Популярные файловые системы. Файловая система exFAT. Какую файловую систему выбрать для флешки

Здравствуйте читатели моего сайта сайт, хотел вам рассказать про существующие и новые файловые системы , а так же помочь правильно её выбрать . Ведь выбор зависит от скорости работы, комфортности и здоровья, т.к. когда компьютер зависает, тормозит, не думаю что вам это нравится и правильно влияет на нервы 🙂

Что же такое файловая система и для чего она нужна?

По-простому говоря, это система, которая служит для хранения файлов и папок на жестком диске или на другом носителе, флешке, телефоне, камере и т.д. А так же для упорядочивании файлов и папок: перемещения их, копирования, переименования. Так что за все ваши файлы отвечает эта система, вот почему она так важна.

Если выбрать неправильно файловую систему ваш компьютер может некорректно работать, зависать, виснуть, медленно поступать информация, а ещё хуже возможна порча данных. Это хорошо если не системных, а то появится . А ещё самое главное что если ваш компьютер будет тормозить по этой причине, никакие чистки от мусора так и не помогут!

Виды файловых систем?

Многие файловые системы ушли уже в прошлое, а какие-то держатся на последнем издыхании, т.к. современные технологии растут и растут с каждым днем и вот уже на подходе совсем новая файловая система за которой может и будущее ! Давайте посмотрим с чего все начилось.

Fat 12

Fat — file allocation table в переводе таблица размещения файлов . Сначала файловая система была 12 разрядной, использовала максимум 4096 кластеров. Разрабатывалась она очень давно, ещё в времена DOS и использовалась для дискет и небольших накопителей объемом до 16 мб. Но на замену пришла более усовершенствованная fat16.

Fat 16

Эта файловая система содержала уже 65525 и поддерживала диски размеров 4.2 Гб, в то время это было роскошью и по этому на то время она хорошо справлялась. Но размер файла не мог превышать 2гб, да и по экономичности не самый лучший вариант, чем больше объем файла, тем больше кластер занимает места. По этому объем более 512 мб использовать не выгодно. В таблице показано сколько занимает размер сектора в зависимости от величины носителя.

Хоть на то время система и справлялась, но в дальнейшем появился ряд недостатков:

1. Нельзя работать с жесткими дисками более 8 Гб.

2. Нельзя создавать файлы более 2 Гб.

3. Корневая папка не может содержать более 512 элементов.

4. Невозможность работать с разделами дисков более 2 Гб.

Fat 32

Современные технологии не стоят на месте и со временем и системы fat 16 стало не хватать и на замену пришла fat 32 . Эта система уже могла поддерживать диски размером до 2 терабайт (2048 гигабайт) и уже экономично использовать дисковое пространство за счет кластеров меньшего размера. Из плюсов ещё то что нет ограничений по использованию файлов в корневой папке и более надежна по сравнению с предыдущими версиями. Но самый большой минус для настоящего времени, то что файлы могут повреждаться и хорошо что это не приведет к . И второй главный минус, что сейчас файлы превышают размер более 4 Гб, а система не поддерживает больший объем одного файла. Что зачастую возникают вопросы у пользователей почему я не могу скачать фильм размером в 7гб, хотя на диске свободно 100гб, вот и вся проблема.

По этому минусов и здесь хватает:

1. Файлы объемом более 4 Гб система, не поддерживает.

2. Система подвержена фрагментации файлов из-за чего система начинает тормозить.

3. Подвержена повреждением файлов.

4. На настоящий момент уже существуют диски более 2 Тб.

NTFS

И вот на замену пришла новая система ntfs (New Technology File System) что в переводе файловая система новой технологии , в которой убраны ряд недостатков, но и минусов хватает. Эта система является последней утвержденной, не считая новой, о которой я расскажу чуть ниже. Система появилась ещё в 90х годах, а утверждена в 2001 году при выходе windows xp и используется по сей день. поддерживает диски размером до 18 Тб, круто да? И при фрагментации файлов скорость теряется не так заметно. Безопасность уже достигла хороших высот, при сбое, повреждение информации маловероятна.

Минусы и здесь будут:

1. Потребляемость оперативной памяти, если у вас оперативной памяти меньше 64 мб, то ставить не рекомендуется.

2. При остатке 10% свободного места на жестком диске система начинает заметно тормозить.

3. Работа с малым объемом накопителя может быть затруднена.

Новая ReFS

Совсем новая файловая система ReFS (Resilient File System) в переводе отказоустойчивая файловая система, разработанная для новой операционной системы Windows, за которой может быть и будущее! Со слов разработчиков система должна быть необыкновенно надежной и в скором после доработки, будет поддерживаться на остальных операционных системах. Вот таблица, различий:

Как видно, новая система поддерживает большие объемы дискового пространства, так и большее количество символов в пути и имени файла. Система обещает быть более безопасной в которой должно быть минимум сбоев из-за новой архитектуры и другим способом записи журнала. Пока видны конечно одни плюсы , но на сколько это правда пока не известно. После полного утверждения возможно появится и ряд минусов . Но пока это остается ещё загадкой. Будем надеяться что новая файловая система принесет нам только положительные ощущения от неё.

Какую же файловую систему выбрать?

На хорошо производительный компьютер лучше ставить Ntfs , она подойдет производительнее и безопаснее для этих целей. Не рекомендуется ставить на компьютеры у которых объем жесткого диска менее 32ГБ и оперативной памяти 64 Мб. А старушку fat32 можно ставить на флешки с небольшим объемом, т.к. производительность может быть выше. И ещё один момент, что отформатировав флешку для телефона, цифровой камеры и других электронных устройств в формате ntfs у вас могут быть ошибки, т.к. некоторые устройства могут не поддерживать ntfs или же тормозить с ней и выдавать сбои. Так что перед форматированием убедитесь какая файловая система лучше для вашего устройства.

