Мир цифровой информации

С появлением операционной системы Microsoft Windows контейнеры файловой системы ранее называемые каталогами стали называть папками. Это не просто переименование термина. В отличии от обычного каталога, который хранится на диске в файловой системе и может содержать подкаталоги и файлы, сама папка является абстрактным объектом, которого может и не существовать на диске. Например, рассмотрим папки Мой компьютер, Панель управления и Корзина. Получить путь к этим папкам на диске нельзя, так как каждая из них является лишь отображением группы объектов для удобства восприятия.

У разных папок в Windows могут быть совершенно разные свойства. Среди содержимого папок тоже могут быть абстрактные объекты, которые не являются файлами на диске. Например, в папке Мой компьютер хранятся ссылки на логические диски компьютера, а в папке Сетевое окружение ссылки на компьютеры. Среди содержимого папок могут присутствовать физические файлы, находящиеся в разных местах на диске или даже на разных дисках, например папка Корзина отображает информацию об удаленных файлах со всех логических дисков.

Папки можно поделить на два обычные и системные. Обычные папки это каталоги, которые имеют определенное положение на жестком диске и содержат в себе другие папки и файлы. Системные папки это виртуальные объекты, информация о которых может хранится в оперативной памяти, системном реестре или генерироваться в процессе обращения к ним.

Системные папки могут содержать как обычные файлы и папки, которые могут быть расположены в различных местах жестких дисков, так и виртуальные объекты, например вложенные системные папки или ссылки на устройства. Например, папка Принтеры содержит список принтеров, установленных на компьютере.

Под папкой следует понимать контейнер объектов. Каталоги или обычные папки могли содержать только файлы и вложенные каталоги, которые были физически расположены на диске. В современных операционных системах папка это более обобщенный виртуальный контейнер, в котором могут быть различные виртуальные объекты. Таким образом, папка может содержать и реальные файлы, и другие типы информации.

К системным папкам относится и папка Рабочий стол, которая отображается как корневая в дереве Проводника. Эта папка содержит смесь различных объектов. В ней могут присутствовать как виртуальные объекты, так и обычные файлы и папки. Если на компьютере у каждого пользователя в Windows имеется своя учетная запись, то файлы, которые он помещает на рабочий стол видны лишь внутри этой учетной записи. Они хранятся на жестком внутри папки профиля в папке содержания рабочего стола. Однако, помимо личного рабочего стола пользователя, существует общий рабочий стол, объекты которого отображаются во всех учетных записях. Например, при установке программ, ярлыки на рабочем столе появляются в каждой учетной записи. Они тоже хранятся на диске, но размещены в так называемом общем профиле. Таким образом, системная папка Рабочий стол отображает не виртуальные объекты, такие как Корзина, Мой компьютер, но и содержание сразу двух обычных папок, которые расположены по разным путям на диске.

Системные файлы и папки Windows

Сразу после установки Windows на системном диске видны всего несколько каталогов: Documents and Settings, Program Files и WINDOWS. Это системные каталоги, создаваемые Windows XP в процессе установки

Со временем на компьютере накапливается огромное количество всевозможных файлов и папок. Однако сразу после установки Windows, на системном диске пользователю видны всего несколько каталогов: Documents and Settings, Program Files и WINDOWS. Это системные каталоги, создаваемые Windows XP в процессе установки.

Помимо данных каталогов, на диске имеются другие файлы и папки, но они скрыты от наших глаз. Чтобы увидеть их: в окне Мой компьютер выберите в строке меню “Сервис” – “Свойства папки” – “Вид”. Снимите галку с пункта “Скрывать защищенные системные файлы (рекомендуется)” и отметьте пункт “Показывать скрытые файлы и папки” – нажмите ОК.

Вы увидите папки System Volume Information и RECYCLER, а также несколько файлов. Т.к. они отвечают за правильную работу Windows, то по умолчанию скрыты от пользователей компьютера.

Теперь рассмотрим подробнее, что же хранится в системных каталогах Windows:

В папке Documents and Settings находятся профили (различные данные и настройки) пользователей, работающих с системой. Для каждого пользователя отводится своя папка. Каталоги All Users, Default User, LocalService, NetworkService и Администратор (либо Administrator, что одно и то же) создаются самой Windows. Они существуют вне зависимости от того, добавляли вы пользователей с такими именами или нет. Папка Администратор хранит файлы и настройки, необходимые для работы под встроенной учетной записью Администратора.

