计算机操作系统实验四

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1、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。Windows xp支持的文件系统主要有:1) 文件分配表 (File Allocation Table，FAT) 文件系统 (FAT16)2) 保护模式FAT文件系统(FAT32)3) Windows NT 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、Windows 9x甚至OS/2都能访问FAT卷标；而

2、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 文件文件分配根目录 文件和V 参数 分配表 表副本、目录图 7-1 FAT 文件系统的结构FAT32文件系统通过提供长文件名的支持来扩展FAT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。Wind

3、ows NT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4KB。但是， NTFS卷标只能为Windows NT、2000和XP操作系统所访问。Windows xp 提供的新特征 (NTFS 5.0) 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， Windows xp 支持的文件系统还有:CDFS：光盘文件系统(Compact Disc File System)用于光盘的文

4、件存储。UDF：通用磁盘格式(Universal Disk Format)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 (Encrypting File System)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

5、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

6、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

7、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Windows xp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Windows xp NTFS驱动程序才能读取数据的压缩形式。当应用程序或操作系统命 令请求访问文件时， NTFS 在使文件可用之前首先对文件解压缩。当文件被解压缩、复制， 然后重新压缩为一个新文件时，压缩可能导致性能降低，即使在同一台计算机中

8、复制文件也 是如此。对于网络传输，文件将被解压缩并以完整的大小传输，这会影响带宽和速度。4. 磁盘配额Windows xp 包括了一些用于存储管理的新技术，这些技术使管理员及最终用户可以获 得更好的整体数据存储体验。通过使用一些预防性磁盘管理原则，可以合理安排网络卷上存 储的数据量。磁盘配额追踪和控制卷的磁盘空间使用情况。当网络磁盘达到其容量后，磁盘和服务器 的性能将出现严重的问题。除非对最终用户施加了磁盘限制，否则当用户决定将他们的所有 硬盘驱动器数据都转储到一个目录中，或者他们认为网络是存储他们下载的mp3文件的最 佳位置时，服务器磁盘可能很快就会耗尽。使用Windows xp磁盘配额系统

9、，管理员可以配 置 Windows 的以下特性：1）防止进一步使用磁盘空间，并在用户超出指定的磁盘空间限制时记录一个事件。2）在用户超出指定的磁盘空间警告级别时记录事件。在启用磁盘配额时，可以设置两个值：磁盘配额限制和磁盘配额警告级别。配额限制指 定允许用户使用的磁盘空间，而警告级别指定用户正接近其配额限制的时刻。例如，可以将 用户的磁盘配额限制设置为50MB，将磁盘配额警告级别设置为45MB。在这种情况下，用 户可以在卷上存储不多于50MB的文件。如果用户在卷上存储的文件超过了 45MB，则可以 让磁盘配额系统记录一个系统事件。实验目的通过对 Windows xp 提供的文件与文件夹加密、磁

10、盘配额管理、创建紧急修复磁盘、进 行磁盘清理、执行备份操作、使用CHKDSK维护文件完整性和整理磁盘碎片等功能进行操 作：1）熟悉 Windows xp 的文件系统。2）明确应用 NTFS 文件系统的积极意义。3）掌握优化 Windows xp 磁盘子系统的基本方法。4）进一步理解现代操作系统文件管理知识。 实验类型：验证性 实验内容：1 加密文件或文件夹2访问 RSM 服务3分配磁盘配额4 添加新的磁盘配额项5创建紧急修复磁盘6 磁盘清理7备份8.使用CHKDSK维护文件完整性9整理磁盘碎片实验步骤：步骤1：阅读“背景知识”，请回答：1）Windows xp 支持哪三种主要的文件系统：a.

