Главная страницаОбратная связьКарта сайта

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА И ФОРМАТИРОВАНИЕ FLASH-УСТРОЙСТВ


Операционная система Windows поддерживает несколько операционных систем: NTFS, FAT и FAT32. В принципе выбор файловой системы основывается на том, какая операционная система используется, каков размер флешки, а также каковы цели и уровень подготовки пользователя. Уже в самом начале этой главы необходимо отметить, что безусловно наилучшей файловой системой под Windows является NTFS.

Преимущества NTFS касаются практически всего: производительности, надежности и эффективности работы с данными (файлами) на диске. Так, одной из основных целей создания NTFS было обеспечение скоростного выполнения операций над файлами (копирование, чтение, удаление, запись), а также предоставление дополнительных возможностей: сжатие данных, восстановление поврежденных файлов системы на больших дисках и т.д.

Другой основной целью создания NTFS была реализация повышенных требований безопасности, так как файловые системы FAT/FAT32 в этом отношении вообще никуда не годились. Именно в NTFS вы можете разрешить или запретить доступ к какому-либо файлу или папке (разграничить права доступа).

Давайте сначала рассмотрим сравнительные характеристики файловых систем, а потом остановимся на каждой из них поподробнее. Сравнение, для большей наглядности, проведем в табличной форме.

Сперва посмотрим какие файловые системы поддерживаются какими операционными системами (табл. 3.1). А потом поглядим, какого размера могут быть тома и файлы при использовании различных файловых систем (табл. 3.2).

Таблица 3.1. Совместимость файловых и операционных систем



* Обратите внимание, что в файловой системе NTFS нельзя форматировать дискеты.

Как видно из табл. 3.2, файловая система FAT для современных флешек хоть и на пределе, но все еще может использоваться. Но она является морально устаревшей и практически не применяется. Что касается FAT32, то именно она используется сейчас для абсолютного большинства флешек. Ведь максимальный размер тома в FAT32 должен не превышать 32 Гб, ну и к тому же большинство пользователей не хранит на флешках файлы более 4 Гб. Кроме того, FAT32 обеспечивает наибольшую совместимость, так как поддерживается практически всеми современными компьютерными устройствами.

Идеальным решением по производительности, надежности и качеству различных функций является NTFS, которая к тому же лишена перечисленных выше недостатков FAT32. Так что, даже не вдаваясь в детали и специальные возможности файловой системы NTFS, можно сделать выбор в ее пользу. Форматирование флешки в NTFS не только позволяет забыть о такой напасти FAT/FAT32, как потерянные кластеры, но и повышает надежность и долговечность флешек, а также позволяет несколько увеличить скорость чтения/записи данных.

Однако файловую систему NTFS не рекомендуется использовать для флешек в следующих случаях:

•          Если вы собираетесь пользоваться флешкой на компьютерах, работающих под управлением операционной системы Windows 98. Что навряд ли, но вполне может быть.

•          Если вы собираетесь создавать загрузочную флешку.

Файловая система FAT

Файловая система FAT (обычно под ней понимается FAT 16) была разработана достаточно давно и предназначалась для работы с небольшими дисковыми и файловыми объемами, простой структурой каталогов. Аббревиатура FAT расшифровывается как File Allocation Table (с англ. таблица размещения файлов). Эта таблица размещается в начале тома, причем хранятся две ее копии (в целях обеспечения большей устойчивости).

Данная таблица используется операционной системой для поиска файла и определения его физического расположения на жестком диске. В случае повреждения таблицы (и ее копии) чтение файлов операционной системой становится невозможно. Она просто не может определить, где какой файл, где он начинается и где заканчивается. В таких случаях говорят, что файловая система «упала». Хочу пожелать вам избежать такого «удовольствия».

Файловая система FAT изначально разрабатывалась компанией Microsoft для дискет. Только потом они ее стали применять для жестких дисков, а теперь и для флешек. Сначала это была FAT 12 (для дискет и жестких дисков до 16 Мб), а потом она переросла в FAT 16, которая была введена в эксплуатацию с операционной системой MS-DOS 3.0.

Далее она поддерживается в Windows 3.x, Windows 95/98, Windows NT/2000. Ну и в Windows XP/Vista ее поддержка все-таки была включена: в целях совместимости со старым оборудованием и старым программным обеспечением.

 Файловая система FAT 32

Начиная с Windows 95 OSR2, компания Microsoft начинает активно использовать в своих операционных системах FAT32 - тридцатидвухразрядную версию FAT. Что поделать, технический прогресс не стоит на месте (а в компьютерной индустрии он вообще движется семимильными шагами), и возможностей FAT 16 стало явно недостаточно.

