Windows 文件系统结构.ppt

信息和文件系统概述 信息是计算机系统中的重要资源。操作系统中的一个重 要组成部分， 文件系统就是负责信息的组织、存储和访问。 文件系统主要提供高效、快速和方便的信息存 储和访问。本章的主要内容就是文件系统。 文件管理的目的 方便的文件访问和控制：以符号名称作为文件标 识，便于用户使用； 并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文 件的并发访问和控制； 统一的用户接口：在不同设备上提供同样的接口， 方便用户操作和编程； 多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户 对同一文件会有不同的访问权限； 优化性能：存储效率、检索性能、读写性能； 差错恢复：能够验证文件的正确性，并具有一定 的差错恢复能力； 从系统角度来看，文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤消文件等。 NTFS文件系统概述 NTFS为多级目录结构，支持文件别名（符号链接方式）； NTFS文件由多个文件属性构成，每个属性由属性名和属性 流（stream, 简单字节队列）组成；用户可自定义属性； NTFS支持用户权限管理 – 有5种权限划分：读、写、运行、删除和修改权限； – 支持按用户、用户组分配权限； NTFS文件支持数据压缩功能； NTFS卷结构支持容错功能； Windows 文件系统结构 远程文件操作过程 文件系统相关的数据结构 NTFS卷结构 NTFS的结构以卷为单位，卷与磁盘分区相关；卷由一组文件和未分配空间组成； NTFS以簇为基本硬盘分配单位，簇的大小为物理扇区的整数倍，通常为2K倍。 NTFS卷上的所有数据（包括用于引导、定位、空间分配等文件系统管理数据）都以文件的形式保存； 文件引用号：在主文件表中每个文件记录有一个64位的文件引用号；它由文件号和顺序号组成，文件（48位：47~0）是文件在主文件表中的位置序号，顺序号（16位：63~48）在每次重复使用该文件记录时加1； NTFS的元文件 主文件表（$MFT）：文件记录数组，每个记录为1KB；每个文件对应一个或多个文件记录； 主文件表副本（$MFTMirr）：是主文件表中前几项的副本，用于在主文件表不能读取时的元文件定位； 卷结构日志（$LogFile）：记录所有影响NTFS卷结构的操作，用于系统失败后的卷恢复； 空间分配位图（$Bitmap）：标识卷中每个簇的分配状态，即：空闲和已被分配； 引导文件（$Boot）：引导程序代码； 坏簇文件（$BadClus）：记录卷中据有损坏位置； 卷文件（$Volume）：卷名、文件系统版本、卷状态（卷是否被损坏）； 属性定义表（$AttrDef）：卷中支持的属性类型列表； NTFS文件属性 NTFS文件是属性的集合，通常所说的文件内容是指未命名数据属性流； 例：我们定义两个数据属性：ntfile(数据)和ntfile:data(自定义数据)。 在向FAT复制时，自定义属性会丢失。 echo test....data ntfile echo test....user defined data ntfile:data more ntfile more ntfile:data copy ntfile h:ntfile (H为NTFS) copy ntfile f:ntfile (F为FAT) more h:ntfile more h:ntfile:data more f:ntfile more f:ntfile:data NTFS文件属性的存储形式 常驻属性（Resident Attribute）：属性流直接存放在主文件表中；标准信息和文件名总是常驻的。 非常驻属性（Nonresident Attribute）：属性流的存放不在主文件表中；大文件的数据属性、大目录的文件名索引属性等长度可增加的属性为非常驻的。 常驻属性 非常驻属性 NTFS文件结构 NTFS目录结构 NTFS的数据压缩 NTFS支持基于文件、目录和卷的压缩 稀疏文件压缩：稀疏文件是指相对于文件大小而言只有少量非零数据的文件。压缩方法为省略（不保存）只包含零的簇。 非稀疏文件压缩：NTFS首先把文件分成16个簇为一组的压缩单位；分别对各压缩单位进行压缩，当压缩后不能节约一个簇时，不压缩而直接存储；当压缩后可节约至少一个簇时，只分配相应空间，存储压缩后的数据。 NTFS卷结构 通常一个文件卷与一个硬盘分区相对应，但NT支持由多个硬盘分区构成的文件卷，以提高文件I/O效率、提供动态增加卷大小和容错功能。 条带卷：由