解析磁盘、分区、文件系统
当前越来越多的用户已经从windows 98逐步升级到更高级的系统了，随之而来的就是必须面对windows 98/2000/xp/2003等系统的fat16/fat32/ntfs磁盘分区 格式，它们到底是什么？有什么特点和优点？到底选择那种格式？如何建立的转换？如何解决使用中的各种问题？ 本文就是针对上述一系统问题，进行全方位的讨论和分析。 解析磁盘、分区、文件系统 大部分读者都会经常听到诸如fat/ntfs/cdfs等分区格式，实际上，由于不同的操作系统、不同的需求场合，存在有各种各样的分区格式，所以首先就让我们来看看这些分区格式的来龙去脉，了解它们的优缺点，根据应用需要选择好自己的分区格式方案!在开始后面的话题前，先让我们来认识下面的对象： 1.磁盘 一般是从硬件（物理）角度来说的，它是通过磁介质存储数据的设备。包括我们常见的软盘、硬盘及不太常用的磁带盘等。另外，u盘及用内存虚拟的磁盘等虽然不是严格意义上的“磁盘”，但它们也可以使用同磁盘一样的文件系统。本文讨论的磁盘对象主要就是硬盘，这里包括普通的ide接口和较高端的scsi接口的硬盘，前者是大部分普通桌面用户所用的；后者多用于一些高端用户和服务器配置。不管什么接口，都属于本文的硬磁盘讨论范围。 2.分区 如我们大部分用户已经采用的方案那样，即我们的硬盘通常都会分成几个区，比如c区、d区、e区等等，其目的主要是为了更合理、有效地去保存数据，为文件安放提供更宽松的余地。我们现在所使用的pc（个人电脑）的硬盘，仍然沿用的是第一台pc硬盘所使用的分区原理，它由ibm的工程师设计，即一个硬盘只允许分为4个主分区，而其中的一个主分区可以分成若干逻辑分区，所以从理论上来说，我们的一个硬盘最多可分24个区（即从c区到z区）。 3.文件系统 指文件命名、存储和组织的总体结构。例如windows系列操作系统支持的fat、fat32 和 ntfs都是文件系统。其实文件系统也就是我们经常所说的“磁盘格式”或“分区格式”，总体都是一个概念，只不过“分区”只针对硬盘来说的，而文件系统是针对所有磁盘及存储介质的。所以大家应该明白，本专题讨论的其实也就是文件系统，只不过讨论的核心是针对硬磁盘而已。 知识点：什么是“簇” 文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。簇的大小与磁盘的规格有关，一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……（如图1所示的每个簇占用4个扇区）。 同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样操作做的越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即fat），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。 不过，这种以簇为单位的存储法也是有其缺陷的。这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都有可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费半个簇的空间。 文件系统大阅兵 1.fat16 fat的全称是“file allocation table”（文件分配表系统），fat文件系统1982年开始应用于ms-dos中。fat文件系统主要的优点是它可以被多种操作系统访问，如ms-dos、windows所有系列和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）。同时fat文件系统无法支持系统高级容错特性，不具有内部安全特性等。 2.vfat 在windows 95中，通过对fat文件系统的扩展，长文件名问题得到妥善解决，这也就是人们所谓的扩展fat（vfat）文件系统。它对fat16文件系统进行扩展，并提供支持长文件名功能，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/时间这三项内容。 3.fat32 fat32是fat16文件系统的派生，比 fat16 支持更小的簇和更大的分区，这就使得 fat32 分区的空间分配更有效率。fat32主要应用于windows 98及后续windows系统（实际从未正式发布的windows 97，即osr2就开始支持了），它可以增强磁盘性能并增加可用磁盘空间，同时也支持长文件名。 4.ntfs ntfs（new technology file system）是microsoft windows nt的标准文件系统，它也同时应用于windows 2000/xp/2003。它与旧的fat文件系统的主要区别是ntfs支持元数据（metadata），并且可以利用先进的数据结构提供更好的性能、稳定性和磁盘的利用率。ntfs有三个版本：在nt 3.51和nt 4中的1.2版，windows 2000中的3.0版和windows xp中的3.1版。这些版本有时被提及为4.0版、5.0版和5.1版。更新的版本添加了额外的特性，比如windows 2000引入了配额。在兼容性方面，windows的95/98/98se和me版都不能识别ntfs文件系统。 5.ext2 这是linux中使用最多的一种文件系统，是专门为linux设计的，拥有最快的速度和最小的cpu占用率。现在已经有新一代的linux文件系统如sgi公司的xfs、reiserfs、ext3文件系统等出现。
图 1
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