Структуры диска FAT

VFAT и длинные имена файлов

FAT 32

Ошибки файловой системы FAT

Восстановление диска и данных

NTFS

Наиболее часто встречающиеся сообщения об ошибках

Наиболее общие способы решения проблем

Решение общих проблем файловой системы

Структуры диска FAT

Жесткий диск — основное устройство хранения данных. Он может иметь различную структуру хранения файлов и каталогов, которая обеспечивает непосредственное расположе ние данных на диске. Файловая система чаще всего интегрирована в операционную, а неко торые операционные системы поддерживают несколько файловых систем.
Большинство существующих на сегодняшний день файловых систем построены на основе таблицы размещения файлов (File Allocation Table — FAT), которая содержит дорожки дан ных в каждом кластере на диске. Существует несколько типов файловой системы FAT — FAT 12, FAT 16 и FAT 32. Они отличаются количеством цифр, используемых в таблице раз мещения файлов. Другими словами, в FAT 32 используется 32-разрядное число для хранения дорожки данных в каждом кластере, в FAT 16 — 16-разрядное число и т.д. В настоящее вре мя существуют следующие типы FAT:
-- FAT 12, используемая в разделах емкостью не более 16 Мбайт (например, дискета);
-- FAT 16, используемая в разделах емкостью от 16 Мбайт до 2 Гбайт; операционные системы Windows NT, Windows 2000 и Windows XP поддерживают разделы FAT 16 емкостью до 4 Гбайт;
-- FAT 32, используемая (необязательно) в разделах емкостью от 512 Мбайт до 2 Тбайт. Файловые системы FAT 12 и FAT 16 изначально применяются в DOS и Windows и под держиваются практически всеми известными на сегодняшний день операционными система ми. Большинство персональных компьютеров поставляется с жесткими дисками, на которых установлена одна из файловых систем FAT.
Файловая система FAT 32 поддерживается операционной системой Windows 95B и более поздними версиями, а также Windows 2000, которая также поддерживает файловую систему NTFS. Некоторые операционные системы имеют собственную файловую систему. Например, Windows NT и Windows 2000 поддерживают файловую систему NT File System (NTFS); OS/2 поставляется с собственной файловой системой High Performance File System (HPFS). В этой главе речь идет о файловой системе FAT, а также рассматриваются возможности новой системы FAT 32 и NTFS. Для обеспечения пользовательским приложениям доступа к файлам независимо от типа используемого диска в операционной системе предусмотрено несколько структур. Эти струк туры поддерживаются системами Windows 9х, Windows NT и Windows 2000 и представлены ниже в порядке расположения на диске:
-- загрузочные секторы главного и дополнительного разделов;
-- загрузочный сектор логического диска;
-- таблицы размещения файлов (FAT);
-- корневой каталог;
-- область данных;
-- цилиндр для выполнения диагностических операций чтения/записи.
В отличие от жесткого диска, на дискетах нет загрузочных секторов главного и дополни тельного разделов и диагностического цилиндра. Эти структуры создаются программой Fdisk, которая не применяется для дискет, так как они не могут быть разбиты на разделы. На рис. 25.1 представлено взаимоотношение этих структур на диске Western Digital Caviar AC12100 размером 2 111 Мбайт.
Каждая дисковая область применяется для конкретной цели. Повреждение одной из пере численных областей обычно приводит к ограничению доступа к другим областям, вызывая сбои в работе. Например, операционная система не сможет получить доступ к диску, если по вреждена главная загрузочная запись. Таким образом, понимание логики работы каждой структуры и их взаимодействия оказывает значительную помощь в устранении неполадок. Основные и дополнительные разделы FAT Количество разделов на всех жестких дисках в системе может достигать 24. Это означает, что в компьютере может быть установлено либо 24 отдельных накопителя, в каждом из кото рых имеется по одному разделу, либо один жесткий диск с 24 разделами, либо несколько на копителей с разным количеством разделов, но при условии, что общее их количество не больше 24. Если общее количество разделов превысит эту цифру, DOS просто проигнорирует их, хотя другие операционные системы могут работать и с большим количеством томов. Та кое ограничение DOS связано с тем, что в латинском алфавите от C до Z всего 24 буквы. В начале каждого раздела DOS содержится загрузочный сектор логического диска. Разбивая диск на разделы, необходимо создать активный (или загрузочный) раздел. Программа, содер жащаяся в самом первом секторе на жестком диске, определяет, какой раздел активен, и переда ет управление его загрузочному сектору. Вы также можете создать дополнительный раздел дис ка для Novell NetWare, NTFS (Windows NT), HPFS (OS/2), AIX (UNIX), XENIX или другой фай ловой системы, используя системный диск с соответствующей программой разделения диска. Разделы, используемые этими операционными системами, недоступны при работе в DOS. Все дело в различиях между файловыми структурами. DOS использует структуру FAT, кото рая также поддерживается OS/2, Windows NT и некоторыми другими операционными систе мами. В то же время в OS/2 обычно вместо FAT применяется файловая система HPFS (High Performance File System), а Windows NT пользуется собственной файловой системой — NTFS (NT File System) и т.д.
Загрузочный сектор
Загрузочный сектор — это первый сектор на любом логическом диске DOS. Например, на дискете или на диске Zip это самый первый физический сектор, так как дискету нельзя разбить на разделы и она имеет только один логический диск. На жестком диске загрузочный сектор (секторы) располагается в начале каждого раздела, не являющегося дополнительным, или в начале любой области диска, распознаваемой как логический диск DOS. Эти секторы немного похожи на загрузочные секторы разделов, так как содержат таблицы со специальной информацией о логическом диске.
-- Блок параметров диска, в котором содержится специфическая информация, например размер раздела, количество используемых секторов диска, размер кластера и метка тома.
-- Загрузочный код — программа, которая начинает процесс загрузки операционной сис темы. Для DOS и Windows 9x/Me это файл Io.sys.
Загрузочный сектор дискеты загружается ROM BIOS, а при загрузке системы с жесткого диска MBR передает управление загрузочному сектору активного раздела. В обоих случаях загрузочный сектор логического диска получает управление. Он выполняет некоторые про верки и затем пытается прочитать с диска первый системный файл (в DOS/Windows это файл Io.sys). Загрузочный сектор не виден, так как находится вне области хранения файлов логи ческого диска.
Замечание
Большинство современных систем поддерживают заaрoзeo с дрoaих oстройств, а не тольeо с дисeеты. Эта возможность обеспечивается системной BIOS. Например, неeоторые системы, помимо заaрoзeи с жестeоaо дисeа и дисeеты, моaoт заaрoжаться с наeопителя CD-ROM или дисeа Zip.
Загрузочный сектор логического диска создается программой DOS и Windows 9х Format. На жестком диске загрузочные секторы есть в начале каждого логического диска как в ос новном, так и в дополнительном разделах. Все загрузочные секторы наряду с данными о ло гическом диске содержат специальную запись, однако при загрузке выполняется код только того сектора, который находится в активном разделе. Остальные секторы просто считывают ся операционной системой для определения параметров логических дисков.
Загрузочный сектор логического диска состоит из программы (выполняемого кода) и об ласти данных. Эта информация необходима операционной системе для определения размера логического диска и размещения таких структур, как FAT. Формат блока параметров диска весьма специфичен. Ошибки в этом блоке могут привести к проблемам при загрузке DOS или к отсутствию доступа к диску.

VFAT и длинные имена файлов

В оригинальной операционной системе Windows 95 используется та же файловая система, что и в DOS, но с весьма существенными улучшениями. В Windows 95 поддерживается фай ловая система FAT, переписанная в 32-разрядный код и названная виртуальной таблицей размещения файлов (virtual file allocation table — VFAT). VFAT используется вместе с 32- разрядной программой VCACHE (заменившей 16-разрядную программу SMARTDrive из DOS и Windows 3.1), что обеспечивает более высокую производительность файловой систе мы. Однако наиболее существенным улучшением новой файловой системы является под держка длинных имен файлов. Системы DOS и Windows 3.1 ограничивались стандартом “восемь-точка-три” при именовании файлов, поэтому добавление поддержки длинных имен файлов было приоритетной задачей, которую необходимо было решить разработчикам Windows 95, тем более что пользователи операционных систем Macintosh и OS/2 уже вовсю при меняли эти возможности. Таким образом, создатели Windows 95 должны были обеспечить обратную совместимость, т.е. необходимо было реализовать в файловой системе все новые свойства и, кроме того, не “обделить” пользователей предыдущих версий DOS и Windows. Кстати, обратная совместимость — одна из самых распространенных проблем в мире персо нальных компьютеров.
В системе VFAT файлу или каталогу можно присваивать имя длиной до 255 символов (включая путь к этому файлу или каталогу). В Windows 95 от трехсимвольного расширения не отказались, поскольку в этой операционной системе (как и в предыдущих версиях Windows) с помощью расширения создается ассоциация типа “файл–приложение”. В длинных именах файлов можно использовать пробелы, а также символы + , ; = [ ], которые нельзя бы ло использовать в стандартных (восемь-точка-три) именах файлов DOS. При создании длинного имени файла создается его псевдоним, удовлетворяющий стандарту “восемь-точка-три”. В Windows 9х файловая система VFAT выполняет это следующим образом. 1. Первых три символа после последней точки в длинном имени файла становятся рас ширением псевдонима.
2. Первых шесть символов длинного имени файла (за исключением пробелов, которые игнорируются) преобразуются в символы верхнего регистра и становятся первыми шестью символами стандартного имени файла. Недопустимые в стандартном имени файла символы (+ , ; = [ ]) преобразуются в символы подчеркивания. 3. VFAT добавляет символы ~1 (седьмой и восьмой) к псевдониму имени файла. Если первых шесть символов нескольких файлов одинаковы, то для разрешения конфликтов имен добавляются символы ~2, ~3 и т.д. Длинные имена файлов в Windows NT/2000/XP Обратите внимание, что в Windows NT/2000/XP псевдонимы имен файлов создаются иначе, чем в Windows 9х. Операционная система Windows NT/2000/XP использoет для создания “eоротeоaо” имени файла первые шесть допoстимых символов длинноaо имени и, если созданное имя oниeально, добавляет сим волы ~1. Если же первые шесть символов oже использoются дрoaим файлом, то добавляются символы ~2. Для создания расширения Windows NT/2000/XP использoет первые три допoстимых символа после последней точeи в длинном имени файла. Если после добавления символов ~5 появляется еще одно аналоaичное “eоротeое” имя файла, то для создания следoющих имен файлов использoется таeой алaоритм: длинное имя файла преобразoется в четыре шестнадцатеричных символа, eоторые помещаются после двoх допoстимых символов длинноaо имени с добавлением символов ~5. Таeим образом, в Windows NT/2000/XP оeончание ~5 появляется o всех псевдонимов файлов, а изменяются тольeо шестнадцатеричные значения.
Совет
Вы можете отeлючить в системе VFAT механизм создания стандартноaо имени из длинноaо имени файла. Для этоaо в системном реестре добавьте двоичный параметр NameNumericTail в ветви HKEY_LOCAL_MACHINE\ System\CurrentControlSet\Control\FileSystem и oстановите еaо значение равным 0. Для возврата e ис пользованию псевдонимов длинных имен файлов oстановите значение этоaо параметра равным 1. VFAT хранит псевдонимы длинных имен в поле стандартных имен файлов записи катало га файлов. Таким образом, все версии DOS и Windows могут получить доступ к файлу под длинным именем с помощью его псевдонима. Остается еще одна проблема: как хранить 255 символов имени файла в 32 байтах записи каталога, ведь каждый символ имени файла — это один байт? Модифицировать структуру записи каталога нельзя, поскольку тогда предыдущие версии DOS не смогут использовать ее.
Разработчики файловой системы решили эту проблему следующим образом: были добав лены дополнительные записи каталога для хранения длинных имен файлов. Чтобы предыду щие версии DOS не повредили этих дополнительных записей каталога, VFAT устанавливает для них атрибуты, которые нельзя использовать для обычного файла: только для чтения, скрытый, системный и метка тома. Такие атрибуты DOS игнорирует, а следовательно, длин ные имена файлов остаются “нетронутыми”.
Существует еще одна проблема, связанная с длинными именами файлов: приложения, не умеющие работать с длинными именами файлов, при открытии такого файла и его после дующем сохранении будут записывать его псевдоним в дополнительные записи каталога, следовательно, длинное имя файла будет утрачено.
Старые программы для работы с диском, такие как Norton Disk Doctor, не могут работать с VFAT. Эти программы игнорируют дополнительные записи каталога. Поэтому после “вос становления” диска с помощью таких программ вы можете не найти длинных имен файлов. Существует еще одна проблема с длинными именами файлов: VFAT создает новый псев доним всякий раз при создании или копировании файла в новый каталог. Например, файл Expenses-January98.doc сохраняется в папке под псевдонимом EXPENS~1.DOC. Если с помо щью программы Windows 9x Explorer скопировать этот файл в папку, в которой уже сущест вует файл Expenses-December97.doc с псевдонимом EXPENS~1.DOC, то VFAT создаст в этой папке для копируемого файла новый псевдоним EXPENS~2.DOC. Причем пользователь не будет уведомлен о таком “самоуправстве”. Для программ, поддерживающих длинные имена фай лов, такое копирование не составит проблемы: все длинные имена файлов сохраняются. Если же запустить приложение, которое не поддерживает длинных имен файлов, то, открыв файл EXPENS~1.DOC, пользователь обнаружит, что это файл Expenses-December97.doc, а не Expenses-January98.doc.
Замечание
При использовании VFAT реeомендoю применять дисeовые oтилиты, eоторые поддерживают этo файловoю системo. Windows 9х содержит необходимые проaраммы для проверeи, восстановления, дефраaментации дисeа и резервноaо eопирования. Кстати, при запoсeе старых дисeовых oтилит в Windows 9х вы бoдете пре дoпреждены о возможных последствиях. Если необходимо использовать длинные имена файлов со старыми проaраммами, oстановите проaраммo Lfnbk.exe с eомпаeт-дисeа Windows 9x. Эта проaрамма восстанавливает длинные имена файлов, но тольeо в том слoчае, если стрoeтoра eаталоaа не изменялась.