Существуют и другие виды файловых системы, например для Линуксов 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 или Butter FS) , Tux2 , Tux3 , Xiafs , ZFS (Zettabyte File System) , но это совсем другая история…

В данной статье пойдет речь об использовании различных файловых систем на внешних носителях данных: флешках, карточках памяти, внешних жестких дисках и т. д. Итак, на сегодняшний день для накопителей используются следующие файловые системы: …

* FAT32
* NTFS
* exFAT

Пройдемся подробно по каждой из них и рассмотрим преимущества, недостатки и особенности использования на различных устройствах.

Файловая система, созданная компанией Microsoft на замену умирающей FAT16. На данный момент самая распространенная система. Большая часть карточек памяти и флэшек поставляется в FAT32. Кроме того, при форматировании носителя в бытовом устройстве, например фотоаппарате, он будет работать именно в этой файловой системе. В этом заключается ее главный плюс - совместимость. Вставив такой накопитель в бытовой ДВД-плеер, медиапроигрыватель или фотопринтер, вы будете уверены, что все файлы доступны и могут нормально прочитаться. На этом плюсы заканчиваются.

Самым главным недостатком данной системы является ограничение на размер файла в 4 Гбайта. Поэтому записать большой файл (например, резервную копию системного диска или переписанное с камеры видео) не получится. Кроме того, в Windows имеется ограничение на размер раздела в 32 Гбайт. Обойти последнее ограничение можно скачав утилиту HP USB Disk Storage Format Tool, которая позволит отформатировать в FAT32 хоть внешний жесткий диск.

Впрочем, если у вас нет нужды записывать и переносить такие большие файлы, а также если у вас небольшой размер носителя: 4, 8 или даже 16 Гбайт, можете не раздумывая форматировать в FAT32.
Кстати, компания Transcend , выпускающая мобильные носители данных, свои внешние жесткие диски форматирует именно в FAT32.

Современная надежная файловая система, берущая начало с Windows NT.
В стационарных компьютерах и ноутбуках заменила FAT32. Проверьте, если у вас все еще установлена FAT32 (щелкните правой кнопкой по диску в Моем компьютере и выберите пункт Свойства), настоятельно рекомендую заменить ее на NTFS.

Как преобразовать FAT32 в NTFS без потери данных

Сделать это можно следующим образом. В командной строке (Пуск-Выполнить) наберите

convert e: /fs:ntfs

Вместо e: можно подставить необходимый диск. Это позволит сменить файловую систему на NTFS без потери данных .

Однако на флешках и внешних жестких дисках NTFS работает несколько своеобразно. При копировании на такой накопитель Windows включает механизм кэширования, когда файлы копируются сначала в специальную память (так называемый кэш), а потом на конечный носитель. В стационарных жестких дисках это позволяет получить выигрыш в скорости копирования и сгладить задержки. В мобильных устройствах это будет выглядеть следующим образом. Сначала скорость копирования будет очень высокой и может достигать 100 Мбайт/с (теоретически равна скорости чтения жесткого диска, с которого вы копируете), затем, когда память кэша закончится, скорость упадет до критически малой величины. Более того, перед тем как перейти к копированию следующего файла система должна дописать текущий из кэша. Поэтому может показаться, что копирование зависло на 99 процентах, хотя индикатор жесткого диска будет показывать активность. Если сравнить скорость копирования с кэшем и без него, то окажется, что она почти идентична. То есть при использовании NTFS мы почти ничего не теряем, кроме неверной скорости копирования и информации о времени его окончания. Хотя некоторым такая «информативность» может потрепать нервы.

Вот такую скорость копирования \”развивает\”
жесткий диск USB 2.0 в системе NTFS

NTFS \”творит чудеса\”, копирование на флешку объемом на 512 Мбайт,
реальная скорость записи которой составляет несколько Мбайт/с

С другой стороны NTFS крайне надежная файловая система, выдерживающая не один внезапный ресет. Такая надежность обеспечивается журналированием. Это приведет к тому, что система будет чаще обращаться к определенным областям накопителя. Для флешек и карт памяти такой подход критичен. Они будут изнашиваться быстрее.

Новая файловая система от Microsoft. Предназначена в первую очередь для флеш-накопителей. Утрируя, можно сказать, что это FAT32 со снятыми ограничениями. Размеры файлов и разделов могут достигать космических величин, да и количество файлов в одной папке теперь не ограничено. По моему мнению, идеально подходит для флешек и карт памяти.

Но и у этой системы есть недостаток. Ее не поддерживают многие бытовые устройства, а компьютеры с Windows XP такой носитель тоже не увидят. Однако компания Microsoft выпустила патч KB955704, позволяющий использовать exFAT в Windows XP. Windows Vista и Windows 7 дружат с данной системой безо всяких дополнительных манипуляций.

Но если вы часто используете флеш-накопитель на разных компьютерах, использующих Windows XP, то придется таскать дополнительную флешку с драйверами. Это уже просто смешно.

А вот в случае, если у вас только компьютеры с Windows 7 или вы носите флешку/диск всего в 2-3 места, где есть возможность поставить вышеуказанное обновление, то exFAT подойдет идеально.

Дополнение
Статья взята из открытых источников: http://winitpro.ru/index.php/2011/06/20/fajlovaya-sistema-exfat/
Файловая система exFAT

Вместе с выходом Vista SP1 Microsoft представила новую файловую систему. ExFAT (Extended File Allocation Table) - это преемник старой файловой системы FAT32. Так в чем же основные преимущества и недостатки файловой системы exFAT. В чем отличия между exFAT и FAT32? И когда лучше использовать систему exFAT а не NTFS?