Каталог Program Files содержит папки с программами, установленными как в процессе инсталляции Windows, так и пользователями компьютера. Для каждой программы отведена отдельная папка. Если после удаления программы с компьютера, ее папка остается, то рекомендуется вручную удалить ее из каталога Program Files. Иначе при частой инсталляции и удалении программ в данной папке может накопиться изрядное количество мусора.

Папка System Volume Information по умолчанию является скрытой. Программа восстановления системы Windows XP создает в ней копии реестра. Т.е. здесь хранятся каталоги точек восстановления системы, отсортированные по дате создания. Windows не позволяет просматривать содержимое каталога System Volume Information обычным способом. Размер данной папки зависит от объема дискового пространства, резервируемого системой под точки восстановления. Можно вообще отключить восстановление системы: для этого кликните правой клавишей мыши по значку “Мой компьютер” – выберите “Свойства” – перейдите во вкладку “Восстановление системы” и установите флажок напротив пункта “Отключить восстановление системы на всех дисках”:

Папка RECYCLER не что иное, как Корзина с Рабочего стола Windows.

В папке WINDOWS располагается операционная система, все ее настройки, служебные программы, драйверы и т.д. Содержимое данной папки ни в коем случае нельзя изменять. Во многих инструкциях и справочниках вместо папки WINDOWS пишут %SystemRoot% (это одно и тоже).

А теперь посмотрим, какие важнейшие папки и файлы содержит каталог WINDOWS:

В папке Driver Cache/i386 находится кэш драйверов. Если ее удалить, то при добавлении любого нового оборудования Windows будет запрашивать установочный диск.

В папке Media хранятся звуковые файлы для озвучивания системных событий.

В папке Minidump хранится малый дамп памяти – это специальная запись минимального набора сведений, необходимых для определения причины неполадок. Windows XP каждый раз при возникновении неустранимой ошибки будет автоматически создавать новый файл в данной папке. Каталог Minidump задается в диалоговом окне “Загрузка и восстановление”: щелкните правой клавишей мыши по значку “Мой компьютер” – “Свойства” – вкладка “Дополнительно” – в разделе “Загрузка и восстановление” нажмите кнопку “Параметры”. Найдите строчку “Папка малого дампа”:

Файл hiberfil.sys появляется в папке WINDOWS, если разрешен спящий режим. В этот файл при бездействии система сбрасывает весь объем ОЗУ, поэтому он равен размеру установленной оперативной памяти.

Папка system32 – очень важная папка, отвечающая за все настройки системы. Кроме того, в ней содержатся практически все служебные программы и системные утилиты. Здесь вы можете найти Блокнот (notepad.exe), Калькулятор (calc.exe), утилиту очистки диска от мусора (cleanmgr.exe) и многие другие программы.

В папке system32\drivers находятся файлы драйверов. В папке system32\drivers\etc есть файл hosts. Он предназначен для сопоставления IP-адресов и доменных имен компьютеров и серверов интернета. Наиболее распространенное использование файла hosts – блокировка определенных сайтов.

В папке system32\config содержатся файлы, которые работают с реестром:

файл AppEvent.Evt является журналом событий приложений, используемого реестром Windows;
файл SAM содержит раздел реестра HKLM\SAM;
файл SecEvent.Evt является журналом событий безопасности, используемого реестром Windows;
файл SECURITY содержит раздел реестра HKLM\SECURITY;
файл software содержит раздел реестра HKLM\Software;
файл SysEvent.Evt является журналом событий системы, используемого реестром Windows;
файл system содержит раздел реестра HKLM\System.

В папке system32\Restore содержится программа восстановления системы rstrui.exe и сопутствующие файлы.

Итак, сегодня мы с вами узнали (а кто-то просто вспомнил) какие важные файлы и папки хранятся на системном диске. В ближайших статьях мы рассмотрим как управлять процессами и службами Windows, что такое реестр и как сделать его резервную копию.

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: