Загальні відомості про файлові системи

Операційна система Windows 8, підтримує кілька файлових систем: NTFS, FAT та FAT32. Але працювати може тільки на NTFS, тобто встановлена ​​може бути тільки розділ жорсткого диска, відформатованого в цій файловій системі. Зумовлено це тими особливостями та інструментами безпеки, які передбачені у NTFS, але відсутні у файлових системах Windows попереднього покоління: FAT16і FAT32. Далі ми зупинимося на всій лінійці файлових систем для Windows, щоб зрозуміти, яку роль вони грають у роботі системи і як вони розвивалися в процесі становлення Windows плоть до Windows 8.

Переваги NTFSстосуються практично всього: продуктивності, надійності та ефективності роботи з даними (файлами) на диску. Так, однією з основних цілей створення NTFSбуло забезпечення швидкісного виконання операцій над файлами (копіювання, читання, видалення, запис), і навіть надання додаткових можливостей: стиск даних, відновлення пошкоджених файлів системи великих дисках тощо.

Іншою основною метою створення NTFSбула реалізація підвищених вимог безпеки, оскільки файлові системи FAT, FAT32щодо цього взагалі нікуди не годилися. Саме в NTFSВи можете дозволити або заборонити доступ до будь-якого файлу або папки (розмежувати права доступу).

Спочатку розглянемо порівняльні характеристики файлових систем, а потім зупинимося на кожній з них детальніше. Порівняння, для більшої наочності, наведено у табличній формі.

Файлова система FATдля сучасних жорстких дисків просто не підходить (через її обмежені можливості). Що стосується FAT32, то її ще можна використовувати, але вже з натяжкою. Якщо купити жорсткий диск на 1000 ГБ, вам доведеться розбивати його як мінімум на кілька розділів. А якщо ви збираєтеся займатися відеомонтажем, то вам дуже заважатиме обмеження 4 Гб як максимально можливий розмір файлу.

Усіх перерахованих недоліків позбавлена ​​файлова система NTFS. Так що, навіть не вдаючись у деталі та спеціальні можливості файлової системи NTFS, можна зробити вибір на її користь.

Файлова система	Параметри
	Розміри тому	Максимальний розмір файлу
FAT	Від 1.44 МБ до 4 ГБ	2ГБ
FAT32	Теоретично можливий обсяг тома від 512 МБ до 2 Тбайт. Стиснення не підтримується на рівні файлової системи	4ГБ
NTFS	Мінімальний розмір, що рекомендується, становить 1,44 МБ, а максимальний - 2 Тбайт. Підтримка стиснення на рівні файлової системи для файлів, каталогів та томів.	Максимальний розмір обмежений лише розміром тома (Теоретично – 264 байт мінус 1 кілобайт. Практично – 244 байт мінус 64 кілобайти)

Взагалі використання FAT32може бути виправдано лише в тих випадках, коли у вас на комп'ютері встановлено кілька операційних систем, а якась із них не підтримує NTFS. Але на сьогоднішній день таких практично немає. Хіба що ви захочете встановити антикваріат типу Windows 98.

Файлова система FAT

Файлова система FAT(зазвичай під нею розуміється FAT 16) була розроблена досить давно і призначалася для роботи з невеликими дисковими та файловими обсягами, простою структурою каталогів. Абревіатура FATрозшифровується як File Allocation Table(З англ. таблиця розміщення файлів). Ця таблиця розміщується на початку тому, причому зберігаються дві її копії (з метою забезпечення більшої стійкості).
Ця таблиця використовується операційною системою для пошуку файлу та визначення його фізичного розташування на жорсткому диску. У разі пошкодження таблиці (та її копії) читання файлів операційною системою стає неможливим. Вона просто не може визначити, де якийсь файл, де він починається і де закінчується. У таких випадках говорять, що файлова система впала.
Файлова система FATспочатку розроблялася компанією Microsoft для дискет. Тільки потім вони почали її застосовувати для жорстких дисків. Спочатку це була FAT12(Для дискет і жорстких дисків до 16 МБ), а потім вона переросла в FAT16яка була введена в експлуатацію з операційною системою MS-DOS 3.0.

Файлова система FAT32

Починаючи з Windows 95 OSR2, компанія Microsoft починає активно використовувати у своїх операційних системах FAT32- тридцятидворозрядну версію FAT. Що вдієш, технічний прогрес не стоїть на місці та можливостей FAT 16стало явно замало.
Порівняно з нею FAT32стала забезпечувати більш оптимальний доступ до дисків, вищу швидкість виконання операцій вводу/виводу, і навіть підтримку великих файлових обсягів (обсяг диска до 2 Тбайт).
У FAT32реалізовано ефективніше витрачання дискового простору (шляхом використання дрібніших кластерів). Вигода в порівнянні з FAT16становить близько 10...15%. Тобто при використанні FAT32на той самий диск може бути записано інформації на 10... 15% більше, ніж при використанні FAT16.
Крім того, слід зазначити, що FAT32забезпечує більш високу надійність роботи та більш високу швидкість запуску програм.
Зумовлено це двома суттєвими нововведеннями:
можливістю переміщення кореневого каталогу та резервної копії FAT(якщо основна копія зазнала пошкоджень)

Можливість зберігання резервної копії системних даних.