Файловая система FAT32 это достаточно старая и привычная всем файловая систем, однако она имеет ряд существенных недостатков:она не поддерживает разделы больше, чем 2 Тб, и файлы, размер которых более 4 Гб. Для решения описанных проблем в FAT32 и была создана файловая система exFAT. ExFAT - это разработка Microsoft, предназначенная в основном для мобильных носителей (флешки, SSD-диски, смарткарты). Сразу стоит отметить, что ExFAT не используется для форматирования жестких дисков. Все последние версии Windows, а также Mac OS X поддерживают эту файловую систему. ExFAT также часто называют FAT64, что подразумевает возможность работы с накопителями и файлами большего размера.

Основные преимущества файловой системы exFAT:

* Максимальный размер кластера увеличен до 32 Мб
* Увеличен максимальный размер файла в exFAT с 4Гб до 264 байт (16 EB).
* Нет ограничения на количество файлов в каталоге
* Поддержка прав доступа на файлы/каталоги
* Поддержка транзакций при записи (если поддерживается физическим устройством)
* Эффективное использование свободного места, что помогает существенно снизить фрагментацию диска.

Стоит отметить, что при форматировании в exFAT количество доступного места на устройства хранения больше, чем при использовании FAT32. Например, если USB флешку размеров 4 Гб (номинальная емкость 4023 Мб) отформатировать в различных файловых системах, то получится следующее:

* FAT32 - 4014 Мб
* HFS+ - 3997 Мб
* NTFS - 3974 Мб
* exFAT - 4022 Мб

ExFAT оптимизирована для работы с флеш накопителями, такими USB флешки, карты памяти и SSD диски, размер кластера в 32 Кб хорошо подходит для карт большого объёма и устройств с повышенным износом при выполнении операций чтения-записи. В системе exFAT также появилась возможность управления правами доступа на файлы/каталоги, а время доступа к данным уменьшилось. Одним из главных недостатком системы exFAT является то, что эта на эту технологию распространяется лицензионная политика Microsoft, и ни в каких open source решениях она применяться не может. Для ее использования в любой операционной системе необходимо будет осуществить лицензионные отчисления в Microsoft (данное правило не относится к простым мобильным устройствам, таким как фотоаппараты, плееры и т.д.).

exFAT в современных операционных системах Windows 7

Новая версия ОС Microsoft Windows 7 полностью поддерживает файловую систему exFAT и все ее функции как в 32- так и в 64-битной версии. Кроме того, внешние флешки, отформатированные в exFAT можно использовать для работы с технологией ReadyBoost (причем лимита на 4 Гб больше не будет).

Windows Vista

Windows Vista поддерживает exFAT только начиная с Service Pack 1. Кроме того некоторые фичи, такие как управление доступом также не поддерживаются. В отличии от Windows 7, устройства с exFAT в Vista не поддерживаются для ReadyBoost.

Windows XP

ExFAT в Windows XP не поддерживается, однако на сайте Microsoft можно скачать драйвер (описание в KB 9555704 - http://support.microsoft.com/kb/955704), однако он требует установленного Service Pack 2.

Для более старых версий Windows официальная поддержка exFAT отсутствует.

Windows Server

ExFAT целиком поддерживается в Windows Server 2008, а при установке вышеуказанного драйвера и в Windows Server 2003.

Snow Leopard

Mac OS X поддерживает exFAT начиная с версии 10.6.4 (15 июня 2010), однако только на Mac-ах с кард-ридером SDXC. Mac mini и iMac совместимы с exFAT.

На системах семейства Linux поддержка exFAT отсутствует, хотя и есть несколько решений, но большинство из них платно или неудобно, кроме того еще и Microsoft со своей пропри тарной лицензией вставляет палки в колеса независимым разработчикам.

ExFAT и FAT32

При тестировании на Windows 7 показала такую же производительность, как и FAT32, однако NTFS все таки немного быстрее. Заменит ли exFAT FAT32? Вероятно, это произойдёт только после массового переходу на Windows 7 или более новые версии Windows. Для потребителей же основное преимущество exFAT будет заключаться в преодолении файловых ограничений FAT32 (увеличение размера файла в exFat).

Нужно не забывать так же, что файловая система exFAT требует более новой версии ОС (может потребоваться апгрейд железа), а также тот факт, что на старых устройствах (фотоаппараты, mp3-плееры) exFAT может просто не поддерживаться.

exFat или NTFS

ExFAT можно считать конкурентом NTFS на системах с ограниченной вычислительной мощности и памяти. Кроме того файловую систему NTFS на флэш-картах использовать очень неудобно и неэффективно (падает скорость работы и уменьшается срок службы флеш памяти), и именно ExFAT будет идеальной файловой системой для таких устройств.

В заключение приведу несколько общих рекомендаций по выбору наиболее подходящей файловой системы. Если у вас флеш-накопитель небольшого объема, форматируйте его в FAT32. Флешки большого объема форматируйте exFAT, так как «скачки скорости» на них будут особенно заметны. Внешние жесткие диски обычно имеют большой объем и высокую производительность (особенно те, которые обладают разъемами USB 3.0), поэтому их лучше форматировать в NTFS.

Статья взята из открытых источников: http://pc-hard.ru/softarticles/1-fat32-ntfs-exfat-comparsion.html

На сегодняшний день на внешних носителях, таких как флешки, карты памяти или же внешние жесткие диски, может использоваться разная файловая система:

• exFAT;
• FAT32;
• NTFS.

Какую именно выбрать среди этих систем, пользователи чаще всего не знают, поэтому изначально лучше рассмотреть преимущества и недостатки каждой из них.

FAT32

Данная файловая система была создана компанией Microsoft для того, чтобы заменить систему FAT16, которая на тот момент уже не являлась актуальной и не могла удовлетворять требования пользователей. На данный момент FAT32 является наиболее распространенной, несмотря на то, что файловая система exFAT является более современной и зачастую превосходит по характеристикам.

