Neturėdami galimybės dirbti su informacija, mūsų kompiuteriai iš karto virsta neįprastai brangia aparatūros krūva, nieko daugiau. Failų sistema yra pagrindas, kuriuo grindžiamas bet koks duomenų apdorojimas kompiuteryje: nuo operacinės sistemos įkėlimo iki tekstinių failų skaitymo Notepad.

DOS ir Windows 3.1 eroje nebuvo įmanoma pasirinkti failų sistemos (FS) - visi dirbo FAT16 ir buvo patenkinti. Žinoma, ne dėl to, kad nebuvo nepasitenkinimo priežasčių, bet alternatyvos tuo metu tiesiog nebuvo. Išleidus Windows 95 OSR2, atsirado alternatyva, tačiau pasirinkimas tarp FAT16 ir FAT32 buvo toks akivaizdus, ​​kad, be jokių klausimų, nugalėjo naujesnė versija. „Windows NT/2000“ operacinės sistemos, nors ir palaiko NTFS, niekada nepadarė revoliucijos namų kompiuterių savininkų sąmonėje, nes tai buvo labiau į serverį orientuotos sistemos.

Tačiau atsiradus „Windows XP“, pasirinkimo tarp FAT32 ir NTFS problema užkrito neapsaugotoms vartotojų galvoms. Juk kiekvienas iš mūsų nori bent jau neatsilikti nuo pažangos ir savo geležiniam draugui pritaikyti naujausius mokslo ir technologijų pažangos pasiekimus. Tačiau kažkas vis tiek verčia susimąstyti „Ar verta, ar ne?“, ir tai, deja, nėra neriboti mūsų kompiuterio ištekliai. Taigi, kuriam iš dviejų FS turėtumėte teikti pirmenybę? Kaip pamatysite toliau, atsakymas į šį klausimą yra visiškai individualus.

Kas yra failų sistema?

FS valdo saugyklą ir prieigą prie failų kompiuteryje – ir viskas. Viena iš pagrindinių failų sistemos sąvokų yra klasteris – mažiausias duomenų dydis diske. Pavyzdžiui, jei jūsų failas „sveria“ tik 1 baitą, o klasterio dydis standžiajame diske yra 8 KB, tada galiausiai failo dydis standžiajame diske taip pat bus 8 KB (viena klasteris). Jei failas iš tikrųjų užima 8,1 KB, jis „svers“ visus 16 KB diske (dvi klasteriai). Dabar pabandykite įvertinti, kiek šimtų failų saugoma standžiajame diske, ir jums atrodys, kad visus pastaruosius metus jūs tiesiog neįvertinote klasterio vaidmens savo gyvenime.

Be klasterio dydžio (jis gali skirtis priklausomai nuo failų sistemos), svarbu, kaip failų sistema užpildo laisvą disko sritį, netinkamas algoritmas sukelia duomenų suskaidymą (kai vieno failo dalys diske yra toli). vienas nuo kito). Žvelgdamas į priekį pasakysiu, kad NTFS užpildymo algoritmas nėra labai geras. Bet pirmiausia viskas...

FAT32

Teoriškai FAT32 loginio disko dydis ribojamas iki 8 TB. Praktiškai Windows 2000/XP integruoti disko administravimo įrankiai neleis sukurti didesnio nei 32 GB skaidinio. Tačiau net ir to pakanka šiandieniniams kompiuteriams.

Failų pavadinimuose FAT32 gali būti iki 255 simbolių. Didžiausias galimas vieno failo dydis yra 4 GB.

Bene viena iš svarbiausių failų sistemos savybių yra stabilumas, tai yra atsparumas klaidoms. Atvirai kalbant, FAT32 situacija yra nesvarbi. Dažniausia klaida, kurią žino visi „Windows 98“ savininkai, yra neteisingai įrašyti duomenys apie laisvos vietos kiekį. Taip atsitinka dėl to, kad duomenys apie laisvos vietos kiekį nėra apskaičiuojami, kaip atsitiko FAT16, o tiesiog įrašomi į įkrovos sritį. O kai failo kopijavimo (trynimo, perkėlimo) proceso metu įvyksta gedimas, OS nespėja rašyti atnaujintų duomenų apie laisvą vietą diske, nors iš tikrųjų ji pasikeitė. Dėl to įvyksta klaida, kurią galima ištaisyti tik visiškai patikrinus standųjį diską specialia programa.

Be to, FAT32 yra gana jautrus suskaidymui (ypač kai diskas užpildytas daugiau nei 80%) - tai žymiai sulėtina darbą. Ypatingai pažengusiais atvejais suskaidymas gali netgi sukelti visos failų sistemos „strigimą“.

NTFS

NTFS nustatyti kietojo disko dydžio limitai šiandien yra nepasiekiami – 2 000 000 GB, tad, galima sakyti, apribojimų tiesiog nėra. Pirmieji 12% disko, kuriame veikia NTFS, yra skirti MFT (pagrindinei failų lentelei). Tai visų galimų failų katalogas, o maži failai (100 baitų) saugomi tiesiai MFT – tai žymiai pagreitina prieigą prie jų. Pirmieji 16 MFT elementų (rodyklės į sistemos failus) yra labai svarbūs failų sistemos veikimui, todėl šių įrašų kopija yra saugoma diske. Dėl to „sunaikinti“ NTFS yra gana sunku: sistema gali apeiti rimtus disko paviršiaus gedimus ir net išgyventi MFT pažeidimus (panaši situacija FAT būtų mirtina).

Katalogas NTFS yra konkretus failas, kuriame saugomos nuorodos į kitus failus ir katalogus. Jo vidinė struktūra panaši į dvejetainį medį, leidžiantį sutrumpinti norimo failo paieškos laiką dešimtimis kartų (vadinamasis perpusėjimo metodas). Kuo daugiau failų kataloge, tuo didesnis pranašumas prieš FAT32 ieškant.