11、文件分配表（File Allocation Table, FAT）文件系统（FAT16）b. 保护模式FAT文件系统（FAT32）c. Windows NT 文件系统（NTFS）2）NTFS文件系统只能用于哪些操作系统环境：答：NTFS卷标只能为 Windows NT、2000和XP操作系统所访问 步骤 2：登录进入 Windowss 2000 Professional。步骤3：加密文件或文件夹。为加密文件或文件夹，可按照以下步骤进行：1）在“Windows资源管理器”中，右键单击想要加密的文件或文件夹，然后单击“属 性”命令。2）在“常规”选项卡上，单击“高级”按钮。 在“高级属性”对话框中

12、，可以设置的文件属性有：1.存档和编制索引属性（可以存档文件夹；为了快速搜索，允许索引服务编制该文 件夹的索引。）2压缩或加密属性（压缩内容以便节省磁盘空间：加密内容以便保护数据。）3）选定“加密内容以便保护数据”复选框。4）单击“确定”按钮完成操作。步骤4：访问RSM服务。Windows xp 还通过一些辅助组件提供了用于额外存储的选项。可移动存储管理（Removable Storage Management， RSM） 就是一项用于管理可移动媒体 （例如磁带和光盘） 以及存储设备(库)的服务。RSM允许应用程序访问和共享相同的媒体资源。RSM使用户 可以很容易地追踪可移动存储媒体 (例如磁

13、带和光盘) ，并管理包含它们的库 (例如转换器 和光盘机) 。为访问RSM服务，可按以下步骤操作：1) 在“控制面板”中双击“管理工具”图标，再双击其中的“计算机管理”图标，打 开本地“计算机管理”窗口。2) 在左窗格右键单击控制树中的“可移动存储”。“可移动存储”可以管理和设置的项目有：a. 可移动媒体。b. 存储设备(库)的服务。c. 追踪可移动存储媒体。d. 管理包含它们的库(例如转换器和光盘机)。步骤5：分配磁盘配额。磁盘配额可追踪和控制卷的磁盘空间使用情况。为分配磁盘配额，可按照以下步骤进行：1) 打开“我的电脑”。2) 右键单击想要指定默认配额位的卷 (例如某个硬盘) ，然后单击“

14、属性”命令。3) 在“属性“对话框中，选定”配额“选项卡。4) 在“属性“对话框的”配额“选项卡上，选定“启用配额管理”。5) 选定“将磁盘空间限制为”选项，这将激活磁盘空间限制和警告级别区域。6) 在文本框中键入数值，从下拉列表中选定一个磁盘空间限制单位，然后单击“确定”。 可以使用小数值(例如20.5MB)。步骤6：添加新的磁盘配额项在启用卷的磁盘配额时，将从这一时刻开始自动追踪新用户的卷使用情况。为了对现有 的卷用户应用磁盘配额，可以在“配额项”对话框中添加新的配额项。操作步骤如下：1) 在“我的电脑”窗口中，右键单击想要添加新的磁盘配额项的卷，然后单击“属性” 命令。2) 在“属性”对

15、话框中，选定“配额”选项卡。3) 在“配额”选项卡上，单击“配额项”按钮。4) 在“配额项目”窗口的“配额”菜单中单击“新建配额项”命令。5) 在“选择用户”对话框中，单击“查找范围”列表框，选定想要从中选择用户名的 域名或工作组名称。单击“添加”，然后单击“确定”按钮。6) 在“添加新配额项”对话框中，可以对所选用户设置的配额限制项目有：a. 磁盘配额只有在NTFS文件系统才支持b. 只有 Windows 2000/XP/2003操作系统的NTFS文件系统才能支持磁盘配额c. 不能在 Windows NT 4.0的NTFS分区上设置磁盘配额。7) 单击“确定”按钮完成操作。只能在Windows xp中使用NTFS格式化的磁盘卷上分配磁盘配额。如果想要管理配额， 则必须是驱动器所在计算机上的 Administrators 组的成员。步骤7：创建紧急修复磁盘 (ERD)ERD包含系统的注册表文件的备份，这就可以恢复被破坏的Windows xp系统文件。虽 然只使用ERD不能重新引导系统，但ERD可以通过更正被破坏的系统文件来帮助Windows xp自行引导。创建ERD只需要几分钟时间，而潜在的回报却是巨大的。因为，如果出现引 导失败的情况，ERD可以大大减少停机时间。要想创建紧急修复磁盘，可执行以下操作：