Виды презентации Windows NT
Обновлено: 06.07.2024
Вспомогательные функции API версии используются для определения текущей версии операционной системы. Дополнительные сведения см. в разделе Получение версии системы.
В следующей таблице приведены самые последние номера версий операционной системы.
| Операционная система | Номер версии |
|---|---|
| Windows 11 | 10.0* |
| Windows 10 | 10.0* |
| Windows Server 2022 | 10.0* |
| Windows Server 2019 | 10.0* |
| Windows Server 2016< /td> | 10.0* |
| Windows 8.1 | 6.3* |
| Windows Server 2012 R2 | 6.3* |
| Windows 8 | 6.2 |
| Windows Server 2012 | 6.2 |
| Windows 7 | 6.1 |
| Windows Server 2008 R2 | 6.1 |
| Windows Server 2008 | 6.0 |
| Windows Vista | 6.0 |
| Windows Server 2003 R2 | 5.2 |
| Windows Server 2003 | 5.2 |
| Windows XP 64-разрядная версия | 5.2 |
| Windows XP | 5.1 |
| Windows 2000 | 5.0 |
* Для приложений, которые были манифестированы для Windows 8.1 или Windows 10. Приложения, не манифестированные для Windows 8.1 или Windows 10, вернут значение версии ОС Windows 8 (6.2). Чтобы манифестировать приложения для Windows 8.1 или Windows 10, см. раздел Настройка приложения для Windows.
Определение текущей операционной системы обычно не является лучшим способом определить, присутствует ли та или иная функция операционной системы. Это связано с тем, что в операционную систему могли быть добавлены новые функции в распространяемой DLL. Вместо использования вспомогательных функций API версии для определения платформы операционной системы или номера версии проверьте наличие самой функции.
Чтобы определить лучший способ тестирования функции, обратитесь к документации по интересующей функции. В следующем списке обсуждаются некоторые распространенные методы обнаружения признаков:
- Вы можете проверить наличие функций, связанных с функцией. Чтобы проверить наличие функции в системной библиотеке DLL, вызовите функцию LoadLibrary для загрузки библиотеки DLL. Затем вызовите функцию GetProcAddress, чтобы определить, присутствует ли интересующая функция в DLL. Используйте указатель, возвращенный GetProcAddress, для вызова функции. Обратите внимание, что даже если функция присутствует, это может быть заглушка, которая просто возвращает код ошибки, такой как ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED.
- Вы можете определить наличие некоторых функций с помощью функции GetSystemMetrics. Например, вы можете обнаружить несколько мониторов, вызвав GetSystemMetrics(SM_CMONITORS).
- Существует несколько версий свободно распространяемых библиотек DLL, которые реализуют функции оболочки и общие элементы управления. Сведения об определении версий, присутствующих в системе, в которой работает ваше приложение, см. в разделе Версии оболочки и общих элементов управления.
Если вам требуется определенная операционная система, обязательно используйте ее как минимальную поддерживаемую версию, а не разрабатывайте тест для одной операционной системы. Таким образом, ваш код обнаружения продолжит работать в будущих версиях Windows.
Обратите внимание, что 32-разрядное приложение может определить, работает ли оно под WOW64, вызвав функцию IsWow64Process. Он может получить дополнительную информацию о процессоре, вызвав функцию GetNativeSystemInfo.
Презентация на тему: " Введение в операционную систему NT" — Транскрипт:
1 Введение в операционную систему NT
Dr. Муслим Бозийгит Факультет информации и компьютерных наук Колледж компьютерных наук и инженерии Университет нефти и полезных ископаемых им. Кунг Фахда 1
2 История Windows NT Принципы проектирования Системные компоненты
Подсистемы среды Файловая система Сетевой интерфейс программирования 2
3 Windows NT 32-разрядная вытесняющая многозадачная операционная система для современных микропроцессоров. Ключевые цели для системы: переносимость безопасность соответствие POSIX многопроцессорность поддержка расширяемость международная поддержка совместимость с приложениями MS-DOS и MS-Windows. Использует микроядерную архитектуру. Доступен в двух версиях: Windows NT Workstation и Windows NT Server. В 1988 году Microsoft решила разработать переносимую операционную систему «новой технологии» (NT), которая поддерживала API OS/2 и POSIX, а также Win32 API 3
4 Принципы разработки Расширяемость — многоуровневая архитектура.