Файлова система NTFS

Загальні відомості
Жодна з версій FAT не забезпечує хоч скільки прийнятного рівня безпеки. Це, а також необхідність додаткових файлових механізмів (стиснення, шифрування) призвело до необхідності створення принципово нової файлової системи. І нею стала файлова система NT (NTFS)
NTFS- Від англ. New Technology File System - файлова система нової технології
Як уже згадувалося, основною її перевагою є захищеність: для файлів та папок NTFSможуть бути призначені права доступу (читання, запис і т.д.). Завдяки цьому суттєво підвищилася безпека даних та стійкість роботи системи. Призначення прав доступу дозволяє заборонити/дозволити будь-яким користувачам та програмам виконувати будь-які операції над файлами. Наприклад, не маючи достатніх прав, сторонній користувач не зможе змінити будь-який файл. Або, знову ж таки не володіючи достатніми правами, вірус не зможе зіпсувати файл.
Крім того, NTFSЯк було сказано вище, забезпечує кращу продуктивність і можливість роботи з великими обсягами даних.

Починаючи з Windows 2000, використовується версія NTFS 5.0, яка, крім стандартних, дозволяє реалізовувати такі можливості:

Шифрування даних- ця можливість реалізується спеціальною надбудовою NTFS, яка називається Encrypting File System(EFS)- Шифруюча файлова система. Завдяки цьому механізму шифровані дані можуть бути прочитані лише на комп'ютері, на якому відбулося шифрування.
Дискові квоти- стало можливо призначати користувачам певний (обмежений) розмір диску, який можуть використовувати.
Ефективне зберігання розріджених файлів. Трапляються файли, в яких міститься велика кількість послідовних порожніх байтів. Файлова система NTFS дозволяє оптимізувати їхнє зберігання.

Використання журналу змін- дозволяє реєструвати всі операції доступу до файлів та томів.

І ще одне нововведення NTFS - точки монтування. За допомогою точок монтування можна визначити різні не пов'язані між собою папки і навіть диски в системі, як один диск або папка. Це має велику важливість для збору в одному місці різноманітної інформації, що знаходиться в системі.

■ Насамкінець необхідно мати на увазі, що якщо для файлу під NTFS були встановлені певні права доступу, а потім ви його скопіювали на розділ FAT, то всі його права доступу та інші унікальні атрибути, властиві NTFS, будуть втрачені. Тож будьте пильні.

 Пристрій NTFS. Головна таблиця файлів MFT.
Як і будь-яка інша файлова система, NTFS ділить все корисне місце на кластери- Мінімальні блоки даних, на які розбиваються файли. NTFS підтримує майже будь-які розміри кластерів – від 512 байт до 64 Кбайт. Проте загальноприйнятим стандартом вважається кластер розміром 4 Кбайт. Саме він використовується за умовчанням. Принцип існування кластерів можна проілюструвати таким прикладом.
Якщо у вас розмір кластера становить 4 Кбайт (що швидше за все), а вам потрібно зберегти файл, розміром 5 Кбайт, то реально під нього буде виділено 8 Кбайт, тому що в один кластер він не поміщається, а під дисковий простір файл виділяється тільки кластерами .
Для кожного NTFS-диска є спеціальний файл - MFT (Master Allocation Table – головна таблиця файлів). Цей файл містить централізований каталог всіх наявних на диску файлів. При створенні файлу NTFS створює та заповнює в MFTвідповідний запис, в якому міститься інформація про атрибути файлу, вміст файлу, ім'я файлу і т.п.

Крім MFT, є ще 15 спеціальних файлів (разом з MFT - 16), які недоступні операційній системі та називаються метафайлами. Імена всіх метафайлівпочинаються із символу $ , але стандартними засобами операційної системи переглянути їх і взагалі побачити неможливо. Далі для прикладу наведено основні метафайли:

SMFT- сам MFT.
$MFTmirr- Копія перших 16 записів MFT, розміщена посередині диска (дзеркало).
$LogFile- Файл підтримки журналування.
$Volume- службова інформація: мітка тома, версія файлової системи тощо.
$AttrDef- Список стандартних атрибутів файлів на томі.
$. - кореневий каталог.
$Bitmap- мапа вільного місця тому.
$Boot- Завантажувальний сектор (якщо розділ завантажувальний).
$Quota- файл, у якому записані права користувачів використання дискового простору.
$Upcase- файл-таблиця відповідності великих та великих літер в іменах файлів на поточному томі.
Потрібен переважно тому, що в NTFS імена файлів записуються в кодуванні Unicode, Яку становлять 65 тисяч різних символів, шукати великі та малі еквіваленти яких дуже нетривіально.

Що ж до принципу організації даних на диску NTFS, він умовно ділиться на частини. Перші 12% диска відводяться під так звану MFT-зону- простір, у якому зростає метафайл MFT.
Запис будь-яких даних користувача в цю область неможливий. MFT-зона завжди тримається порожньою. Це робиться для того, щоб найголовніший службовий файл (MFT) не фрагментувався при своєму зростанні. Інші 88% диска є звичайним простір для зберігання файлів.
Однак при нестачі дискового простору MFT-зона може сама зменшуватись (якщо це можливо), так що ніякого дискомфорту ви не помітите. При цьому нові дані вже записуватимуться у колишню MFT-зону.
У разі подальшого вивільнення дискового простору MFT-зона знову збільшуватиметься, однак у дефрагментованому вигляді (тобто не єдиним блоком, а кількома частинами на диску). У цьому немає нічого страшного, просто вважається, що система надійніша, коли MFT-файлне дефрагментовано. Крім того, при не дефрагментованому MFT-файлі вся файлова система працює швидше. Відповідно чим дефрагментованішим є MFT-файл, тим повільніше працює файлова система.

Що стосується розміру MFT-файлу, він приблизно обчислюється, виходячи з 1 МБ на 1000 файлів.

