Introduzione ai file system FAT, HPFS, e NTFS

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Sommario

In questo articolo vengono spiegate le differenze tra i file system FAT, HPFS e NTFS in Windows NT e illustrati i rispettivi vantaggi e svantaggi. L'articolo Ŕ composto dalle seguenti sezioni:

  • Introduzione al file system FAT
  • Introduzione al file system HPFS
  • Introduzione al file system NTFS
NOTA: il file system HPFS Ŕ supportato solo in Windows NT versioni 3.1, 3.5 e 3.51. In Windows NT 4.0 non Ŕ supportato, nÚ Ŕ consentito l'accesso a partizioni HPFS. Anche il file system FAT32 Ŕ supportato solo in Windows 98/95 e Windows 2000.

Informazioni

INTRODUZIONE AL FILE SYSTEM FAT

Il file system FAT Ŕ il pi¨ semplice dei file system supportati da Windows NT. ╚ caratterizzato dalla tabella di allocazione dei file (FAT, File Allocation Table), una tabella vera e propria che si trova al livello superiore del volume. Per proteggere il volume, vengono conservate due tabelle FAT, qualora una delle due venga danneggiata. Le tabelle FAT e la directory principale devono essere memorizzate in una posizione fissa, in modo da poter localizzare correttamente i file di avvio del sistema.

Un disco formattato in base al file system FAT viene allocato in cluster, la cui dimensione dipende da quella del volume. Quando si crea un file, nella directory viene creata una voce e viene definito il primo numero di cluster contenente dei dati. Tale voce nella tabella FAT indica che si tratta dell'ultimo cluster del file oppure che la voce punta al cluster successivo.

L'aggiornamento della tabella FAT Ŕ un'operazione molto importante che richiede del tempo. Se infatti la tabella FAT non viene regolarmente aggiornata, Ŕ possibile perdere dei dati. L'operazione richiede del tempo in quanto le testine di lettura del disco devono essere riposizionate sulla traccia logica zero dell'unitÓ ogni volta che la tabella FAT viene aggiornata.

Non Ŕ presente alcun tipo di organizzazione della struttura delle directory FAT e i file vengono memorizzati nella prima posizione aperta dell'unitÓ. Il file system FAT supporta solo i seguenti attributi di file: sola lettura, nascosto, di sistema e archivio.

Convenzione di denominazione FAT

Il file system FAT utilizza la tradizionale convenzione di denominazione dei file 8.3 e tutti i nomi di file devono essere creati con il set di caratteri ASCII. Un nome di file o di directory pu˛ avere una lunghezza massima di otto caratteri, seguiti da un punto di separazione (.) e da un'estensione di tre caratteri. Pu˛ iniziare con una lettera o un numero e contenere qualsiasi carattere a eccezione dei seguenti:
   . " / \ [ ] : ; | = ,
				
Se si utilizza uno qualsiasi di questi caratteri, si possono verificare errori imprevisti. Il nome non pu˛ contenere altresý alcun spazio.

Di seguito sono elencati i nomi riservati, che non possono essere utilizzati come nomi di file:
   CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL
				
Tutti i caratteri vengono convertiti in lettere maiuscole.

Vantaggi del file system FAT

In Windows NT non Ŕ possibile annullare un'operazione di eliminazione in nessuno dei file system supportati. Le utilitÓ di annullamento delle eliminazioni tentano infatti di accedere direttamente all'hardware, un'operazione non consentita in Windows NT. Tuttavia, se il file si trova in una partizione FAT e il sistema viene riavviato in modalitÓ MS-DOS, sarÓ possibile annullare l'eliminazione del file. Il file system FAT Ŕ particolarmente adatto per le unitÓ e/o le partizioni di dimensione inferiore a 200 MB in quanto il suo avvio comporta un overhead ridotto. Per ulteriori informazioni sui vantaggi del file system FAT, vedere la documentazione seguente:
  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

Svantaggi del file system FAT

Il file system FAT non Ŕ consigliabile per unitÓ o partizioni di dimensioni superiori a 200 MB, in quanto all'aumentare delle dimensioni del volume, le prestazioni del file system FAT mostrano un rapido degrado. Nelle partizioni FAT non Ŕ inoltre possibile impostare autorizzazioni sui file.