FAT 32

Когда разрабатывалась FAT, жесткие диски размером 2 Гбайт можно было встретить раз ве что в научно-фантастических романах. В настоящее время практически все системы ниж него уровня оснащаются жестким диском не менее 2 Гбайт, а чаще всего 16 или 20 Гбайт. При использовании стандартной FAT вы можете создать раздел размером не более 2 Гбайт. Это ограничение приводит к тому, что пользователи больших жестких дисков испытывают неудобства в организации файлов: в их распоряжении несколько дисков.
Для устранения этого ограничения Microsoft предложила новую файловую систему с рас ширенными возможностями, называемую FAT 32. Эта файловая система работает как стан дартная FAT, но имеет отличия в организации хранения файлов. Кроме того, FAT 32 можно установить с помощью программы Fdisk, в отличие от VFAT, которая является частью Vmm.vxd. Система FAT 32 была впервые реализована в Windows 95 OEM Service Release 2 (OSR2). Она встроена также в Windows 98/Me и в Windows 2000.
Замечание
Посeольeo FAT 32 oстанавливается тольeо с помощью проaраммы Fdisk, вы не сможете использовать этo файловoю системo на дисeетах и дисeах съемных oстройств, например Iomega Zip, eоторые не имеют файло вой системы. Однаeо таeие oстройства, eаe Iomega Jaz, имеют стрoeтoрo жестeих дисeов и на них можно oс танавливать FAT 32. Основное преимущество FAT 32 — это возможность использования 32-разрядных запи- сей, вместо 16-разрядных, что приводит к увеличению числа кластеров в разделе до 268 435 456 (вместо 65 536, или 216). Это значение эквивалентно 228, а не 232, поскольку четы ре бита из 32 зарезервированы для других целей. При использовании FAT 32 размер раздела может достигать 2 Тбайт (1 Тбайт равен 1 024 Мбайт). Новая файловая система может иметь 4 294 967 296 (232) кластеров размером 512 байт, а размер единичного файла может составлять 4 Гбайт. В целом Windows 9x и ин терфейс ATA-5 ограничивают размер жесткого диска до 128 Гбайт. В то же время операци онные системы Windows 2000/XP могут форматировать раздел FAT 32 размером до 32 Гбайт и читать гораздо большие разделы FAT32. Существует еще одно отличие FAT 32 от ее предшественниц — положение корневого ка талога: он не занимает фиксированного места на диске, как в FAT 16. Корневой каталог в FAT 32 может располагаться в любом месте раздела и иметь любой размер. Устранение огра ничений записей корневого каталога обеспечивает динамическое изменение размера раздела FAT 32. Однако Microsoft не реализовала это замечательное свойство в операционных систе мах Windows 9х, чем и воспользовались независимые разработчики, в частности PowerQuest, создавшая программу PartitionMagic.
Основной недостаток FAT 32 — несовместимость с предыдущими версиями DOS и Windows 95. Вы не сможете загрузить предыдущую версию DOS или оригинальную Windows 95 с диска с файловой системой FAT 32, кроме того, раздел с FAT 32 будет недоступен этим системам при их загрузке с другого диска.
Создание раздела FAT 32
Для создания раздела с FAT 32 в Windows 9х необходимо использовать программу Fdisk в командной строке так же, как при создании раздела с FAT 16. Если вы ответите на этот вопрос утвердительно, все разделы размером более 512 Мбайт будут иметь файловую систему FAT 32. Кроме того, утвердительный ответ требуется для соз дания раздела размером более 2 Гбайт. Последующие окна работы программы Fdisk анало гичны окнам предыдущих версий этой программы.
Программа Fdisk автоматически определяет размер кластера на основе выбранной фай ловой системы и размера раздела. Однако существует недокументированный параметр ко манды Format, позволяющий явно указать размер кластера: Format / Z:n, где n — размер кластера в байтах, кратный 512. С помощью этой команды вы можете создать файловую сис тему с размером кластера, меньшим установленного по умолчанию.
Внимание!
При использовании переeлючателя /Z необходимо помнить об оaраничении FAT 16 на eоличество eластеров (65 536). Использoйте этот переeлючатель с файловой системой FAT 32. Не забывайте, что модифиeация размера eластера может отразиться на производительности файловой системы. Преобразование FAT 16 в FAT 32 Операционная система Windows 95 OSR2 может создавать разделы с FAT 32 только на пустом диске. Для преобразования раздела с FAT 16 необходимо скопировать данные на дру гой носитель, удалить раздел с FAT 16 и создать новый раздел с FAT 32, а затем восстановить все данные. В Windows 98/Me существует программа-мастер для преобразования раздела в FAT 32 без потери данных.
При запуске программа преобразования диска отображает информацию о существующих разделах и установленных файловых системах. Вам необходимо лишь выделить диск и вы полнить все операции мастера.
Обратите внимание, что после преобразования диска в FAT 32 выполнить обратное пре образование нельзя. Необходимо принимать “радикальные” меры, т.е. сохранить данные, за пустить программу Fdisk, удалить раздел с FAT 32 и заново создать раздел с FAT 16. FAT 32 и PartitionMagic Операционные системы Windows 95 OSR2 и Windows 98 содержат базовые инстрoменты для создания раз делов с файловой системой FAT 32. Компания PowerQuest создала проaраммo PartitionMagic, eоторая обла дает широeими возможностями работы с файловыми системами. С помощью этой проaраммы вы можете выпол нить преобразование FAT 16 в FAT 32 и обратно, а таeже изменить размеры разделов без потери данных.

