NTFS vs FAT

Uporedni pregled karakteristika file systema-a : 

Uporedni pregled karakteristika file systema-a FAT/FAT32 VFAT NTFS

Istorijat FAT-a : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Istorijat FAT-a Takozvani FAT fajl sistem kreiran je od strane Bil Gejtsa i Marka McDonaldsa 1977. godine. Kasnije ga je Tim Paterson uključio u 86-DOS, a koji je opet Microsoft iskoristio kao osnovu za svoj MS-DOS 1.0 lansiran kao operativni sistem za IBM PC u avgustu 1981. godine. FAT fajl sistem se koristio u svim verzijama MS-DOS-a, kao i u PC-DOS-u, DR-DOS-u i u verzijama OS/2 1.0 i 1.1 Osnovni problem sa FAT-om leži u činjenici da je on dizajniran za flopi diskove. FAT je dovoljno mali da bi se sve vreme držao u memoriji, omogućujući veoma brz proizvoljan pristup ma kom delu ma kog fajla. Problemi su nastali kada se FAT primenio na tvrd disk.

Organizacija FAT sistema datoteka : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Organizacija FAT sistema datoteka U FATsistemu datoteka postoje 4 tipa sektora: BOOT sektor FAT sektori Sektori korenog direktorijuma i Sektori za smeštanje podataka Boot sektor je prvi fizički sektor particije koij sadrži učitavač operativnog sistema, čiji je zadatak da počne proces učitavanja operativnog sistema u memoriju kada se računar "podigne" sa te particije.

Organizacija FAT-a : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Organizacija FAT-a U FAT sektrima se pamti FAT (file allocation table) tabela. Tabela smeštanja fajlova (FAT) je struktura podataka koja služi kao putokaz ka fajlovima smeštenim na disku. FAT sadrži po jedan 12-bitni ili 16-bitni ulaz za svaki klaster u području podataka u kome se pamti kod stanja tog klastera . 12-bitni FAT ulaz se koristi za flopi diskove i particije tvrdih diskova koje su manje od 16 MB. Za sve veće particije koriste se 16-bitni ulazi.

FAT File System : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić FAT File System Klaster se može naći u jednom od četiri stanja koja se kodiraju u FAT tabeli na sledeći način:

Organizacija FAT-a : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Organizacija FAT-a Svakom fajlu na disk particiji je dodeljen 32-bajtni zapis koji sadrži podatke o tom fajlu – pored ostalih podataka tu se nalazi ime i ekstenzija fajla, kao i adresa početnog klastera fajla. Za one fajlove koji se nalaze u korenu disk particije, zapisi se nalaze u području korenog direktorijuma. Za sve ostale fajlove, zapisi se nalaze u području podataka. Poddirektorijumi se tretiraju kao fajlovi, osim što imaju setovan atribut bit koji označava da je reč o direktorijumu. "Podaci" u poddirektorijumu su zapravo 32-bajtni zapisi o fajlovima ili drugim poddirektorijumima koji se u njemu nalaze.

Organizacija FAT-a : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Organizacija FAT-a Jedan fajl, upisan u FAT particiju može minimalno da zauzme jedan klaster ili maksimalno da zauzme celu particiju, odnosno njeno područje podataka. Svi klasteri jednog fajla ne moraju biti locirani zajedno (a najčešće i nisu) što dovodi do pojave fragmentacije prostora na disku. Fragmentacija fajlova dodatno degradira perfomanse disk podsistema računara kao posledica činjenice da FAT ulazi fajla čine jednostrano ulančanu listu koja tačno ukazuje kome se klasteru kada pristupa i gde se on nalazi.