Le partizioni FAT presentano una dimensione massima di 4 gigabyte (GB) in Windows NT e di 2 GB in MS-DOS. Per ulteriori informazioni sui limiti delle partizioni FAT, vedere il seguente articolo della Microsoft Knowledge Base:
ID articolo: 118335
Titolo: Dimensione massima di una partizione utilizzando il file system FAT16
Per ulteriori informazioni sugli svantaggi del file system FAT, vedere la seguente documentazione:
  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

INTRODUZIONE AL FILE SYSTEM HPFS

Il file system HPFS Ŕ stato introdotto con OS/2 versione 1.2 per consentire un maggior accesso ai dischi rigidi di dimensioni superiori che avevano iniziato a fare la loro comparsa sul mercato. Anche in considerazione delle crescenti richieste del mercato dei server di rete era altresý divenuto necessario consentire un ampliamento del sistema di denominazione, dell'organizzazione e della protezione. Nel file system HPFS Ŕ stata mantenuta l'organizzazione delle directory del file system FAT, con l'aggiunta tuttavia di un ordinamento automatico delle directory basato sui nomi di file. I nomi di file sono stati inoltre estesi fino a 254 caratteri in formato doppio byte. Il file system HPFS consente inoltre a un file di essere composto di "dati" e di speciali attributi che consentono una maggiore flessibilitÓ in termini di supporto delle convenzioni di denominazione della protezione. L'unitÓ di allocazione Ŕ passata infine da cluster a settori fisici, della dimensione di 512 byte, per consentire un risparmio dello spazio su disco.

Con il file system HPFS le voci di directory contengono pi¨ informazioni rispetto a quanto accade con il file system FAT. Come il file degli attributi, tali voci includono informazioni relative alla modifica, alla creazione e alla data e all'ora di accesso. AnzichÚ puntare al primo cluster del file, le voci di directory puntato a FNODE, che pu˛ contenere i dati del file oppure puntatori o altre strutture dirette ai dati del file.

Il file system HPFS tenta di allocare il pi¨ possibile uno stesso file in settori contigui al fine di aumentare la velocitÓ di elaborazione sequenziale di un file.

Con il file system HPFS un'unitÓ Ŕ organizzata in una serie di bande da 8 MB e, quando possibile, un file viene contenuto completamente all'interno di una di queste bande. Tra due bande sono presenti bitmap di allocazione della dimensione di 2 KB, che tengono traccia dei settori di una banda non ancora allocati. L'utilizzo delle bande consente di migliorare le prestazioni. Infatti le testine dell'unitÓ non devono essere riposizionate ogni volta all'inizio logico del disco, ovvero il cilindro 0, bensý alla bitmap di allocazione della banda pi¨ vicina, per determinare il punto in cui Ŕ stato memorizzato un determinato file.

Il file system HPFS include inoltre una coppia di oggetti di dati speciali univoci:

Super Block (Super blocco)

Il Super Block si trova nel settore logico 16 e contiene un puntatore a FNODE della directory principale. Uno dei pericoli principali dell'utilizzo del file system HPFS Ŕ costituito dal fatto che qualora il Super Block andasse perduto o danneggiato a causa di un settore danneggiato, lo stesso accadrebbe a tutto il contenuto della partizione. In tal caso sarebbe possibile recuperare i dati dell'unitÓ copiandone tutto il contenuto in un'altra unitÓ il cui settore 16 non fosse danneggiato e quindi ricostruire il Super Block. Si tratta tuttavia di un'operazione alquanto complessa.

Spare Block (Blocco di riserva)

Lo Spare Block Ŕ situato nel settore logico 17 e contiene una tabella di aggiornamenti rapidi e lo Spare Directory Block (Blocco directory di riserva). Con il file system HPFS, quando viene rilevato un settore danneggiato, viene utilizzato l'aggiornamento rapido per puntare a un settore non danneggiato. Questa tecnica per la gestione degli errori di scrittura Ŕ nota con il nome di aggiornamento rapido.

L'aggiornamento rapido Ŕ una tecnica in base alla quale, se si verifica un errore a causa di un settore danneggiato, il file system sposta le informazioni in un settore diverso e contrassegna il settore originale come non valido. Questa operazione viene effettuata in maniera trasparente a qualsiasi applicazione che sta eseguendo operazioni di I/O di disco, il che significa che l'applicazione non viene a sapere dell'esistenza di problemi del disco rigido. Utilizzando un file system che supporta l'aggiornamento rapido si eliminano i messaggi di errore "Abort, Retry, or Fail?" tipici del file system FAT che vengono visualizzati in presenza di un settore danneggiato.

Nota: la versione del file system HPFS inclusa in Windows NT non supporta l'aggiornamento rapido.

