TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
----------o0o----------

TIỂU LUẬN
MÔN: NGUYÊN LÝ HĐH
Đề Tài : Nghiên cứu tìm hiểu về Hệ Thống Tệp trong HĐH
Windows
Nhóm thực hiện: Nhóm 9.
Lớp: CNTT2 – K16
Các thành viên:
1. Phạm Quốc Cường
2. Nguyễn Đình Hùng
3. Nguyễn Văn Công
4. Nguyễn Đình Chiến
5. Lại Mạnh Tuấn
Giảng Viên Hướng dẫn: Nguyễn Thanh Hải

Hà Nội, ngày 02 tháng 12 năm 2015

---- Đề Tài bài Tiểu Luận ---Nghiên cứu tìm hiểu về Hệ Thống HĐH windows


Nhóm 9 chúng em xin cảm ơn thầy đã giao cho nhóm em 1 đề tài
rất thú vị giúp chúng em có thể hiểu rõ hơn về hệ thống HĐH
windows.


Lời mở đầu: ....................................................................4
Tổng quan về lý thuyết: ................................................4
CHƯƠNG I: Tìm hiểu hệ thống

bị. Thì các chương trình phần mềm ứng dụng ra đời
ngày nay càng tối ưu và ngày càng trợ giúp con người
chúng ta giảm bớt gánh nặng công việc rất nhiều, sự
phát triển phần mềm ứng dụng càng có tính chất quyết
định đến sự phát triển của nghành khoa học CNTT đang
còn non trẻ ở nước ta.

Chương I: Tìm hiểu hệ thống File
1.Hệ thống tập tin là gì?


Đối với hầu hết người dùng máy tính, hệ thống tập tin
(File System) là giao diện dễ nhìn thấy nhất của hệ điều
hành. File System cung cấp cơ chế cho việc lưu trữ trực
tuyến và truy xuất dữ liệu, chương trình của hệ điều
hành và tất cả người dùng của hệ thống máy tính.
File system hay hệ thống tập tin có chức năng tổ chức
và kiểm soát các tập tin và siêu dữ liệu tương ứng, được
lưu trên ổ đĩa nhằm cho phép truy cập nhanh chóng và
an toàn.
Hệ thống tập tin sắp xếp dữ liệu được lưu trên đĩa cứng
của máy tính, kiểm soát thường xuyên vị trí vật lý của
mọi thành phần dữ liệu trên đĩa trong khi vẫn cho phép
người dùng truy cập nhanh chóng và an toàn khi cần
thiết.
Hệ thống tập tin làm việc như một hệ chỉ mục số, cho
phép máy tính nhanh chóng tìm thấy một tập tin nào
đó, bất chấp kích thước hay cấu hình của ổ đĩa lưu trữ
cũng như vị trí lưu trữ của các byte dữ liệu nằm ở đâu
trên đĩa.

Thiết lập một thư mục dùng chung cho tất cả file. Mặc
dù kiểu tổ chức này cài đặt dễ nhưng không thuận tiện.
- Tổ chức thư mục hai mức (Two Level Diretory): Bao
gồm có: một mức cho hệ thống và một mức cho người
sử dụng.
- Tổ chức theo cấu trúc cây (Tree Diretory): Trên mỗi ổ
đĩa sẽ có một thư mục gốc, trong thư mục gốc sẽ có các
thư mục con cấp 1, trong thư mục cấp 1 sẽ tồn tại các
thư mục con cấp hai, trong thư mục cấp 2 sẽ tồn tại thư
mục cấp 3… Khi tập hợp các thư mục đó trên đĩa sẽ tạo
thành thư mục cây.
- Tổ chức theo đồ thị không chu trình (Acyclic Graph
Diretory): Kiểu tổ chức này gần giống tổ chức cây nhưng
một thư mục con hoặc file có thể nằm trong 2 thư mục
mẹ khác nhau.
5. Các loại File System trong Windows
Các hệ thống file trong windows gồm 2 hệ thống chính
là FAT và NTFS, trong đó NTFS là hệ thống file với nhiều
đặc tính hiện đại mà hệ thống FAT không có.