Стоит отметить, что на сегодняшний день преимущественное большинство флешек и различных карт памяти поставляется именно в этом стандарте. Помимо этого, в процессе форматирования носителя в бытовых устройствах, таких как, например, фотоаппарат, он начинает функционировать именно в этой системе. Именно в этом и заключается основное преимущество FAT32, благодаря которому его до сих пор и не обогнала по популярности файловая система exFAT - это совместимость. Вы можете использовать данный накопитель в любом бытовом плеере, принтере или других устройствах и при этом иметь уверенность в том, что у вас будет доступ к файлам и они будут нормально читаться. Но на этом преимущества заканчиваются и начинаются недостатки.

Основная причина, по которой стоит в некоторых ситуациях использовать FAT32 не только на флешках, но и на стационарных компьютерах - то, что можно будет на компьютере запускать практически любые операционные системы, такие как Windows 95 и прочие. Для создания такой конфигурации достаточно просто будет установить предыдущую версию ОС на раздел, который форматирован под эту файловую систему, после чего сделать его основным. Другие разделы, доступ к которым осуществляется из других версий ОС, также должны в обязательном порядке форматироваться под FAT32. Прочие операционные системы могут обращаться исключительно к сетевым разделам или томам в формате NTFS, в то время как разделы на локальном компьютере будут оставаться недоступными.

В чем минусы?

Самым важным недостатком, которым отличается FAT32, но не файловая система exFAT, является то, что здесь присутствует ограничение на размер файла, которое составляет 4 Гб. Именно по этой причине запись крупных файлов, таких как, например, резервная копия системного диска или же какое-нибудь продолжительное видео, в данном случае будет невозможна, так как система просто-напросто при попытке записи ответит ошибкой в виде «Недостаточно дискового пространства», даже если на самом деле места еще достаточно.

Помимо этого, не стоит забывать о том, что в самой операционной системе Windows присутствует ограничение на размер раздела, которое составляет 32 Гб. Конечно, можно попробовать его обойти, использовав дополнительные утилиты, но с нынешними накопителями делать это зачастую бессмысленно.

Если же у вас нет никакой необходимости в том, чтобы переносить или же записывать такие объемные файлы, а также если у вас используется носитель небольшого размера, то в таком случае вы можете не раздумывать долго и спокойно форматировать его в FAT32, так как поддержка файловой системы exFAT вам не потребуется.

NTFS

Более современная файловая система по сравнению с предыдущей, которая смогла полностью заменить ее в современных персональных компьютерах, а также ноутбуках. Если у вас по сегодняшний день файлы и файловая система FAT32, то в таком случае настоятельно рекомендуется как можно быстрее сменить ее именно на NTFS. Это значительно расширит возможности вашего компьютера.

Как это сделать?

В Windows exFAT или NTFS сделать основной файловой системой достаточно просто. В командной строке необходимо будет ввести «convert e: /fs:ntfs», где вместо е: устанавливается тот диск, который вы будете форматировать. Таким образом, вы сможете произвести замену файловой системы без какой-либо утраты данных, содержащихся на накопителе.

Как это работает на флешках?

Однако на флешках, а также других внешних устройствах NTFS может работать не так, как на компьютерах. При попытке копирования на такое устройство операционная система автоматически включает процедуру кэширования, когда любой файл изначально копируется в специальную память, и только потом уже перемещается на конечный носитель. В стационарных накопителях это позволяет добиться значительного выигрыша в скорости копирования данных, а также сгладить задержки.

В мобильных устройствах это выглядит примерно так: первоначально скорость обработки данных будет достаточно высокой и периодически будет даже достигать 100 Мб/с, но после того, как закончится память кэша, скорость начнет просто невероятно падать, достигая критически малых величин. При этом, перед тем как начинать копировать следующий файл, система должна будет изначально дописать существующий файл из кэша. В связи с этим достаточно часто возникают такие ситуации, когда копирование просто-напросто зависает на 99%, хотя индикатор жесткого диска по-прежнему горит, как активный.

Если сравнивать скорость копирования с кэшем и без него, на самом деле окажется, что она является практически одинаковой. То есть если NTFS является основной, то мы почти ничего не теряем, кроме предельной скорости копирования, а также предоставления нам информации о том, в течении какого времени будут копироваться данные. Хотя для многих людей такая «информация» может в конечном итоге обернуться только тратой драгоценных нервов.

Есть ли преимущества?

С другой стороны, выбирая между тем, какая лучше файловая система - exFAT или NTFS, следует отметить, что последняя отличается неплохой надежностью, которая позволяет без всяких повреждений данных выдержать не одну внезапную перезагрузку. Такая надежность обеспечивается благодаря использованию технологии журналирования. Таким образом, система более часто обращается к различным областям накопителя, и для флешек или же различных карт памяти такой подход является критичным. Другими словами, они просто начинают более быстро изнашиваться.

exFAT

Недавно компания Microsoft выпустила новую файловую систему - формат exFAT. Данная система предназначена изначально для флеш-накопителей, и по сути можно сказать, что она представляет собой традиционную FAT32, но без каких-либо ограничений. Размеры разделов и файлов в данном случае могут достигать предельно возможных величин, да и количество данных в одной папке является практически неограниченным. Именно по этой причине наиболее распространенная система, где используется exFAT - Android и другие, которые применяются в современных гаджетах.

Есть ли минусы?

Конечно, свои минусы имеет также и файловая система exFAT. Android практически в любых случаях поддерживает данную систему, но, с другой стороны, она не поддерживается многими бытовыми устройствами, и при этом не смогут увидеть эти устройства также носители, на которых используется операционная система Windows XP. Единственное решение данной ситуации - это скачивание патча KB955704, который был недавно выпущен компанией Microsoft и который позволяет использовать систему в Windows XP. Более современные операционки безо всякого труда воспринимают эту файловую систему и активно с ней сотрудничают без каких-либо дополнительных процедур.

Однако если вами достаточно часто используется флеш-накопитель на разных компьютерах, на которых установлена ОС ХР, то в таком случае вам лучше найти какую-нибудь дополнительную флешку, на которой будут присутствовать драйвера. Но данный вариант вряд ли для кого-нибудь будет приемлемым, ведь в этом случае теряется самая важная особенность таких устройств - это их компактность и легкость транспортировки.