Исполнительная система NT, работающая в защищенном режиме, обеспечивает основные системные службы. Помимо исполнительной, несколько серверных подсистем работают в пользовательском режиме. Модульная структура позволяет добавлять дополнительные подсистемы окружающей среды, не затрагивая исполнительную систему.Мобильность — NT можно перенести с одной аппаратной архитектуры на другую с относительно небольшими изменениями. Написана на C и C++. Код, зависящий от процессора, изолирован в библиотеке динамической компоновки (DLL), которая называется «уровень аппаратной абстракции» (HAL). Надежность — NT использует аппаратную защиту виртуальной памяти и программные механизмы защиты ресурсов операционной системы. Совместимость — приложения, соответствующие стандарту IEEE (POSIX), могут выполняться в NT без изменения исходного кода. 4
5 принципов проектирования (продолжение)
Производительность — подсистемы NT могут взаимодействовать друг с другом посредством высокопроизводительного обмена сообщениями. Вытеснение потоков с низким приоритетом позволяет системе быстро реагировать на внешние события. Предназначен для симметричной многопроцессорной обработки. Международная поддержка — поддерживает различные локали через API поддержки национальных языков (NLS). Многоуровневая система модулей. Защищенный режим — HAL, ядро, исполнительный. Пользовательский режим — набор подсистем. Подсистемы среды эмулируют различные операционные системы. Подсистемы защиты обеспечивают функции безопасности. 5
6 Изображение архитектуры NT
6
7 System Components Foundation для исполнительной системы и подсистем.
Никогда не выгружается из памяти; выполнение никогда не прерывается. Четыре основные функции: планирование потоков, обработка прерываний и обработка исключений, низкоуровневая синхронизация процессора, восстановление после сбоя питания. Ядро является объектно-ориентированным, использует два набора объектов. объекты диспетчера управляют диспетчеризацией и синхронизацией (события, мьютексы, семафоры, потоки и таймеры). объекты управления (вызовы асинхронных процедур, прерывания, уведомление о питании, состояние питания, объекты процессов и профилей.) 7
8 Ядро — процесс и потоки
Процесс имеет адресное пространство виртуальной памяти, информацию (например, базовый приоритет) и привязку к одному или нескольким процессорам. Потоки — это единица выполнения, запланированная диспетчером ядра. Каждый поток имеет свое собственное состояние, включая приоритет, привязку к процессору и учетную информацию. Поток может находиться в одном из шести состояний: готов, ждущий, работающий, ожидающий, переходный и завершенный. 8
9 Ядро — планирование Диспетчер использует 32-уровневую схему приоритетов для определения порядка выполнения потоков. Приоритеты разделены на два класса. Класс реального времени содержит потоки с приоритетами от 16 до 32. Класс переменных содержит потоки с приоритетами от 0 до 15. Характеристики стратегии приоритетов NT. Тенденции дают очень хорошее время отклика интерактивным потокам, использующим мышь и окна. Включает потоки, связанные с вводом-выводом, чтобы устройства ввода-вывода были заняты. Полностью связанные потоки поглощают свободные циклы ЦП в фоновом режиме. Планирование может происходить, когда поток переходит в состояние готовности или ожидания, когда поток завершается или когда приложение изменяет приоритет потока или привязку к процессору. Потокам реального времени предоставляется приоритетный доступ к ЦП; но NT не гарантирует, что поток реального времени начнет выполняться в течение какого-либо конкретного временного ограничения. 9
10 Ядро — обработка ловушек Ядро обеспечивает обработку ловушек, когда исключения и прерывания генерируются аппаратным или программным обеспечением. Исключения, которые не могут быть обработаны обработчиком прерываний, обрабатываются диспетчером исключений ядра. Диспетчер прерываний в ядре обрабатывает прерывания, вызывая либо процедуру обработки прерывания (например, в драйвере устройства), либо внутреннюю процедуру ядра. Ядро использует спин-блокировки, находящиеся в глобальной памяти, для достижения взаимного исключения многопроцессорных систем. 10
11 Executive Object Manager Управление процессами
NT использует объекты для всех своих служб и сущностей; диспетчер объектов контролирует использование всех объектов. Генерирует дескриптор объекта Проверяет безопасность. Отслеживает, какие процессы используют каждый объект. Объекты управляются стандартным набором методов, а именно созданием, открытием, закрытием, удалением, запросом имени, синтаксическим анализом и безопасностью. Управление процессами Предоставляет службы для создания, удаления и использования потоков и процессов. Такие вопросы, как отношения родитель/потомок или иерархия процессов, оставлены на усмотрение конкретной подсистемы среды, которая владеет процессом. 11
12 Executive — Именование объектов
Executive NT позволяет дать любому объекту имя, которое может быть как постоянным, так и временным. Имена объектов структурированы так же, как имена путей к файлам в MS-DOS и UNIX. NT реализует объект символической ссылки, аналогичный символическим ссылкам в UNIX, которые позволяют нескольким псевдонимам или псевдонимам ссылаться на один и тот же файл. Процесс получает дескриптор объекта, создавая объект, открывая существующий, получая дублированный дескриптор от другого процесса или наследуя дескриптор от родительского процесса. Каждый объект защищен списком контроля доступа. 12