Ошибки файловой системы FAT

Ошибки в файловой системе появляются скорее из-за программных, нежели из-за аппа ратных сбоев (например, при неверном завершении работы Windows). Некоторые программ ные ошибки описаны ниже.
Потерянные кластеры
Это наиболее распространенная ошибка файловой системы, при которой кластеры в FAT помечаются как используемые, хотя на самом деле таковыми не являются. Эти потерянные кластеры появляются при неверном завершении работы приложения или крахе системы. Про граммы восстановления диска могут обнаружить эти кластеры и восстановить их. Появляются цепочки кластеров, не имеющие записей в каталоге. Чаще всего это происхо дит при “зависании” программы при операции открытия файла.
Программы восстановления диска просматривают диск и создают копию FAT в оператив ной памяти. Затем эта копия сравнивается с “настоящей” FAT и таким образом выявляются потерянные кластеры, т.е. не принадлежащие ни одному из существующих файлов. Практи чески все программы восстановления могут сохранять информацию из потерянных кластеров в файл, а затем обнулять их. Например, программа Chkdsk из цепочек потерянных кластеров создает файлы с именами FILE0001.CHK, FILE0002.CHK и т.д. Программа Chkdsk преобразует потерянные кластеры в файлы так, как показано в табл. 25.17. Как видно из приведенного примера, оригинальное имя файла не восстанавливается. Од нако его можно восстановить, просмотрев содержимое файлов, которые созданы программой восстановления диска.
Пересекающиеся файлы
Такие файлы появляются, когда две записи каталога неправильно указывают на один кла стер. В результате кластер “содержит” данные из нескольких файлов, что, естественно, недо пустимо. В рассматриваемом примере два файла занимают два кластера — 1002 и 1003. Это пере сечение файлов начинается с кластера 1002. Чаще всего один из пересекающихся файлов по врежден. Программы восстановления данных обычно решают проблему пересекающихся файлов следующим образом: файлы копируются с новыми именами в свободное место диска, а пересекающаяся область обоих файлов (и их остальные части) удаляется. Обратите внима ние, что удаляются оба файла, т.е. устранение подобной ошибки не порождает новых про блем: например, запись в каталоге указывает на несуществующий файл. Просмотрев два вос становленных файла, можно определить, какой из них поврежден. Для программ восстановления диска поиск пересекающихся файлов — очень простая за дача, и практически все дисковые утилиты могут устранить эту проблему.
Ошибки FAT
Как уже указывалось выше, при повреждении основной FAT доступ к файлам осуществ ляется с помощью дополнительной FAT. Программы восстановления диска возвращают по врежденную FAT в ее оригинальное местоположение и активизируют зеркальное копирова ние. FAT 32 обладает большими способностями к восстановлению, поскольку в ней исполь зуются более развитые средства зеркального копирования.
В рассматриваемом примере размер файла в каталоге не соответствует количеству кла стеров в FAT (потерян кластер 1001), а кроме того, кластеры 1002 и 1003 являются потерян ными. При восстановлении данных поврежденная FAT восстанавливается из резервной ко пии. Практически все программы восстановления данных успешно справляются с таким ти пом ошибки FAT.

Восстановление диска и данных

Команды Chkdsk, Recover и Scandisk — это “реанимационная бригада” DOS, занимаю щаяся восстановлением поврежденных данных на диске. Эти команды имеют очень простой и не слишком дружественный интерфейс, их применение зачастую оказывает значительное воздействие на систему, но иногда только они и могут помочь. Из перечисленных утилит наиболее известны, пожалуй, Recover, которая восстанавливает программы, и Chkdsk, ис пользуемая для проверки файловой структуры диска. Многие пользователи даже не подозре вают, что Chkdsk может не только проверять, но и восстанавливать поврежденную файловую структуру диска. Еще одна программа — простая утилита Debug — может помочь вам в беде, но только в том случае, если вы точно знаете, что и как делать.