Organizacija FAT-a : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Organizacija FAT-a Nalaženje praznog prostora na disku vrši se tako što fajl sistem sekvencijalno pretražuje ulaze u FAT tražeći ulaze sa nulama koji označavaju prazne klastere. Pristup memorisanom fajlu vrši na sledeći način: fajl sistem prema imenu fajla nalazi njegov opis u direktorijumu u kome je fajl smešten (u istom direktorijumu se ne mogu pamtiti dva fajla sa istim imenom) i iz opisa čita adresu prvog klastera fajla sekvencijalnom pretragom FAT-a dolazi do polja koje odgovara prvom klasteru (što je naravno sporo) Iz polja prvog klastera čita adresu drugog klastera, iz polja drugog klastera čita adresu trećeg klastera... Postupak se ponavlja dok se ne dođe do polja klastera sa sadržajem H’FFFF koji označava da se u tom klasteru nalazi kraj fajla kome se pristupa

FAT(FAT16) : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić FAT(FAT16) FAT (FAT16) podražava rad sa 216=65.536 disk jedinica. U FAT sistemu datoteka, sektori grupišu u klastere od po 2, 4, 8, 16, 32 ili 64 sektora. Što je klaster veći, to je neracionalnije korišćenje i veći gubitak prostora na disku (za male datoteke potrebno izdvojiti memoriju od minimalno jednog klastera koji može biti nekoliko puta veći od veličine datoteke koja se u njega smešta). Uz korišćenje klastera sa 64 sektora, FAT16 sistem podržava diskove do maksimalno 2 GB. Max veličina fajla ograničena je na veličinu samog diska tj. 2GB Poznata su i ograničenja FAT-a u imenovanju fajlova i direktorijuma, a odnose se na dužinu imena fajla od 8+3 karaktera (8 za ime fajla, 3 za ekstenziju)

VFAT : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić VFAT VFAT je Microsoft lansirao kao zamenu za FAT fajl sistem u okviru operativnog sistema Windows 95. U VFAT-u je eliminisano najveće ograničenje FAT-a - ograničenu dužinu imena fajlova. Imena fajlova u VFAT fajl sistemu mogu imatido 255 karaktera i mogu se u imenima slobodno mešati karakteri i razmaci. Kada se kreira fajl na VFAT particiji, VFAT drajver upisuje dva imena fajla. Jedno je zapravo 8+3 alias, koji zovemo kratko ime. Kratko ime se generiše od dugog imena fajla. Npr. “DugoImeFajla.doc” kada se očita u običnom FAT16 sistemu se pretvara u “DugoIm~1.doc” Paricijama formatiranim u FAT ili VFAT sistemu može se pristupiti iz DOS-a, kao i iz svih verzija Windowsa

VFAT : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić VFAT VFAT kao i FAT ima ograničenje u broju fajlova i poddirektorijuma u korenom direktorijumu diska. Max broj opisa u korenom direktorijumu je 512 zato što područje korena diska (root directory) ima 32 sektora (16K) u FAT-u. Takođe, i dalje važi ograničenje u broju klastera. Pošto je i dalje u FAT-u 16 bita određeno za prikaz broja klastera, max broj klastera je je i dalje 65536. I dalje ne postoji nikakav mehanizam sortiranja ili indeksiranja fajlova, što bi značajno ubrzalo pretraživanje, već se i dalje zapisi dodeljuju po redu pristizanja. Da bi se locirao neki fajl, sekvencijalno se pretražuje direktorijum od njegovog prvog zapisa.

FAT32 : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić FAT32 Kako savremeni diskovi imaju kapacitet daleko veći od 2 GB, a da bi se sprečilo dalje povećanje veličine klastera, uveden je novi sistem datoteka FAT 32. FAT32 koristi 32 bita za adresiranje klastera, tako da u FAT 32 sistemu može biti ukupno 232  4.300.000.000 klastera na disku tj. na disk particiji. Tek FAT32 sistem nema restrikcije u pogledu veličine i mesta osnovnog direktorijuma. Na ovaj način osnovni direktorijum se tretira kao i običan direktorijum, samo što osnovni direktorijum ne sme biti izbrisan. FAT 32 uvodi mogućnost deljenja hard diska na particije Max veličina fajla je 4GB Max broj fajlova na disku je neograničen Particiji formatiranoj u FAT32 vsistemu se može pristupiti počev od operativnog sistema Windows98 (Windows95 ne vidi FAT32 particiju)

NTFS : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić NTFS NTFS je skraćenica od New Technology File System. On je potpuno različit od FAT-a. NTFS particije mogu imati do 263 klastera i svaki klaster, teoretski, može biti dužine do 64KB. Zbog ovoga NTFS ima ograničenje veličine particije na otprilike 500 triliona GB. NTFS podržava sve veličine klastera - od 512 bajta do 64 KB. Klasteri veličine 4KB smatraju se standardom.