13 Исполнительный — Диспетчер виртуальной памяти
Дизайн диспетчера виртуальных машин предполагает, что базовое оборудование поддерживает преобразование виртуального в физическое, механизм подкачки, прозрачную когерентность кэша в многопроцессорных системах и псевдонимы виртуальных адресов. Диспетчер виртуальных машин в NT использует схему управления на основе страниц с размером страницы 4 КБ. Диспетчер NT использует двухэтапный процесс для выделения памяти. Первый шаг резервирует часть адресного пространства процесса. Второй шаг фиксирует выделение, выделяя место в файле подкачки NT. 13
14 Макет виртуальной памяти
14
15 Диспетчер виртуальной памяти (продолжение)
Трансляция виртуальных адресов в NT использует несколько структур данных. У каждого процесса есть каталог страниц, который содержит 1024 элемента каталога страниц размером 4 байта. Каждая запись каталога страниц указывает на таблицу страниц, которая содержит 1024 записи таблицы страниц (PTE) размером 4 байта. Каждый PTE указывает на страничный фрейм размером 4 КБ в физической памяти. 10-битное целое число может представлять все значения от 0 до 1023, поэтому может выбирать любую запись в каталоге страниц или в таблице страниц. Это свойство используется при преобразовании указателя виртуального адреса в резервный адрес в физической памяти. Страница может находиться в одном из шести состояний: действительный, обнуленный, свободный режим ожидания, измененный и неверный. 15
16 Структура PTE PTE: 5 бит для защиты страницы, 20 бит для адреса кадра страницы, 4 бита для выбора файла подкачки и 3 бита для описания состояния страницы. 16
17 Исполнительный — Средство локального вызова процедур
LPC передает запросы и результаты между клиентскими и серверными процессами на одном компьютере. В частности, он используется для запроса услуг из различных подсистем NT. При создании канала LPC необходимо указать один из трех типов методов передачи сообщений. Первый тип подходит для небольших сообщений, до 256 байт; очередь сообщений порта используется как промежуточное хранилище, а сообщения копируются из одного процесса в другой. Второй тип позволяет избежать копирования больших сообщений, указывая на объект раздела уничтоженной памяти, созданный для канала. Третий метод, вызов быстрого LPC, используется частями графического дисплея подсистемы Win32. 17
18 Исполнительный — Диспетчер ввода/вывода
Диспетчер ввода/вывода отвечает за управление кэшем файловых систем, драйверы устройств, сетевые драйверы. Отслеживает, какие устанавливаемые файловые системы загружены, и управляет буферами для запросов ввода/вывода. Работает с VM Manager для обеспечения файлового ввода-вывода с отображением памяти. Управляет диспетчером кэша NT, который управляет кэшированием всей системы ввода-вывода. Поддерживает как синхронные, так и асинхронные операции, предоставляет время ожидания для драйверов и имеет механизмы, позволяющие одному драйверу вызывать другой. 18
20 Executive — Security Reference Manager
Организированная природа NT позволяет использовать единый механизм для проверки прав доступа во время выполнения и аудиторских проверок для каждого объекта в системе. Всякий раз, когда процесс открывает дескриптор объекта, монитор ссылок безопасности проверяет маркер безопасности процесса и список управления доступом к объекту, чтобы узнать, есть ли у процесса необходимые права. 20
21 подсистема окружения
Процессы пользовательского режима, расположенные над родными исполнительными службами NT, позволяют NT запускать программы, разработанные для других операционных систем. NT использует подсистему Win32 в качестве основной операционной среды; Win32 используется для запуска всех процессов. Он также предоставляет все возможности клавиатуры, мыши и графического дисплея. Среда MS-DOS обеспечивается приложением Win32, называемым виртуальной машиной DOS (VDM), процессом пользовательского режима, который выгружается и диспетчеризируется, как и любой другой поток NT. 16-разрядная среда Windows: предоставляется модулем VDM, включающим Windows в Windows. Предоставляет подпрограммы ядра Windows 3.1 и подпрограммы для оконного менеджера и функций GDI. Подсистема POSIX предназначена для запуска приложений POSIX в соответствии со стандартом POSIX.1, основанным на модели UNIX. 21
22 Файловая система Фундаментальной структурой файловой системы NT (NTFS) является том. Создается утилитой администратора дисков NT. На основе раздела логического диска. Может занимать часть диска, весь диск или охватывать несколько дисков. Все метаданные, такие как информация о томе, хранятся в обычном файле. NTFS использует кластеры в качестве базовой единицы распределения дисков. Кластер — это количество секторов диска, которое является силой буксировки. Поскольку размер кластера меньше, чем для 16-битной файловой системы FAT, степень внутренней фрагментации уменьшается. 22