Если же у вас компьютеры исключительно с Windows 7 или же флешка будет использоваться не на таком большом количестве ПК, то в таком случае файловая система exFAT станет для вас идеально подходящей.

В заключение можно выделить несколько общих советов о том, как выбрать наиболее актуальную файловую систему.

Если у вас используется флешка, на которой не такой большой объем, то в таком случае можно без колебаний форматировать ее в FAT32. Если же, наоборот, речь идет о флеш-накопителе, объем которого является достаточно большим, то в таком случае он может форматироваться в exFAT, так как «скачки скорости» на таких устройствах будут особенно видимыми. Внешние накопители в преимущественном большинстве случаев отличаются достаточно большим объемом и при этом имеют довольно высокую производительность (в особенности это касается тех устройств, которые используют интерфейс USB 3.0), в связи с чем лучше всего форматировать их исключительно в NTFS.

Рано или поздно начинающий пользователь компьютера сталкивается с таким понятием, как файловая система (ФС). Как правило, впервые знакомство с данным термином происходит при форматировании носителя информации: логические диски и подключаемые носители (флешки, карты памяти, внешний жесткий диск).

Перед форматированием операционная система Windows предлагает выбрать вид файловой системы на носителе, размер кластера, способ форматирования (быстрое или полное). Давайте разберемся, что же такое файловая система и для чего она нужна?

Вся информация записывается на носитель в виде , которые должны располагаться в определенном порядке, иначе операционная система и программы не смогут оперировать с данными. Этот порядок и организует файловая система с помощью определенных алгоритмов и правил размещения файлов на носителе.

Когда программе требуется файл, записанный на диске, ей нет необходимости знать, как и где он хранится. Все, что от программы требуется – это знать имя файла, его размер и атрибуты, чтобы передать эти данные файловой системе, которая обеспечит доступ к нужному файлу. То же самое происходит и при записи данных на носитель: программа передает информацию о файле (имя, размер, атрибуты) файловой системе, которая сохраняет его по своим определенным правилам.

Для лучшего понимания представьте библиотекаря, который выдает клиенту книгу по ее названию. Или в обратном порядке: клиент сдает прочитанную книгу библиотекарю, который размещает ее обратно на хранение. Клиенту совсем нет необходимости знать, где и как хранится книга, это обязанность служащего заведения. Библиотекарь знает правила каталогизации библиотеки и согласно этим правилам разыскивает издание или размещает его обратно, т.е. выполняет свои служебные функции. В данном примере библиотека – это носитель информации, библиотекарь – файловая система, клиент – программа.

Основные функции файловой системы

Основными функциями файловой системы являются:

• размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
• определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
• создание, чтение и удаление файлов;
• назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
• определение структуры файла;
• организация каталогов для логической организации файлов;
• защита файлов при системном сбое;
• защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Информация, записываемая на жесткий диск или любой другой носитель, размещается в нем на основе кластерной организации. Кластер представляют собой своего рода ячейку определенного размера, в которую помещается весь файл или его часть.

Если файл имеет размер кластера, то он занимает только один кластер. Если размер файла превышает размер ячейки, то он размещается в нескольких ячейках-кластерах. Причем свободные кластеры могут находиться не рядом с другом, а быть разбросанными по физической поверхности диска. Такая система позволяет наиболее рационально использовать место при хранении файлов. Задача файловой системы — разложить файл при записи по свободным кластерам оптимальным образом, а также собрать его при чтении и выдать программе или операционной системе.

Виды файловых систем

В процессе эволюции компьютеров, носителей информации и операционных систем возникало и пропадало большое количество файловых систем. В процессе такого эволюционного отбора, на сегодня для работы с жесткими дисками и внешними накопителями (флешки, карты памяти, внешние винчестеры, компакт диски) в основном используются следующие виды ФС:

1. FAT32
2. ISO9660

Последние две системы предназначены для работы с компакт дисками. Файловые системы Ext3 и Ext4 работают с операционными системами на основе Linux. NFS Plus – это ФС для операционных систем OS X, используемых в компьютерах фирмы Apple.

Самое большое распространение получили файловые системы NTFS и FAT32 и это не удивительно, т.к. они предназначены для операционных систем Windows, под управлением которых работает подавляющее большинство компьютеров в мире.

Сейчас FAT32 активно вытесняется более продвинутой системой NTFS по причине ее большей надежности к сохранности и защите данных. К тому же последние версии ОС Windows просто не дадут себя установить, если раздел жесткого диска будет отформатирован в FAT32. Программа установки потребует отформатировать раздел в NTFS.

Файловая система NTFS поддерживает работу с дисками объемом в сотни терабайт и размером одного файла до 16 терабайт.

Файловая система FAT32 поддерживает диски до 8 терабайт и размер одного файла до 4Гб. Чаще всего данную ФС используют на флешках и картах памяти. Именно в FAT32 форматируют внешние накопители на заводе.

Однако ограничение на размер файла в 4Гб на сегодня уже является большим минусом, т.к. в связи с распространением высококачественного видео, размер файла с фильмом будет превышать это ограничение и его будет невозможно записать на носитель.

Поделиться.

Файлы на компьютере создаются и размещаются на базе системных принципов. Благодаря их реализации, пользователь получает возможность комфортно обращаться к нужной информации, не задумываясь о сложных алгоритмах доступа к ней. Каким образом организована работа файловых систем? Какие из них самые популярные сегодня? Каковы различия между файловыми системами, адаптированными для ПК? И теми, что используются в мобильных устройствах - смартфонах или планшетах?

Файловые системы: определение

Согласно распространенному определению, файловая система - это совокупность алгоритмов и стандартов, задействуемых с целью организации эффективного доступа пользователя ПК к данным, размещенным на компьютере. Некоторые специалисты считают ее частью Другие IT-эксперты, признавая тот факт, что она непосредственно связана с ОС, полагают, что файловая система - независимый компонент управления компьютерными данными.

