Аббревиатура «NTFS» расшифровывается как «Файловая система новой технологии». Благодаря доминированию компании Microsoft, NTFS является широко распространенной файловой системой для организации данных на жестких дисках и других носителях информации. С момента выпуска Windows XP в 2001 году эта файловая система стала неоспоримым стандартом для операционных систем Windows. Читайте дальше и узнайте, как она работает, какие преимущества дает и чем отличается от других систем, таких как FAT.
NTFS: характеристики и функции
Максимальный размер раздела для файловой системы NTFS составляет около 2 терабайт. Однако для отдельного файла ограничений по размеру нет. Поэтому теоретически возможно хранить один файл размером почти 2 терабайта на носителе данных, отформатированном в NTFS. По сравнению с классическими файловыми системами, такими как FAT32, «размер кластера» в NTFS был значительно увеличен и теперь приближается к 16×10^18. Для файловой системы FAT32 размер кластера составляет «всего» 4 294 987 296. Согласно стандарту NTFS, имя файла может содержать не более 255 символов.
NTFS не является абсолютно новой разработкой, но в значительной степени основана на файловой системе HPFS от IBM, которая использовалась в операционной системе OS/2 от Microsoft. Аббревиатура «HPFS» расшифровывается как High Performance File System. HPFS была представлена в 1989 году и изначально была устанавливаемой файловой системой — или IFS. Ранее файловые системы (например, FAT16) обычно непосредственно интегрировались в ядро системы.
NTFS следует принципу: «Все находится в файле». В отличие от нее, другие файловые системы — например, операционные системы Unix — работают по принципу: «Все есть файл». В случае NTFS вся информация обо всех сохраненных файлах хранится в MFT (главной файловой таблице). Среди прочего, этот индекс содержит информацию о том, какие блоки на носителе информации принадлежат какому файлу и какие разрешения и атрибуты доступа назначены определенному файлу. В файловой системе NTFS главная файловая таблица хранит такие атрибуты, как тип файла, его размер, дата создания и последние изменения, например. Соответственно, MFT занимает особое положение на устройствах хранения данных, отформатированных под NTFS. Этот неотъемлемый компонент обычно занимает 12,5% от размера раздела и не может быть заполнен другими файлами. Фрагментация носителя данных начинается, как только MFT полностью заполняется данными.
Развитие NTFS: обзор всех версий
За последние три десятилетия компания Microsoft регулярно пересматривала свой собственный стандарт файловой системы. Однако большинство выпущенных версий NTFS уже неактуальны из-за устаревших операционных систем, к которым они относятся. В следующей таблице приведена основная информация об отдельных версиях:
| Номер версии NTFS | Выпуск | Операционная система | Специальная характеристика |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 1993 | Windows NT 3.1 | Первая версия, несовместима с последующими версиями |
| 1.1 | 1995 | Windows NT 3.51 | Первая поддержка сжатия файлов и контроля доступа (индивидуальные права доступа к файлам) |
| 1.2 | 1996 | Windows NT 4.0 | Введение описаний безопасности для важных системных файлов, также известное как NTFS 4.0 |
| 3.0 | 2000 | Windows 2000 | Введение различных функций, таких как управление контингентом и шифрование на основе файловой системы; также известна как NTFS 5.0 |
| 3.1 | 2001 | Windows XP | Расширение записей в главной таблице полей (MFT) за счет избыточных номеров записей для более легкого восстановления поврежденных записей; также известна как NTFS 5.1 |
Когда используется NTFS?
Начиная с Windows XP, NTFS преимущественно используется в системах Microsoft. Форматирование NTFS на жестком диске, содержащем операционную систему, даже стало обязательным, начиная с Windows Vista. Это имеет смысл, поскольку NTFS обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с предшественниками FAT, такими как FAT32 или FAT16.
В целом, файловая система NTFS особенно хорошо подходит для использования в сетях. Именно здесь она может в полной мере использовать свою хорошо организованную структуру, включая практические средства контроля доступа для прав пользователей на чтение и запись. По сравнению с предыдущим стандартом FAT32, который до сих пор используется для определенных целей, NTFS предлагает дополнительные преимущества: Максимальный размер раздела намного больше и сейчас составляет около 16 терабайт. Это размер хранения данных, который (по состоянию на 2020 год) достигается лишь немногими жесткими дисками, доступными на рынке, независимо от того, являются ли они классическими механическими жесткими дисками HDD или современными флеш-накопителями SSD. Чтобы лучше проиллюстрировать важность файловой системы, ниже вы найдете краткое описание преимуществ и недостатков NTFS для частных и бизнес-пользователей.
В чем преимущества NTFS?
NTFS способна записывать небольшие файлы гораздо быстрее, чем файловая система типа FAT32. Более того, размер файла не ограничен. Интеллектуально выбирая сектора для записи, файловая система уменьшает проблему фрагментации и сводит к минимуму необходимость постоянной дефрагментации. При использовании NTFS данные теряются реже, поскольку файловая система быстрее распознает поврежденные сектора и удаляет хранящиеся там файлы.
Благодаря NTFS можно хранить и дополнительную информацию, помимо имени файла — размером 64 килобайта (KiB).
Кибибайт — это математически правильная двоичная единица, используемая специалистами вместо более «распространенного» килобайта. Кибибайт равен 1024 байтам, в то время как килобайт — только 1000 байт.
Хранящиеся таким образом метаданные наглядно показывают, с помощью каких программ можно, например, открыть файл. Более того, метаданные имеют тот положительный побочный эффект, что в NTFS больше не требуется указывать окончание файла. Для всех метаданных ведется «журнал». Здесь запланированное действие сначала заносится в журнал до фактического выполнения записи, а затем журнал обновляется. Это позволяет в значительной степени избежать несоответствий. Даже в случае сбоя или отключения питания необходимо, чтобы только журнал был корректным.
С первого взгляда: различия между NTFS, FAT32 и exFAT
NTFS является обязательной файловой системой для систем Windows, начиная с Windows Vista. Однако эта файловая система не играет никакой роли в мобильных носителях информации, таких как внешние HDD или SDD, USB-накопители или карты памяти. Эти носители данных относятся к области файловых систем с классической таблицей распределения файлов (FAT), таких как FAT32 и ее преемница exFAT.
Вопрос «Что такое NTFS?» не часто возникает у пользователей компьютеров Apple, поскольку проприетарный стандарт Microsoft не совместим с технологией конкурента. Поэтому обмен данными между компьютерами Mac и PC происходит через носители информации, отформатированные с помощью совместимых файловых систем, таких как FAT32 или exFAT. Мультимедийные конечные устройства, такие как игровые приставки или плееры, также требуют носителей данных FAT для обнаружения, отображения и воспроизведения данных.