24 Файловая система — Восстановление Все обновления структуры данных файловой системы выполняются внутри транзакций. Перед изменением структуры данных транзакция записывает запись журнала, содержащую информацию о повторении и отмене. После изменения структуры данных в журнал записывается запись фиксации, указывающая на то, что транзакция прошла успешно.После сбоя структуры данных файловой системы можно восстановить до согласованного состояния путем обработки записей журнала. Эта схема не гарантирует, что все данные пользовательских файлов могут быть восстановлены после сбоя, только то, что структуры данных файловой системы (файлы метаданных) не повреждены и отражают некоторое согласованное состояние до сбоя. Журнал хранится в третьем файл метаданных в начале тома. Функциональность ведения журналов обеспечивается службой файлов журналов NT. 24
25 Файловая система — безопасность Безопасность тома NTFS основана на объектной модели NT. Каждый файловый объект имеет атрибут дескриптора безопасности, хранящийся в его записи MFT. Этот атрибут содержит токен доступа владельца файла и список управления доступом, в котором указаны привилегии доступа, предоставляемые каждому пользователю, имеющему доступ к файлу. 25
26 Управление томами и отказоустойчивость
FtDisk, отказоустойчивый драйвер диска для NT, предоставляет несколько способов объединения нескольких дисков SCSI в один логический том. Логически объединить несколько дисков, чтобы сформировать большой логический том, набор томов. Чередование нескольких физических разделов в циклическом режиме для формирования чередующегося набора (также называемого уровнем RAID 0 или «расщеплением диска»). Вариант: чередующийся набор с контролем четности или уровень RAID 5. Зеркалирование дисков или уровень RAID 1 — это надежная схема, в которой используется набор зеркал — два раздела одинакового размера на двух дисках с идентичным содержимым данных. Чтобы справиться с неисправными секторами диска, FtDisk использует аппаратный метод, называемый резервированием секторов, а NTFS использует программный метод, называемый переназначением кластера. 26
27 Интерфейс программиста — управление процессами
Процесс запускается с помощью процедуры CreateProcess, которая загружает все библиотеки динамической компоновки, используемые процессом, и создает первичный поток. Дополнительные потоки могут быть созданы функцией CreateThread. Каждая библиотека динамической компоновки или исполняемый файл, загружаемый в адресное пространство процесса, идентифицируется дескриптором экземпляра. Планирование в Win32 использует четыре класса приоритета: IDLE_PRIORITY_CLASS (уровень приоритета 4) NORMAL_PRIORITY_CLASS (уровень 8 — типичен для большинства процессов HIGH_PRIORITY_CLASS (уровень 13) REALTIME_PRIORITY_CLASS (уровень 24) 27
28 Управление процессами (продолжение)
Волокно — это код пользовательского режима, который назначается в соответствии с заданным пользователем алгоритмом планирования. Одновременно может выполняться только одно волокно, даже на многопроцессорном оборудовании. NT включает волокна для облегчения переноса устаревших приложений UNIX, написанных для модели выполнения волокон. 28
29 Программный интерфейс — межпроцессное взаимодействие.
Приложения Win32 могут поддерживать межпроцессное взаимодействие путем совместного использования объектов ядра. Альтернативным средством межпроцессного взаимодействия является передача сообщений, которая особенно популярна для приложений Windows с графическим интерфейсом. Один поток отправляет сообщение другому потоку или окну. Поток также может отправлять данные вместе с сообщением. Каждый поток Win32 имеет свою собственную входную очередь, из которой поток получает сообщения. Это более надежно, чем общая очередь ввода 16-разрядных окон, поскольку с отдельными очередями одно зависшее приложение не может блокировать ввод другим приложениям. 29
30 Интерфейс программиста — Управление памятью
Виртуальная память: VirtualAlloc резервирует или выделяет виртуальную память. VirtualFree списывает или освобождает память. Эти функции позволяют приложению определить виртуальный адрес, по которому выделяется память. Приложение может использовать память, сопоставляя память файла с его адресным пространством. Многоэтапный процесс. Два процесса совместно используют память, отображая один и тот же файл в свою виртуальную память. 30
31 Управление памятью (продолжение)
Куча в среде Win32 — это область зарезервированного адресного пространства. Процесс Win 32 создается с кучей по умолчанию размером 1 МБ. Доступ синхронизируется, чтобы защитить структуры данных распределения пространства кучи от повреждения одновременными обновлениями несколькими потоками. Поскольку функции, использующие глобальные или статические данные, обычно не работают должным образом в многопоточной среде, механизм локального хранения потоков выделяет глобальное хранилище для каждого потока. Механизм предоставляет как динамические, так и статические методы создания локального хранилища потока. 31
Windows NT — это стандартная операционная система для ПК с таким же внешним интерфейсом, что и Windows 95/98. Люди, которые уже знают и используют Windows 95/98, не будут иметь проблем с Windows NT. Единственные различия будут заключаться в процедурах входа в систему и выхода из нее.