Scandisk — более мощная утилита, чем Chkdsk и Recover, заменяющая эти две утилиты в DOS 6 и более поздних версиях, а также в Windows 9х. MS DOS 5.0 и более ранние версии поддерживают только две утилиты, используемые для проверки диска — CHKDSK и RECOVER. Использование и принципы работы команды CHKDSK рассматривается в 11-м издании книги, представленном на прилагаемом компакт-диске.
Программа Scandisk
Программа Scandisk входит в поставку DOS версий 6 и более поздних, а также в Windows 9х. Она значительно мощнее утилит Chkdsk и Recover и выполняет функции их обе их. Программа Scandisk из Windows 95 OSR2 и Windows 98 может работать с FAT 32.
Замечание
В операционных системах Windows NT 4.0, Windows 2000 и Windows XP использoется проaрамма CHKDSK, eоторая является более мощным аналоaом oтилиты SCANDISK. Для полoчения дополнительной информации о проaрамме SCANDISK, использoемой в MS DOS, обратитесь e 12-мo изданию eниaи, представленномo на при лаaаемом eомпаeт-дисeе. Программа Scandisk больше похожа на упрощенную версию Norton Disk Doctor и позво ляет проверять как целостность файловой структуры, так и работу секторов на физическом уровне. Обнаружив ошибки в каталогах или в FAT, Scandisk может их исправить. После оп ределения дефектного сектора в FAT помечается дефектный кластер, содержащий этот сек тор. При этом программа пытается восстановить поврежденный файл, причем сохраняются данные как до дефектного участка, так и после него. В Windows 9х есть программа Scandisk для DOS и Windows. Файлы этих программ называ ются Scandisk.exe и Scandiskw.exe соответственно. Windows 9х проверяет диск в процессе ус тановки операционной системы, а также после неверного завершения работы с системой. Вы можете также запустить программу Scandisk и ее “оконную” версию из командной строки. Особенности работы программы Scandisk вы можете найти в книгах по операционным системам или в справочной системе Windows 9х.
Программы независимых разработчиков
Кроме стандартных программ для работы с диском, поставляемых с операционной систе мой, существует огромное количество дисковых программ независимых разработчиков. Са мый известный пакет таких программ — Norton Utilities, разработанный компанией Symantec. Большинство подобных программ созданы для операционных систем DOS и Windows и мо гут работать с файловой системой FAT 32. Все эти программы имеют существенный недоста ток — их необходимо приобретать дополнительно; однако, как правило, игра стоит свеч. Norton Utilities и Norton System Works Утилита Norton Diagnostics, входящая в состав Norton Utilities, позволяет идентифициро вать и проверить существующее аппаратное обеспечение, а также создать загрузочную диске ту, используемую для перезапуска системы и тестирования жесткого диска при его выходе из строя, для восстановления ошибочно удаленных файлов и отмены случайного форматирова ния жесткого диска. В настоящее время пакет Norton Utilities версии 2001 поставляется в качестве самостоя тельного программного продукта или же в виде одного из компонентов программы Norton System Works 2001 (для операционных систем Windows 95 OSR 2.x, Windows 98, Windows Me, Windows NT и Windows 2000). Norton System Works 2001 также включает в себя Norton Anti-Virus и деинсталлятор Norton CleanSweep; в версию Professional вошли програм ма архивирования системной информации Norton Ghost, приложения WinFax Basic и Web Services. Некоторые из программ, вошедших в состав Norton Utilities, предназначены для за пуска из командной строки или работы в режиме MS DOS:
-- Norton Disk Doctor (NDD.EXE);
-- Disk Editor (DISKEDIT.EXE);
-- UnErase (UNERASE. EXE);
-- UnFormat (UNFORMAT.EXE);
-- Rescue Restore (RESCUE.EXE).
Тем не менее большинство программ, вошедших в Norton Utilities версии 2001, предна значены непосредственно для работы в графической среде Windows. Не следует использовать более ранние версии Norton Utilities, например 8.0 (которая предназначена для работы в Windows 3.1 и MS DOS), с 32-разрядными версиями Windows, так как это может привести к потере данных из-за отсутствия поддержки длинных имен фай лов и дисков большой емкости.