Конвертування розділів FAT32 у NTFS без втрати даних. Утиліта convert

Ви можете без особливих зусиль конвертувати існуючий FAT32-розділ у NTFS. Для цього у Windows 8, Windows 8.1 передбачена утиліта командного рядка convert

Параметри її роботи показані на скріншоті

Таким чином, щоб конвертувати в NTFS диск D:, у командний рядок слід ввести таку команду:

Після цього від вас попросять ввести мітку тома, якщо така є (мітка тому вказується поряд з ім'ям диска у вікні Мій комп'ютер. Вона використовується для більш детального позначення дисків і може використовуватися, а може не використовуватися. Наприклад, це може бути Files Storage (D:).
Для конвертації флешки команда виглядає так:

convert e : /fs:ntfs /nosecurity /x

Рано чи пізно користувач комп'ютера стикається з таким поняттям, як файлова система (ФС). Як правило, вперше знайомство з цим терміном відбувається при форматуванні носія інформації: логічні диски і носії, що підключаються (флешки, карти пам'яті, зовнішній жорсткий диск).

Перед форматуванням операційна система Windows пропонує вибрати вид файлової системи на носії, розмір кластера, спосіб форматування (швидке або повне). Давайте розберемося, що таке файлова система і навіщо вона потрібна?

Вся інформація записується на носій у вигляді , які повинні розташовуватися у певному порядку, інакше операційна система та програми не зможуть оперувати з даними. Цей порядок організовує файлова система з допомогою певних алгоритмів і правил розміщення файлів на носії.

Коли програмі потрібен файл, записаний на диску, їй не потрібно знати, як і де він зберігається. Все, що від програми потрібно – це знати ім'я файлу, його розмір та атрибути, щоб передати ці дані файловій системі, яка забезпечить доступ до потрібного файлу. Те саме відбувається і при записі даних на носій: програма передає інформацію про файл (ім'я, розмір, атрибути) файлову систему, яка зберігає його за своїми певними правилами.

Для кращого розуміння уявіть бібліотекаря, який видає клієнту книгу за назвою. Або у зворотному порядку: клієнт здає прочитану книгу бібліотекарю, який розміщує її на зберігання. Клієнту зовсім не потрібно знати, де і як зберігається книга, це обов'язок службовця закладу. Бібліотекар знає правила каталогізації бібліотеки і за цими правилами розшукує видання чи розміщує його назад, тобто. виконує свої службові функції. У цьому прикладі бібліотека – це носій інформації, бібліотекар – файлова система, клієнт – програма.

Основні функції файлової системи

Основними функціями файлової системи є:

• розміщення та впорядкування на носії даних у вигляді файлів;
• визначення максимально підтримуваного обсягу даних носії інформації;
• створення, читання та видалення файлів;
• призначення та зміна атрибутів файлів (розмір, час створення та зміни, власник та творець файлу, доступний тільки для читання, прихований файл, тимчасовий файл, архівний, виконуваний, максимальна довжина імені файлу тощо);
• визначення структури файлу;
• організація каталогів для логічного організації файлів;
• захист файлів під час системного збою;
• захист файлів від несанкціонованого доступу та зміни їхнього вмісту.

Інформація, яка записується на жорсткий диск або будь-який інший носій, розміщується в ньому на основі кластерної організації. Кластер являють собою свого роду комірку певного розміру, в яку міститься весь файл або його частина.

Якщо файл має розмір кластера, він займає лише один кластер. Якщо розмір файлу перевищує розмір комірки, він розміщується у кількох комірках-кластерах. Причому вільні кластери можуть бути поруч із другом, а бути розкиданими по фізичної поверхні диска. Така система дозволяє найбільш раціонально використовувати місце для зберігання файлів. Завдання файлової системи — розкласти файл під час запису за вільними кластерами оптимальним чином, а також зібрати його під час читання та видати програму або операційну систему.

Види файлових систем

У процесі еволюції комп'ютерів, носіїв інформації та операційних систем виникала і пропадала велика кількість файлових систем. У процесі такого еволюційного відбору, на сьогодні для роботи з жорсткими дисками та зовнішніми накопичувачами (флешки, карти пам'яті, зовнішні вінчестери, компакт-диски) в основному використовуються такі види ФС:

1. FAT32
2. ISO9660

Останні дві системи призначені для роботи з компакт-дисками. Файлові системи Ext3 та Ext4 працюють з операційними системами на основі Linux. NFS Plus – це ФС для операційних систем OS X, які у комп'ютерах фірми Apple.

Найбільшого поширення набули файлові системи NTFS і FAT32 і це дивно, т.к. вони призначені для операційних систем Windows, під керуванням яких працює переважна більшість комп'ютерів у світі.

Зараз FAT32 активно витісняється більш просунутою системою NTFS через її більшу надійність до збереження та захисту даних. До того ж останні версії ОС Windows просто не дадуть себе встановити, якщо розділ жорсткого диска буде відформатовано FAT32. Програма установки вимагає відформатувати розділ у NTFS.

Файлова система NTFS підтримує роботу з дисками об'ємом сотні терабайт і розміром одного файлу до 16 терабайт.

Файлова система FAT32 підтримує диски до 8 терабайт та розмір одного файлу до 4Гб. Найчастіше цю ФС використовують на флешках та картах пам'яті. Саме у FAT32 форматують зовнішні накопичувачі на заводі.

Проте обмеження розмір файлу в 4Гб сьогодні вже є великим мінусом, т.к. у зв'язку з поширенням високоякісного відео, розмір файлу з фільмом перевищуватиме це обмеження і його неможливо записати на носій.

Поділитись.

Сьогодні ми продовжуємо знайомити вас із новими термінами. У цій статті йдеться про типи файлової системи. Більше того, ми з'ясуємо, яка з них краща і для чого вони взагалі потрібні.

Файлова система на будь-якому пристрої грає дуже важливу роль. Саме завдяки файловій системі виконується обробка та зберігання даних на будь-якому з носіїв. Також файлова система займається обмеженням обсягу файлів та кількості символів у його імені, а також впливає на швидкість обміну даними.

На сьогоднішній день у світі існує величезна кількість файлових систем, але серед них можна виділити основні, про які ви навіть чули. Йдеться про файлову систему exFAT та NTFS.

