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Windows 文件系统调研报告 马振磊 计算机科学技术 什么是文件系统 文件系统又被称作文件管理系统，它是指操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构。文件系统由与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构这三部分构成。 ．常见的文件系统类型 Microsoft Windows系列操作系统中共使用了5种不同的文件系统，它们分别是：FAt12、FAT16、FAT32、NTFS和HPFS。 下面将对这5种文件系统的特点做简单介绍，其中FAt12、FAT16、FAT32均是Fat文件系统，是File Allocation Table的简称。 FAT12文件系统的特点 采用12位文件分配表，使用在DOS3.0以前，并因此而得名。目前这种文件系统仍然在软盘驱动器中使用，其他介质中基本已经不再使用这种文件系统了。 Fat12文件系统可管理的磁盘容量是8M，在当时没有硬盘的情况下，这个磁盘管理能力是非常大的。 FAT16文件系统的特点 FAT16文件系统采用16位字长的分区表，可使用的簇的总数增加到2的16次幂（65536）个。 Fat16文件系统在刚推出时可管理磁盘的能力为32M。随着硬盘技术的发展，DOS 4.0之后的Fat16文件系统可管理128M的磁盘。这个数字不断的发展，直至发展至2G。 FAT32文件系统的特点 FAT32文件系统可支持的磁盘分区的大小最大为32GB，但不支持小512MB的分区；支持的最大单个文件的大小为4GB； FAT32文件系统采用大小为4KB的簇，磁盘利用效率高，可更有效地保存信息； FAT32文件系统的启动记录被包含在一个含有关键数据的结构中，减少了计算机文件系统崩溃的可能性； HPFS文件系统 HPFS（High Performance File System）高性能文件系统是 OS/2操作系统的一种文件系统。 HPFS文件系统用来在多个硬盘（最大支持2T）间处理大文件（最大支持2G），同时支持长文件名（多达256个比特）。HPFS应用一个中央定位的根目录以及B树来增加文件访问速度，可以与MS-DOS、FAT同时运行或者各自独立运行。 NTFS文件系统的特点 NTFS可以支持的分区(如果采用动态磁盘则称为卷)最大大小可以达到2TB； NTFS是一个可恢复的文件系统。 NTFS支持对分区、文件夹和文件的压缩。 NTFS采用了更小的簇，可以更有效率地管理磁盘空间。 基于Win 2000,XP的NTFS文件系统下可以进行磁盘配额管理。 NTFS内部格局 NTFS 文件系统与以前的FAT 文件系统完全不同， 他采取了不同的方式对文件系统的数据及进行管理，甚至包括文件系统管理数据本身； 因此在NTFS 中引入了一些全新的 概念和结构。 1、 MFT (Master File Table) MFT(Master File Table)主文件表 的简称， 它是 NTFS 文件系统的核心； MFT 表由 若干个“(1024字节大小的)MFT 项” 构成。 ? 大小： 系统刚刚创建时， 内部只包含17个 MFT 项， MFT 文件 大小为 32Kb MFT 项：? ? ? · 大小：?1024?字节?；?每个MFT?项?最多包含?65536?个属性。 ? ? · 作用：?描述所对应的文件或目录的信息(每个文件或目录都会有一个与之对应的MFT?项)。 ? ? · 结构：?MFT?项分为2部分(MFT?头?、?MFT?属性(MFT?属性又分为：MFT?属性头、属性内容)） ? ? ? ? MFT 头： ? ? ? ? ?· 大小：?MFT?项中的前?“数十字节”??为MFT?头。 ? ? ? ? ?· 作用：?描述该MFT?项的类型(即指明其所拥有者的类型，目录后者文件类型)、文件起始簇号、大小等等信息。 ? ? ? ? ?注意：?每个文件或目录都必须至少有一个MFT?项，?而MFT?项是在查找文件/目录时，除了引导扇区外?必须首先查找的。通过MFT?表获取目标的对应MFT?项，?便可通过MFT?项获取数据。 ? ? ? ? NTFS卷总体结构 NTFS卷的元数据均保存在文件中。第一个文件是MFT。第二个文件，用于MFT文件遭破坏时的恢复，包括了MFT前16项的一个副本。 可恢复性 文件系统的可恢复性是NTFS设计的目标之一 ，对许多简单文件系统，非正常时间掉电会导致文件系统的数据结构遭到极其严重的破坏，甚至能把整个卷搞乱。恢复这些数据经常会删除损坏了的文件和释放数据簇，这种检查是一个很缓慢的过程，并且会丢失相当数量的数据。 文件系统的可恢复性取决于