NTFS

Это собственная файловая система Windows NT, Windows 2000 и Windows XP. В Windows 2000 и Windows XP используется расширенная версия NTFS, получившая название NTFS 5 (NTFS 2000). Для того чтобы в Windows NT 4.0 получить доступ к разделам NTFS 5/NTFS 2000, необходимо установить Service Pack 4 или более поздней версии. Не смотря на то что операционные системы Windows NT/2000/XP поддерживают разделы FAT (Windows 2000/XP поддерживает и FAT32), файловая система NTFS обеспечивает целый ряд преимуществ: длинные имена файлов, поддержка файлов и разделов большого размера, до полнительные атрибуты файлов и расширенные средства безопасности. NTFS, как и все опе рационные системы Windows NT, создавалась на совершенно новой основе. Ее разработчики, увлеченно создавая новую 32-разрядную платформу, упустили из виду обратную совмести мость с предыдущими операционными системами Microsoft. В результате разделы NTFS мо гут читаться только операционными системами Windows NT/2000/XP.
Все операционные системы Windows (кроме Windows NT/2000) основаны на DOS, поэто му внутри системы существует часть кода DOS. В Windows NT/2000 DOS-программы рабо тают в режиме эмуляции DOS. При загрузке другой операционной системы раздел с NTFS недоступен.
В файловой системе имя файла может содержать до 255 символов, включая пробелы, точ ки и другие символы, кроме * ? \ / ; < > |. Поскольку NTFS — 64-разрядная файловая система, размер файла и раздела может быть просто огромным — 264 байт (17 179 869 184 Тбайт)! Начиная с Windows NT 3.51, файловая система NTFS также поддерживает сжатие файлов, осуществляемое с помощью списка свойств данного файла. Для сжатия или разархивирова ния файлов, хранящихся на диске NTFS, не нужны специальные программы наподобие Win Zip или PKZip.
Архитектура NTFS
Несмотря на существующие различия в структуре раздела файловых систем FAT и NTFS, они имеют подобные элементы, например загрузочную область. Раздел NTFS состоит из главной таблицы файлов (master file table — MFT). MFT — это не то же самое, что FAT. Вместо исполь зования таблицы со ссылками на кластеры MFT содержит больше информации о файлах и ката логах в разделе. В некоторых случаях MFT может даже содержать файлы и каталоги. При организации раздела NTFS система создает 10 системных файлов NTFS (табл. 25.22). Первая запись в MFT называется дескриптором (descriptor) и содержит информацию о расположении самой MFT. Загрузочный сектор в разделе NTFS содержит ссылку на располо жение записи дескриптора.
NTFS 5.0
В Windows 2000 используется новая версия NTFS — файловая система NTFS 5. При уста новке Windows 2000 все существующие разделы NTFS автоматически обновляются до NTFS 5. Если на компьютере также используется Windows NT (мультизагрузка), то необходимо устано вить пакет обновления Service Pack 4 (SP4) или последующий, чтобы эта система могла рабо тать с разделами NTFS 5. В процессе обновления изменяется версия драйвера NTFS.SYS. Файловая система NTFS 5 обладает несколькими новыми свойствами.
-- Квотирование диска. Администраторы системы могут устанавливать для пользовате лей ограничения на использование диска. Эти квоты могут быть нескольких уровней:
Off, Tracking и Enforced. -- Шифрование. NTFS 5 поддерживает автоматическое шифрование и дешифрование файлов при их записи и считывании с диска.
-- Особые объекты файловой системы. Позволяют использовать точки монтирования, т.е. перенаправление записи и считывания данных из папки на другой раздел или фи зический диск.
-- Поддержка больших файлов. Это свойство позволяет более экономно расходовать дисковое пространство.
-- Журнал номеров последовательных обновлений. Обеспечивает ведение журнала всех изменений файлов раздела.
Обратите внимание, что большинство этих свойств поддерживается только операционной системой Windows 2000.
Совместимость NTFS
Получить доступ к разделу NTFS из DOS и других операционных систем нельзя. Windows NT предназначена для использования в качестве сетевой операционной системы, по этому доступ к файлам в разделе NTFS можно получить с помощью сети. Для этого в NTFS поддерживаются имена файлов, удовлетворяющие стандарту “восемь-точка-три”. Основное преимущество NTFS — обеспечение безопасности файлов и каталогов. Атрибу ты безопасности в NTFS называются разрешениями (permissions) и устанавливаются систем ным администратором посредством предоставления доступа к данным на уровне прав поль зователей и групп пользователей.
Однако вы можете установить FAT-атрибуты файлов в NTFS с помощью стандартных ин струментов операционных систем Windows NT/2000, например программы Windows NT Explorer или команды DOS Attrib. При копировании файлов из раздела NTFS в FAT все атри буты файла сохраняются, и пользователь с правами полного доступа не сможет удалить файл с FAT-атрибутом “только для чтения”.
Алгоритм создания коротких имен файлов в Windows NT практически такой же, как и в файловой системе VFAT Windows 9х. Процесс создания имени файла, удовлетворяющего стандарту “восемь-точка-три”, для операционных систем Windows 9х, а также особенности этого процесса в Windows NT/2000 описаны выше в этой главе.
Создание раздела NTFS
Создать раздел NTFS можно только на жестком диске. Его нельзя создать на дискете, а на сменном устройстве, таком, как Iomega Zip или Jaz, можно. Существует три способа создания раздела NTFS:
-- при установке операционных систем Windows NT/2000 или после установки с помо щью программ работы с диском;
-- путем форматирования существующего раздела в NTFS (с удалением всех данных) с помощью команды Format систем Windows NT/2000 (параметр /fs:ntfs);
-- посредством преобразования существующего раздела FAT в NTFS (с сохранением всех данных) при установке или после установки Windows NT/2000 с помощью программы Convert.
Инструменты для NTFS В связи с тем, что файловые системы NTFS и FAT различаются структурой, в NTFS нельзя использовать дисковые утилиты для FAT. Сама NTFS содержит средства восстановления данных. Кроме того, некоторые дисковые утилиты поставляются с Windows NT/2000. По следние версии программ для работы с диском, например Norton Utilities 2000, могут рабо тать со всеми версиями Windows, значит, и со всеми операционными системами — FAT 16, FAT 32 и NTFS.

Наиболее часто встречающиеся сообщения об ошибках

В этом разделе речь пойдет о наиболее часто встречающихся ошибках файловых систем и спо собах их устранения. Чаще всего могут появляться следующие системные сообщения об ошибках:
-- Missing Operating System;
-- NO ROM BASIC - SYSTEM HALTED;
-- Boot error Press F1 to retry;
-- Invalid drive specification;
-- Invalid Media Type;
-- Hard Disk Controller Failure.
Missing Operating System Такое сообщение об ошибке указывает на проблемы в главной загрузочной записи или за писях таблицы раздела. Запись в таблице раздела может указывать на сектор, который не яв ляется началом раздела. Такая ошибка иногда появляется вследствие разряда батареи на сис темной плате, что приводит к удалению параметров BIOS. Для решения проблемы прежде всего необходимо проверить правильность установки па раметров в BIOS. Главную загрузочную запись можно восстановить с помощью команды Fdisk /MBR. В других случаях решить возникшую проблему можно с помощью радикальных средств — разбивки диска на разделы и форматирования с последующей повторной установ кой операционной системы и необходимых приложений.
NO ROM BASIC — SYSTEM HALTED
Эту ошибку генерирует AMI BIOS в случае повреждения или отсутствия загрузочного сектора или главной загрузочной записи на загрузочном диске. Кроме того, такая ошибка может появиться при неправильной установке параметров жесткого диска в BIOS. Для реше ния этой проблемы необходимо проверить параметры диска в BIOS или же восстановить главную загрузочную запись с помощью команды Fdisk /MBR. Boot error Press F1 to retry Эта ошибка генерируется Phoenix BIOS при отсутствии жесткого диска или загрузочных областей. Наиболее частая причина появления этой ошибки — отсутствие активного раздела. Invalid drive specification Такая ошибка появляется в том случае, если жесткий диск не разбит на разделы, записи таблицы разделов повреждены или же содержат неверные данные. Для устранения подобных проблем воспользуйтесь программой Fdisk либо программами пакета Norton Utilities.
Invalid Media Type
При появлении такого сообщения скорее всего поврежден (или не инициализирован) за грузочный сектор, каталог или таблица размещения файлов. Например, такая ошибка появля ется, если диск разбит на разделы, но не отформатирован с помощью команды Format. Для устранения этой ошибки необходимо использовать одну из программ восстановления диска или же просто отформатировать диск.
Hard Disk Controller Failure
Такого типа ошибка появляется вследствие неверных параметров накопителя, установ ленных в BIOS, а также плохого подключения кабелей к накопителю или системной плате. Для устранения этой проблемы прежде всего проверьте подключение накопителя, а затем ус тановите в BIOS его правильные параметры.