<УЛ>Для входа в Windows NT достаточно просто одновременно нажать клавиши Ctrl , Alt и Delete (в предыдущих операционных системах ПК это привело бы к перезагрузке компьютера, но не в Windows NT . ).
Появится новое окно, в котором вы вводите свой идентификатор пользователя и пароль, а затем нажимаете кнопку OK. Если все введено правильно, окно изменится. Вы должны увидеть ряд значков с левой стороны и серую полосу внизу экрана с кнопкой запуска в левом нижнем углу.
Как изменить свой пароль
Нажмите «Изменить пароль». кнопка внизу слева. Это откроет следующее окно:
Как выйти из Windows NT
Есть два способа выхода из Windows NT.
Во-первых, нажмите кнопку запуска:
Появится меню:
Внизу вы найдете опцию «Выключение». Выбор этого приведет к следующему окну:
Выберите окончательный вариант " C потерять все программы и войти в систему как другой пользователь ?" и нажмите "Да". Нажмите "Да", когда появится окно подтверждения выхода.
Как ориентироваться в файловой системе, особенно там, где находится ваш диск I:
Навигация по файловой системе NT довольно проста. Вы просто указываете и щелкаете.
Для начала вам нужно указать и дважды щелкнуть значок «Мой компьютер» в левом верхнем углу экрана. Появится окно, подобное приведенному ниже: -
Первый значок, двойной щелчок: дает доступ к содержимому флоппи-дисковода (если в дисководе есть диск). Значки дают вам доступ к локальному жесткому диску. Диск "(C:)" содержит операционную систему Windows NT и Program Files, поэтому его нельзя использовать для хранения ваших данных. Диск "(D:)" дает вам доступ ко второму разделу на локальном диске. Вы можете временно хранить здесь свои файлы, но имейте в виду, что другие пользователи ПК могут их читать/удалять. Значки дают вам доступ к сетевым дискам. Первый "(F:)" дает вам доступ к различным приложениям.
Второй значок "(I:)" – это ваш диск I:, который является вашим домашним каталогом в сети NT. Никакой другой пользователь не будет иметь доступа к этому диску, то есть: значок указывает на домашний каталог каждого пользователя в зависимости от того, кто вошел в систему. Двойной щелчок по этому значку откроет окно, в котором вы можете читать и сохранять файлы, создавать папки (папки эквивалентно каталогам), а также передавать файлы в систему unix и из нее.
Двойной щелчок по значку или откроет новое окно, возможно, похожее на следующее:
Значки представляют собой каталоги (или папки, как их называет Windows NT). Двойной щелчок по этим значкам откроет новое окно с содержимым каталога. Значок представляет собой файл, в данном случае обычный текстовый файл (Windows NT попытается определить тип файла и связать его с соответствующим приложением). Значок указывает на файл html (связанный с Netscape Navigator), а значок указывает на файл, который Windows NT не может идентифицировать.
Окна можно закрыть, нажав значок «маленький крестик» в правом верхнем углу окна. В качестве альтернативы окно можно «свернуть», нажав значок «подчеркивание» также в верхнем правом углу (третья кнопка внутри). Это уменьшит окно до значка на серой полосе внизу экрана. Нажатие на этот значок вернет окну его первоначальный размер и положение. Нажатие на значок «квадрат» увеличит окно на весь экран. Когда это произойдет, значок изменится на (двойной квадрат), нажатие на этот значок вернет окно к исходному положению и размеру.
Где (и где нельзя) сохранять файлы
По умолчанию все приложения Microsoft будут пытаться сохранить вашу работу в каталоге вашего профиля (который существует в c:\winnt\profiles, когда вы входите в систему, а затем загружается на сервер, когда вы выходите из системы). Это не так. идеальное место для хранения данных из-за ненадежного характера профилей NT и увеличения времени входа и выхода из системы по мере накопления данных в вашем профиле. Вы можете изменить расположение по умолчанию, в которое приложения Microsoft Office будут сохраняться, из самого приложения. Например, в Word нажмите «Инструменты» > «Параметры» > «Расположение файлов» и измените запись рядом с «Документы». Еще одно место, где не рекомендуется сохранять ваши файлы, — это локальный жесткий диск той машины, которую вы используете, т. е. диск C: и/или диск D: (или E:). Причина этого в том, что диск C: зарезервирован как системный раздел, и если он начнет заполняться, это повлияет на производительность ПК, и мы удалим все ненужные файлы. Проблема с D: или E: заключается в том, что, поскольку они находятся на локальном жестком диске, они не подлежат резервному копированию, и есть вероятность, что другие люди также смогут получить к ним доступ.