CHƯƠNG II. HỆ THỐNG TẬP TIN TRONG WINDOW
1.Tổng quan về FAT
FAT (File Allocation Tables) là bảng định vị File trên đĩa,
được công bố vào năm 1981 đưa ra một cách thức mới
về việc tổ chức và quản lý tập tin trên đĩa cứng, đĩa
mền.
Nguyên lý của hệ thống quản lý FAT là dựa vào một
bảng để duy trì và theo dõi các trạng thái các phân
đoạn trên không gian địa chỉ khác nhau dùng để lưu trữ

từ 32MB trở xuống.
FAT12 sử dụng 12 bit để đếm nên chỉ có khả năng quản
lý các ổ đĩa có dung lượng thấp hơn 32Mb với số lượng
cluster thấp.
1.2. FAT16
FAT16: Được công bố vào năm 1981 đưa ra một cách
thức mới về việc tổ chức và quản lý tập tin trên đĩa
cứng, đĩa mềm.
Tuy nhiên, khi dung lượng đĩa cứng ngày càng tăng
nhanh, FAT16 đã bộc lộ nhiều hạn chế. Với không gian
địa chỉ 16 bit, FAT16 chỉ hỗ trợ đến 65.536 liên cung
(clusters) trên một partition, gây ra sự lãng phí dung
lượng đáng kể (đến 50% dung lượng đối với những ổ đĩa
cứng trên 2 GB). FAT16 không hỗ trợ các paritition lớn
hơn 2GB.
1.3. FAT32
FAT32: Được giới thiệu trong phiên bản Windows 95
Service Pack 2 (OSR 2), được xem là phiên bản mở rộng
của FAT16. Do sử dụng không gian địa chỉ 32 bit nên
FAT32 hỗ trợ nhiều cluster trên một partition hơn, do
vậy không gian đĩa cứng được tận dụng nhiều hơn.
Ngoài ra với khả năng hỗ trợ kích thước của phân vùng
từ 2GB lên 2TB và chiều dài tối đa của tên tập tin được
mở rộng đến 255 ký tự đã làm cho FAT16 nhanh chóng
bị lãng quên. Tuy nhiên, nhược điểm của FAT32 là tính
bảo mật và khả năng chịu lỗi (Fault Tolerance) không
cao.
1.3.1.Tổng quan về kiến trúc FAT32
Vùng FAT32 gồm 4 vùng thành phần:


Trong FAT32 dùng 32 bit .Các entry được định chỉ từ 0,
mỗi entry chịu trách nhiệm về một cluster ở trong vùng
data với địa chỉ tương tự. Nếu một cluster không được
cấp phát entry sẽ là số 0 trong nó. Nếu một cluster được
cấp phát thì entry tương ứng của nó sẽ có giá trị khác 0
và giá trị nằm trong entry chính là địa chỉ của cluster
tiếp theo trong file hoặc directory. Nếu nó là cluster kết
thúc thì nó chứa giá trị đánh dấu kết thúc trong FAT 32


giá trị này là 0x0fff fff7, và cluster được đánh dấu bị lỗi
và sẽ không được cấp phát.
Gọi lại cluster được định chỉ đầu tiên trong file system là
bắt đầu từ 2.
Dĩ nhiên các entries 0 và 1 trong bảng FAT là không cần
thiết.
Cấu trúc vùng dữ liệu (Data Area).
Trong hệ thuống FAT thì vùng dữ liệu sẽ nằm ngay sau
vùng bảng FAT. Vùng này chịu trách nhiệm ghi nội dung
của file hoặc directory. Đơn vị lưu trữ ở vùng này được
chia thành từng cluster. Mỗi cluster là 2 sector liên tiếp
(1024 byte) điều này là một cải tiến so với FAT16. Vùng
FAT16 dùng đơn vị lưu trữ 4KB. Điều này giúp tiết kiệm
được ổ đĩa tránh lãng phí. Mỗi cluster trên vùng dữ liệu
được ánh xạ ứng với một entry trong vùng bảng FAT.
Cấu trúc vùng RootDirectory.
Trong hệ thống file FAT thì vùng RootDirectory được đặt
ngay trong vùng dữ liệu. Root Directory trong các phiên
bản trước thường đặt ngay sau vùng bảng FAT. Nhưng ở
hệ thống FAT32 thì nó được đặt bất kì nơi nào trong

