1.3.2. Сравнительный анализ быстродействия файловых систем fat и

NTFS

Особенности структуры организации поиска и хранении информа­ции в автоматизированных информационных таможенных системах определяют эффективность любой файловой системы. Рассмотрим основные процессы, осуществляемые системой для доступа к файлам в FAT и NTFS.

Поиск информации о местоположении файла. Скорость определения местоположения фрагментов файла на диске влияет на скорость на­вигации по файлу (доступ к произвольному фрагменту файла). Этот параметр показывает, насколько сильно сама файловая система стра­дает от фрагментации файлов.

NTFS способна обеспечить быстрый поиск фрагментов, посколь­ку вся информация хранится в нескольких очень компактных записях (типичный размер — несколько килобайт). Если файл очень сильно фрагментирован (содержит большое число фрагментов) — NTFS при­дется использовать много записей, что часто заставляет хранить их в раз-

FAT32 из-за большой области самой таблицы (от сотен килобайт до нескольких мегабайт) размещения будет испытывать трудности, если фрагменты файла разбросаны по всему диску, поскольку для доступа к каждому фрагменту файла в системе придется обращаться к соответ­ствующей части таблицы FAT.

Поиск свободного места. Данная операция производится в том слу­чае, если файл нужно создать или скопировать на диск. Поиск места под физические данные файла зависит от того, как хранится инфор­мация о занятых участках диска. Этот параметр показывает, насколько быстро система сможет найти место для записи на диск новых данных.

Определение того, свободен данный кластер или нет, требует от си­стемы на основе FAT просмотра одной записи FAT, соответствующей этому кластеру. Размер одной записи FAT32 — 32 бита. Для поиска свободного места на диске может потребоваться просмотр почти всей FAT, что может оказаться весьма длительным процессом.

NTFS имеет битовую карту свободного места, одному кластеру со­ответствует 1 бит. Для поиска свободного места на диске приходится оценивать объемы в десятки раз меньшие, чем в системах FAT и FAT32. Таким образом, NTFS имеет наиболее эффективную систему нахожде­ния свободного места.

Работа с каталогами и файлами. Скорость выполнения различных файловых операций напрямую зависит от принципов организации хра­нения данных об отдельных файлах и от устройства структур катало­гов. Данный параметр может стать критичным для каталогов с боль­шим числом файлов (тысячи).

FAT16 и FAT32 имеют очень компактные каталоги, размер каждой записи которых предельно мал. Более того, благодаря исторически сложившейся системе хранения длинных имен файлов (более 11 сим­волов) в каталогах систем FAT используется очень экономная структу­ра хранения длинных имен. Работа с каталогами FAT производится до­статочно быстро, так как в подавляющем числе случаев каталог (файл данных каталога) не фрагментирован и находится на диске в одном месте. Однако система хранения данных в FAT — линейный массив и не позволяет организовать эффективный поиск файлов в слишком перегруженном файлами каталоге (порядка тысячи или более), что приводит для таких каталогов к значительному снижению скорости поиска.

NTFS использует более эффективный способ адресации — бинар­ное дерево, позволяющее эффективно работать с каталогами любого размера. Поэтому NTFS не страшно увеличение количества файлов в одном каталоге и до десятков тысяч. Однако сам каталог NTFS пред­ставляет собой гораздо менее компактную структуру, нежели каталог FAT, — это связано с гораздо большим (в несколько раз) размером од­ной записи каталога. Поэтому каталоги на томе NTFS в подавляющем числе случаев сильно фрагментированы. Размер типичного каталога на FAT укладывается в один кластер, тогда как сотня файлов (и даже меньше) в каталоге на NTFS уже приводит к размеру файла каталога, превышающему типичный размер одного кластера. Это, в свою оче­редь, почти гарантирует фрагментацию файла каталога, что довольно часто сводит на нет все преимущества гораздо более эффективной организации самих данных.

Таким образом, структура каталогов на NTFS теоретически гораздо эффективнее, но при размере каталога в несколько сотен файлов это практически не имеет значения. Фрагментация каталогов NTFS, од­нако, уверенно наступает уже при таком размере каталога. Для малых и средних каталогов NTFS имеет на практике меньшее быстродей­ствие.

Преимущества каталогов NTFS становятся реальными и неоспори­мыми только в том случае, если в одном каталоге присутствуют тысячи файлов. В этом случае быстродействие компенсирует фрагментиро- ванность самого каталога. Работа с каталогами, содержащими порядка тысячи и более файлов, проходит на NTFS в несколько раз быстрее.

Прочие факторы. NTFS является достаточно сложной системой, по­этому в отличие от FAT16 и FAT32 имеются и другие факторы, которые могут привести к существенному замедлению работы NTFS.

Получение диска NTFS путем преобразованием раздела FA Т16 или FAT32 резко снижает быстродействие, так как структура служебных областей NTFS обычно получается очень фрагментированной. Сле­дует избегать преобразования других систем в NTFS, так как это при­ведет к созданию очень неудачного диска, которому не поможет даже встроенный в Windows дефрагментатор.

Степень заполненности диска. Активная работа с диском, заполнен­ным более чем на 80-90 %, представляет собой катастрофический для быстро-действия NTFS случай, так как фрагментация файлов и, самое главное, служебных областей будет расти фантастически быстро.