Как запускать такие программы, как Word, Netscape, Telnet и т. д.
Большинство приложений можно запустить с помощью кнопки "Пуск" в левом нижнем углу экрана.При нажатии на эту кнопку появится следующее меню:-
Движение курсора мыши вверх по меню выделяет каждую опцию. Прикладное программное обеспечение можно найти в разделе «Программы». Там, где вы видите черный треугольник рядом с параметром, доступно подменю. Наведение курсора на эту опцию вызовет всплывающее подменю:
При выборе Micosoft Word будет запущено слово, при выборе командной строки появится окно с приглашением командной строки, похожее на DOS, при выборе превышения появится новое подменю и т. д.
Многие приложения также имеют значок «ярлык» на рабочий стол, например: Telnet и Pine (наша программа-клиент электронной почты) на рисунке выше.
Эти принтеры можно найти в разделе файл > настройка принтера во всех основных пакетах программного обеспечения для NT
В этой статье объясняются различия между таблицей размещения файлов (FAT), высокопроизводительной файловой системой (HPFS) и файловой системой NT (NTFS) в Windows NT, а также их преимущества и недостатки.
Применимо к: Windows 10 — все выпуски, Windows Server 2012 R2
Исходный номер базы знаний: 100108
HPFS поддерживается только в Windows NT версий 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не поддерживает и не может получить доступ к разделам HPFS. Кроме того, поддержка файловой системы FAT32 стала доступна в Windows 98/Windows 95 OSR2 и Windows 2000.
Обзор FAT
FAT — самая простая из файловых систем, поддерживаемых Windows NT. Файловая система FAT характеризуется таблицей размещения файлов (FAT), которая на самом деле является таблицей, находящейся в самом «верху» тома. Для защиты тома хранятся две копии FAT на случай повреждения одной из них. Кроме того, таблицы FAT и корневой каталог должны храниться в фиксированном месте, чтобы загрузочные файлы системы могли быть правильно расположены.
Диск, отформатированный с помощью FAT, размещается в кластерах, размер которых определяется размером тома. При создании файла в каталоге создается запись и устанавливается первый номер кластера, содержащего данные. Эта запись в таблице FAT либо указывает, что это последний кластер файла, либо указывает на следующий кластер.
Обновление таблицы FAT очень важно и требует много времени. Если таблица FAT регулярно не обновляется, это может привести к потере данных. Это отнимает много времени, поскольку головки чтения диска должны перемещаться на нулевую логическую дорожку диска каждый раз при обновлении таблицы FAT.
Структура каталогов FAT не организована, и файлы размещаются в первом открытом месте на диске. Кроме того, FAT поддерживает только атрибуты файлов только для чтения, скрытые, системные и архивные.
Соглашение об именах FAT
FAT использует традиционное соглашение об именах файлов 8.3, и все имена файлов должны создаваться с использованием набора символов ASCII. Имя файла или каталога может содержать до восьми символов, затем разделитель точки (.) и расширение до трех символов. Имя должно начинаться с буквы или цифры и может содержать любые символы, кроме следующих:
При использовании любого из этих символов могут возникнуть непредвиденные результаты. Имя не может содержать пробелов.
Следующие имена зарезервированы:
CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL
Все символы будут преобразованы в верхний регистр.
Преимущества FAT
Невозможно выполнить восстановление в Windows NT ни в одной из поддерживаемых файловых систем. Утилиты восстановления пытаются получить прямой доступ к оборудованию, что невозможно сделать в Windows NT. Однако, если файл находился в разделе FAT и система перезагружается в MS-DOS, файл можно восстановить. Файловая система FAT лучше всего подходит для дисков и/или разделов размером менее 200 МБ, потому что FAT начинается с очень небольших накладных расходов. Для дальнейшего обсуждения преимуществ FAT см. следующее:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Server 4.0 "Руководство по ресурсам", глава 3, раздел "Какую файловую систему использовать на каких томах"
Недостатки FAT
При использовании дисков или разделов размером более 200 МБ желательно не использовать файловую систему FAT. Это связано с тем, что по мере увеличения размера тома производительность с FAT быстро снижается. Невозможно установить разрешения для файлов, которые являются разделами FAT.
Размер разделов FAT ограничен 4 гигабайтами (ГБ) в Windows NT и 2 ГБ в MS-DOS.