2.1.Khái niệm NTFS
NTFS (New Technology File System): bảng phân hoạch
tập tin công nghệ mới được giới thiệu cùng với phiên
bản Windows NT đầu tiên, Microsoft đã thay thế hệ
thống file FAT MS-DOS bằng một hệ thống file mới 32-bit
nhanh hơn, bảo mật hơn. Với không gian địa chỉ 64 bit,
khả năng thay đổi kích thước của cluster độc lập với
dung lượng đĩa cứng, NTFS hầu như đã loại trừ được
những hạn chế về số cluster, kích thước tối đa của tập
tin trên một phân vùng đĩa cứng.
NTFS sử dụng bảng quản lý tập tin MFT (Master File
Table) thay cho bảng FAT quen thuộc nhằm tăng cường
khả năng lưu trữ, tính bảo mật cho tập tin và thư mục,
khả năng mã hóa dữ liệu đến từng tập tin. Ngoài ra,
NTFS có khả năng chịu lỗi cao, cho phép người dùng
đóng một ứng dụng “chết” (not responding) mà không
làm ảnh hưởng đến
những ứng dụng khác. Tuy nhiên, NTFS lại không thích
hợp với những ổ đĩa có dung lượng thấp (dưới 400MB)
và không sử dụng được trên đĩa mềm.
Hệ thống file NTFS có khả năng hoạt động cao và có
chức năng tự sửa chữa. Nhờ có tính năng lưu giữ lại các
thông tin xử lý, NTFS có khả năng phục hồi file cao hơn
trong những trường hợp ổ đĩa có sự cố. Nó hỗ trợ chế độ
bảo mật ở mức độ file, nén và kiểm định. Nó cũng hỗ trợ


các ổ đĩa lớn và các giải pháp lưu trữ mạnh mẽ như
RAID.
NTFS có 5 phiên bản được phát hành:

các dữ liệu nhạy cảm của người dùng máy tính.
Đáng tiếc là NTFS và FAT không tương thích nhau. Hậu quả là chỉ có
các hệ điều hành Windows NT/2000/ XP mới “nhìn” thấy các ổ đĩa
được định dạng với hệ thống file NTFS.


Trong khi đó, tính tương thích giữa các phiên bản NTFS cao hơn. Tuy
có hệ thống file NTFS 1.1, Windows NT SP4 trở lên (với driver
NTFS.SYS mới) có thể truy xuất các ổ đĩa NTFS 5.0 (nhưng dĩ nhiên
là không khai thác được các chức năng của NTFS 5.0). Trong
Windows 2000 có chức năng tự động chuyển đổi các file NTFS cũ
thành NTFS 5.0.
Để nhận biết một đĩa cứng đã sử dụng NTFS hay chưa bạn nhất nút
phải chuột vào biểu tượng một ổ đĩa đó trong My Computer rồi chọn
chọn properties. Nếu thấy tham số Type là NTFS là đúng
Và để chuyển FAT thành NTFS file system thì có thể làm như sau:
Ở Windows XP, click Start, click Run, gõ cmd .
cmd: convert [driveletter]: /FS:NTFS.
Hoặc ta có thể dùng 1 số chương trình trong đĩa hiren boot để chuyển
từ FAT sang NTFS lưu ý cách này dễ làm mất dữ liệu trong ổ cứng.
2.2. Cơ bản về NTFS
2.2.1.Partition Boot Sector
Với những phân vùng được định dạng theo kiểu NTFS đều có một
Boot Sector riêng của nó. PBS có chức năng quản lý và lưu trữ các
thông tin về phân vùng đó, nó tương tự về mặt khái niệm với Master
Boot Record nhưng khác ở chỗ là MBR là của cả đĩa so với PBS là
cho 1 phân vùng. PBS còn được gọi là Volume Boot Record, nó bao
gồm: Disk Parameter Block là 1 bảng lưu trữ các dữ liệu riêng của
mỗi phân vùng như kích thước, số sector trong đó,… tên phân vùng,
lượng sector trên mỗi cluster,…Volume Boot Code được sử dụng để