У більш просунутих користувачів, які знають про ці файлові системи виникає питання, яка система все-таки краще. Давайте поговоримо про кожну із систем окремо, після чого і вирішимо, яка з файлових систем гідна більше вашої уваги.

Файлова система exFAT

Хто ж, як не компанія Microsoft, змогла б створити провідну файлову систему exFAT. Ця файлова система вийшла під час модернізації системи FAT32. Після модифікації файлової системи FAT32, було знято такі обмеження, як обсяг файлів, обсяг розділів та кількість файлів в одному розділі та папці.

Саме ця система найчастіше використовується користувачами на знімних носіях. Але, незважаючи на свою якість та швидкість роботи дана система має деякі вади. Йдеться про неможливість деяких операційних систем підтримувати систему exFAT. Наприклад, Віндовс ХР за умовчанням не підтримує цю операційну систему. Але, для тих, хто ще живе в минулому столітті та користується ХР операційною системою, можна завантажити з офіційного сайту оновлення, які дозволять використовувати систему exFAT.

Файлова система NTFS

І цю файлову систему подарувала нам компанія Microsoft. NTFS і досі використовується як сучасний аналог системи FAT 32.

Якщо ви встановите дану файлову систему на свій знімний носій даних, швидкість передачі інформації значно знизиться. Справа в тому, що при копіюванні даних задіюється кеш. Копіювання відбуватиметься таким чином:

Насамперед копіювана інформація зберігається в кеші, а швидкість при цьому може бути близько 100 мб в секунду. Але через те, що кеш на знімному носії дуже невеликий, то при його повному заповненні, швидкість моментально падає.

Що стосується комп'ютерів та ноутбуків, то такий процес роботам трохи по-іншому. Адже обсяг кешу набагато більший, а значить і передача відбуватиметься у рази швидше.Про те, що таке кеш я розповідав у цій.

Файлова система FAT32

Це була одна з перших вдалих файлових систем, їй навіть зараз все ще користуються. Але як ви вже дізналися ви у неї було кілька неприємних обмежень: максимальний розмір файлу 4ГБ, логічний диск може бути не більше 8ТБ, але різні програми та й самі Windows не можуть створити більше 250ГБ, так само є обмеження на кількість файлів у розділі або одній папці.

Яка файлова система краща за exFAT, NTFS або FAT32?

Скажу відразу, що файлова система exFAT не має поліпшених додатків, які присутні в NTFS. У NTFS відсутній файловий потік передачі, завдяки якому збільшується швидкість обміну інформацією. Але й exFAT має переваги перед конкурентом. До них відноситься використання меншого обсягу служб пам'яті. Та й розмірність зберігання файлів більше – 4 Гб.

Що стосується конкретного питання, яка з файлових систем краща, то точної відповіді немає, все залежить від таких факторів, як вид носія, його обсяг і переваги самого користувача, звичайно. Але, якщо ви хочете бути впевнені, що файлова система не буде конфліктувати з операційною системою, тоді рекомендуємо використовувати NTFS. У деяких випадках, наприклад, при створенні завантажувальних флешок оптимально буде вибрати систему FAT32 для більшої сумісності з різними комп'ютерами, а також деякі завантажувачі. Докладніше про файлові системи можна дізнатися у вікіпедії. Там наприклад можна дізнатися про нову файлову систему WinFS, яка вже розробляється і вийде на заміну NTFS. Усього хорошого і залишайтеся з нами!

Здрастуйте читачі мого сайту сайт, хотів вам розповісти про існуючіі нові файлові системи, а також допомогти правильно її вибрати. Адже вибір залежить від швидкості роботи, комфорту та здоров'я, т.к. коли комп'ютер зависає, гальмує, не думаю, що вам це подобається і правильно впливає на нерви 🙂

Що ж таке файлова система і навіщо вона потрібна?

Простіше кажучи, це система, яка служить для зберігання файлів і папок на жорсткому диску або на іншому носії, флешці, телефоні, камері і т.д. А також для впорядкування файлів і папок: їх переміщення, копіювання, перейменування. Так що за всі ваші файли відповідає ця система, ось чому вона така важлива.

Якщо вибрати неправильно файлову систему ваш комп'ютер може некоректно працювати, зависати, виснути, повільно надходити інформація, а ще гірше можливе псування даних. Це добре, якщо не системних, а то з'явиться . А ще найголовніше що якщо ваш комп'ютер гальмуватиме з цієї причини, ніякі чистки від сміття так і не допоможуть!

Види файлових систем?

Багато файлові системи пішли вже у минуле, а якісь тримаються на останньому подиху, т.к. сучасні технології ростуть і ростуть з кожним днем ​​і вже на підході зовсім нова файлова система за якою може і майбутнє! Давайте подивимося з чого все почалося.

Fat 12

Fat - file allocation tableв перекладі таблиця розміщення файлів. Спочатку файлова система була 12-розрядною, використовувала максимум 4096 кластерів. Розроблялася вона дуже давно, ще за часів DOS і використовувалася для дискет та невеликих накопичувачів об'ємом до 16 мб. Але на заміну прийшла більш удосконалена fat16.

Fat 16

Ця файлова системамістила вже 65525 і підтримувала диски розмірів 4.2 Гб, на той час це було розкішшю і на той час вона добре справлялася. Але розмір файлу було перевищувати 2гб, та й за економічності не найкращий варіант, що більше обсяг файлу, то більше вписувалося кластер займає місця. Тому обсяг більше 512 мб використовувати не вигідно. У таблиці показано, скільки займає розмір сектора в залежності від величини носія.

Хоча на той час система справлялася, але надалі з'явився ряд недоліків:

1. Не можна працювати з жорсткими дисками понад 8 Гб.

2. Не можна створювати файли більше 2 Гб.

3. Коренева папка не може містити більше 512 елементів.

4. Неможливість працювати з розділами дисків більше 2 Гб.

Fat 32

Сучасні технології не стоять на місці і згодом і системи fat 16 стало не вистачати і на заміну прийшла fat 32. Ця система вже могла підтримувати диски розміром до 2 терабайт (2048 гігабайт) і вже економічно використовувати дисковий простір за рахунок менших кластерів. З плюсів ще те, що немає обмежень щодо використання файлів у кореневій папці і більш надійна в порівнянні з попередніми версіями. Але найбільший мінус для теперішнього часу, що файли можуть пошкоджуватися і добре, що це не призведе до . І другий головний мінус, що файли перевищують розмір більше 4 Гб, а система не підтримує більший обсяг одного файлу. Що часто виникають питання у користувачів чому я не можу завантажити фільм розміром 7гб, хоча на диску вільно 100гб, от і вся проблема.

Тому мінусіві тут вистачає:

1. Файли об'ємом більше 4 Гб система не підтримує.

2. Система схильна до фрагментації файлів через що система починає гальмувати.

3. Зазнає пошкодження файлів.

4. На сьогодні вже існують диски більше 2 Тб.

NTFS

І ось на заміну прийшла нова система ntfs(New Technology File System) що в перекладі файлова система нової технології, в якій прибрано ряд недоліків, але й мінусів вистачає. Ця система є останньою затвердженою, крім нової, про яку я розповім трохи нижче. Система з'явилася ще в 90-х роках, а затверджена в 2001 році при виході windows xp і використовується до сьогодні. підтримує диски розміром до 18 Тб, круто так? І при фрагментації файлів швидкість втрачається негаразд помітно. Безпека вже досягла гарних висот, при збої пошкодження інформації малоймовірна.

Мінусиі тут будуть:

1. Споживання оперативної пам'яті, якщо у вас оперативної пам'яті менше 64 мб, то ставити не рекомендується.

2. Залишаючи 10% вільного місця на жорсткому диску, система починає помітно гальмувати.

3. Робота з малим обсягом накопичувача може бути утруднена.

Нова ReFS

Зовсім нова файлова система ReFS ( Resilient File System) у перекладі відмовостійка файлова система, розроблена для нової операційної системи Windows, за якою може бути і майбутнє!За словами розробників система повинна бути надзвичайно надійною і незабаром після доопрацювання, підтримуватиметься на інших операційних системах. Ось таблиця, відмінностей:

Як видно, нова система підтримує як великі обсяги дискового простору, так і більшу кількість символів у дорозі та імені файлу. Система обіцяє бути безпечнішою в якій має бути мінімум збоїв через нову архітектуру та інший спосіб запису журналу. Поки видно звичайно одні плюсиале на скільки це правда поки не відомо. Після повного затвердження можливо з'явиться і ряд мінусів. Але поки що це залишається ще загадкою. Будемо сподіватися, що нова файлова система принесе нам тільки позитивні відчуття від неї.

Яку ж файлову систему вибрати?

На добре продуктивний комп'ютер краще ставити Ntfs, вона підійде продуктивніше та безпечніше для цих цілей. Не рекомендується ставити на комп'ютери, у яких об'єм жорсткого диска менше 32ГБ та оперативної пам'яті 64 Мб. А стареньку fat32можна ставити на флешки із невеликим обсягом, т.к. продуктивність може бути вищою. І ще один момент, що відформатувавши флешку для телефону, цифрової камери та інших електронних пристроїв у форматі ntfs, у вас можуть бути помилки, т.к. деякі пристрої можуть не підтримувати ntfs або гальмувати з нею та видавати збої. Так що перед форматуванням переконайтеся, яка файлова система краща для вашого пристрою.

Існують й інші види файлових систем, наприклад для Лінуксів XFS, ReiserFS (Reiser3), JFS (Journaled File System), ext (extended filesystem), ext2 (second extended file system), ext3 (third extended filesystem), Reiser4, ext4, Btrfs (B-tree FS або Butter FS), Tux2, Tux3, Xiafs, ZFS (Zettabyte File System), але це зовсім інша історія…

Файли на комп'ютері створюються та розміщуються на базі системних принципів. Завдяки їх реалізації користувач отримує можливість комфортно звертатися до потрібної інформації, не замислюючись про складні алгоритми доступу до неї. Як організовано роботу файлових систем? Які з них найпопулярніші сьогодні? Які відмінності між файловими системами адаптованими для ПК? І тими, що використовуються в мобільних пристроях – смартфонах чи планшетах?

Файлові системи: визначення

Згідно з поширеним визначенням, файлова система - це сукупність алгоритмів та стандартів, що задіяні з метою організації ефективного доступу користувача ПК до даних, розміщених на комп'ютері. Деякі фахівці вважають її частиною Інші IT-експерти, визнаючи той факт, що вона безпосередньо пов'язана з ОС, вважають, що файлова система є незалежним компонентом управління комп'ютерними даними.

Яким чином використовувалися комп'ютери до того, як було винайдено файлову систему? Інформатика - як наукова дисципліна - зафіксувала той факт, що довгий час управління даними здійснювалося за допомогою структурування у рамках алгоритмів, закладених у конкретних програмах. Таким чином, один із критеріїв файлової системи – це наявність стандартів, однакових для більшості програм, що використовують доступ до даних.

Принципи роботи файлових систем

Файлова система - це, передусім, механізм, що передбачає задіяння апаратних ресурсів комп'ютера. Як правило, мова тут йде про магнітні або лазерні носії - жорсткі диски, CD, DVD, флешки, ще не встигли застаріти дискети. Для того щоб зрозуміти, як відповідна система працює, визначимося з тим, що таке власне сам файл.