NTFS : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić NTFS Na početku NTFS particije se nalazi Partition Boot Sector, koji počinje u sektoru 0 i može biti dug do 16 sektora. Prvi fajl na NTFS particiji je Master File Table (MFT) MFT je u stvari relaciona baza koja sadrži jedan ili više zapisa za svaki fajl i direktorijum na disku. Fajl zapisi su veličine 1 K, 2 K ili 4 K i podeljeni su u polja promenljive veličine koja sadrže atribute fajla. Atributu su, između ostalih: ime fajla, opis prava pristupa (vlasništvo nad fajlom i ko ima pravo pristupa) itd.

NTFS : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić NTFS Zapisi za direktorijum kod NTFS-a sadrže liste fajlova i poddirektorijuma u njemu sortirane alfabetskim redom po imenima. Za velike direktorijume NTFS indeksira imena fajlova koristeći strukturu tzv. B+ stabla koja dramatično redukuje broj pristupa potrebnih za lociranje nekog fajla u direktorijumu. Za nalaženje fajla među 1000 fajlova u direktorijumu čija su imena organizovana B+ stablom potrebno prosečno 10 pristupa. Za sekvencijalno traženje među istih 1000 fajlova kod FAT-a potrebno prosečno 500 pristupa. Ako se broj fajlova u direktorijumu poveća za faktor 2 (na 2000 fajlova), broj pristupa kod FAT-a raste linearno, odnosno duplo je veći, do kod NTFS-a to znači samo jedan pristup više.

NTFS : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić NTFS Max veličina fajla na NTFS particiji nije ograničena Max broj fajlova na disku je neograničen Particiji formatiranoj u NTFS sistemu se može pristupiti počev od operativnog sistema WindowsNT (Windows95, Windows98 i WindowsME ne vide NTFS particiju)

NTFS 5.0 : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić NTFS 5.0 NTFS 5.0. osim poboljšanja performansi, pruža i sledeće mogućnosti: šifrovanje fajlova ili direktorijuma (korišćenjem EFS-Encrypted File System), definisanje prava pristupa na nivou svakog pojedinačnog fajla, svaki fajl u NTFS FS može imati sopstvene atribute, promena veličine particija bez potrebe za restartovanjem sistema, automatsko ažuriranje shotcut-ova kada se npr. premeštaju fajlovi... Nije preporučljivo stavljati NTFS na sistem sa manje od 128MB RAM-a. To je zbog toga jer je brzina rada NTFS-a zasnovana na keširanju, tako da je za vidnije poboljšanje performansi preporučljivo 256MB RAM-a.

Zaključak – poređenje NTFS i FAT/FAT32 : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Zaključak – poređenje NTFS i FAT/FAT32 Broj fajlova i poddirektorijuma u korenom poddirektorijumu je ograničen samo slobodnim prostorom na disku, pošto je za razliku od FAT-a koreni direktorijum organizovan kao i ostali poddirektorijumi. Veličina klastera je nezavisna od veličine diska i iznosi 4KB Manja veličina klastera kod NTFS-a daje bolju iskorišćenost diska (10 fajlova od 1 KB na NTFS zauzimaju 40 KB, dok na FAT32 mogu da zauzmu i do 320 KB) Veličinu NTFS particije je moguće menjati a da pri tome nije nužno brisati sve i počinjati ispočetka. Moguće je i kreirati particiju koja se prostire na više fizičkih diskova. NTFS je superioran i kada je reč o lociranju fajlova (pretraga korišćenjem strukture B+ stabla) NTFS može da na sebi ima fajlove koji prelaze 4 GB u veličini, dok je kod FAT32 systema maximalna veličina fajla malo manja od 4 GB NTFS nije moguće koristiti iz DOS-a (sem pomoću nekih programa), dok se FAT32 sistemu vrlo lako pristupa iz DOS-a (koji se startuje pomoću diskete).

Zaključak – poređenje NTFS i FAT/FAT32 : 

ETŠ "Nikola Tesla" Niš, Milena Krstić Zaključak – poređenje NTFS i FAT/FAT32