计算机操作系统实验四共7页.pdf

实验四：文件系统<一>

[背景知识]

1.选择文件系统

文件系统决定了操作系统能够对磁盘进行的处理。Windowsxp支持的文件系统主要
有：
1)文件分配表(FileAllocationTable，FAT)文件系统(FAT16)
2)保护模式FAT文件系统(FAT32)
3)WindowsNT文件系统(NTFS)
FAT文件系统是早期文件系统之一，也是MS-DOS使用的原始文件系统。它将文件信
息储存在位于卷标开头处的文件分配表中，并保存两份文件分配表，以防其中的一个遭到
破坏，见图7-1所示。
FAT文件系统最大的优点是MS-DOS、Windows9x甚至OS/2都能访问FAT卷标；而
其最大的弱点是随着FAT卷标尺寸的增长，最小的簇尺寸也随之增长。对于大于512MB
的硬盘而言，最小的簇尺寸为16KB；对于大于2GB的硬盘，最小的簇尺寸为64KB。这
就导致磁盘空间的极大浪费，因为一个文件必须占用整数个簇。因此，1KB的文件在2GB
的硬盘上将占用64KB的磁盘空间。FAT文件系统不支持尺寸大于4GB的卷标。

BIOS文件文件分配文件和
根目录
参数分配表表副本目录

P4

图7-1FAT文件系统的结构K3

FAT32文件系统通过提供长文件名的支持来扩展FAT2文件系统，并与FAT16兼容。
FAT(16和32)文件系统是支持可移动媒体(例如软盘)上的惟一的文件系统。
WindowsNT文件系统(NTFS)包括了FAT文件系统的所有功能，同时又提供了对高
4
级文件系统特征(例如安全模式、压缩和加密)的支持。它是为在大磁盘上有效地完成文
件操作而设计的。与FAT和保护模式FAT文件系统不同，它的最小簇尺寸不超过R4KB。
但是，NTFS卷标只能为WindowsNT、2000和XP操作系统所访问。
Windowsxp提供的新特征(NTFS5.0)使文件系统更安全、更可靠，比以往的
Windows版本更好地支持分布式计算。
此外，Windowsxp支持的文件系统还有：
CDFS：光盘文件系统(CompactDiscFileSystem)用于光盘的文件存储。
UDF：通用磁盘格式(UniversalDiskFormat)用于DVD的文件存储。
在文件系统中，FAT16、FAT32和NTFS这三个文件系统对磁盘子系统的性能影响最
大。而事实上，选择NTFS之外的任何文件系统都只有两个理由，即：
1)可双引导系统
2)小于400MB的卷
如果系统不是这两种情况，那么NTFS就应该是所选择的文件系统，NTFS将提供更
好的性能、可靠性和安全性。
2.EFS加密文件系统

EFS(EncryptingFileSystem)实际上是NTFS的一个特性，它提供了核心文件加密技
术，主要用来在NTFS文件系统卷上存储加密文件。在加密了文件或文件夹之后，使用加
密文件和文件夹的方法与使用其他任何文件和文件夹相同。即，加密对于加密该文件的用
户来说是透明的，这意味着不必在使用加密文件之前将其解密，可以像平常一样打开和更
改文件。但是，如果侵入者试图打开、复制、移动或重命名加密的文件或文件夹，那么他
将接收到一条拒绝访问的消息。
像设置其他任何属性(如只读、压缩或隐藏)一样，可以通过设置文件夹和文件的加
密属性来对文件夹或文件加密或解密。如果加密文件夹，那么在加密文件夹中创建的所有
文件和子文件夹都将加密。因此，推荐在文件夹一级上加密。
使用EFS保护文档的安全，可以防止侵入者获得对存储的敏感数据的未经授权的物理
访问。
EFS带来的附加安全性是以性能为代价的。当操作系统对所访问的加密文件进行加密
或解密时，文件传输将增加一点延迟。
影响系统性能的程度将具体取决于执行加密或解密操作的系统的处理能力。对于在本
地驱动器上包含加密文件的现代工作站来说，因为这些系统通常不受处理器限制，所以影
响通常可以忽略不计。这种影响对处理器上的额外负载可能不到1％。对于使用低端处理
器的早期工作站来说，这种额外负载可能大约有处理器时间的10％。
对于服务器来说，负载可能会很重。在服务器上，可能同时发生许多不同的文件访
问。如果其中许多文件都使用EFS来保护，那么处理器上的负载可能是处理器总负载的
10-25％。对于包含大量加密文件(或非常大的加密文件)的文件服务器而言，如果额外的
处理开销会使服务器负担过重，则应该添加处理器或者升级现有的处理器。

3.压缩

Windowsxp支持在NTFS卷上压缩文件和目录。因为任何应用程序都可以读写在
NTFS卷上压缩的文件而不需要首先由其他应用程序解压缩，所以压缩对用户和应用程序
来说是完全透明的。在读取文件时会自动解压缩，在关闭或保存文件时再次压缩。
只有WindowsxpNTFS驱动程序才能读取数据的压