Відповідно до загальноприйнятого у середовищі IT-експертів визначенню, це область даних фіксованої величини, що виражається у базових одиницях виміру інформації - байтах. Розташовується файл на дисковому носії, як правило, у вигляді кількох пов'язаних між собою блоків, що мають конкретну "адресу" доступу. Файлова система визначає ці координати і " повідомляє " їх, своєю чергою, ОС. Яка зрозуміло транслює відповідні дані користувачеві. Відбувається звернення до даних з метою їх зчитування, модифікування, створення нових. Конкретний алгоритм роботи з "координатами" файлів може бути різним. Він залежить від типу комп'ютера, ОС, специфіки даних, що зберігаються, та інших умов. Тому є різні види файлових систем. Кожна оптимізована для використання в конкретній ОС або для роботи з певними типами даних.

Адаптування дискового носія для використання за допомогою алгоритмів конкретної файлової системи називається форматуванням. Відповідні апаратні елементи диска - кластери - підготовляються до наступного запису на них файлів, а також читання їх відповідно до стандартів, закладених у тій чи іншій системі керування даними. Як змінити файлову систему? Найчастіше це можна зробити, лише переформатувавши носій даних. Як правило, файли при цьому стираються. Однак є варіант, при якому, задіявши спеціальні програми, все ж таки можна, хоча це, як правило, вимагає великої кількості часу, поміняти систему управління даними, залишивши останні недоторканими.

Файлові системи працюють не без помилок. Можливі деякі збої у створенні роботи з блоками даних. Але вони здебільшого не критичні. Як правило, немає проблем з тим, як виправити файлову систему, усунути помилки. У Windows для цього, зокрема, передбачені вбудовані програмні рішення, доступні для будь-якого користувача. Наприклад, програма "Перевірка диска".

Різновиди

Які види файлових систем можна назвати найпоширенішими? Ймовірно, насамперед ті, що використовуються найпопулярнішою ОС для ПК у світі – Windows. Основні файлові системи Windows – це FAT, FAT32, NTFS та їх різні модифікації. Поряд із комп'ютерами популярність набули смартфони та планшети. Більшість із них, якщо говорити про глобальний ринок і не розглядати відмінності в технологічних платформах, керується ОС Android та iOS. Ці ОС використовують свої алгоритми роботи з даними, відмінні від тих, якими характеризуються файлові системи Windows.

Стандарти відкриті для всіх

Зазначимо, що останнім часом на світовому ринку електроніки спостерігається деяка уніфікація стандартів щодо роботи ОС з різними типами даних. Це простежується у двох аспектах. По-перше, на різних пристроях під управлінням двох несхожих типів ОС часто використовується та сама файлова система, однаково сумісна з кожною ОС. По-друге, сучасні версії ОС, зазвичай, здатні розпізнавати як типові собі файлові системи, а й ті, що зазвичай використовують у інших ОС - як у вбудованих алгоритмів, і з допомогою стороннього програмного забезпечення. Наприклад, сучасні версії Linux зазвичай без проблем розпізнають зазначені файлові системи для Windows.

Структура файлової системи

Незважаючи на те, що види файлових систем представлені в досить великій кількості, працюють вони в цілому за дуже схожими принципами (загальну схему ми виклали вище) і в рамках подібних структурних елементів або об'єктів. Розглянемо їх. Які основні об'єкти файлової системи?

Один із ключових - Він являє собою ізольовану область даних, в якій можуть розміщуватись файли. Структура каталогів – ієрархічна. Що це означає? Один або кілька каталогів можуть розміщуватись в іншому. Який, у свою чергу, входить до складу "вищого". Найголовнішим вважається кореневий каталог. Якщо говорити про принципи, на базі яких працює файлова система Windows - 7, 8, XP або іншої версії, - кореневим каталогом вважається логічний диск, що позначається буквою - як правило, C, D, E (але можна налаштувати будь-яку, що є в англійському алфавіті). Що ж до, наприклад, ОС Linux, то там кореневим каталогом виступає магнітний носій загалом. У цій та інших ОС, заснованих на її принципах – до таких відноситься Android – логічні диски не використовуються. Чи можна зберігати файли без каталогів? Так. Але це дуже зручно. Власне, комфорт у користуванні ПК – одна з причин впровадження у файлових системах принципу розподілу даних за каталогами. Називатися вони можуть по-різному. У Windows каталоги називаються папками, в Linux - переважно так само. Але традиційна назва каталогів, що використовується протягом багатьох років, в цій ОС - "директорії". Як і попередніх Windows і Linux ОС - DOS, Unix.

У середовищі IT-фахівців немає однозначної думки щодо того, чи вважати файл структурним елементом відповідної системи. Ті, хто вважає, що це не зовсім коректно, аргументують свою думку тим, що система цілком може існувати і без файлів. Нехай це з практичної точки зору і марне явище. Навіть якщо на диску ніяких файлів не записано, відповідна система все одно може бути. Як правило, магнітні носії, що продаються в магазинах, не містять жодних файлів. Але на них вже є відповідна система. Відповідно до іншої точки зору, файли слід вважати невід'ємною складовою систем, якими вони управляються. Чому? А тому, що, як вважають експерти, алгоритми їхнього залучення адаптовані насамперед під роботу саме з файлами в рамках тих чи інших стандартів. Ні для чого іншого аналізовані системи не призначені.

Ще один елемент, присутній у більшості файлових систем - Він є область даних, що містять відомості про розміщення конкретного файлу в певному місці. Тобто розмістити ярлик можна в одному місці диска, проте при цьому можливе забезпечення доступу до потрібної області даних, яка знаходиться в іншій частині носія. Вважати, що ярлики - це повноцінні об'єкти файлової системи, можна, якщо домовитися, що є також і файли.