По сравнению с ней FAT 32 стала обеспечивать более оптимальный доступ к дискам, более высокую скорость выполнения операций ввода/вывода, а также поддержку больших файловых объемов (объем диска до 2 Тбайт).

В FAT 32 реализовано более эффективное расходование дискового пространства (путем использования более мелких кластеров). Выгода по сравнению с FAT 16 составляет порядка 10-15%. То есть при использовании FAT32 на один и тот же диск может быть записано информации на 10-15% больше, чем при использовании FAT16.

Кроме того, необходимо отметить, что FAT 32 обеспечивает более высокую надежность работы и более высокую скорость запуска программ. Обусловлено это двумя существенными нововведениями:

•          возможностью перемещения корневого каталога и резервной копии FAT (если основная копия получила повреждения);

•          возможностью хранения резервной копии системных данных.

Файловая система NTFS

Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации: каждый элемент системы

представляет собой файл.

Общие сведения

Ни одна из версий FAT не обеспечивает хоть сколько-нибудь приемлемого уровня безопасности. Это, а также необходимость добавочных файловых механизмов (сжатия, шифрования) привели к необходимости создания
принципиально новой файловой системы. И ею стала файловая система NT (NTFS).

Как уже упоминалось, основным ее достоинством является защищенность: для файлов и папок NTFS могут быть назначены права доступа (на чтение, на запись и т.д.). Благодаря этому существенно повысилась безопасность данных и устойчивость работы системы.

Назначение прав доступа позволяет запретить/разрешить каким-либо пользователям и программам проделывать какие-либо операции над файлами. Например, не обладая достаточными правами, посторонний пользователь не сможет изменить какой-либо файл. Или, опять же не обладая достаточными правами, файл не сможет испортить вирус.

Кроме того, NTFS, как было сказано выше, обеспечивает лучшую производительность и возможность работы с большими объемами данных. Напоминаю, что форматирование флешки в NTFS не только позволяет забыть о такой напасти FAT/FAT32, как потеряннее кластеры, но и повышает надеж­ность и долговечность флешек, а также позволяет несколько увеличить скорость чтения/записи данных.

Начиная с Windows 2000 используется версия NTFS 5.0, которая помимо стандартных позволяет реализовывать следующие возможности:

•          Шифрование данных - эта возможность реализуется специальной надстройкой NTFS, которая называется Encrypting File System (EFS) - шифрующая файловая система. Благодаря этому механизму шифрованные данные могут быть прочитаны только на компьютере, на котором произошла шифровка. В Windows XP этот механизм был существенно доработан, были устранены недостатки.

•          Дисковые квоты - стало возможно назначать пользователям определенный (ограниченный) размер на диске, который они могут использовать.

•          Эффективное хранение разреженных файлов. Встречаются файлы, в которых содержится большое количество последовательных пустых файлов. Так файловая система NTFS позволяет оптимизировать их хранение.

•          Использование журнала изменений - позволяет регистрировать все операции доступа к файлам и томам.

И еще одно нововведение NTFS - точки монтирования. С помощью точек монтирования вы можете определить различные, не связанные между собой папки и даже диски в системе как один диск или папку. Это имеет большую



Рис. 3.1. Чего только не придумают производители флешек важность для определения в одном месте разнородной информации, находящейся в системе.

Устройство NTFS. Главная таблица файлов MFT

Как и любая другая файловая система, NTFS делит все полезное место на кластеры - минимальные блоки данных, на которые разбиваются файлы. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров — от 512 байт до 64 Кбайт. Однако общепринятым стандартом считается кластер размером 4 Кбайт. Именно он используется по умолчанию. Принцип существования кластеров можно проиллюстрировать следующим примером.

Если у вас размер кластера составляет 4 Кб (что скорее всего), а вам нужно сохранить файл размером 5 Кб, то реально под него будет выделено 8 Кб. Так как в один кластер он не помещается, а под файл дисковое пространство выделяется только кластерами.

Для каждого NTFS-диска имеется специальный файл - MFT (Master Allocation Table - главная таблица файлов). В этом файле содержится централизованный каталог всех имеющихся на диске файлов. При создании файла NTFS создает и заполняет в MFT соответствующую запись, в которой содержится информация об атрибутах файла, содержимом файла, имени файла и т.п.