Каким образом использовались компьютеры до того, как была изобретена файловая система? Информатика - как научная дисциплина - зафиксировала тот факт, что долгое время управление данными осуществлялось посредством структурирования в рамках алгоритмов, заложенных в конкретных программах. Таким образом, один из критериев файловой системы - это наличие стандартов, одинаковых для большинства программ, использующих доступ к данным.

Принципы работы файловых систем

Файловая система - это, прежде всего, механизм, предполагающий задействование аппаратных ресурсов компьютера. Как правило, речь здесь идет о магнитных или лазерных носителях - жестких дисках, CD, DVD, флешках, еще не успевших устареть дискетах. Для того чтобы понять, как соответствующая система работает, определимся с тем, что же такое собственно сам файл.

Согласно общепринятому в среде IT-экспертов определению, это область данных фиксированной величины, выражаемая в базовых единицах измерения информации - байтах. Располагается файл на дисковом носителе, как правило, в виде нескольких связанных между собой блоков, имеющих конкретный "адрес" доступа. Файловая система определяет эти самые координаты и "сообщает" их, в свою очередь, ОС. Которая понятным образом транслирует соответствующие данные пользователю. Происходит обращение к данным с целью считывания их, модифицирования, создания новых. Конкретный алгоритм работы с "координатами" файлов может быть разным. Он зависит от типа компьютера, ОС, специфики хранящихся данных и прочих условий. Потому, есть различные виды файловых систем. Каждая из них оптимизирована для использования в конкретной ОС или для работы с определенными типами данных.

Адаптирование дискового носителя к использованию посредством алгоритмов конкретной файловой системы называется форматированием. Соответствующие аппаратные элементы диска - кластеры - подготавливаются к последующей записи на них файлов, а также чтения их в соответствии со стандартами, заложенными в той или иной системе управления данными. Как поменять файловую систему? В большинстве случаев это можно сделать, только переформатировав носитель данных. Как правило, файлы при этом стираются. Однако есть вариант, при котором, задействуя специальные программы, все же можно, хотя это, как правило, требует большого количества времени, поменять систему управления данными, оставив последние нетронутыми.

Файловые системы работают не без ошибок. Возможны некоторые сбои в организации работы с блоками данных. Но они в большинстве случаев не критичны. Как правило, нет проблем с тем, как исправить файловую систему, устранить ошибки. В ОС Windows для этого, в частности, предусмотрены встроенные программные решения, доступные для любого пользователя. Такие как, например, программа "Проверка диска".

Разновидности

Какие виды файловых систем можно назвать самыми распространенными? Вероятно, в первую очередь те, что используются самой популярной ОС для ПК в мире - Windows. Основные файловые системы Windows - это FAT, FAT32, NTFS и их различные модификации. Наряду с компьютерами популярность обрели смартфоны и планшеты. Большинство из них, если говорить о глобальном рынке и не рассматривать различия в технологических платформах, управляется ОС Android и iOS. Эти ОС задействуют свои алгоритмы работы с данными, отличные от тех, которыми характеризуются файловые системы Windows.

Стандарты, открытые для всех

Отметим, что в последнее время на мировом рынке электроники наблюдается некоторая унификация стандартов в аспекте работы ОС с различными типами данных. Это прослеживается в двух аспектах. Во-первых, на разных устройствах под управлением двух несхожих типов ОС часто используется одна и та же файловая система, в одинаковой степени совместимая с каждой ОС. Во-вторых, современные версии ОС, как правило, способны распознавать не только типичные для себя файловые системы, но и те, что традиционно используются в других ОС - как посредством встроенных алгоритмов, так и с помощью стороннего программного обеспечения. Например, современные версии Linux, как правило, без проблем распознают отмеченные файловые системы для Windows.

Структура файловой системы

Несмотря на то что виды файловых систем представлены в достаточно большом количестве, работают они в целом по очень схожим принципам (общую схему мы изложили выше) и в рамках сходных структурных элементов или объектов. Рассмотрим их. Каковы основные объекты файловой системы?

Один из ключевых - Он являет собой изолированную область данных, в которой могут размещаться файлы. Структура каталогов - иерархическая. Что это значит? Один или несколько каталогов могут размещаться в другом. Который, в свою очередь, входит в состав "вышестоящего". Самым "главным" считается корневой каталог. Если говорить о принципах, на базе которых работает файловая система Windows - 7, 8, XP или же другой версии, - корневым каталогом считается логический диск, обозначаемый буквой - как правило, C, D, E (но можно настроить любую, что есть в английском алфавите). Что касается, к примеру, ОС Linux, то там корневым каталогом выступает магнитный носитель в целом. В этой и других ОС, основанных на ее принципах - к таковым относится Android - логические диски не используются. Можно ли хранить файлы без каталогов? Да. Но это не очень удобно. Собственно, комфорт в пользовании ПК - одна из причин внедрения в файловых системах принципа распределения данных по каталогам. Называться, кстати, они могут по-разному. В Windows каталоги именуются папками, в Linux - в основном так же. Но традиционное, используемое в течение многих лет название каталогов в этой ОС - "директории". Как и в предшествующих Windows и Linux ОС - DOS, Unix.

В среде IT-специалистов нет однозначного мнения касательно того, считать ли файл структурным элементом соответствующей системы. Те, кто полагает, что это не совсем корректно, аргументируют свою точку зрения тем, что система вполне может существовать и без файлов. Пусть это с практической точки зрения и бесполезное явление. Даже если на диске никаких файлов не записано, соответствующая система все равно может присутствовать. Как правило, магнитные носители, продаваемые в магазинах, не содержат каких-либо файлов. Но на них уже присутствует соответствующая система. Согласно другой точке зрения, файлы нужно считать неотъемлемой составляющей систем, которыми они управляются. Почему? А потому, что, как считают эксперты, алгоритмы их задействования адаптированы прежде всего под работу именно с файлами в рамках тех или иных стандартов. Ни для чего другого рассматриваемые системы не предназначены.

