個用戶所能使用的最大磁碟空間。
o 對於大容量驅動器的良好擴展性。NTFS中最大驅動器的尺寸遠遠大於FAT格式的,而且,NTFS的性能和存儲效率並不象FAT那樣隨著驅動器尺寸的增大而降低。
只有在NTFS檔案系統中用戶才可以使用諸如"活動目錄"和基於域的安全策略等重要特性。
需要把整個磁碟或某個磁碟驅動器做成NTFS檔案系統的用戶,可在安裝Windows 2000時,在安裝精靈的幫助下完成所有操作。安裝程式可以很輕鬆地把分區轉化為新版本的NTFS檔案系統,即使以前的分區使用的是FAT或FAT32。安裝程式會檢測現有的檔案系統格式。如果是NTFS,則自動進行轉換;如果是FAT或FAT32,會提示安裝者是否轉換為NTFS。用戶也可以在安裝完畢之後使用Convert.exe來把FAT或FAT32的分區轉化為新版本的NTFS分區。無論是在運行安裝程式中還是在運行安裝程式之後,這種轉換都不會使用戶的檔案受到損害(相對於重新格式化磁碟來說)。
如果使用雙重啟動配置,則可能無法從計算機上的另一個作業系統訪問NTFS分區上的檔案。所以,如果要使用雙重啟動配置,FAT32或者FAT檔案系統將是更適合的選擇。
NTFS和檔案分配表檔案系統的區別
運行Windows 2000的計算機的磁碟分區可以使用三種類型的檔案系統: NTFS、FAT和FAT32。安裝Windows 2000的用戶建議使用NTFS檔案系統。FAT和FAT32很相似,只是FAT32更適合於較大容量的硬碟(對於大硬碟來說,最佳的檔案系統是NTFS)。本節將幫助用戶比較各種檔案系統的優劣。
NTFS檔案系統是使用Windows 2000 所推薦的檔案系統。NTFS具有FAT檔案系統的所有基本功能,並且提供如下的FAT或FAT32檔案系統所沒有的優點:
o 更為安全的檔案。
o 更好的磁碟壓縮性能。
o 支持最大達2TB的大硬碟(NTFS可支持的最大磁碟容量比FAT的大得多,而且隨著磁碟容量的增大,NTFS的性能不像FAT那樣隨之降低)。
o 雙重啟動配置(在同一台計算機上同時安裝有Windows 2000和其他作業系統)。
只有一種情況用戶可能需要使用FAT或FAT32檔案系統,就是確有必要配置Windows 2000和早期作業系統的雙重啟動。在這種情況下,用戶就應該把系統配置成雙重啟動並在硬碟上用FAT或FAT32分區做為主分區啟動分區)。這是因為早期的作業系統不能訪問採用最新版本NTFS格式的本地硬碟分區,唯一的例外就是Windows NT 4.0 加上Service Pack 4或更高版本,它能夠訪問這種硬碟分區,但也有所限制。Windows NT不能訪問使用NTFS新特性存儲的本地檔案,因為這些NTFS新特性在Windows NT4.0發布時還沒有出現。如果伺服器不需要配置雙重啟動功能,建議檔案系統採用NTFS格式。
Windows 2000支持由Windows 95或Windows 98創建的任何尺寸的FAT32卷。然而,Windows 2000隻能格式化最大32GB的FAT32卷。如果用戶在安裝過程中選擇的FAT分區大於2GB,則安裝程式自動地把它格式化為FAT32格式。對於大於32GB的卷建議使用NTFS而不是FAT32。
VFAT
VFAT是“擴展檔案分配表系統”的意思,主要套用於在Windows 95中。它對FAT16檔案系統進行擴展,並提供支持長檔案名稱,檔案名稱可長達255個字元,VFAT仍保留有擴展名,而且支持檔案日期和時間屬性,為每個檔案保留了檔案創建日期/時間、檔案最近被修改的日期/時間和檔案最近被打開的日期/時間這三個日期/時間
HPFS
高性能檔案系統。OS/2的高性能檔案系統(HPFS)主要克服了FAT檔案系統不適合於高檔作業系統這一缺點,HPFS支持長檔案名稱,比FAT檔案系統有更強的糾錯能力。Windows NT也支持HPFS,使得從OS/2到Windows NT的過渡更為容易。HPFS和NTFS有包括長檔案名稱在內的許多相同特性,但使用可靠性較差。
ext2
這是Linux中使用最多的一種檔案系統,因為它是專門為Linux設計,擁有最快的速度和最小的CPU占用率。ext2既可以用於標準的塊設備(如硬碟),也被套用在軟碟等移動存儲設備上。現在已經有新一代的Linux檔案系統如SGI公司的XFS、ReiserFS、ext3檔案系統等出現。

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