Vantaggi del file system HPFS

Il file system HPFS Ŕ particolarmente indicato per le unitÓ di dimensione compresa tra 200 e 400 MB. Per ulteriori informazioni sui vantaggi del file system HPFS, vedere la seguente documentazione:
  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

Svantaggi del file system HPFS

A causa dell'overhead che il file system HPFS comporta, quest'ultimo non si rivela una soluzione efficace per volumi di dimensioni inferiori a 200 MB. Un degrado delle prestazioni Ŕ segnalato anche con volumi di dimensioni superiori a 400 MB. Inoltre l'impiego del file system HPFS in Windows NT non consente di impostare la protezione.

Il file system HPFS Ŕ supportato solo in Windows NT versioni 3.1, 3.5 e 3.51. In Windows NT 4.0 non Ŕ possibile accedere a partizioni HPFS.

Per ulteriori informazioni sugli svantaggi del file system HPFS, vedere la seguente documentazione:

  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

INTRODUZIONE AL FILE SYSTEM NTFS

Dal punto di vista dell'utente il file system NTFS organizza i file in directory come il file system HPFS. Tuttavia a differenza dei file system FAT e HPFS, sul disco non sono presenti oggetti "speciali", non esistono dipendenze dall'hardware sottostante, come per i settori da 512 byte, e non esistono nemmeno posizioni speciali sul disco, come accade per le tabelle FAT o i Super Block del file system HPFS.

Il file system NTFS Ŕ stato creato allo scopo di fornire:
  • AffidabilitÓ, requisito particolarmente importante per i sistemi e i server file avanzati.
  • Una piattaforma per migliorare le funzionalitÓ.
  • Supporto ai requisiti POSIX.
  • Eliminazione delle limitazioni imposte dai file system FAT e HPFS.

AffidabilitÓ

Per garantire l'affidabilitÓ del file system NTFS, si Ŕ lavorato su tre aree particolari: ripristinabilitÓ, rimozione degli errori irreversibili di settore singolo e aggiornamento rapido.

NTFS Ŕ un file system ripristinabile in quanto tiene traccia delle transazioni eseguite a fronte del file system. Quando viene eseguita un'operazione di CHKDSK in un file system FAT o HPFS, viene verificata la coerenza dei puntatori all'interno della directory, dell'allocazione e delle tabelle di file. Con il file system NTFS viene gestito un file registro delle transazioni eseguite a fronte di questi componenti, in modo che l'operazione di CHKDSK debba semplicemente riportare le transazioni all'ultimo punto di commit per ripristinare la coerenza all'interno del file system.

Con i file system FAT e HPFS, se viene danneggiato un settore in cui si trova uno degli oggetti speciali del file system, si verificherÓ un errore di un singolo settore. NTFS impedisce che questa situazione si verifichi in due modi: innanzitutto non utilizzando alcun oggetto speciale sul disco e tenendo traccia e proteggendo tutti gli oggetti presenti sul disco. In secondo luogo con il file system NTFS vengono conservate pi¨ copie della Tabella File Master, il cui numero dipende dalla dimensione del volume.

Come per le versioni OS/2 del file system HPFS, il file system NTFS supporta la tecnica dell'aggiornamento rapido.

Migliori funzionalitÓ

Uno dei principali obiettivi di progettazione di Windows NT Ŕ quello di fornire una piattaforma a cui sia possibile aggiungere o sulla quale sia possibile creare nuove funzionalitÓ. Il file system NTFS non fa eccezione a tale regola. Fornisce infatti una piattaforma ricca e flessibile utilizzabile da altri file system e supporta il modello di protezione di Windows NT e i flussi di dati multipli, in modo che un file di dati non sia pi¨ un unico flusso di dati. Infine consente di aggiungere ai file attributi definiti dall'utente.

Supporto POSIX

NTFS Ŕ, di tutti i file system supportati in Windows NT, quello maggiormente compatibile con POSIX.1, in quanto supporta i seguenti requisiti POSIX.1:

Nomi che fanno distinzione tra maiuscole e minuscole:

In POSIX vengono interpretati i file LEGGIMI.TXT, Leggimi.txt e leggimi.txt come tre file diversi.

Indicatore d'orario aggiuntivo:

L'indicatore d'orario aggiuntivo fornisce l'ora dell'ultimo accesso al file.

Collegamenti reali:

Un collegamento reale si ha quando due diversi nomi di file, che possono trovarsi anche in directory differenti, puntano agli stessi dati.

