В. Королев - Компьютер на флешке. Работающие Windows, Linux, Офис и 150 самых полезных программ у вас в кармане

• Если вы собираетесь создавать загрузочную флешку.

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.

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.

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 потерянные 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 важность для определения в одном месте разнородной информации, находящейся в системе.

Рис. 3.1. Чего только не придумают производители флешек

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: