Файловые системы Windows

Операционная система Windows 8, Windows 8.1 поддерживает несколько файловых систем: NTFS, FAT и FAT32. Но работать может только на NTFS , то есть установлена может быть только на раздел жесткого дис­ка, отформатированного в данной файловой системе.

Обусловлено это теми особенностями и инструментами безопасности, которые преду­смотрены в NTFS , но отсутствуют в файловых системах Windows предыдущего поколения: FAT16 и FAT32 .

Далее мы остановим­ся на всей линейке файловых систем для Windows, чтобы понять, какую роль они играют в работе системы и как они развивались в про­цессе становления Windows плоть до Windows 8.

Общие сведения о файловых системах

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 можно разрешить или запретить доступ к какому-либо файлу или папке (разграничить права доступа).

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

Файловая система FAT для современных жест­ких дисков просто не подходит (ввиду ее ограниченных возможностей). Что касается FAT32 , то ее еще можно использовать, но уже с натяжкой.

Если купить жесткий диск на 1000 ГБ, то вам придется разбивать его как минимум на несколько разделов. А если вы собираетесь заниматься видеомонтажом, то вам будет очень мешать ограничение в 4 Гб как максимально возможный размер файла.

Всех перечисленных недостатков лишена файловая система NTFS . Так что, даже не вдаваясь в детали и специальные возможности файловой системы NTFS , можно сделать выбор в ее пользу.

Файловая система	Параметры
	Размеры тома	Максимальныйразмерфайла
FAT	От 1.44 МБ до 4 ГБ	2ГБ
FAT32	Теоретически возможен размер тома от 512 МБ до 2 Тбайт. Сжатие не поддерживается на уровне файловой системы	4ГБ
NTFS	Минимальный рекомендуемый размер составляет 1,44 МБ, а максимальный — 2 Тбайт. Поддержка сжатия на уровне файловой системы для файлов, каталогов и томов.	Максимальный размер ограничен лишь размером тома (Теоретически — 264 байт минус 1 килобайт. Практически — 244 байт минус 64 килобайта)

Вообще использование FAT32 может быть оправдано лишь в тех случаях, когда у вас на компьютере установлено несколько операционных систем, а какая-либо из них не поддерживает NTFS . Но на сегодняшний день таких практически нет. Разве что вы захотите установить у себя антиквариат типа Windows 98.

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».

Файловая система FAT изначально разрабатывалась компанией Microsoft для дискет. Только потом они стали ее применять для жестких дисков. Сначала это была FAT12 (для дискет и жестких дисков до 16 МБ), а потом она переросла в FAT16 , которая была введена в эксплуатацию с операционной системой MS-DOS 3.0.

Далее она поддерживается в Windows 3.x, Windows 95, Windows 98, Windows NT/2000 и т.д.

Файловая система FAT32

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 и возможностей FAT 16 стало явно недостаточно.

По сравнению с ней FAT32 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 FAT32 реализовано более эффективное расходование дискового пространства (путем использования более мелких кластеров). Выгода по сравнению с FAT16 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 FAT32 обеспечивает более вы­сокую надежность работы и более высокую скорость запуска программ.

Обусловлено это двумя существенными нововведениями:

1. Возможностью перемещения корневого каталога и резервной копии FAT (если основная копия получила повреждения)
2. Возможностью хранения резервной копии системных данных.

Файловая система NTFS

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

NTFS — от англ. New Technology File System, файловая система новой технологии. 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 не обладая достаточными правами, вирус не сможет испортить файл.

Кроме того, NTFS , как было сказано выше, обеспечивает лучшую про­изводительность и возможность работы с большими объемами 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.
• Дисковые квоты — стало возможно назначать пользователям определенный (ограниченный) размер на диске, который они могут использовать.
• Хранение разреженных файлов. Встречаются файлы, в которых содержится большое количество последовательных пустых байтов. 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 можно определить различные не связанные между собой папки и даже диски в системе, как один диск или папка. Это имеет большую важность для сбора в одном месте разнородной информации, находящейся в системе.

Напоследок необходимо иметь в виду, что если для файла под NTFS были установлены определенные права доступа, а потом вы его скопировали на раздел FAT, то все его права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утеряны. Так что будьте бдительны.

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 Кбайт (что скорее всего), а нужно сохранить файл, размером 5 Кбайт, то реально под него будет вы­делено 8 Кбайт, 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, имя 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:

• SMFT — сам MFT.
• $MFTmirr — копия первых 16 записей MFT, размещенная посе­редине диска (зеркало).
• $LogFile — файл поддержки журналирования.
• $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 кодировке Unicode , которую составляют 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 новые 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 дефрагментирован.

Кроме того, при не дефрагментированном MFT-файле вся файловая система работает быстрее. Соответственно чем более дефрагментированным является MFT-файл, тем медленней работает файловая система.

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

Конвертирование разделов FAT32 в NTFS без потери данных. Утилита convert

Вы можете без особого труда конвертировать существующий FAT32-раздел в NTFS. Для этого в Windows 8, Windows 8.1 предусмотрена утилита командной строки convert .

Параметры ее работы показаны на скриншоте.

Таким образом, чтобы конвертировать в NTFS диск D:, в командную строку следует ввести следующую команду:

После этого от вас попросят ввести метку тома, если такая есть (метка тома указывается рядом с именем диска в окне Мой компьютер. Она служит для более подробного обозначения дисков и может использоваться, а может не использоваться. Например, это может быть Files Storage (D:).

Здесь Files Storage — это метка тома d:.

Для конвертации флешки команда выглядит так:

Системные файлы Windows: где хранятся, как отобразить или восстановить

Читайте о том, какие файлы являются системными, какие они имеют названия и расширения, в каких папках расположены и как их найти. Рассмотрим, что делать в случае повреждения системных файлов и как их восстановить используя средство проверки «SFC».

Персональный компьютер, смартфон, планшет, ноутбук – эти понятия знакомы каждому из нас. Мы встречаем их повсеместно и используем в своей ежедневной деятельности. Перечисленные компьютерные устройства помогают пользователям решать различные задачи, сокращая их затраты времени и средств.

Какие файлы считаются системными

Современные компьютеры и остальные электронные устройства имеют небольшие и компактные размеры, сохраняя при этом высокие производительность и скорость обработки данных. Для раскрытия всех функциональных возможностей компьютерных устройств необходимо наличие продвинутого программного обеспечения – операционной системы. Она должна позволять настраивать собственный интерфейс под индивидуальные требования каждого пользователя, управлять всеми процессами компьютерных устройств без сбоев и ошибок, иметь высокую эффективность, быть удобной в использовании и не снижать производительность компьютерных устройств.

В полной мере всем вышеперечисленным требованиям отвечает операционная система «Windows» от корпорации «Microsoft». Она имеет дружественный пользовательский настраиваемый интерфейс, благодаря которому каждый пользователь сможет настроить операционную систему под свои конкретные требования. Также высокая производительность системы отлично сочетается с интуитивно понятными инструментами управления компьютером, и совмещает в себе легкость и удобство использования с высокой работоспособностью.

По сути, операционная система «Windows» представляет собой программную оболочку, которую использует пользователь для установки приложений и программ, необходимых ему для выполнения определенных задач.

Для корректной работы всей операционной системы, ее полноценного функционирования и возможности использования дополнительных приложений в «Windows» используются специальные внутренние системные файлы.

Говоря техническим языком, системные файлы «Windows» – это любые файлы с включенным скрытым системным атрибутом. Их диапазон варьируется от аппаратных драйверов, конфигурационных файлов, библиотек динамической компоновки «DLL» до различных наборов файлов, составляющих реестр операционной системы «Windows».

Эти файлы часто изменяются автоматически во время обновления системы или установки приложений, но, как правило, лучше самостоятельно изменения в системные файлы не вносить. Удаление, перемещение, переименование или изменение этих файлов может привести к отказу в запуске определенных приложений, краху ее отдельных элементов, или даже к полному сбою системы. По этой причине, системные файлы часто скрыты и становятся доступными пользователям только для чтения. Тем не менее, есть много определенных советов и рекомендаций, некоторые из которых мы описывали на нашем сайте, для модификации системных файлов.

Если вы опытный продвинутый компьютерный пользователь, действуете осторожно и уверены в тех действиях, которые вы совершаете, или следуете инструкциям конкретного руководства, которому вы полностью доверяете, то вы можете получить определенное преимущество от использования таких рекомендаций.

Где хранятся системные файлы

Системные файлы обычно располагаются в определенных папках, которые идентифицируются как системные. Чтобы предотвратить их случайное удаление, эти файлы в операционной системе «Windows» по умолчанию скрыты от просмотра. Они также не отображаются в результатах поиска для предотвращения нежелательных последствий.

По правде говоря, системные файлы могут храниться во многих местах на вашем персональном компьютере. Например, корневая папка вашего системного диска («C:\») содержит системные файлы, такие как файл вашей страницы («pagefile.sys») и файл гибернации («hiberfil.sys»).

Большинство системных файлов операционной системы «Windows» хранятся в папке «C:\Windows», особенно в таких подпапках, как «/System32» и «/SysWOW64». Но вы также найдете системные файлы, которые расположены в папке пользователя (например, папка «AppData») и папках приложений (например, папка «ProgramData» или папка «Program Files»).

Как отобразить скрытые системные файлы в «Windows»

Хотя системные файлы, по умолчанию, скрыты в операционной системе «Windows», достаточно просто включить их отображение.

Просто обязательно следует помнить, что удаление, перемещение, редактирование или переименование этих файлов может вызвать всевозможные проблемы с работоспособность и полноценным функционированием операционной системы. Правильным решением будет оставить системные файлы скрытыми. Но если вы намеренно работаете с системными файлами, применяя к ним некоторые советы или рекомендации, то включите их отображение, а по завершению всех действий опять скройте их.

Чтобы системные файлы в операционной системе «Windows» сделать видимыми, вам придется открыть окно проводника «Windows» «Этот компьютер». В открывшемся окне проводника файлов на ленте главного меню перейдите на вкладку «Вид». На ленте вкладки найдите раздел «Параметры», отвечающий за изменение параметров открытия элементов, представлений файлов и папок, и откройте вложенное меню. Во всплывающей панели меню выберите раздел «Изменить параметры папок и поиска».

В окне «Параметры папок» перейдите на вкладку «Вид», а затем в разделе «Дополнительные параметры», используя полосу прокрутки, опустите бегунок вниз и снимите галочку в поле «Скрывать защищенные системные файлы (рекомендуется)». Операционная система «Windows» выдаст предупреждающее сообщение, чтобы убедиться, что вы совершаете осознанные действия. Подтвердите свой выбор, нажав на кнопку «Да». Затем нажмите кнопки «Применить» и «ОК» для сохранения внесенных изменений в параметры отображения папок и файлов.

Теперь в проводнике файлов «Windows» вы сможете увидеть скрытые системные файлы. Обратите внимание, что значки для системных файлов выглядят более тусклыми, чем значки для несистемных файлов. Это сделано намеренно, с целью обозначить их важность.

Что произойдет, если системные файлы будут повреждены

Это действительно зависит от того, какие системные файлы повреждены, поэтому конечные симптомы могут включать в себя отказ от запуска определенных приложений или нарушение их работоспособности, возникновение ошибки на синем экране или даже полный крах операционной системы «Windows», повлекший за собой ее полную непригодность к дальнейшему использованию.

Если вы подозреваете, что некоторые системные файлы повреждены или отсутствуют, то в операционной системе существует несколько встроенных системных инструментов, которые могут вам помочь. Средство проверки системных файлов («SFC») сканирует системные файлы «Windows» и может заменить любые отсутствующие или поврежденные файлы, обнаруженные в результате проверки. Команда обслуживания и управления образами «Windows» («DISM») может использоваться для устранения основных проблем, которые мешают средству проверки «SFC» выполнять свою работу. Используя их вместе, вы будете иметь возможность успешно восстанавливать отсутствующие или поврежденные системные файлы.

«SFC» сканирует ваш компьютер для определения возможного повреждения или любых других изменений системных файлов «Windows». Если средство проверки файлов «SFC» найдет системный файл, который был изменен, то, в этом случае, произойдет автоматическая замена файла его правильной версией.

Для запуска средства «SFC» вам необходимо воспользоваться приложением «Командная строка», запущенного с правами администратора. Открыть приложение можно различными способами. Мы опишем несколько из них, и вы сможете воспользоваться любым, понравившимся вам, способом.

1 способ: Откройте проводник файлов «Windows» «Этот компьютер», затем перейдите в системную папку «C:/». Откройте вложенную папку «Windows» и перейдите в подпапку «System32». Опустите бегунок полосы прокрутки вниз и найдите файл «cmd.exe». Щелкните по нему правой кнопкой мыши и откройте всплывающее контекстное меню. В списке возможных действий выберите раздел «Запуск от имени администратора».

2 способ: Нажмите кнопку «Пуск», расположенную в нижнем левом углу рабочего стола на «Панели задач», и откройте главное пользовательское меню «Windows». В списке установленных приложений опустите бегунок полосы прокрутки вниз и откройте раздел «Служебные – Windows». Во всплывающем вложенном меню найдите раздел «Командная строка» и щелкните его правой кнопкой мыши. В появившемся меню в разделе «Дополнительно» выберите раздел «Запуск от имени администратора».

3 способ: Нажмите на «Панели задач» кнопку «Поиск», расположенную рядом с кнопкой «Пуск», и откройте поисковую панель. В поле поискового запроса введите фразы «командная» или «cmd». В разделе «Лучшее соответствие» система выдаст вам искомый результат «Командная строка». Щелкните по нему правой кнопкой мыши и, во всплывающем меню, выберите раздел «Запуск от имени администратора».

Во всплывающем сообщении службы контроля учетных записей «Windows» на вопрос: «Разрешить этому приложению вносить изменения на вашем устройстве?» – нажмите кнопку «Да», и командная строка с правами администратора будет открыта.

Введите в окне командной строки исполняемую команду «sfc /scannow» для запуска средства проверки системных файлов операционной системы «Windows».

Результаты сканирования системы с полным указанием выполненных действий будут отражены в окне приложения.

Если все описанные действия не работают, и вы не смогли исправить поврежденные системные файлы, то вы всегда можете обновить или сбросить настройки операционной системы компьютера в исходное состояние. Такой вариант решения проблемы следует использовать только в качестве последнего крайнего средства. Все ваши личные файлы будут сохранены, но любые загруженные приложения после сброса настроек системы к исходному состоянию будут удалены.

Как становиться ясно из представленной статьи, системные файлы играют главную роль в обеспечении работоспособности всей операционной системы, и выполнять любые действия с ними следует с особой осторожностью. Ведь для возврата системы в рабочее состояние вам придётся применить особые средства восстановления системы без стопроцентной гарантии возврата полной работоспособности операционной системы «Windows».

Автор: Andrey Mareev, Технический писатель

В далеком 2005 году, я получил диплом по специальности «Прикладная математика» в Восточноукраинском национальном университете. А уже в 2006 году, я создал свой первый проект по восстановления данных. С 2012 года, начал работать в компании «Hetman Software», отвечая за раскрутку сайта, продвижение программного обеспечения компании, и как специалист по работе с клиентами. Подробнее