Rimozione delle limitazioni

Innanzitutto il file system NTFS consente di aumentare notevolmente la dimensione di file e volumi, che ora possono avere una dimensione massima di 2^64 byte (16 exabyte o 18.446.744.073.709.551.616 byte). Viene inoltre ripristinato il concetto dei cluster, come nel file system FAT, al fine di evitare il problema del file system HPFS di una dimensione di settore fissa. Ci˛ Ŕ stato dettato dal fatto che Windows NT Ŕ un sistema operativo portabile e in quanto tale pu˛ essere utilizzato con pi¨ tecnologie di disco diverse. In considerazione di ci˛, si Ŕ ritenuto che la dimensione fissa di 512 byte per settore potesse rivelarsi una soluzione non sempre adeguata per l'allocazione dei dati e di conseguenza si Ŕ consentito la possibilitÓ di definire i cluster come multipli della dimensione di allocazione naturale dell'hardware. Infine, tutti i nomi di file sono basati sulla codifica Unicode, e il formato 8.3 viene gestito con i nomi di file lunghi.

Vantaggi del file system NTFS

Il file system NTFS si rivela la soluzione migliore per i volumi di dimensione superiore a 400 MB. Questo perchÚ all'aumento delle dimensioni del volume non si verifica alcun degrado delle prestazioni con il file system NTFS, a differenza di quanto accade con il file system FAT.

La ripristinabilitÓ garantita dal file system NTFS Ŕ tale per cui un utente non sarÓ mai costretto a eseguire alcun tipo di utilitÓ di ripristino dei dischi in una partizione NTFS. Per ulteriori informazioni sui vantaggi del file system NTFS, vedere la seguente documentazione:
  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

Svantaggi del file system NTFS

Si sconsiglia di utilizzare il file system NTFS in volumi di dimensioni inferiori a 400 MB, a causa della quantitÓ di spazio richiesta dai file di sistema NTFS, all'incirca 4 MB di spazio libero in una partizione di 100 MB.

Attualmente il file system NTFS non prevede alcun metodo di crittografia dei file. Questo consente pertanto a un utente, che avvii il sistema in modalitÓ MS-DOS o da un altro sistema operativo e che utilizzi un'utilitÓ di modifica del disco di basso livello, di visualizzare i dati memorizzati in un volume NTFS.

Non Ŕ possibile formattare un disco floppy utilizzando il file system NTFS. In Windows NT vengono infatti formattati tutti i dischi floppy in base al file system FAT in quanto l'overhead comportato dal file system NTFS non Ŕ adeguato per un disco floppy.

Per ulteriori informazioni sugli svantaggi del file system NTFS, vedere la documentazione seguente:
  • Concepts and Planning Guide di Microsoft Windows NT Server, capitolo 5, sezione "Choosing a File System".
  • Resource Kit di Microsoft Windows NT Workstation 4.0, capitolo 18 "Choosing a File System".
  • Resource Guide del Resource Kit di Microsoft Windows NT Server 4.0, capitolo 3, sezione "Which File System to Use on Which Volumes".

Convenzioni di denominazione NTFS

I nomi di file e directory possono avere una lunghezza massima di 255 caratteri, estensione compresa. I nomi conservano le maiuscole e le minuscole specificate, ma non viene fatta distinzione tra di esse ovvero NTFS non distingue i nomi di file in base a maiuscole e minuscole. I nomi possono contenere qualsiasi carattere fatta eccezione per quelli riportati di seguito:
   ?  "  /  \  <  >  *  |  :
				
Attualmente dalla riga di comando Ŕ possibile creare solo nomi di file della dimensione massima di 253 caratteri.

NOTA: Ŕ possibile che le limitazioni dell'hardware impongano ulteriori limiti alla dimensione delle partizioni di qualsiasi file system utilizzato. In particolare, una partizione di avvio pu˛ presentare una dimensione massima di 7,8 GB, mentre esiste un limite di 2 terabyte per la tabella delle partizioni.

Per ulteriori informazioni sui file system supportati per Windows NT, vedere il Resource Kit di Windows NT.

ProprietÓ

Identificativo articolo: 100108 - Ultima modifica: martedý 22 marzo 2005 - Revisione: 5.1
Le informazioni in questo articolo si applicano a
  • Microsoft Windows NT Advanced Server 3.1
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.1
  • Microsoft Windows NT Advanced Server 3.1
  • Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Developer Edition
  • Microsoft Windows NT Server 3.51
Chiavi:á
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