磁盘文件系统

组织、存储和命名文件的结构

磁盘文件系统是组织、存储和命名文件的结构，常用的有MS-DOS和Windows 3.x。

文件系统定义

所谓文件系统，它是操作系统中藉以组织、存储和命名文件的结构。磁盘或分区和它所包括的文件系统的不同是很重要的，大部分应用程序都基于文件系统进行操作，在不同种文件系统上是不能工作的。

文件系统大家族

常用的文件系统有很多，MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系统，默认情况下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Me可以同时支持FAT16、FAT32两种文件系统，Windows NT则支持FAT16、NTFS两种文件系统，Windows 2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三种文件系统，Linux则可以支持多种文件系统，如FAT16、FAT32、NTFS、Minix、ext、ext2、xiafs、HPFS、VFAT等，不过Linux一般都使用ext2文件系统。下面，笔者就简要介绍这些文件系统的有关情况：

(1)FAT16

FAT的全称是“File Allocation Table(文件分配表系统)”，最早于1982年开始应用于MS-DOS中。FAT文件系统主要的优点就是它可以允许多种操作系统访问，如MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。这一文件系统在使用时遵循8.3命名规则(即文件名最多为8个字符，扩展名为3个字符)。

磁盘文件系统

文件系统就是在硬盘上存储信息的格式。在所有的计算机系统中，都存在一个相应的文件系统，它规定了计算机对文件和文件夹进行操作处理的各种标准和机制。因此，用户对所有的文件和文件夹的操作都是通过文件系统来完成的。其中Windows 2000支持的文件系统包括：

o 标准文件分配表( FAT )，运行Windows NT、Windows 95、MS - DOS或OS/2可以存取主分区或者逻辑分区FAT上的文件。

o 增强的文件分配表（FAT32），这是在大型磁盘驱动器（超过512 兆字节）上存储文件的极有效的系统，如果用户的驱动器使用了这种格式，则会在驱动器上创建多至几百兆的额外硬盘空间，从而更高效地存储数据。此外，可使程序运行加快50 %，而使用的计算机系统资源却更少。

o Windows 2000中推荐的文件系统（NTFS），只有运行Windows 2000或Windows NT的计算机才可以存取NTFS卷中的文件。

用户在安装Windows 2000 之前，应该先决定选择哪一种文件系统。Windows 2000支持使用NTFS文件系统和文件分配表文件系统（FAT或FAT32）。本节以下内容将对以上的几种文件系统作简单介绍。

FAT文件系统

FAT文件系统最初用于小型磁盘和简单文件结构的简单文件系统。FAT文件系统得名于它的组织方法：放置在卷起始位置的文件分配表。为了保护卷，使用了两份拷贝，确保即使损坏了一份也能正常工作。另外，为确保正确装卸启动系统所必须的文件，文件分配表和根文件夹必须存放在固定的位置。

采用FAT文件系统格式化的卷以簇的形式进行分配。默认的簇大小由卷的大小决定。对于FAT文件系统，簇数目必须可以用16位的二进制数字表示，并且是2的乘方。通过使用命令行提示符下的format程序，用户可以指定簇的大小。不过，用户所指定的簇的大小必须大于表中给出的大小。由于额外开销的原因，在大于511MB的卷中不推荐使用FAT文件系统。如果用户的计算机上运行的是Windows 95、Windows for Workgroups、MS-DOS、OS/2或Windows 95以前的版本，那么FAT文件系统格式是最佳的选择。

不过，需要注意的是，FAT文件系统最好被用在较小的卷上。因为，在不考虑簇大小的情况下，使用FAT文件系统，卷不能大于4GB。

FAT32文件系统

FAT32文件系统提供了比FAT文件系统更为先进的文件管理特性，例如，支持超过32GB的卷以及通过使用更小的簇来更有效率地使用磁盘空间。作为FAT文件系统的增强版本，它可以在容量从512MB到2TB的磁盘驱动器上使用。

在以前的操作系统中，只有Windows 2000、Windows 98和Windows 95 OEM Release 2版能够访问FAT32卷。MS-DOS、Windows 3.1及较早的版本、Windows for Workgroups、Windows NT 4.0及更早的版本都不能识别FAT32卷，同时也不能从FAT32上启动它们。FAT和FAT32可以与Windows 2000之外的其它操作系统兼容。如果设置了双重启动配置，很可能需要FAT或FAT32文件系统。如果用户正在对Windows 2000 和另一个操作系统进行双重启动配置，请选择一个适用于后者的文件系统。选择的标准如下：

o 如果安装分区小于2GB，或者如果希望双重启动配置Windows 2000 和MS - DOS、Windows 3.1、Windows 95或Windows NT较早的版本，将安装分区格式化为FAT。

o 在大于或等于2GB的分区上使用FAT32文件系统。如果在Windows 2000安装程序中选择使用FAT格式化，并且安装分区大于2GB，安装程序将自动按FAT32格式化。对于大于32GB的分区，建议您使用NTFS而不用FAT32文件系统。

NTFS文件系统

Windows 2000所推荐使用的NTFS文件系统提供了FAT和FAT32文件系统所没有的、全面的性能，可靠性和兼容性。NTFS文件系统的设计目标就是用来在很大的硬盘上能够很快地执行诸如：读、写和搜索这样的标准文件操作，甚至包括像文件系统恢复这样的高级操作。NTFS文件系统包括了公司环境中文件服务器和高端个人计算机所需的安全特性。NTFS文件系统还支持对于关键数据完整性十分重要的数据访问控制和私有权限。除了可以赋予Windows 2000计算机中的共享文件夹特定权限外， NTFS文件和文件夹无论共享与否都可以赋予权限。NTFS是Windows 2000 中唯一允许为单个文件指定权限的文件系统。然而，当用户从NTFS卷移动或复制文件到FAT卷时，NTFS文件系统权限和其它特有属性将会丢失。

像FAT文件系统一样，NTFS文件系统使用簇作为磁盘分配的基本单元。在NTFS文件系统

Windows 2000包括一个新版本的NTFS，该文件系统在原有的灵活的安全特性（比如域和用户帐户数据库）之上又加入了新的特性，如活动目录(Active Directory)Windows 2000中使用的NTFS文件系统支持以下特性：

o 活动目录。使网络管理者和网络用户可以方便灵活地查看和控制网络资源。

o 域。它是活动目录的一部分，帮助网络管理者兼顾管理的简单性和网络的安全性。例如，只有在NTFS文件系统中用户才能设置单个文件的许可权限而不仅仅是目录的许可权限。

o 文件加密。能够大大提高信息的安全性。

o 稀松文件。应用程序生成的一种特殊文件，它的文件尺寸非常大，但实际上只需要少部分的磁盘空间。就是说，NTFS只需要给这种文件实际写入的数据分配磁盘存储空间。

o 其他的数据存储模式。这些模式可以提高存储和修改信息的效率。

o 磁盘活动的恢复日志。它将帮助用户在电源失效或其他系统故障时快速恢复信息。

o 磁盘配额。管理者可以管理和控制每个用户所能使用的最大磁盘空间。

o 对于大容量驱动器的良好扩展性。NTFS中最大驱动器的尺寸远远大于FAT格式的，而且，NTFS的性能和存储效率并不象FAT那样随着驱动器尺寸的增大而降低。

需要把整个磁盘或某个磁盘驱动器做成NTFS文件系统的用户，可在安装Windows 2000时，在安装向导的帮助下完成所有操作。安装程序可以很轻松地把分区转化为新版本的NTFS文件系统，即使以前的分区使用的是FAT或FAT32。安装程序会检测现有的文件系统格式。如果是NTFS，则自动进行转换；如果是FAT或FAT32，会提示安装者是否转换为NTFS。用户也可以在安装完毕之后使用Convert.exe来把FAT或FAT32的分区转化为新版本的NTFS分区。无论是在运行安装程序中还是在运行安装程序之后，这种转换都不会使用户的文件受到损害（相对于重新格式化磁盘来说）。

如果使用双重启动配置，则可能无法从计算机上的另一个操作系统访问NTFS分区上的文件。所以，如果要使用双重启动配置，FAT32或者FAT文件系统将是更适合的选择。

NTFS和文件分配表文件系统的区别

运行Windows 2000的计算机的磁盘分区可以使用三种类型的文件系统： NTFS、FAT和FAT32。安装Windows 2000的用户建议使用NTFS文件系统。FAT和FAT32很相似，只是FAT32更适合于较大容量的硬盘（对于大硬盘来说，最佳的文件系统是NTFS）。本节将帮助用户比较各种文件系统的优劣。

NTFS文件系统是使用Windows 2000 所推荐的文件系统。NTFS具有FAT文件系统的所有基本功能，并且提供如下的FAT或FAT32文件系统所没有的优点：

o 更为安全的文件。

o 更好的磁盘压缩性能。

o 支持最大达2TB的大硬盘（NTFS可支持的最大磁盘容量比FAT的大得多，而且随着磁盘容量的增大，NTFS的性能不像FAT那样随之降低）。

o 双重启动配置（在同一台计算机上同时安装有Windows 2000和其他操作系统）。

只有一种情况用户可能需要使用FAT或FAT32文件系统，就是确有必要配置Windows 2000和早期操作系统的双重启动。在这种情况下，用户就应该把系统配置成双重启动并在硬盘上用FAT或FAT32分区做为主分区（启动分区）。这是因为早期的操作系统不能访问采用最新版本NTFS格式的本地硬盘分区，唯一的例外就是Windows NT 4.0 加上Service Pack 4或更高版本，它能够访问这种硬盘分区，但也有所限制。Windows NT不能访问使用NTFS新特性存储的本地文件，因为这些NTFS新特性在Windows NT4.0发布时还没有出现。如果服务器不需要配置双重启动功能，建议文件系统采用NTFS格式。

Windows 2000支持由Windows 95或Windows 98创建的任何尺寸的FAT32卷。然而，Windows 2000只能格式化最大32GB的FAT32卷。如果用户在安装过程中选择的FAT分区大于2GB，则安装程序自动地把它格式化为FAT32格式。对于大于32GB的卷建议使用NTFS而不是FAT32。

VFAT

VFAT是“扩展文件分配表系统”的意思，主要应用于在Windows 95中。它对FAT16文件系统进行扩展，并提供支持长文件名，文件名可长达255个字符，VFAT仍保留有扩展名，而且支持文件日期和时间属性，为每个文件保留了文件创建日期/时间、文件最近被修改的日期/时间和文件最近被打开的日期/时间这三个日期/时间

HPFS

高性能文件系统。OS/2的高性能文件系统(HPFS)主要克服了FAT文件系统不适合于高档操作系统这一缺点，HPFS支持长文件名，比FAT文件系统有更强的纠错能力。Windows NT也支持HPFS，使得从OS/2到Windows NT的过渡更为容易。HPFS和NTFS有包括长文件名在内的许多相同特性，但使用可靠性较差。

ext2

这是Linux中使用最多的一种文件系统，因为它是专门为Linux设计，拥有最快的速度和最小的CPU占用率。ext2既可以用于标准的块设备(如硬盘)，也被应用在软盘等移动存储设备上。已经有新一代的Linux文件系统如SGI公司的XFS、ReiserFS、ext3文件系统等出现。

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