Так чи інакше не буде помилкою сказати, що всі три типи даних – файли, ярлики та каталоги – є елементами відповідних систем. Принаймні ця теза відповідатиме одній з найпоширеніших точок зору. Найважливіший аспект, що характеризує те, як працює файлова система - це принципи іменування файлів та каталогів.

Імена файлів та каталогів у різних системах

Якщо домовитися, що файли - це все ж таки складові елементи відповідних їм систем, то варто розглянути їх базову структуру. Що можна відзначити насамперед? Для зручності організації доступу до них у більшості сучасних систем керування даними передбачено дворівневу структуру іменування файлів. Перший рівень – це назва. Другий – розширення. Візьмемо для прикладу музичний файл Dance.mp3. Dance – це назва. Mp3 – розширення. Перше покликане розкривати для користувача зміст файлу (а для програми бути орієнтиром для швидкого доступу). Друге означає тип файлу. Якщо він MP3, то неважко здогадатися, що йдеться про музику. Файли з розширенням Doc – це, як правило, документи, Jpg – картинки, Html – веб-сторінки.

Каталоги, своєю чергою, мають однорівневу структуру. Вони мають тільки назву, розширення немає. Якщо говорити про відмінності між різними видами систем управління даними, то перше, на що слід звернути увагу - це реалізовані в них принципи іменування файлів і каталогів. Щодо ОС Windows специфіка така. У найпопулярнішій у світі операційній системі файли можуть мати назву будь-якою мовою. Максимальна довжина, щоправда, у своїй обмежена. Конкретний її інтервал залежить від системи управління даними, що використовується. Зазвичай, це значення в межах 200-260 символів.

Загальне правило всім ОС і відповідних їм систем управління даними - у одному каталозі що неспроможні перебувати файли з однаковими найменуваннями. У Linux при цьому є якась "лібералізація" цього правила. В одному каталозі можуть бути файли з однаковими літерами, але у різному регістрі. Наприклад, Dance.mp3 та DANCE.mp3. У Windows це неможливо. Ці правила встановлені також і в аспекті розміщення каталогів всередині інших.

Адресація файлів та каталогів

Адресація файлів та каталогів – найважливіший елемент відповідної системи. У ОС Windows її формат користувача може виглядати так: C:/Documents/Music/ - це доступ до каталогу Music. Якщо нас цікавить якийсь конкретний файл, то адреса може мати такий вигляд: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Чому "користувацький"? Справа в тому, що на рівні програмно-апаратної взаємодії компонентів комп'ютера структура доступу до файлів набагато складніша. Файлова система визначає розташування файлових блоків і взаємодіє з ОС здебільшого в рамках прихованих від користувача операцій. Однак у користувача ПК дуже рідко виникає потреба користуватися іншими форматами "адрес". Практично завжди доступ до файлів здійснюється у зазначеному стандарті.

Порівняння файлових систем для Windows

Ми вивчили загальні принципи роботи файлових систем. Розглянемо тепер особливості найпоширеніших їх видів. У Windows найчастіше використовують такі файлові системи, як FAT, FAT32, NTFS, і навіть exFAT. Перша в цьому ряду вважається застарілою. Вона, водночас, тривалий час була певним флагманом індустрії, але зі зростанням технологічності ПК її можливості перестали задовольняти запитам користувачів і потреб у ресурсах із боку програмного забезпечення.

Покликана замінити FAT файлова система – це FAT32. Як вважають багато IT-експертів, зараз вона найпопулярніша, якщо говорити про ринок ПК під керуванням Windows. Вона найчастіше використовується при зберіганні файлів на жорстких дисках та флешках. Також можна відзначити, що ця система керування даними досить регулярно використовується у модулях пам'яті різних цифрових пристроїв – телефонах, фотоапаратах. Основна перевага FAT32, яку виділяють IT-експерти, таким чином, Незважаючи на те, що створена була дана файлова система компанією Microsoft, працювати з даними в рамках закладених у ній алгоритмів можуть більшість сучасних ОС, включаючи ті, що інстальовані на зазначені типи цифрової техніки.

Є система FAT32 і ряд недоліків. Насамперед можна відзначити обмеження на розмір одного взятого файлу - він не може бути більшим за 4 Гб. Також у системі FAT32 не можна вбудованими засобами Windows встановити логічний диск, розмір якого був би більше 32 Гб. Але це можна зробити, встановивши додаткове спеціалізоване програмне забезпечення.

Інша популярна система управління файлами, розроблена Microsoft - це NTFS. Як вважають деякі IT-експерти, за більшістю параметрів вона перевершує FAT32. Але ця теза справедлива, якщо йдеться про роботу комп'ютера під керуванням Windows. Система NTFS не настільки універсальна як FAT32. Особливості її функціонування роблять використання файлової системи не завжди комфортним, зокрема, в мобільних пристроях. Одна з ключових переваг NFTS – надійність. Наприклад, у випадках, коли у жорсткого диска раптово відключається живлення, ймовірність того, що файли пошкодяться, зводиться до мінімуму завдяки передбаченим у NTFS алгоритмам дублювання доступу до даних.

Одна з нових файлових систем від Microsoft - exFAT. Найкраще вона адаптована для флешок. Базові принципи роботи в ній ті ж, що й у FAT32, але є також і значна модернізація в деяких аспектах: наприклад, немає жодних обмежень за розміром одиничного файлу. Разом з тим система exFAT, як відзначають багато IT-експертів, в числі тих, що мають низьку універсальність. На комп'ютерах під керуванням ОС, відмінних від Windows, працювати з файлами під час використання exFAT може бути утруднена. Більше того, навіть у деяких версіях Windows, таких як XP, дані на дисках, відформатованих за алгоритмами exFAT, можуть не читатися. Потрібно встановити додатковий драйвер.

