NTFS文件系统详细介绍

一、什么是文件系统和NTFS

　　首先，需要澄清读者对于文件系统的一些错误理解，经常有这样的说法，“我的硬盘是FAT32格式的”，“C盘是NTFS格式”等，它们的错误在于，NTFS或是FAT32并不是格式，而是管理文件的系统，其次刚买回来的硬盘并没有文件系统，必须使用FDISK或Windows 2000/XP的分区工具等对其进行分区并格式化后才会有管理文件的系统，因此文件系统是对应分区的，而不是硬盘，不管是将硬盘分成一个分区，还是几个分区。

　　举个通俗的比喻，一块硬盘就像一个块空地，文件就像不同的材料，我们首先得在空地上建起仓库(分区)，并且指定好(格式化)仓库对材料的管理规范(文件系统)，这样才能将材料运进仓库保管。

　　文件不会受所在分区的文件系统影响，就像同样是汽车轮胎在A仓库可能直接堆在地上，而B仓库则会挂在墙上，仅仅是放置和管理方法不同而已，因此，在NTFS分区和FAT32分区的文件可以随意在分区间移动，内容不会因此产生任何不同。

　　NTFS的英文全称为“NT File System”，中文意为NT文件系统(见图1 24rntfs01 在“我的电脑”中右击“属性”，在弹出窗口中就可以看到文件系统信息)。它随着1996年7月的Windows NT 4.0诞生的，但直到Windows 2000，它才开始在个人用户中间得以推广，跨入了主力分区文件系统的行列。今天，Windows XP/2003和NTFS早已是“如胶似漆”了。

　　我们知道，当初FAT32文件系统的出现对于FAT16而言，可以说是有了比较明显的改善，但NTFS对FAT32的改进，就必须得用“卓越”来形容了。

　　NTFS最大分区上限已达到了2TB(1TB=1024GB)，从诞生到现在经历了多个版本，Windows NT4.0中的版本为1.2，Windows 2000为3.0，Windows XP为3.1。如果要查看当前NTFS版本号，只要在命令提示符中输入“fsutil fsinfo ntfsinfo c:”(C为分区盘符)即可看到。

　　小知识

　　常见文件系统

　　FAT12:是IBM第一台个人电脑中的MS-DOS 1.0使用的文件系统，主要用于软盘。这种系统限制分区的容量最大为16MB——但这根本算不上问题，因为软盘容量从来没有达到16MB。

　　FAT16:它被很多操作系统支持，兼容性最好，但分区最大只能到2GB，并且空间浪费现象比较严重。并且由于FAT16文件系统是单用户文件系统，不支持任何安全性及长文件名。

　　FAT32:是在FAT16基础上发展而来，随着Windows 95 OSR2一起发布，可以被大多数操作系统支持，FAT32比FAT16更有效地利用了硬盘空间，并且最大分区的上限已经达到了32GB，适合一般家庭使用。

　　ISO9660:CD-ROM的文件系统，不过现在已经延伸出很多新的文件系统，对它的一些缺点进行了弥补，如Juliet等。

　　UDF:可读写光盘的文件系统。

　　Mac HFS:苹果电脑的文件系统，对大容量磁盘有比较好的支持。不过，现在大多数苹果电脑还在使用FAT32文件系统。

 

二、细数NTFS的四大优点

　　1.具备错误预警的文件系统

　　在NTFS分区中，最开始的16个扇区是分区引导扇区，其中保存着分区引导代码，接着就是主文件表(Master File Table，以下简称MFT)，但如果它所在的磁盘扇区恰好出现损坏，NTFS文件系统会比较智能地将MFT换到硬盘的其他扇区，保证了文件系统的正常使用，也就是保证了Windows的正常运行。而以前的FAT16和FAT32的FAT(文件分配表)则只能固定在分区引导扇区的后面，一旦遇到扇区损坏，那么整个文件系统就要瘫痪。

　　但这种智能移动MFT的做法当然并非十全十美，如果分区引导代码中指向MFT的部分出现错误，那么NTFS文件系统便会不知道到哪里寻找MFT，从而会报告“磁盘没有格式化”这样的错误信息。为了避免这样的问题发生，分区引导代码中会包含一段校验程序，专门负责侦错。

　　2.文件读取速度更高效!

　　恐怕很多人都听说NTFS文件系统在安全性方面有很多新功能，但你可否知道:NTFS在文件处理速度上也比FAT32大有提升呢?