Для дальнейшего обсуждения других недостатков FAT см. следующее:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Microsoft Windows NT Server 4.0 Resource Kit «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел «Какую файловую систему использовать на каких томах»
Обзор HPFS
Файловая система HPFS была впервые представлена в OS/2 1.2, чтобы обеспечить более широкий доступ к большим жестким дискам, которые тогда появлялись на рынке. Кроме того, для новой файловой системы было необходимо расширить систему именования, организацию и безопасность для растущих потребностей рынка сетевых серверов. HPFS поддерживает организацию каталогов FAT, но добавляет автоматическую сортировку каталога на основе имен файлов. Имена файлов расширены до 254 двухбайтовых символов. HPFS также позволяет составлять файл из «данных» и специальных атрибутов, чтобы обеспечить повышенную гибкость с точки зрения поддержки других соглашений об именах и безопасности. Кроме того, единица распределения изменена с кластеров на физические секторы (512 байт), что сокращает потери дискового пространства.
В HPFS записи каталога содержат больше информации, чем в FAT. Помимо файла атрибутов, он включает информацию о дате и времени модификации, создания и доступа. Вместо того, чтобы указывать на первый кластер файла, записи каталога в HPFS указывают на FNODE. FNODE может содержать данные файла или указатели, которые могут указывать на данные файла или на другие структуры, которые в конечном итоге будут указывать на данные файла.
HPFS пытается разместить как можно больше файлов в смежных секторах. Это сделано для увеличения скорости при последовательной обработке файла.
Кроме того, HPFS включает несколько уникальных специальных объектов данных:
Суперблок
Суперблок расположен в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. Одна из самых больших опасностей использования HPFS заключается в том, что если суперблок потерян или поврежден из-за плохого сектора, то же самое произойдет и с содержимым раздела, даже если остальная часть диска в порядке. Восстановить данные на диске можно было бы, скопировав все на другой диск с исправным сектором 16 и перестроив суперблок. Однако это очень сложная задача.
Запасной блок
Запасной блок расположен в логическом секторе 17 и содержит таблицу «горячих исправлений» и блок запасного каталога. В HPFS при обнаружении поврежденного сектора запись «горячих исправлений» используется для логического указания на существующий исправный сектор вместо поврежденного сектора. Этот метод обработки ошибок записи называется оперативным исправлением.
Оперативное исправление – это метод, при котором в случае возникновения ошибки из-за поврежденного сектора файловая система перемещает информацию в другой сектор и помечает исходный сектор как неисправный. Все это делается прозрачно для любых приложений, выполняющих дисковый ввод-вывод (то есть приложение никогда не узнает о каких-либо проблемах с жестким диском). Использование файловой системы, поддерживающей оперативное исправление, устранит сообщения об ошибках, такие как FAT «Прервать, повторить попытку или сбой?» сообщение об ошибке, возникающее при обнаружении поврежденного сектора.
Версия HPFS, входящая в состав Windows NT, не поддерживает оперативное исправление.
Преимущества HPFS
HPFS лучше всего подходит для дисков емкостью 200–400 МБ. Дополнительные сведения о преимуществах HPFS см. в следующих материалах:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Server 4.0 "Руководство по ресурсам", глава 3, раздел "Какую файловую систему использовать на каких томах"
Недостатки HPFS
Из-за накладных расходов, связанных с HPFS, это не очень эффективный выбор для тома менее примерно 200 МБ. Кроме того, при использовании томов размером более 400 МБ производительность может снизиться. Вы не можете установить безопасность на HPFS под Windows NT.
HPFS поддерживается только в Windows NT версий 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не может получить доступ к разделам HPFS.
Дополнительные недостатки HPFS см. в следующем:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Server 4.0 "Руководство по ресурсам", глава 3, раздел "Какую файловую систему использовать на каких томах"
Обзор NTFS
С точки зрения пользователя, NTFS продолжает организовывать файлы в каталоги, которые, как и HPFS, сортируются. Однако, в отличие от FAT или HPFS, на диске нет «специальных» объектов и нет зависимости от базового оборудования, например секторов по 512 байт. Кроме того, на диске нет специальных мест, таких как таблицы FAT или суперблоки HPFS.
Цели NTFS – обеспечить:
Надежность, особенно желательная для высокопроизводительных систем и файловых серверов
Платформа для дополнительных функций
Поддержка требований POSIX
Снятие ограничений файловых систем FAT и HPFS
Надежность
Чтобы обеспечить надежность NTFS, были рассмотрены три основные области: возможность восстановления, устранение фатальных сбоев отдельных секторов и оперативное исправление.
NTFS — это восстанавливаемая файловая система, поскольку она отслеживает транзакции в файловой системе. Когда CHKDSK выполняется в FAT или HPFS, проверяется непротиворечивость указателей в таблицах каталогов, выделений и файлов. В NTFS ведется журнал транзакций для этих компонентов, так что CHKDSK нужно только откатить транзакции до последней точки фиксации, чтобы восстановить согласованность в файловой системе.
В FAT или HPFS, если произойдет сбой сектора, в котором находится один из специальных объектов файловой системы, произойдет сбой одного сектора. NTFS избегает этого двумя способами: во-первых, не используя специальные объекты на диске и отслеживая и защищая все объекты, находящиеся на диске. Во-вторых, в NTFS хранится несколько копий (количество зависит от размера тома) основной таблицы файлов.
Подобно версиям HPFS для OS/2, NTFS поддерживает оперативное исправление.
Добавлена функциональность
Одной из основных целей разработки Windows NT на всех уровнях является предоставление платформы, которую можно добавлять и использовать, и NTFS не является исключением. NTFS предоставляет богатую и гибкую платформу для использования другими файловыми системами. Кроме того, NTFS полностью поддерживает модель безопасности Windows NT и поддерживает несколько потоков данных. Файл данных больше не является единым потоком данных. Наконец, в NTFS пользователь может добавлять в файл свои собственные определяемые пользователем атрибуты.
Поддержка POSIX
NTFS является наиболее совместимой с POSIX.1 из поддерживаемых файловых систем, поскольку она поддерживает следующие требования POSIX.1:
В POSIX README.TXT, Readme.txt и readme.txt — это разные файлы.
Дополнительная отметка времени:
Дополнительная отметка времени указывает время последнего доступа к файлу.
Жесткая ссылка — это когда два файла с разными именами, которые могут находиться в разных каталогах, указывают на одни и те же данные.
Снять ограничения
Во-первых, NTFS значительно увеличила размер файлов и томов, так что теперь они могут достигать 2^64 байт (16 эксабайт или 18 446 744 073 709 551 616 байт). NTFS также вернулась к концепции кластеров FAT, чтобы избежать проблемы HPFS с фиксированным размером сектора. Это было сделано потому, что Windows NT — переносная операционная система, и в какой-то момент могут встретиться различные дисковые технологии. Следовательно, 512 байт на сектор рассматривались как имеющие большую вероятность того, что они не всегда подходят для распределения. Это было достигнуто за счет возможности определения кластера как кратного размера естественного распределения аппаратного обеспечения. Наконец, в NTFS все имена файлов основаны на Unicode, а имена файлов 8.3 сохраняются вместе с длинными именами файлов.
Преимущества NTFS
NTFS лучше всего подходит для томов размером около 400 МБ и более. Это связано с тем, что производительность не снижается в NTFS, как в FAT, при больших размерах томов.
Возможность восстановления, предусмотренная в NTFS, такова, что пользователю никогда не придется запускать какую-либо утилиту восстановления диска в разделе NTFS. Дополнительные преимущества NTFS см. в следующем:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Server 4.0 "Руководство по ресурсам", глава 3, раздел "Какую файловую систему использовать на каких томах"
Недостатки NTFS
Не рекомендуется использовать NTFS на томе размером менее примерно 400 МБ из-за того, что NTFS занимает много места. Эти накладные расходы связаны с системными файлами NTFS, которые обычно занимают не менее 4 МБ дискового пространства в разделе размером 100 МБ.
В настоящее время в NTFS нет встроенного шифрования файлов. Поэтому кто-то может загрузиться под MS-DOS или другой операционной системой и использовать низкоуровневую утилиту редактирования диска для просмотра данных, хранящихся на томе NTFS.
Невозможно отформатировать дискету с файловой системой NTFS; Windows NT форматирует все гибкие диски в файловой системе FAT, потому что служебные данные, связанные с NTFS, не помещаются на дискету.
Для дальнейшего обсуждения недостатков NTFS см. следующее:
Windows NT Server "Концепции и руководство по планированию", глава 5, раздел "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Workstation 4.0, глава 18, "Выбор файловой системы"
Комплект ресурсов Windows NT Server 4.0 "Руководство по ресурсам", глава 3, раздел "Какую файловую систему использовать на каких томах"
Соглашения об именах NTFS
Имена файлов и каталогов могут содержать до 255 символов, включая любые расширения. Имена сохраняют регистр, но не чувствительны к регистру.NTFS не различает имена файлов по регистру. Имена могут содержать любые символы, кроме следующих:
В настоящее время из командной строки можно создавать имена файлов длиной не более 253 символов.
Основные аппаратные ограничения могут налагать дополнительные ограничения на размер раздела в любой файловой системе. В частности, загрузочный раздел может иметь размер только 7,8 ГБ, а размер таблицы разделов ограничен 2 ТБ.
Дополнительную информацию о поддерживаемых файловых системах для Windows NT см. в наборе ресурсов Windows NT.
Читайте также: