Файловые системы Microsoft Windows

Примеры общепринятых расширений для популярных типов файлов

Многие современные ОС (например, семейство Windows) не различают регистр символов, поддерживают длинные имена (до 256 символов русского и других алфавитов), в которых можно использовать даже пробелы, но тогда в режиме командной строки следует заключать такое имя в кавычки. При использовании в длинном имени нескольких точек расширением считается правая часть имени после последней точки. Недопустимо использовать в имени девять специальных символов: \ / : * ? " < > | . Особо отметим символы замещения, используемые в шаблонах при групповых операциях с файлами. Символ ? замещает любой символ, а * – любой набор символов. Так, при поиске по шаблону 123.* найдутся файлы с именем 123 и любым расширением, например, 123.4, 123.45, 123.exe. А шаблону (или маске) 1?3.45 соответствуют файлы 123.45, 183.45, 1_3.45.

При создании иерархической структуры хранения файлов используется понятие каталога (папки) – специального файла, способного объединять в себе группу файлов нижеследующего уровня. Каталог самого верхнего уровня логического диска называется корневым. Путь к файлу указывается последовательностью имён каталогов через разделитель \ . Запись имени файла с указанием пути к нему называют полным именем файла. Например, имя «D:\Student\lab\1.doc» указывает, что файл 1.doc находится в папке \lab\, родительским каталогом которой является \Student, находящийся в корневом каталоге диска D. Полное имя файла является уникальным для данного носителя.

Рассмотрим основные файловые системы, поддерживаемые в ОС семейства Windows – FAT16, FAT32, NTFS, а также системы CDFS и UDF. Каждая файловая система имеет свои особенности.

Система FAT16 существовала ещё до МS-DOS. Её название – таблица расположения файлов (File Allocation Table) – отлично отражает физическую организацию файловой системы. FAT16 использует 16-битную адресацию и, соответственно, количество кластеров фиксировано и составляет 2¹⁶. Размер кластера зависит от размера тома (логического диска) и колеблется от 512 байт до 64 Кбайт. Максимальный размер поддерживаемого дискового пространства не превышает 4 Гбайт. Отличием корневого каталога от всех прочих является фиксированное число вхождений (512 файлов и каталогов).

Система FAT32 обладает расширенными возможностями, использует 32-битную адресацию. Максимальный размер тома составляет 2 Тбайта а соответствующий размер кластера – 32 Кбайт. Ограничение на число вхождений для корневого каталога составляет 65535. Основное преимущество FAT32 по сравнению с FAT16 заключается в более эффективном использовании пространства больших дисков из-за уменьшения размера кластеров.

Начиная с версии Windows NT 4 поддерживается новая файловая система NTFS (New Technology File System), основанная на использовании специального файла MFT (Master File Table). Часть пространства диска (12 %) отводится под записи MFT. В одной записи MFT обычно содержится информация о размещении и атрибутах одного файла. Но если у файла большой набор атрибутов или он становится слишком фрагментированным, то для хранения информации о нём могут создаваться дополнительные записи. Данные о файлах и каталогах небольшого размера (до 1500 байт) полностью содержатся в одной записи.

Ключевые преимущества NTFS:

- гарантируется сохранность данных за счёт использования протокола и алгоритмов восстановления информации;

- возможность сжатия отдельных файлов. Такие сжатые файлы при чтении автоматически распаковываются, а при закрытии и сохранении снова упаковываются;

- защита файлов и каталогов путём задания атрибутов доступа;

- поддержка резервной копии загрузочного сектора, располагаемой в конце тома;

- поддержка системы шифрования содержимого файлов Encrypted File System (EFS), обеспечивающей защиту от неавторизованного доступа.

Файловая система CDFS (Compact Disk File System) соответствует стандарту ISO 9660, описывающему расположение информации на CD-ROM. Поддерживаются длинные имена файлов.

Файловая система UDF (Universal Disk Format) соответствует стандарту ISO 13346 и используется для обмена данными с накопителями CD-ROM и DVD.