　　对DOS略知一二的读者一定熟悉文件的各种属性:只读、隐藏、系统等。在NTFS文件系统中，这些属性都还存在，但有了很大不同。在这里，一切东西都是一种属性，就连文件内容也是一种属性。这些属性的列表不是固定的，可以随时增加，这也就是为什么你会在NTFS分区上看到文件有更多的属性(见图2 24rntfs02)。

　　NTFS文件系统中的文件属性可以分成两种:常驻属性和非常驻属性，常驻属性直接保存在MFT中，像文件名和相关时间信息(例如创建时间、修改时间等)永远属于常驻属性，非常驻属性则保存在MFT之外，但会使用一种复杂的索引方式来进行指示。如果文件或文件夹小于1500字节(其实我们的电脑中有相当多这样大小的文件或文件夹)，那么它们的所有属性，包括内容都会常驻在MFT中，而MFT是Windows一启动就会载入到内存中的，这样当你查看这些文件或文件夹时，其实它们的内容早已在缓存中了，自然大大提高了文件和文件夹的访问速度。

　　小提示

　　为什么FAT的效率不如NTFS高

　　FAT文件系统的文件分配表只能列出了每个文件的名称及起始簇，并没有说明这个文件是否存在，而需要通过其所在文件夹的记录来判断，而文件夹入口又包含在文件分配表的索引中。因此在访问文件时，首先要读取文件分配表来确定文件已经存在，然后再次读取文件分配表找到文件的首簇，接着通过链式的检索找到文件所有的存放簇，最终确定后才可以访问。

　　3.磁盘自我修复功能

　　NTFS利用一种“自我疗伤”的系统，可以对硬盘上的逻辑错误和物理错误进行自动侦测和修复。在FAT16和FAT32时代，我们需要借助Scandisk这个程序来标记磁盘上的坏扇区，但当发现错误时，数据往往已经被写在了坏的扇区上了，损失已经造成。

　　NTFS文件系统则不然，每次读写时，它都会检查扇区正确与否。当读取时发现错误，NTFS会报告这个错误;当向磁盘写文件时发现错误，NTFS将会十分智能地换一个完好位置存储数据，操作不会受到任何影响。在这两种情况下，NTFS都会在坏扇区上作标记，以防今后被使用。这种工作模式可以使磁盘错误可以较早地被发现，避免灾难性的事故发生。

　　有些人发现当把磁盘转换为NTFS文件系统后，用磁盘扫描程序就很难发现磁盘错误了。经过前面的介绍，你知道这是为什么了吗?

　　4.“防灾赈灾”的事件日志功能

　　在NTFS文件系统中，任何操作都可以被看成是一个“事件”。比如将一个文件从C盘复制到D盘，整个复制过程就是一个事件。事件日志一直监督着整个操作，当它在目标地——D盘发现了完整文件，就会记录下一个“已完成”的标记。假如复制中途断电，事件日志中就不会记录“已完成”，NTFS可以在来电后重新完成刚才的事件。事件日志的作用不在于它能挽回损失，而在于它监督所有事件，从而让系统永远知道完成了哪些任务，那些任务还没有完成，保证系统不会因为断电等突发事件发生紊乱，最大程度降低了破坏性。

　　5.我是否需要哪些附加的功能?

　　其实，NTFS还提供了磁盘压缩、数据加密、磁盘配额(在“我的电脑”中右击分区并并行“属性”，进入“配额”选项卡即可设置)、动态磁盘管理等功能，这些功能在很多报刊杂志上介绍的比较多了，这里不再详细介绍。

　　NTFS提供了为不同用户设置不同访问控制、隐私和安全管理功能。如果你的系统处于一个单机环境，比如家用电脑，那么这些功能对你意义不是很大。

　　小提示

　　从FAT转换过来的NTFS，性能有折扣

　　如果分区是从FAT32转换为NTFS文件系统的(使用命令为“CONVERT 驱动器盘符 /FS:NTFS”)，不仅MFT会很容易出现磁盘碎片，更糟糕的是，磁盘碎片整理工具往往不能整理这各分区中的MFT，严重影响系统性能。因此，建议将分区直接格式化为NTFS文件系统。

三、NTFS的七大热点问答

　　1.是不是NTFS一定比FAT32更高效，为什么我感觉不到呢?

　　当然也不能这样一概而论，因为NTFS与FAT的单个文件操作速度差异往往仅在毫秒之间.一般无法察觉，如果硬盘小，文件操作不频繁，那么差异不明显，不过随着硬盘向200GB迈进，电脑同时执行多任务的机会不断增加，差异会越来越明显。

　　同时，NTFS的MFT相当于一个小型数据库，因此对硬件也有较高要求，而且对于较小分区它反而不如FAT32更高效，因此，是否使用NTFS文件系统还有以下几个注意点:

　　★微软建议分区大于32GB最好使用NTFS文件系统，而且在Windows XP中，分区超过个数字后，就无法格式为FAT32文件系统了。专家的建议是，分区在8GB以下，FAT32会更高效，分区在16GB或更高时，最好选择NTFS文件系统。对于8GB～16GB的分区，使用哪种就看你自己的喜好了。

　　★硬盘转速最好在5400转以上，CPU主频不低于700MHz，内存不少于256MB。

　　2.在Windows 98中如何查看NTFS分区中的内容?

　　推荐你使用NTFS Reader for DOS(下载地址:http://www.onlinedown.net/soft/10162.htm)，它可以在DOS中查看、复制NTFS分区中的文件。另外，你还可以下载http://download2.lsoft.net/NtfsFloppySetup.exe，用它可以制作能够访问NTFS分区的启动软盘，而http://download2.lsoft.net/boot-cd-iso.zip则可制作相应的启动光盘。

　　3.看起来主文件分区表(MFT)十分重要，如果它损坏了如何恢复?

　　很简单，在“开始→运行”中输入“Cmd”，进入命令提示符。输入“Chkdsk”，回车后就会开始查找磁盘错误，找到后可以使用“Chkdsk /F”进行修复(见图3 24rntfs03)。

　　另外，还有朋友在看过22期《系统慢可能是你的文件太多了》一文后询问，如何优化MFT，其实很简单，就是定期用磁盘碎片整理工具整理磁盘，这样同时也会对MFT中的碎片进行整理。这里还有一个手工的方法，就是将分区中所有文件移动到其他分区，然后再移动回来，这等于重新整理和优化了数据分区的MFT，但效果比碎片整理差一些。

　　4.NTFS会对游戏运行有不良影响吗?

　　很多人关注这个问题，而有些人认为FAT32更适合玩游戏。其实，NTFS只是一种管理文件的系统，和游戏没有任何直接联系。也就是说，NTFS不会对游戏有特别优势，FAT32也同样如此。惟一值得小心的是一些较低级别的应用程序，它们会跳过高端的Win32 API接口，试图直接访问磁盘扇区，它们才是NTFS可怕的敌人。

　　5.如何配置簇的大小呢?

　　簇是文件系统中基本的储存单位，当你在Windows对分区进行格式化时，会有簇大小的选择(见图4 24rntfs04)，如果设置的值比较大，那么文件保存时占用的簇就会少，从而文件读取性能就越高。还是用个比喻，簇就像仓库中的柜子，如果你选择的是小号柜子，那么一批材料可能一个柜子装不满，还得用三到四个，如果是大号柜子，那么可能只用一个或两个就装下了。这样装和取材料时，柜子越少效率就越高。但是，不少批次的材料可能一个大柜子都装不满，这样柜子就只能空着许多空间，积少成多，会浪费不少空间。

　　到底应该选择多少更合适呢?一个简单的办法就是，首先确定分区主要用来保存什么样的文件，如果是体积很大的视频和多媒体文件，那么最好将簇设置得大一些，这样可以提高性能。如果分区主要存储网页或文本文件等文件，建议簇小一些，推荐使用Windows的“默认值”，这样会减少空间浪费。

　　如果你想更改当前分区的簇的大小，同时又不想重新格式化，可以使用PQMagic来完成(“高级→调整簇的大小”)。

　　6.什么时候选择压缩NTFS卷

　　在“我的电脑”中右击某个分区并选择“属性”，在“常规”选项卡中有一个“压缩驱动器以节省磁盘空间”的选项，这个功能确实可以节省一些磁盘空间，但根据CPU速度、分区的大小和要压缩的数据，应用它后可能会不同的效率，或者提升，或者降低系统性能。

　　我们建议，如果CPU非常快，但硬盘属于比较慢的型号，可以考虑压缩，这样会对文件读取效率有些提高;如果分区大于8GB，则不要选择压缩，这样会影响系统性能;如果分区中保存的文件大部分是已经不能压缩的数据，比如:JPG、ZIP等已经压缩过的文件，那么即使选择了压缩，也不会有节省空间的效果，建议对主要保存文本、Office、BMP等文件的分区进行压缩。

　　7.给文件/文件夹加密之后，系统被格式化了，怎么才能访问这些文件夹?

　　最保险的方式是在格式化之前，以管理员身份设置“数据恢复代理”，以备将来的不时之需。具体使用方法参见http://support.microsoft.com/kb/241201/zh-cn。