Зазначимо, що через досить широкий спектр файлових систем в ОС Windows у користувача можуть виникати періодичні складності в аспекті сумісності різних пристроїв з комп'ютером. У ряді випадків, наприклад, потрібно встановити драйвер файлової системи WPD (Windows Portable Devices - технології, що використовується під час роботи з переносними пристроями). Іноді його може опинитися під рукою у користувача, внаслідок чого зовнішній носій ОС може не розпізнати. Файлова система WPD може вимагати додаткових програмних засобів для адаптації до операційного середовища на конкретному комп'ютері. У ряді випадків користувач буде змушений звертатися до IT-фахівців для вирішення проблеми.

Як визначити, яка саме файлова система – exFAT або NTFS, а може бути, FAT32 – оптимальна для використання у конкретних випадках? Рекомендації IT-фахівців загалом такі. Можна задіяти два основні підходи. Згідно з першим, слід розмежовувати типові файлові системи жорстких дисків, а також ті, що краще адаптовані до флеш-накопичувачів. FAT і FAT32, як вважають багато фахівців, краще підходять для "флешок", NTFS - для вінчестерів (через технологічні особливості роботи з даними).

У межах другого підходу значення має значення носія. Якщо йдеться про використання порівняно невеликого об'єму диска або флешки, відформатувати їх можна у FAT32. Якщо диск більшого розміру, можна спробувати exFAT. Але тільки в тому випадку, якщо не передбачається використання носіїв на інших комп'ютерах, особливо тих, де стоять не найсвіжіші версії Windows. Якщо йдеться про великі жорсткі диски, в тому числі і зовнішні, їх доцільно форматувати в NTFS. Приблизно такі критерії, якими може бути обрана оптимальна файлова система - exFAT або NTFS, FAT32. Тобто використовувати якусь із них слід, враховуючи розмір носія, його тип, а також версію ОС, на якому накопичувач переважно використовується.

Файлові системи для Mac

Інша популярна програмно-апаратна платформа на світовому ринку комп'ютерної техніки – Macintosh від Apple. ПК цієї лінійки працюють під керуванням операційної системи Mac OS. Які особливості роботи з файлами в комп'ютерах Mac? У найсучасніших ПК від Apple використовується файлова система Mac OS Extended. Раніше у комп'ютерах Mac робота з даними керувалася відповідно до стандартів HFS.

Головне, що можна відзначити в аспекті її характеристик: на диску, яким керує файлова система Mac OS Extended, можуть розміщуватися файли дуже великого обсягу - може йтися про кілька мільйонів терабайт.

Файлова система в Android-пристроях

Найпопулярніша ОС для мобільних пристроїв - вигляді електронної техніки, яка не поступається за популярністю ПК, - це Android. Як здійснюється управління файлами на девайсах відповідного типу? Зазначимо перш за все, що дана операційна система - фактично "мобільна" адаптація ОС Linux, яка завдяки відкритому програмному коду може бути модифікована з перспективою використання на широкому спектрі пристроїв. Тому керування файлами в мобільних девайсах під керуванням Android здійснюється в цілому за тими ж принципами, що і в Linux. Деякі з них ми відзначили вище. Зокрема, керування файлами в Linux здійснюється без поділу носія на логічні диски, як це відбувається у Windows. Що ще цікавого містить у собі файлова система Android?

Кореневим каталогом в Android, як правило, виступає область даних, що називається /mnt. Відповідно адреса потрібного файлу може виглядати приблизно так: /mnt/sd/photo.jpg. Крім того, є ще одна особливість системи управління даними, що реалізована в цій мобільній ОС. Справа в тому, що флеш-пам'ять девайса, як правило, класифікована на кілька розділів, таких як, наприклад, System або Data. При цьому спочатку заданий розмір кожного з них змінити не можна. Приблизну аналогію щодо даного технологічного аспекту можна виявити, згадавши, що не можна (якщо не використовувати спеціальне ПЗ) змінювати розмір логічних дисків у Windows. Він має бути фіксованим.

Ще одна цікава особливість організації роботи з файлами в Android – відповідна операційна система, як правило, записує нові дані у конкретну область диска – Data. Робота, наприклад, із розділом System у своїй не здійснюється. Тому, коли користувач задіює функцію скидання програмних налаштувань смартфона або планшета до рівня "заводських", то на практиці це означає, що файли, що записані в область Data, просто стираються. Розділ System ж, як правило, залишається незмінним. Більше того, будь-які коригування вмісту в System користувач, не маючи спеціалізованого ПЗ, здійснювати не може. Процедура, пов'язана з оновленням системної області носія в Android-пристрої, називається перепрошивкою. Не форматування, хоча обидві операції часто здійснюються одночасно. Як правило, перепрошивка застосовується з метою встановлення на мобільний пристрій новішої версії ОС Android.

Таким чином, ключові принципи, на базі яких працює файлова система Android - відсутність логічних дисків, а також жорстке розмежування доступу до системних і даних користувача. Не можна сказати, що цей підхід принципово відрізняється від того, що реалізований у Windows, проте, як вважають багато IT-експертів, в ОС від Microsoft для користувачів є дещо більша свобода в роботі з файлами. Втім, як вважають деякі фахівці, це не можна вважати однозначною перевагою Windows. "Ліберальний" режим в аспекті управління файлами задіяють, звичайно ж, не тільки користувачі, а й комп'ютерні віруси, до яких Windows дуже сприйнятлива (на відміну від Linux та її "мобільної" реалізації у вигляді Android). У цьому, як вважають експерти, полягає одна з причин того, що вірусів для Android-пристроїв настільки небагато - суто з технологічної точки зору вони не можуть повною мірою функціонувати в операційному середовищі, що працює за принципами суворого контролю доступу до файлів.