dụng tới.
Thuật toán nén trong NTFS được xây dựng nhằm hỗ trợ cho cluster có
kích thước lên tới 4kB. Khi kích thước của cluster vượt quá 4kB trên
phân vùng NTFS, sẽ không xảy ra cơ chế nén.
Mỗi luồng dữ liệu NTFS bao hàm thông tin cho biết những phần nào
của luồng được nén. Những bộ đệm của cơ chế nén (compressed
buffers) được nhận biết thông qua các “hố” (hole) ngay sau chúng
trong thông tin lưu trữ cho luồng. Nếu có hố, NTFS sẽ tự động giải
nén bộ đệm có trước để lấp đầy hố.
D. Hệ thống file mã hóa (EFS-Encrypting File System).
Với NTFS, sự mã hóa là hoàn toàn vô hình với người sử dụng mặc dù
chính họ là những người mã hóa file, hệ thống sẽ tự động giải mã hoặc
mã hóa file (thư mục) khi người dùng truy cập đến nó. Những người
không có quyền truy cập sẽ nhận được một tin nhắn thông báo
“Access denied” nếu như họ cố tình truy cập các file và thư mục đó.
Toàn bộ quá trình mã hóa và giải mã đều được thực hiện trong kernel
mode, loại trừ được rủi ro từ việc bỏ xót lại khóa trong trang nhớ, từ
nơi mà nó có thể được lấy ra. Ngoài ra EFS cung cấp cơ chế phục hồi
dữ liệu.
E. File rải rác NTFS - Sparse Files
File rải rác là file mà dữ liệu của nó nằm trên 2 hay nhiều đoạn tách
rời nhau trên phân vùng.
Các kênh truy cập NTFS đọc các thao tác trong file rải rác bằng việc
trả lại dữ liệu định vị và dữ liệu rải rác. Việc đọc file rải rác như dữ


liệu định vị và dải dữ liệu mà không phải truy lục đến toàn bộ dữ liệu
là hoàn toàn có thể, mặc dù thông thường hệ thống NTFS trả lại toàn
bộ dữ liệu.


đủ các đặc tính của hệ thống file hiện đại và FAT32 không hề có. Bạn
nên dùng NTFS để thay thế cho FAT32 vì các lý do sau:
FAT32 không hỗ trợ các tính năng bảo mật như phần quyền quản lý,
mã hoá như NTFS. Vấn đề này đặc biệt hiệu quả đối với Windows.
Với NTFS, bạn có thể không cần sử dụng các tiện ích mã hoá hay đặt
mật khẩu giấu thư mục v.v, vì đây là đặc tính đã có sẵn của NTFS, chỉ
cần bạn biết khai thác. Việc xài các tiện ích không nằm sẵn trong
hệ điều hành để thao tác trực tiếp với đĩa vẫn có ít nhiều rủi ro.
FAT32 có khả năng phục hồi và chịu lỗi rất kém so với NTFS. Có một


số ý kiến cho rằng NTFS không tương thích nhiều với các chương
trình kiểm tra đĩa hay sửa đĩa mà người dùng đã quen thuộc từ lâu,
như vậy sẽ vô cùng bất tiên trong trường hợp đĩa bị hư sector. Nên
yên tâm vì NTFS là hệ thống file có khả năng ghi lại được các hoạt
động
mà hệ điều hành đã và đang thao tác trên dữ liệu, nó có khả năng xác
định được ngay những file bị sự cố mà không cần phải quét lại toàn bộ
hệ thống file, giúp quá trình phục hồi dữ liệu trở nên tin cậy và nhanh
chóng hơn. Đây là ưu điểm mà FAT 32 hoàn toàn không có.
Khi mà mất điện đột ngột thì Windows 98, 2000, XP… đều phải quét
lại đĩa khi khởi động lại nếu đĩa đó được format bằng chuẩn FAT32.
Trong khi format đĩa cứng bằng NTFS thì lại hoàn toàn không cần
quét đĩa lại, bởi vì hệ thống dùng NTFS có được những thông tin về
tính toàn vẹn dữ liệu ghi trên đĩa và nó mất rất ít thời gian để biết
được về mặt logic đĩa của mình có lỗi hay không và nếu có thì hệ
thống cũng tự phục hồi một cách cực kỳ đơn giản và nhanh chóng.
Với FAT32 thì nó phải rà quét toàn bộ lâu hơn nhiều. Một hệ thống
Windows 2000, XP sẽ ổn định hơn nhiều nếu cài trên phân vùng
được format bằng NTFS. Ngoài ra NTFS còn được trang bị công cụ

32.

**************************************
Nguyên Lý Hệ Điều Hành
Giảng viên: Nguyễn Thanh Hải
Lớp: Tin 2 k16
Thực Hiện: Nhóm 9
Biên soạn: Nguyễn Đình Hùng
Hoàn thành: Cả nhóm