Помимо MFT имеется еще 15 специальных файлов (вместе с MFT -16), которые недоступны операционной системе и называются метафайлами. Имена всех метафайлов начинаются с символа $, но стандартными средствами операционной системы просмотреть их и вообще увидеть не представляется возможным. Далее для примера представлены основные метафайлы:

•          $MFT - сам MFT;

•          $MFTmirr — копия первых 16 записей MFT, размещенная посередине диска;

•          $LogFile — файл поддержки журналирования (см. ниже);

•          $Volume — служебная информация — метка тома, версия файловой системы и т.д.;

•          $AttrDef — список стандартных атрибутов файлов на томе;

•          $. — корневой каталог;

•          $Bitmap — карта свободного места тома;

•          $Boot — загрузочный сектор (если раздел загрузочный);

•          $Quota — файл, в котором записаны права пользователей на использование дискового пространства;

•          $Upcase — файл-таблица соответствия заглавных и прописных букв в именах файлов на текущем томе. Нужен в основном потому, что в NTFS имена файлов записываются в Unicode, что составляет 65 тысяч различных символов, искать большие и малые эквиваленты которых очень нетривиально.

Что касается принципа организации данных на диске NTFS, то он условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT- зону — пространство, в которое растет метафайл MFT.

Запись каких-либо пользовательских данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой — это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

Однако при нехватке дискового пространства MFT-зона может сама уменьшаться (если это возможно), так что никакого дискомфорта вы замечать не будете. При этом данные уже будут записываться в бывшую MFT-зону

В случае последующего высвобождения дискового пространства MFT-зона снова будет увеличиваться, однако в дефрагментированном виде (то есть не единым блоком, а несколькими частями на диске). В этом нет ничего страшного, просто считается, что система более надежна, когда MFT-файл не де-фрагментирован. Кроме того, при недефрагментированном MFT-файле вся файловая система работает быстрее. Соответственно, чем более дефрагмен-тированным является MFT-файл, тем более медленно работает файловая система.

Что касается размера MFT-файла, то он примерно вычисляется исходя из 1 Мб на 1000 файлов.

Точно узнать размер и степень фрагментации MFT-файла можно с помощью стандартной утилиты Дефрагментация диска (Disk Defragmenter), входящей в состав Windows. Вызывается эта утилита следующим образом: Пуск ■> Все программы + Стандартные г> Служебные + Дефрагментация диска.



Рис. 3.2. Узнаем размер и степень дефрагментации MFT-файла

Далее в появившемся окне программы выберите NTFS-диск и нажмите на кнопку Анализ (Analyze), а по прошествии некоторого времени - Вывести отчет (View Report). Прокрутив полученную информацию чуть вниз, вы получите исчерпывающие сведения о вашем MFT-файле (рис. 3.2).

Форматирование средствами операционной системы

Внимание! Перед тем, как отформатировать флешку, обязательно скопируйте с нее все имеющиеся файлы. В процессе форматирования все файлы на флешке будут утеряны, и восстановить их будет практически невозможно.

Чтобы отформатировать флешку, вставьте ее в один из USB-портов компьютера, откройте окно Мой компьютер (в Windows XP) или Компьютер (в Windows Vista), а затем:

1.   Щелкните по значку Flash-диска правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите команду Форматировать....


2. В появившемся диалоговом окне Формат Съемный диск (см. рис. 3.3), в списке Файловая система вы можете выбрать тип файловой системы, в которой должна будет отформатирована флешка. Стоит отметить такую особенность, что стандартными средствами операционной системы Windows почему-то нельзя отформатировать флешку в файловой системе NTFS - только в FAT или в FAT32. По умолчанию установлена FAT32. Чтобы отформатировать флешку в NTFS, необходимо либо воспользоваться специальной программой (одной из лучших является HP Format Utility, о ней читайте чуть ниже), либо предпринять один небольшой трюк, о котором мы тоже скажем чуть ниже. В стандартной ситуации достаточно будет и форматирования в FAT32. Размер кластера в поле Размер кластера менять не рекомендуется.

Рис. 3.3. Диалоговое окно Формат


3. С помощью флажка Быстрое (очистка оглавления) можно указать использование быстрого форматирования, суть которого состоит в удалении таблицы файлов, имеющихся на флешке. В результате она будет восприниматься как абсолютно чистая (хотя файлы при этом фактически еще будут присутствовать, и в некоторых случаях их еще можно будет восстановить). Быстрое форматирование производится за считанные секунды, но может использоваться только тогда, когда флешка уже была ранее отформатирована. Основной недостаток быстрого форматирования состоит в том, что в ходе его не производится поиск поврежденных секторов. Основная ценность же повторного форматирования состоит как раз в поиске и исключении из работы поврежденных секторов. Таким образом, использовать быстрое форматирование не рекомендуется. Лучше подождать пару минут, но получить на выходе полностью отформатированную флешку, у которой все сектора гарантированно рабочие.