Наиболее общие способы решения проблем с файловой системой

Чтобы устранить проблемы при доступе к жесткому диску, выполните ряд действий. 1. Загрузите компьютер с загрузочной дискеты (ее иногда называют аварийным диском). Это может быть загрузочная дискета как DOS, так и Windows, главное, чтобы на ней были записаны следующие программы: Fdisk.exe, Format.com, Sys.com и Scandisk.exe. Лучше, если это будет аварийный диск с операционной системой Windows 95B или более поздней.
2. Если с загрузочной дискеты нельзя загрузить операционную систему, скорее всего су ществуют проблемы с аппаратным обеспечением. В некоторых системах гибкий диск не определен как загрузочное устройство. В этом случае повторно запустите BIOS, укажите гибкий диск как первое загрузочное устройство и перезагрузите компьютер.
3. Запустите с загрузочной дискеты программу Fdisk. В меню выберите вывод сведений об имеющихся разделах (четвертый пункт меню).
4. Если отображается список разделов, проверьте наличие активного раздела: в столбце состояния возле одного из разделов должна быть буква А.
5. Если в списке не отображается ни одного раздела и вы не желаете восстанавливать данные на диске, создайте новый раздел (или разделы), а затем отформатируйте его. При выполнении этих действий все данные на диске будут уничтожены.
6. Если вам необходимо восстановить данные, воспользуйтесь одной из программ вос становления данных.
7. Если список разделов отображается и один из них активный, очевидно, повреждены системные файлы. Для их восстановления введите команду Sys С:.
8. Теперь ваш жесткий диск содержит системные файлы той операционной системы, ко торая была на загрузочном диске.
9. Извлеките дискету из дисковода и перезагрузите компьютер. Если и сейчас при загруз ке появляются ошибки, они, скорее всего, вызваны неверной конфигурацией жесткого диска в BIOS.
10. Запустите программу Scandisk с загрузочного диска и проверьте диск на наличие ошибок.
11. При проверке диска с помощью программы Scandisk не забудьте выполнить проверку поверхности диска. При появлении большого количества поврежденных секторов не обходимо заменить накопитель на жестких дисках. Решение общих проблем файловой системы в Windows 2000/XP

Способы решения проблем файловой системы в Windows 2000/XP практически те же, что и в Windows 9x. Их основным отличием является использование служебной программы Recovery Console, входящей в Windows 2000/XP. -- Если программа Recovery Console введена в загрузочное меню, запустите систему в обычном порядке, войдите в нее как администратор, если это необходимо, и выберите опцию Recovery Console. -- В том случае, если программа Recovery Console не была предварительно введена в за грузочное меню, загрузите систему с помощью установочного компакт-диска Windows или диска Windows Setup. Выберите опцию Repair в меню Welcome to Setup и на жмите клавишу для запуска Recovery Console. Если система не загружается с установочного компакт-диска или загрузочной дискеты, то возможны некоторые проблемы с аппаратным обеспечением. Проверьте жесткие диски, кон фигурацию BIOS и установочные параметры системной платы. Определите гибкий диск как первое загрузочное устройство, а CD-ROM — как второе и перезапустите систему. После запуска Recovery Console выполните ряд действий. 1. Для получения справки и списка команд Recovery Console введите HELP в командной строке. 2. Запустите программу DISKPART, чтобы получить сведения о существующих разделах диска. 3. Когда отобразится перечень разделов, проверьте, определен ли загрузочный раздел в качестве активного. Решение общих проблем файловой системы в Windows 2000/XP 1267 4. В том случае, если в списке не отображены имеющиеся разделы и у вас нет желания восстанавливать какие-либо данные, существующие в настоящее время на диске, соз дайте новый раздел (или разделы) с помощью команды FDISK. Для форматирования созданных разделов воспользуйтесь командой FORMAT. При выполнении этих действий все данные на диске будут уничтожены. 5. Если необходимо восстановить данные, воспользуйтесь одной из существующих про грамм восстановления данных, например Norton Utilities от компании Symantec или Lost and Found от PowerQuest. 6. Если при выполнении программы DISKPART отображается список разделов и один из них определен как активный, значит, возможно повреждение системных файлов. Для их восстановления введите команду FIXBOOT. 7. Для того чтобы перезапустить систему, введите команду EXIT. Перед этим извлеките загрузочную дискету из дисковода A: или же установочный компакт-диск Windows 2000 из дисковода CD-ROM. 8. Если и после перезагрузки компьютера появятся те же ошибки, то они, скорее всего, вызваны повреждением или неверной конфигурацией жесткого диска. 9. Перезапустите Recovery Console и поверьте диск на наличие ошибок, введя команду CHKDSK в командной строке.