Еще один элемент, присутствующий в большинстве файловых систем - Он представляет собой область данных, содержащих сведения о размещении конкретного файла в определенном месте. То есть разместить ярлык можно в одном месте диска, однако при этом возможно обеспечение доступа к нужной области данных, которая располагается в другой части носителя. Считать, что ярлыки - это полноценные объекты файловой системы, можно, если условиться, что таковыми являются также и файлы.

Так или иначе не будет ошибкой сказать, что все три типа данных - файлы, ярлыки и каталоги - являются элементами соответствующих систем. По крайней мере, этот тезис будет соответствовать одной из распространенных точек зрения. Важнейший аспект, характеризующий то, как работает файловая система - это принципы именования файлов и каталогов.

Имена файлов и каталогов в разных системах

Если условиться, что файлы - это все же составные элементы соответствующих им систем, то стоит рассмотреть их базовую структуру. Что можно отметить в первую очередь? Для удобства организации доступа к ним в большинстве современных систем управления данными предусмотрена двухуровневая структура именования файлов. Первый уровень - это название. Второй - расширение. Возьмем для примера музыкальный файл Dance.mp3. Dance - это название. Mp3 - расширение. Первое призвано раскрывать для пользователя суть содержания файла (а для программы быть ориентиром для быстрого доступа). Второе обозначает тип файла. Если он Mp3, то нетрудно догадаться, что речь идет о музыке. Файлы с расширением Doc - это, как правило, документы, Jpg - картинки, Html - веб-страницы.

Каталоги, в свою очередь, имеют одноуровневую структуру. У них есть только название, расширения нет. Если говорить о различиях между разными видами систем управления данными, то первое, на что следует обратить внимание - это как раз-таки реализуемые в них принципы именования файлов и каталогов. Касательно ОС Windows специфика следующая. В самой популярной в мире операционной системе файлы могут иметь название на любом языке. Максимальная длина, правда, при этом ограничена. Конкретный ее интервал зависит от используемой системы управления данными. Обычно это значения в пределах 200-260 символов.

Общее правило для всех ОС и соответствующих им систем управления данными - в одном каталоге не могут находиться файлы с одинаковыми наименованиями. В Linux при этом присутствует некая "либерализация" этого правила. В одном каталоге могут быть файлы с одинаковыми буквами, но в разном регистре. Например, Dance.mp3 и DANCE.mp3. В ОС Windows это невозможно. Эти же правила установлены также и в аспекте размещения каталогов внутри других.

Адресация файлов и каталогов

Адресация файлов и каталогов - важнейший элемент соответствующей системы. В ОС Windows ее пользовательский формат может выглядеть так: C:/Documents/Music/ - это доступ к каталогу Music. Если нас интересует какой-то конкретный файл, то адрес может выглядеть так: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Почему "пользовательский"? Дело в том, что на уровне программно-аппаратного взаимодействия компонентов компьютера структура доступа к файлам гораздо более сложная. Файловая система определяет местоположение файловых блоков и взаимодействует с ОС по большей части в рамках скрытых от пользователя операций. Однако у пользователя ПК крайне редко возникает необходимость пользоваться иными форматами "адресов". Практически всегда доступ к файлам осуществляется в указанном стандарте.

Сравнение файловых систем для Windows

Мы изучили общие принципы функционирования файловых систем. Рассмотрим теперь особенности самых распространенных их видов. В Windows чаще всего используются такие файловые системы, как FAT, FAT32, NTFS, а также exFAT. Первая в этом ряду считается устаревшей. Она, вместе с тем, долгое время была неким флагманом индустрии, но по мере роста технологичности ПК ее возможности перестали удовлетворять запросам пользователей и потребностям в ресурсах со стороны программного обеспечения.

Призванная заменить FAT файловая система - это FAT32. Как считают многие IT-эксперты, сейчас она самая популярная, если говорить о рынке ПК под управлением Windows. Она чаще всего используется при хранении файлов на жестких дисках и флешках. Также можно отметить, что эта система управления данными достаточно регулярно используется в модулях памяти различных цифровых устройств - телефонах, фотоаппаратах. Основное преимущество FAT32, которое выделяют IT-эксперты, таким образом, Несмотря на то что создана была данная файловая система компанией Microsoft, работать с данными в рамках заложенных в ней алгоритмов могут большинство современных ОС, включая те, что инсталлированы на указанные типы цифровой техники.

Есть у системы FAT32 и ряд недостатков. Прежде всего можно отметить ограничение на размер одного взятого файла - он не может быть больше 4 Гб. Также в системе FAT32 нельзя встроенными средствами Windows задать логический диск, размер которого был бы больше 32 Гб. Но это можно сделать, установив дополнительное специализированное ПО.

Другая популярная система управления файлами, что разработана Microsoft - это NTFS. Как считают некоторые IT-эксперты, по большинству параметров она превосходит FAT32. Но этот тезис справедлив, если речь идет о работе компьютера под управлением Windows. Система NTFS не настолько универсальна, как FAT32. Особенности ее функционирования делают использование данной файловой системы не всегда комфортным, в частности, в мобильных устройствах. Одно из ключевых преимуществ NFTS - надежность. Например, в тех случаях, когда у жесткого диска внезапно отключается питание, вероятность того, что файлы повредятся, сводится к минимуму, благодаря предусмотренным в NTFS алгоритмам дублирования доступа к данным.