4.               В поле Метка тома диалогового окна Формат Съемный диск можно ввести имя диска, под которым флешка впоследствии будет отображаться в окне Проводника и в окне Мой компьютер (Компьютер).

5.               Для начала процесса форматирования нажмите кнопку Начать.

Хитрость, позволяющая штатными средствами Windows отформатировать флешку в файловой системе NTFS, состоит в том, чтобы сначала отформатировать ее по FAT32 (как было показано выше), а потом, с помощью мини-программы convert, преобразовать FAT32 в NTFS.

Чтобы воспользоваться программой convert, выберите Пуск -> Выполнить,

в появившемся небольшом окне введите команду cmd и нажмите ОК. В результате будет открыто окно командной строки, в котором можно использовать команды-программы командной строки в текстовом (терминальном) режиме. Чтобы воспользоваться программой-командой convert для преобразования файловой системы флешки в NTFS, введите с клавиатуры

convert h: /fsrntfs /nosecurity /x


и нажмите клавишу «Enter». Здесь h: — это текущее имя флешки, подставьте вместо него свое. Пройдет несколько секунд, и преобразование будет произведено. Описание возможных параметров convert приведено ниже.

/CVTAREA:имя_файла

Указывает непрерывный файл в корневой папке для резервирования места для системных файлов NTFS. /NoSecurity Параметры безопасности для преобразуемых файлов и папок

будут доступны для изменения всем.
/X                     Принудительное снятие этого тома (если он был подключен).

Все открытые дескрипторы этого тома станут недопустимыми.

Если вы задались мыслью отформатировать флешку в NTFS, то более удобным, наверное, будет воспользоваться утилитой HP Format Utility, о которой мы и поговорим в следующем пункте главы.


 Программа HP Format Utility - лучший инструмент для форматирования Flash-устройств

Программа HP Format Utility (полное название HP Windows Format Utility for USB Drive Key), как было уже отмечено чуть ранее, по общему мнению большинства пользователей является наилучшим инструментом по форматированию флешек. Размер ее минимален (500 Кб), устанавливать ее не требуется (запускается двойным щелчком по файлу HPUSBFW.exe), а функциональность обеспечивает всем, чем нужно.

Сразу после запуска программы на экране монитора появится окно программы, показанное на рис 3.4. Работа с программой строится следующим образом:

Рис. 3.4. HP Format Utility


1.               В списке Device вам необходимо выбрать флеш-накопитель, подлежащий форматированию.

2.               В раскрывающемся списке File System требуется указать тип файловой системы. В нашем случае мы стремимся отформатировать флешку в NTFS, соответственно,ее и выберем. Установка флажка Quick format устанавливает быстрый режим форматирования (о том, что это такое, было сказано чуть выше в предыдущем пункте главы). Установка флажка Enable Compressions включает сжатие, которое будет автоматически применяться ко всем файлам, размещаемым на флешке.

3.    Чтобы начать форматирование, в окне программы нажмите Start.



Рис. 3.5. Флешка для самых маленьких

3.4. Разное

В принципе, большинство производителей Flash-дисков выпускают свои программки для форматирования своих флешек. Наконец, полезно, наверное, отметить существование и альтернативных программ для работы с флешками, кроме HP Format Utility. Последняя хоть и признана большинством пользователей лучшей в своем роде, но кому-то, возможно, больше подойдет что-то другое.

Среди альтернатив хотелось бы отметить следующие:

•         Jet Flash 120 Recovery Tool — фирменная утилита от Transcend для восстановления Jetflash.

•         HDD Low Level Format Tool — низкоуровневое форматирование накопителей и флеш-карт.

•         Flash Recovery Tool 1.0 - программа восстановления работоспособности флешек.

•         FLASH DOCTOR RUSSIAN vl.0.2 - программа для работы с носителями (флеш, жёсткие диски). Использует низкоуровневый метод форматирования дисков, может создавать образы дисков и записывать их на носители.

Flash Memory Toolkit 1.1 — набор различных средств (диагностических и восстанавливающих) для работы с флешками.

HP USB Disk Storage Format Tool - компактная утилита для форматирования различных флешек.

F-Recovery — восстанавливает фото- и видеоданные после форматирования или ошибок записи. Для каждого типа карт есть своя версия утилиты.





Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА И ФОРМАТИРОВАНИЕ FLASH-УСТРОЙСТВ", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2017 Дискета.info