Одна из новейших файловых систем от Microsoft - exFAT. Наилучшим образом она адаптирована для флешек. Базовые принципы работы в ней те же, что и в FAT32, но присутствует также и значимая модернизация в некоторых аспектах: например, нет никаких ограничений по размеру единичного файла. Вместе с тем система exFAT, как отмечают многие IT-эксперты, в числе тех, что обладают низкой универсальностью. На компьютерах под управлением ОС, отличных от Windows, работа с файлами при использовании exFAT может быть затруднена. Более того, даже в некоторых версиях самой Windows, таких как XP, данные на дисках, отформатированных по алгоритмам exFAT, могут не читаться. Потребуется установка дополнительного драйвера.

Отметим, что по причине задействования достаточно широкого спектра файловых систем в ОС Windows у пользователя могут возникать периодические сложности в аспекте совместимости различных устройств с компьютером. В ряде случаев, например, требуется установить драйвер файловой системы WPD (Windows Portable Devices - технологии, используемой при работе с переносными устройствами). Иногда его может не оказаться под рукой у пользователя, вследствие чего внешний носитель ОС может не распознать. Файловая система WPD может потребовать дополнительных программных средств адаптации к операционной среде на конкретном компьютере. В ряде случаев пользователь будет вынужден обращаться к IT-специалистам для решения проблемы.

Как определить, какая именно файловая система - exFAT или NTFS, а может быть, FAT32 - оптимальна для использования в конкретных случаях? Рекомендации IT-специалистов в целом следующие. Можно задействовать два основных подхода. Согласно первому следует разграничивать типичные файловые системы жестких дисков, а также те, что лучше адаптированы к флеш-накопителям. FAT и FAT32, как считают многие специалисты, лучше подходят для "флешек", NTFS - для винчестеров (в силу технологических особенностей работы с данными).

В рамках второго подхода значение имеет величина носителя. Если речь идет об использовании сравнительно небольшого объема диска или флешки, отформатировать их можно в системе FAT32. Если диск большего размера, то можно попробовать exFAT. Но только в том случае, если не предполагается использование носителей на других компьютерах, особенно тех, где стоят не самые свежие версии Windows. Если речь идет о больших жестких дисках, в том числе и внешних, то их целесообразно форматировать в NTFS. Примерно таковы критерии, по которым может быть выбрана оптимальная файловая система - exFAT или NTFS, FAT32. То есть использовать какую-либо из них следует, учитывая размер носителя, его тип, а также версию ОС, на котором накопитель преимущественно используется.

Файловые системы для Mac

Другая популярная программно-аппаратная платформа на мировом рынке компьютерной техники - Macintosh от Apple. ПК данной линейки работают под управлением операционной системы Mac OS. Каковы особенности организации работы с файлами в компьютерах Mac? В самых современных ПК от Apple используется файловая система Mac OS Extended. Ранее в компьютерах Mac работа с данными управлялась в соответствии со стандартами HFS.

Главное, что можно отметить в аспекте ее характеристик: на диске, которым управляет файловая система Mac OS Extended, могут размещаться файлы очень большого объема - речь может идти о нескольких миллионах терабайт.

Файловая система в Android-устройствах

Самая популярная ОС для мобильных устройств - виде электронной техники, не уступающей по популярности ПК, - это Android. Каким образом осуществляется управление файлами на девайсах соответствующего типа? Отметим прежде всего, что данная операционная система - фактически "мобильная" адаптация ОС Linux, которая, благодаря открытому программному коду, может быть модифицирована с перспективой использования на самом широком спектре устройств. Поэтому управление файлами в мобильных девайсах под управлением Android осуществляется в целом по тем же принципам, что и в Linux. Некоторые из них мы отметили выше. В частности, управление файлами в Linux осуществляется без деления носителя на логические диски, как это происходит в Windows. Что еще интересного заключает в себе файловая система Android?

Корневым каталогом в Android, как правило, выступает область данных, именуемая /mnt. Соответственно, адрес нужного файла может выглядеть примерно так: /mnt/sd/photo.jpg. Кроме того, есть еще одна особенность системы управления данными, что реализована в данной мобильной ОС. Дело в том, что флеш-память девайса, как правило, классифицирована на несколько разделов, таких как, например, System или Data. При этом, изначально заданный размер каждого из них изменить нельзя. Приблизительную аналогию касательно данного технологического аспекта можно обнаружить, вспомнив, что нельзя (если не использовать специального ПО) менять размер логических дисков в Windows. Он должен быть фиксированным.

Еще одна интересная особенность организации работы с файлами в Android - соответствующая операционная система, как правило, записывает новые данные в конкретную область диска - Data. Работа, к примеру, с разделом System при этом не осуществляется. Поэтому, когда пользователь задействует функцию сброса программных настроек смартфона или планшета до уровня "заводских", то на практике это означает, что те файлы, что записаны в область Data, попросту стираются. Раздел System же, как правило, остается неизменным. Более того, какие-либо корректировки содержимого в System пользователь, не обладая специализированным ПО, осуществлять не может. Процедура, связанная с обновлением системной области носителя в Android-устройстве, называется перепрошивкой. Это не форматирование, хотя обе операции часто осуществляются одновременно. Как правило, перепрошивка применяется с целью установки на мобильное устройство более новой версии ОС Android.

Таким образом, ключевые принципы, на базе которых работает файловая система Android - отсутствие логических дисков, а также жесткое разграничение доступа к системным и пользовательским данным. Нельзя сказать, что данный подход принципиально отличается от того, что реализован в Windows, однако, как считают многие IT-эксперты, в ОС от Microsoft для пользователей присутствует несколько большая свобода в работе с файлами. Впрочем, как полагают некоторые специалисты, это нельзя считать однозначным преимуществом Windows. "Либеральный" режим в аспекте управления файлами задействуют, конечно же, не только пользователи, но и компьютерные вирусы, к которым Windows очень восприимчива (в отличие от Linux и ее "мобильной" реализации в виде Android). В этом, как считают эксперты, заключается одна из причин того, что вирусов для Android-устройств столь немного - чисто с технологической точки зрения они не могут в полной мере функционировать в операционной среде, работающей по принципам строгого контроля доступа к файлам.