NTFS gedimų tolerancija atsiranda dėl to, kad duomenys tvarkomi remiantis operacijomis – veiksmais, atliekamais visiškai ir teisingai arba iš viso neatliekama.

Įsivaizduokime, kad duomenys įrašomi į diską, ir staiga proceso viduryje paaiškėja, kad toje vietoje, kur nusprendėme įrašyti kitą duomenų dalį, paviršius yra fiziškai pažeistas. Tokiu atveju visa įrašymo operacija atšaukiama (pakeitimus galima atšaukti naudojant operacijų žurnalą). Vieta pažymima kaip nepavykusi, o duomenys įrašomi į kitą vietą – prasideda nauja operacija.

Prieigos prie failų teisių diferencijavimas NTFS ne visada apsaugo nuo neteisėtos prieigos prie slaptų duomenų. Užpuolikas gali prijungti standųjį diską prie kito kompiuterio ir lengvai perskaityti reikalingus failus, nes prieigos teisių apribojimai neapsiriboja jūsų OS. Todėl NTFS buvo įdiegta papildoma priemonė – duomenų šifravimas failų sistemos lygiu, leidžiantis sėkmingiau paslėpti informaciją.

Duomenų glaudinimas NTFS taip pat atliekamas failų sistemos lygiu, o tai leidžia palyginti greitai su jais dirbti, išpakuojant informaciją skrydžio metu. Suspaudimo mechanizmas itin lankstus – galite net suspausti pusę failo, o kitą dalį paliksite nesuspaustą.

Failo pavadinime gali būti bet kokių simbolių, įskaitant visą nacionalinių abėcėlių rinkinį, nes duomenys pateikiami Unikodo formatu (65535 skirtingi simboliai).

Diegdami „Microsoft Windows XP“, „Vista“, 7, 8, vartotojams dažnai kyla klausimas: kokią failų sistemą pasirinkti skaidiniui, kuriame bus įdiegta „Windows“? Jei jums reikia greito šios problemos sprendimo, patarimas yra gana paprastas: NTFS užtikrina žymiai didesnį saugumą ir kompaktišką duomenų saugojimą. Tuo pačiu metu, kai naudojate NTFS, jums atimta galimybė pasiekti disko skaidinį MSDOS režimu, pavyzdžiui, paleidžiant iš gelbėjimo diskelio; Be to, jei šiame skaidinyje buvo saugomi užšifruoti duomenys, visiškos sistemos gedimo atveju jie greičiausiai bus negrįžtamai prarasti.

FAT 32 atveju galite bet kada pakeisti šiame skaidinyje saugomus failus ir aplankus, paleisdami kompiuterį iš DOS įkrovos diskelio, tačiau ši failų sistema yra šiek tiek mažiau patikima OS arba aparatinės įrangos gedimo atveju. yra šiek tiek daugiau eikvojama laisvos vietos diske. Taigi kiekvienu atveju failų sistema turėtų būti parinkta atsižvelgiant į jūsų dabartinius poreikius. Jei jums reikia išsamesnės informacijos apie abu standartus, ji pateikiama toliau. Duomenų saugojimas šiuolaikinių kompiuterių diskuose vykdomas pagal vadinamąją klasterių architektūrą. Pabandykime išsiaiškinti, kas tai yra. Visų pirma, yra visuotinai priimta loginė disko struktūra, skirta fiziniam disko įrenginių adresui, kuri apima disko cilindro (takelio) ir disko šono (galvutės) sąvokas. Pavyzdžiui, šiuo metu naudojama P-CHS specifikacija leidžia techninėje įrangoje adresuoti 65 535 cilindrus ir 16 galvučių, o tai yra 136 GB informacijos. Kiekvienas cilindras (takelis) yra padalintas į tam tikrą skaičių sektorių – mažas disko vietos dalis, tiesiogiai skirtas duomenims saugoti.

Vieno sektoriaus dydis yra 512 baitų. Galite nurodyti bet kurį konkretų sektorių pagal jo individualų numerį arba kombinuotą skaičių, kurį sudaro galvutės (šoninis) numeris, cilindro (takelio) numeris ir šio takelio sektoriaus numeris. Tačiau disko vietos tvarkymas naudojant „head-track-sector“ principą objektyviai yra nepatogus: standžiųjų diskų tūris nuolat auga, todėl operacinėms sistemoms prireiktų vis daugiau laiko paieškos procedūroms atlikti ir skaityti/ rašyti informaciją apie atskirus disko sektorius. Tada atsirado klasterio koncepcija, susidedanti iš kelių disko vietos sektorių, kuriuos operacinė sistema suvokia kaip vieną visumą. Kitaip tariant, klasteris yra minimalus disko vietos kiekis, kuriame operacinė sistema gali įrašyti bet kokius duomenis. Fizinis klasterio dydis ir jį sudarančių sektorių skaičius priklauso nuo bendro disko skaidinio tūrio, išskyrus NTFS failų lentelę, apie kurią kalbėsime šiek tiek vėliau. Parodyta klasterio dydžio priklausomybė nuo disko skaidinio dydžio. Didelis į diską įrašytas failas taip pat yra padalintas į keletą komponentų, kurių kiekvienas dedamas į atskirą klasterį kartu su informacija apie tai, kur turėtų atrodyti sistema. failo „tęsiniui“. Įkeliant programas ar skaitant bet kokį dokumentą, standžiojo disko galvutė nuosekliai pereina per reikiamas diskų grupes, kartu „surinkdama“ nuskaitytą informaciją RAM. Pagal duomenų įrašymo į diską algoritmo ypatybes, vidinę architektūrą, taip pat jų talpinimo mechanizmą, yra keletas failų sistemų tipų. „Microsoft Windows XP“ palaiko kelių tipų failų sistemas, įskaitant šias:

• RIEBALAI (RIEBALAI 16)- failų sistema, tinkamiausia daugumai diskų, kurie veikia ne tik su Windows XP ar Windows 2000, bet ir su ankstesnių versijų Windows šeimos operacinėmis sistemomis, taip pat su MS-DOS ir OS/2 platformomis. Formatuojant didelius diskus, pvz., standžiuosius diskus, šis režimas tampa nepasiekiamas, jei disko talpa viršija 2 GB;
• RIEBALAI 32- patobulinta FAT failų lentelės versija, leidžianti dirbti su standžiaisiais diskais iki 32 GB, taip pat kompaktiškiau saugoti informaciją diske dėl mažesnio klasterio dydžio. FAT 32 atpažįsta operacinės sistemos Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows ME, Windows 2000 ir Windows XP. „Windows 3.1“, „3.11“, „Windows NT 4.0“ ir ankstesnės „Windows 95“ versijos negalės dirbti su disku, kuriame yra FAT 32 skaidiniai, arba paleisti iš diskelio, kuriame naudojama ši duomenų paskirstymo lentelė;
• NTFS – failų sistema, specialiai sukurta „Windows NT“ operacinių sistemų šeimai. Leidžia naudotis prieigos apribojimo, šifravimo, suspaudimo ir prarastos informacijos atkūrimo galimybėmis. Galite suformatuoti standžiojo disko arba diskelio skaidinius NTFS formatu tik tuo atveju, jei jūsų kompiuteryje nenaudojama jokia kita operacinė sistema, išskyrus Windows XP arba Windows 2000. Visos kitos operacinės sistemos negalės pasiekti Windows XP sukurto NTFS skaidinio arba įkelti. iš diskelio, kuris naudoja šią duomenų paskirstymo lentelę. NTFS failų sistema pagal numatytuosius nustatymus nustato klasterio dydį iki 512 baitų, o tai leidžia optimaliau išdėstyti duomenis diske, o vartotojas gali tinkinti klasterio dydį. Didžiausias grupės dydis, kurį galima įdiegti, yra 64 KB. Teoriškai NTFS atveria galimybę adresuoti disko skaidinius iki 16 777 216 TB dydžio, tačiau ši galimybė vis tiek išlieka abstrakti, nes šiandien nėra fizinės laikmenos, galinčios saugoti tokius informacijos kiekius. NTFS suformatuotame skaidinyje1 yra dvi failų paskirstymo lentelės, kuri šioje failų sistemoje vadinama MFT (Master File Table), kopijos, o sugadinti duomenys pagrindinėje lentelėje automatiškai atkuriami iš atsarginės kopijos. Be to, informacija įrašoma į NTFS skaidinį perduodant rašymo/skaitymo valdymą ne į disko tvarkyklę, o į NTFS I/O tvarkyklę, kuri, naudodama savo tvarkyklės (Cache Manager) valdomą sistemos talpyklą, nukopijuoja duomenų masyvą. į virtualią atmintį, o iš ten informaciją perduoda į disko tvarkyklę, kuri ją perduoda valdikliui. Visa ši procedūra įrašoma į specialų sistemos žurnalą, kurį sistema naudoja esant skaitymo/rašymo klaidoms. Taigi NTFS užtikrina duomenų saugojimo diske patikimumą: atsiradus gedimams išsaugant, kopijuojant, naikinant ar perkeliant aplankus ar failus, sunaikinami tik virtualioje atmintyje arba sistemos talpykloje saugomi duomenys, visa informacija įrašoma į diską. lieka visiškai nepažeistas. Žinoma, toks sudėtingas darbo su duomenimis algoritmas turi ir keleto rimtų trūkumų: pirma, keitimasis informacija su NTFS skaidiniais yra kelis kartus lėtesnis nei su FAT skaidiniais, antra, norint naudoti NTFS, reikia įkelti keletą papildomų sistema paleidžia tvarkykles ir paslaugas, kurios užima RAM ir, jei nepakanka atminties, gali sulėtinti kompiuterio darbą. Be kitų naudingų savybių, NTFS leidžia užšifruoti diske saugomus duomenis ir suspausti atskirus failų objektus, o glaudinimas atliekamas taip, kad vartotojas galėtų toliau dirbti su suspaustais failais kaip ir su įprastais. Šis metodas gali žymiai sutaupyti vietos diske. Galiausiai, NTFS gali dirbti tiesiogiai su Unicode kodo puslapiais (UTF-8), kuris leidžia priskirti failų objektams pavadinimus bet kokia nacionaline koduote, kiekvieną kartą nekeičiant kodo puslapio. Microsoft Windows XP naudoja NTFS 5.0 failų sistemą, kuri, lyginant su NTFS 4, patyrė nemažai funkcinių pakeitimų. Pirma, NTFS 5 pagaliau pristatė ilgai lauktą kvotos funkciją, kuri yra gerai žinoma UNIX tipo operacinių sistemų vartotojams. Kvotos reiškia, kad kiekvienam kompiuterio vartotojui, turinčiam savo paskyrą sistemoje Windows XP, administratorius gali priskirti maksimalų disko vietos kiekį, kurį tas vartotojas gali naudoti. Taigi kompiuterio administratorius turi galimybę lanksčiai valdyti savo sistemos disko išteklius, neleidžiant diskui užsikimšti dideliais nereikšmingos informacijos masyvais. Kvotos galimos ne tik prie tinklo neprijungto kompiuterio, bet ir vietinio tinklo vartotojams, o jų sukurti failai gali būti ne viename aplanke, o visuose turimuose diskuose atsitiktine tvarka: šiuo atveju , kvota bus nustatyta pagal bendrą jų kiekį. Kita svarbi Windows XP savybė, kuri atsirado šioje OS dėl NTFS 5 failų sistemos palaikymo, yra failų paieška pagal paskyros, su kuria jie buvo sukurti, pavadinimą. Ši funkcija gali būti labai naudinga, jei jūsų kompiuteryje dirba daugiau nei vienas vartotojas, o dideli informacijos kiekiai yra saugomi diskuose. Kai viename kompiuteryje naudojate kelias skirtingas operacines sistemas, turite būti labai atsargūs rinkdamiesi disko skaidiniuose esančias failų sistemas. Supraskite, kurios sistemos platformos gali veikti su palaikomomis Windows XP failų sistemomis.

Failai kompiuteryje kuriami ir talpinami remiantis sistemos principais. Dėl jų įgyvendinimo vartotojas gauna galimybę patogiai pasiekti reikiamą informaciją, negalvojant apie sudėtingus jos prieigos algoritmus. Kaip sutvarkytos failų sistemos? Kurie iš jų šiandien populiariausi? Kuo skiriasi kompiuteriams pritaikytos failų sistemos? O tie, kurie naudojami mobiliuosiuose įrenginiuose – išmaniuosiuose telefonuose ar planšetiniuose kompiuteriuose?

Failų sistemos: apibrėžimas

Pagal įprastą apibrėžimą failų sistema yra algoritmų ir standartų rinkinys, naudojamas siekiant organizuoti efektyvią kompiuterio vartotojo prieigą prie kompiuteryje esančių duomenų. Kai kurie ekspertai mano, kad tai yra dalis Kiti IT ekspertai, pripažindami, kad tai yra tiesiogiai susiję su OS, mano, kad failų sistema yra nepriklausomas kompiuterio duomenų valdymo komponentas.

Kaip kompiuteriai buvo naudojami iki failų sistemos išradimo? Kompiuterių mokslas, kaip mokslo disciplina, užfiksavo faktą, kad ilgą laiką duomenų valdymas buvo vykdomas struktūrizuojant pagal algoritmus, įterptus į konkrečias programas. Taigi, vienas iš failų sistemos kriterijų yra turėti standartus, kurie būtų vienodi daugumai programų, kurios pasiekia duomenis.

Kaip veikia failų sistemos

Failų sistema, visų pirma, yra mechanizmas, apimantis kompiuterio aparatinės įrangos išteklių naudojimą. Paprastai čia kalbama apie magnetines arba lazerines laikmenas – kietuosius diskus, CD, DVD, „flash drives“, diskelius, kurie dar nepaseno. Norėdami suprasti, kaip veikia atitinkama sistema, apibrėžkime, kas yra pats failas.

Pagal visuotinai priimtą IT ekspertų apibrėžimą, tai yra fiksuoto dydžio duomenų sritis, išreikšta pagrindiniais informacijos vienetais - baitais. Failas yra disko laikmenoje, paprastai kelių tarpusavyje sujungtų blokų, turinčių konkretų prieigos „adresą“, pavidalu. Failų sistema nustato tas pačias koordinates ir „praneša“ apie jas OS. Kuris aiškiai perduoda atitinkamus duomenis vartotojui. Duomenys pasiekiami norint juos perskaityti, modifikuoti arba sukurti naują. Konkretus darbo su failų „koordinatėmis“ algoritmas gali skirtis. Tai priklauso nuo kompiuterio tipo, OS, saugomų duomenų specifikos ir kitų sąlygų. Todėl yra įvairių tipų failų sistemos. Kiekvienas iš jų yra optimizuotas naudoti konkrečioje OS arba darbui su tam tikrų tipų duomenimis.

Disko laikmenos pritaikymas naudoti naudojant konkrečios failų sistemos algoritmus vadinamas formatavimu. Atitinkami disko aparatūros elementai - klasteriai - yra paruošti vėliau į juos įrašyti failus, taip pat juos nuskaityti pagal tam tikroje duomenų valdymo sistemoje nustatytus standartus. Kaip pakeisti failų sistemą? Daugeliu atvejų tai galima padaryti tik iš naujo suformatavus laikmeną. Paprastai failai ištrinami. Tačiau yra galimybė, kai naudojant specialias programas vis dar galima, nors tai dažniausiai reikalauja daug laiko, pakeisti duomenų valdymo sistemą, pastarąją paliekant nepaliesta.

Failų sistemos neveikia be klaidų. Organizuojant darbą su duomenų blokais gali kilti nesklandumų. Tačiau daugeliu atvejų jie nėra kritiški. Paprastai nėra jokių problemų, kaip taisyti failų sistemą ar pašalinti klaidas. Visų pirma „Windows“ operacinėje sistemoje yra įmontuotų programinės įrangos sprendimų, prieinamų bet kuriam vartotojui. Pavyzdžiui, programa Check Disk.

Veislės

Kokie failų sistemų tipai yra labiausiai paplitę? Ko gero, pirmiausia tos, kurias naudoja populiariausia pasaulyje PC OS – Windows. Pagrindinės Windows failų sistemos yra FAT, FAT32, NTFS ir įvairios jų modifikacijos. Kartu su kompiuteriais populiarėja išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai. Dauguma jų, jei kalbėtume apie pasaulinę rinką ir neatsižvelgtume į technologijų platformų skirtumus, yra valdomos Android ir iOS OS. Šios operacinės sistemos naudoja savo algoritmus darbui su duomenimis, kurie skiriasi nuo tų, kurie apibūdina Windows failų sistemas.

Standartai atviri visiems

Atkreipkite dėmesį, kad pastaruoju metu pasaulinėje elektronikos rinkoje buvo suvienodinti įvairių tipų duomenų operacinių sistemų standartai. Tai galima pamatyti dviem aspektais. Pirma, skirtingi įrenginiai, kuriuose veikia dviejų skirtingų tipų OS, dažnai naudoja tą pačią failų sistemą, kuri vienodai suderinama su kiekviena OS. Antra, šiuolaikinės OS versijos, kaip taisyklė, gali atpažinti ne tik savo tipines failų sistemas, bet ir tas, kurios tradiciškai naudojamos kitose operacinėse sistemose - tiek naudojant įmontuotus algoritmus, tiek naudojant trečiųjų šalių programinę įrangą. Pavyzdžiui, šiuolaikinės Linux versijos paprastai be problemų atpažįsta pažymėtas Windows failų sistemas.

Failų sistemos struktūra

Nepaisant to, kad failų sistemų tipų yra gana daug, jos paprastai veikia pagal labai panašius principus (bendrąją schemą apibūdinome aukščiau) ir panašių struktūrinių elementų ar objektų rėmuose. Pažiūrėkime į juos. Kokie yra pagrindiniai failų sistemos objektai?

Vienas iš pagrindinių yra - Tai yra izoliuota duomenų sritis, kurioje galima talpinti failus. Katalogų struktūra yra hierarchinė. Ką tai reiškia? Vienas ar daugiau katalogų gali būti kitame. Kuris, savo ruožtu, yra „aukštesniojo“ dalis. Svarbiausias dalykas yra šakninis katalogas. Jei kalbėsime apie principus, kuriais vadovaujasi „Windows“ failų sistema - 7, 8, XP ar kita versija - šakninis katalogas yra loginis diskas, žymimas raide - paprastai C, D, E (tačiau galite sukonfigūruoti bet kurį anglų abėcėlėje). Kalbant, pavyzdžiui, Linux OS, šakninis katalogas yra magnetinė terpė kaip visuma. Šioje ir kitose jos principais pagrįstose OS – tokiose kaip „Android“ – loginiai diskai nenaudojami. Ar galima saugoti failus be katalogų? Taip. Bet tai nėra labai patogu. Tiesą sakant, patogumas naudojant kompiuterį yra viena iš priežasčių, kodėl failų sistemose įvedamas duomenų paskirstymo į katalogus principas. Beje, juos galima vadinti įvairiai. „Windows“ sistemoje katalogai vadinami aplankais, „Linux“ jie iš esmės yra vienodi. Tačiau tradicinis šios OS katalogų pavadinimas, naudojamas daugelį metų, yra „katalogai“. Kaip ir ankstesnėse Windows ir Linux OS – DOS, Unix.

Tarp IT specialistų nėra aiškios nuomonės, ar failas turėtų būti laikomas atitinkamos sistemos struktūriniu elementu. Tie, kurie mano, kad tai nėra visiškai teisinga, argumentuoja savo požiūrį sakydami, kad sistema gali lengvai egzistuoti be failų. Net jei tai praktiniu požiūriu nenaudingas reiškinys. Net jei į diską neįrašyta jokių failų, atitinkama sistema vis tiek gali būti. Paprastai parduotuvėse parduodamose magnetinėse laikmenose nėra jokių failų. Bet jie jau turi atitinkamą sistemą. Kitas požiūris yra tas, kad failai turėtų būti laikomi neatsiejama jų valdomų sistemų dalimi. Kodėl? Bet todėl, kad, pasak ekspertų, jų naudojimo algoritmai pirmiausia pritaikyti darbui su failais pagal tam tikrus standartus. Aptariamos sistemos nėra skirtos niekam kitam.

Kitas elementas, esantis daugumoje failų sistemų, yra duomenų sritis, kurioje yra informacija apie konkretaus failo vietą konkrečioje vietoje. Tai yra, vienoje disko vietoje galite įdėti nuorodą, tačiau taip pat galima suteikti prieigą prie norimos duomenų srities, kuri yra kitoje laikmenos dalyje. Galite manyti, kad spartieji klavišai yra visaverčiai failų sistemos objektai, jei sutinkate, kad failai taip pat yra tokie.

Vienaip ar kitaip, nebus klaidinga sakyti, kad visi trys duomenų tipai – failai, nuorodos ir katalogai – yra atitinkamų sistemų elementai. Bent jau ši tezė atitiks vieną iš bendrų požiūrių. Svarbiausias aspektas, apibūdinantis, kaip veikia failų sistema, yra failų ir katalogų pavadinimų suteikimo principai.

Failų ir katalogų pavadinimai įvairiose sistemose

Jei sutinkame, kad failai vis dar yra juos atitinkančių sistemų komponentai, verta apsvarstyti pagrindinę jų struktūrą. Į ką pirmiausia reikia atkreipti dėmesį? Kad būtų lengviau juos pasiekti, dauguma šiuolaikinių duomenų valdymo sistemų suteikia dviejų lygių failų pavadinimų struktūrą. Pirmasis lygis yra vardas. Antrasis – plėtra. Kaip pavyzdį paimkime muzikos failą Dance.mp3. Šokis yra vardas. Mp3 - plėtinys. Pirmasis skirtas atskleisti vartotojui failo turinio esmę (ir programa turi būti greitos prieigos vadovas). Antrasis nurodo failo tipą. Jei tai Mp3, tada nesunku atspėti, kad kalbame apie muziką. Failai su plėtiniu Doc, kaip taisyklė, yra dokumentai, Jpg yra nuotraukos, HTML yra tinklalapiai.

Savo ruožtu katalogai turi vieno lygio struktūrą. Jie turi tik pavadinimą, be plėtinio. Jei kalbėtume apie skirtingų tipų duomenų valdymo sistemų skirtumus, tai pirmas dalykas, į kurį turėtumėte atkreipti dėmesį, yra jose įdiegtų failų ir katalogų pavadinimų principai. „Windows“ OS specifika yra tokia. Populiariausioje pasaulyje operacinėje sistemoje failai gali būti pavadinti bet kuria kalba. Tačiau maksimalus ilgis yra ribotas. Tikslus intervalas priklauso nuo naudojamos duomenų valdymo sistemos. Paprastai šios reikšmės svyruoja nuo 200 iki 260 simbolių.

Bendra taisyklė visoms operacinėms sistemoms ir atitinkamoms duomenų valdymo sistemoms yra ta, kad failai su tais pačiais pavadinimais negali būti tame pačiame kataloge. Linux sistemoje yra tam tikras šios taisyklės „liberalizavimas“. Tame pačiame kataloge gali būti failų su tomis pačiomis raidėmis, tačiau skirtinga raidė. Pavyzdžiui, Dance.mp3 ir DANCE.mp3. Tai neįmanoma naudojant „Windows“ OS. Tos pačios taisyklės taip pat nustatytos dėl katalogų talpinimo kituose.

Failų ir katalogų adresavimas

Failų ir katalogų adresavimas yra svarbiausias atitinkamos sistemos elementas. „Windows“ tinkintas formatas gali atrodyti taip: C:/Documents/Music/ – tai prieiga prie muzikos katalogo. Jei mus domina konkretus failas, adresas gali atrodyti taip: C:/Documents/Music/Dance.mp3. Kodėl "pritaikytas"? Faktas yra tas, kad aparatinės ir programinės įrangos sąveikos tarp kompiuterių komponentų lygiu prieigos prie failų struktūra yra daug sudėtingesnė. Failų sistema nustato failų blokų vietą ir sąveikauja su OS atlikdama daugiausia paslėptas operacijas. Tačiau labai retai kompiuterio vartotojui reikia naudoti kitus „adreso“ formatus. Beveik visada failai pasiekiami pagal nurodytą standartą.

„Windows“ failų sistemų palyginimas

Išstudijavome bendruosius failų sistemų veikimo principus. Dabar panagrinėkime jų dažniausiai pasitaikančių tipų ypatybes. Dažniausiai Windows sistemoje naudojamos failų sistemos yra FAT, FAT32, NTFS ir exFAT. Pirmoji šios serijos dalis laikoma pasenusia. Tuo pačiu ilgą laiką tai buvo savotiškas pramonės flagmanas, tačiau augant kompiuterių technologijoms jos galimybės nebeatitiko vartotojų poreikių ir programinės įrangos išteklių poreikių.

Failų sistema, skirta pakeisti FAT, yra FAT32. Daugelio IT ekspertų teigimu, dabar ji yra pati populiariausia, kai kalbama apie kompiuterių rinką, kurioje veikia Windows. Jis dažniausiai naudojamas failams saugoti standžiuosiuose diskuose ir „flash drives“. Taip pat galima pastebėti, kad ši duomenų valdymo sistema gana reguliariai naudojama įvairių skaitmeninių įrenginių – telefonų, fotoaparatų – atminties moduliuose. Pagrindinis FAT32 pranašumas, kurį pabrėžia IT ekspertai, yra tai, kad nepaisant to, kad šią failų sistemą sukūrė Microsoft, dauguma šiuolaikinių operacinių sistemų, įskaitant įdiegtas tam tikro tipo skaitmeninėje įrangoje, gali dirbti su duomenimis joje įterptų algoritmų sistema.

FAT32 sistema taip pat turi nemažai trūkumų. Visų pirma, galime atkreipti dėmesį į vieno paimto failo dydžio apribojimą – jis negali būti didesnis nei 4 GB. Be to, FAT32 sistemoje negalite naudoti integruotų Windows įrankių, kad nurodytumėte loginį diską, kurio dydis būtų didesnis nei 32 GB. Bet tai galima padaryti įdiegus papildomą specializuotą programinę įrangą.

Kita populiari „Microsoft“ sukurta failų valdymo sistema yra NTFS. Kai kurių IT ekspertų teigimu, daugeliu parametrų jis pranašesnis už FAT32. Tačiau ši tezė yra teisinga, kai kalbame apie kompiuterį, kuriame veikia Windows. NTFS nėra toks universalus kaip FAT32. Dėl jos veikimo ypatumų šia failų sistema ne visada patogu naudotis, ypač mobiliuosiuose įrenginiuose. Vienas iš pagrindinių NFTS privalumų yra patikimumas. Pavyzdžiui, tais atvejais, kai kietasis diskas staiga netenka energijos, failų sugadinimo tikimybė sumažėja iki minimumo dėl NTFS pateiktų duomenų dubliavimo algoritmų.

Viena iš naujausių „Microsoft“ failų sistemų yra „exFAT“. Geriausiai pritaikyta „flash drives“. Pagrindiniai veikimo principai yra tokie patys kaip ir FAT32, tačiau kai kuriais aspektais yra ir reikšmingų modernizacijų: pavyzdžiui, nėra jokių apribojimų vieno failo dydžiui. Tuo pačiu metu, kaip pastebi daugelis IT ekspertų, „exFAT“ sistema yra viena iš tų, kurių universalumas yra mažas. Ne Windows kompiuteriuose, naudojant exFAT, failų tvarkymas gali būti sudėtingas. Be to, net kai kuriose pačios Windows versijose, pvz., XP, duomenys diskuose, suformatuoti naudojant exFAT algoritmus, gali būti neįskaitomi. Turėsite įdiegti papildomą tvarkyklę.

Atminkite, kad „Windows“ operacinėje sistemoje naudojamos gana įvairios failų sistemos, todėl vartotojas gali periodiškai susidurti su įvairių įrenginių suderinamumo su kompiuteriu sunkumų. Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, būtina įdiegti WPD (Windows Portable Devices – technologija, naudojama dirbant su nešiojamaisiais įrenginiais) failų sistemos tvarkyklę. Kartais vartotojas jo gali neturėti po ranka, todėl išorinė OS laikmena gali jos neatpažinti. WPD failų sistemai gali prireikti papildomos programinės įrangos pritaikymo prie konkretaus kompiuterio veikimo aplinkos. Kai kuriais atvejais vartotojas bus priverstas kreiptis į IT specialistus, kad išspręstų problemą.

Kaip nustatyti, kuri failų sistema – exFAT ar NTFS, o gal FAT32 – yra optimali naudoti konkrečiais atvejais? IT specialistų rekomendacijos apskritai yra tokios. Gali būti naudojami du pagrindiniai metodai. Pagal pirmąjį, reikėtų atskirti tipines kietojo disko failų sistemas, taip pat tas, kurios geriau pritaikytos „flash drives“. FAT ir FAT32, daugelio ekspertų nuomone, geriau tinka „flash drives“, NTFS – kietiesiems diskams (dėl technologinių darbo su duomenimis ypatybių).

Antruoju požiūriu svarbus yra nešiklio dydis. Jei kalbame apie palyginti mažo disko ar „flash drive“ tūrio naudojimą, galite jį suformatuoti FAT32 sistemoje. Jei diskas didesnis, galite pabandyti exFAT. Bet tik tuo atveju, jei laikmena nėra skirta naudoti kituose kompiuteriuose, ypač tuose, kuriuose nėra naujausių „Windows“ versijų. Jei kalbame apie didelius standžiuosius diskus, įskaitant išorinius, patartina juos suformatuoti NTFS. Tai yra maždaug kriterijai, pagal kuriuos galima pasirinkti optimalią failų sistemą – exFAT arba NTFS, FAT32. Tai reiškia, kad turėtumėte naudoti vieną iš jų, atsižvelgdami į laikmenos dydį, jos tipą, taip pat į OS versiją, kurioje pirmiausia naudojamas diskas.

Failų sistemos, skirtos „Mac“.

Kita populiari programinės ir techninės įrangos platforma pasaulinėje kompiuterių rinkoje yra Apple Macintosh. Šios linijos kompiuteriuose veikia „Mac OS“ operacinė sistema. Kokios yra darbo su failais organizavimo Mac kompiuteriuose funkcijos? Dauguma šiuolaikinių „Apple“ kompiuterių naudoja „Mac OS Extended“ failų sistemą. Anksčiau „Mac“ kompiuteriai duomenis valdydavo naudodami HFS standartus.

Pagrindinis dalykas, kurį galima pastebėti kalbant apie jo charakteristikas, yra tai, kad „Mac OS Extended“ failų sistemos valdomas diskas gali talpinti labai didelius failus – galime kalbėti apie kelis milijonus terabaitų.

Failų sistema Android įrenginiuose

Populiariausia OS mobiliesiems įrenginiams – elektroninių technologijų forma, kuri populiarumu nenusileidžia asmeniniams kompiuteriams – yra Android. Kaip failai tvarkomi atitinkamo tipo įrenginiuose? Pirmiausia atkreipkime dėmesį, kad ši operacinė sistema iš tikrųjų yra „mobilusis“ Linux OS pritaikymas, kurį atvirojo kodo dėka galima modifikuoti ir naudoti įvairiuose įrenginiuose. Todėl failų tvarkymas mobiliuosiuose įrenginiuose, kuriuose veikia „Android“, paprastai atliekamas pagal tuos pačius principus kaip ir „Linux“. Kai kuriuos iš jų pažymėjome aukščiau. Visų pirma, failų tvarkymas sistemoje „Linux“ vykdomas neskirstant laikmenos į loginius diskus, kaip tai atsitinka „Windows“. Kuo dar įdomi „Android“ failų sistema?

„Android“ šakninis katalogas paprastai yra duomenų sritis, vadinama /mnt. Atitinkamai, reikalingo failo adresas gali atrodyti maždaug taip: /mnt/sd/photo.jpg. Be to, yra dar viena duomenų valdymo sistemos savybė, kuri įdiegta šioje mobiliojoje OS. Faktas yra tai, kad įrenginio „flash“ atmintis paprastai skirstoma į keletą skyrių, pavyzdžiui, „Sistema“ arba „Duomenys“. Tačiau iš pradžių nurodyto kiekvieno iš jų dydžio keisti negalima. Apytikslę šio technologinio aspekto analogiją galima rasti prisiminus, kad sistemoje Windows negalite pakeisti loginių diskų dydžio (nebent naudojate specialią programinę įrangą). Jis turi būti sutvarkytas.

Kita įdomi darbo su failais organizavimo „Android“ savybė yra ta, kad atitinkama operacinė sistema, kaip taisyklė, įrašo naujus duomenis į konkrečią disko sritį - duomenis. Darbas, pavyzdžiui, su Sistemos skyriumi, neatliekamas. Todėl, kai vartotojas naudoja išmaniojo telefono ar planšetinio kompiuterio programinės įrangos nustatymų atkūrimo į „gamyklinį“ lygį funkciją, praktiškai tai reiškia, kad tie failai, įrašyti į duomenų sritį, tiesiog ištrinami. Skyrius Sistema, kaip taisyklė, nesikeičia. Be to, vartotojas, neturėdamas specializuotos programinės įrangos, negali keisti Sistemos turinio. Procedūra, susijusi su sistemos saugyklos srities atnaujinimu Android įrenginyje, vadinama mirksėjimu. Tai nėra formatavimas, nors abi operacijos dažnai atliekamos vienu metu. Paprastai mirksėjimas naudojamas naujesnei „Android“ OS versijai įdiegti mobiliajame įrenginyje.

Taigi pagrindiniai principai, kuriais vadovaujasi „Android“ failų sistema, yra loginių diskų nebuvimas, taip pat griežtas prieigos prie sistemos ir vartotojo duomenų diferencijavimas. Negalima teigti, kad šis požiūris iš esmės skiriasi nuo įdiegto „Windows“, tačiau, daugelio IT ekspertų teigimu, „Microsoft“ OS vartotojai turi šiek tiek didesnę laisvę dirbti su failais. Tačiau, kaip mano kai kurie ekspertai, tai negali būti laikoma aiškiu „Windows“ pranašumu. „Liberalų“ failų valdymo režimą, žinoma, naudoja ne tik vartotojai, bet ir kompiuteriniai virusai, kuriems „Windows“ yra labai jautrus (skirtingai nei „Linux“ ir jos „mobilusis“ diegimas „Android“ pavidalu). Tai, anot ekspertų, yra viena iš priežasčių, kodėl „Android“ įrenginiams tiek mažai virusų – vien technologiniu požiūriu jie negali pilnai funkcionuoti operacinėje aplinkoje, kuri veikia griežtos prieigos prie failų kontrolės principais.

Įsigijote naują išorinį standųjį diską arba USB atmintinę ir nežinote, kurioje failų sistemoje jį formatuoti? Išnagrinėjome šią problemą ir parengėme išsamų atsakymą!

Sunkumai renkantis?

Šiuolaikiniame kompiuterių pasaulyje yra daugybė operacinių sistemų (Windows, macOS, Linux, FreeBSD, Solaris), daug diskų (SSD, HDD, 3D Xpoint, magnetinės juostos), taip pat failų sistemų (HFS+, FAT32, NTFS, ExFAT). , Ext4, ZFS , BTRFS), kiekvienas renkasi kažką kitokio! Tačiau čia slypi didelė problema: kaip įsitikinti, kad išorinis diskas, ar tai būtų kietasis diskas, ar USB atmintinė, veiktų kuo greičiau ir patikimiau, taip pat būtų aptiktas kitose operacinėse sistemose?

Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra viena iš siūlomų OS - FAT32/NTFS/ExFAT, o tada padarykite išvadas, į kurią FS formatuoti išorinį diską!

FAT32

FAT32 yra viena iš „seniausių“ aptartų failų sistemų, ji buvo pristatyta 1996 m. kartu su „Windows 95 OSR2“ Jos svarbiausias koziris prieš kitas failų sistemas bus „suprantamumas“ įvairioms operacinėms sistemoms, nesvarbu, ar tai būtų „MacOS“, ar „Linux“.

Pagrindinis šio FS trūkumas yra tas, kad:

• Neįmanoma įrašyti didesnio nei 4 GB failo FAT32 (viename faile)
• Negalima sukurti skaidinio didesniame nei 250 GB diske
• Didesni nei 8 terabaitų SSD arba HDD nepalaikomi

NTFS

NTFS buvo pristatyta dar 1993 m., tačiau „MicroSoft“ ją aktyviai kuria. Skirtingai nuo FAT32, jis neturi tokių failo dydžio, skaidinio ir disko dydžio apribojimų ir palaiko glaudinimą. Naudojama beveik visuose šiuolaikiniuose Windows kompiuteriuose kaip numatytoji failų sistema.

ExFAT

ExFAT – buvo pristatytas 2006 m., jo svarbiausia savybė yra ta, kad ji buvo sukurta specialiai „flash drives“.

Kokią failų sistemą turėčiau pasirinkti?

• NTFS- Windows ir Linux OS skaito ir rašo, bet MacOS gali tik skaityti (būtina rašyti).
• ExFAT- „Windows“ ir „MacOS“ skaito ir rašo, tačiau „Linux“ pagal numatytuosius nustatymus nemato šios failų sistemos.
• FAT32- skaityti ir rašyti visose operacinėse sistemose.

Žemiau yra failų sistemų suderinamumo įvairiose operacinėse sistemose lentelė.

Taigi, į kokią failų sistemą turėtumėte formatuoti išorinį standųjį diską arba USB atmintinę?

• Windows Ir macOS, tuomet geriau rinktis ExFAT ir FAT32 (tik failams iki 4 GB).
• Jei failais keičiamasi tarp Windows Ir Linux, tuomet turėtumėte pasirinkti tarp NTFS ir FAT32 (tik failams iki 4 GB).
• Jei failais keičiamasi tarp macOS Ir Linux, tuomet turėtumėte pasirinkti HFS + arba FAT32 (tik failams iki 4 GB).

Klasterio dydis

Dabar, kai aišku, į ką formatuoti išorinį diską, susidursite su antruoju klausimu: kokį klasterio dydį turėtumėte pasirinkti prieš formatavimą?

Viskas labai paprasta – jei saugote mažus failus, tuomet reikia atitinkamai pasirinkti mažesnį klasterį. Jei laikysite didelius medijos failus, turėtumėte pasirinkti didesnės vertės grupę.

Kurią skaidinių lentelę turėčiau pasirinkti MBR arba GPT?

Be failų sistemos ir klasterio dydžio pasirinkimo, susidursite su kitu klausimu: kokio tipo skaidinių lentelę turėtumėte pasirinkti?

Jei planuojate naudoti modernias Windows operacines sistemas (Windows 10 arba Windows 8.1), Linux, macOS arba išorinį ar vidinį diską, kurio skaidinys didesnis nei 2 terabaitai, tuomet turėtumėte rinktis GPT, o ne MBR. Kitose situacijose galite pasirinkti MBR.

Ar vis dar turite papildomų klausimų? Paklauskite jų komentaruose, papasakokite, kas jums padėjo ar atvirkščiai!

Failų sistema jūsų įrenginyje atlieka svarbų vaidmenį. Jos dėka duomenys apdorojami ir saugomi laikmenoje. Failų sistema riboja failo dydį ir simbolių skaičių jo pavadinime, taip pat duomenų mainų greitį.

Šiuo metu pasaulyje yra daug failų sistemų, tačiau dvi iš jų yra populiariausios:

• exFAT
• NTFS.

O tvarkydami sistemą kompiuteryje dauguma vartotojų turi klausimą „Ntfs ar exfat? Panagrinėkime kiekvieną sistemą atskirai, o tada atliksime lyginamąją analizę.

exFat

„ExFat“ failų sistemą sukūrė „Microsoft“ ir yra modernizuota FAT32 sistemos versija. Naujojoje reprodukcijoje buvo pašalinti šie apribojimai:

• Failo dydis
• sekcijos tūris,
• Failų skaičius viename skyriuje ir aplanke.

Jį aktyviausiai naudoja keičiamosios laikmenos vartotojai. Tačiau yra vienas trūkumas, kuris gali atrodyti kaip kliūtis, daugelis buitinių prietaisų to nepalaiko! Kalbant apie Windows sistemą, XP versija pagal numatytuosius nustatymus nepalaiko exFAT. Tačiau vartotojas gali atsisiųsti naujinimą iš oficialios svetainės, kuris pašalins šį apribojimą. Šiuolaikinės operacinių sistemų versijos palaiko exFAT.

NTFS

Šią failų sistemą taip pat sukūrė Microsoft (Windows kūrėjas) ir iki šiol ji naudojama kaip modernus FAT32 analogas.
Jei įdiegsite jį ant keičiamosios laikmenos, duomenų perdavimo greitis bus gana mažas. Taip yra dėl to, kad kopijuojant duomenis naudojama talpykla. Tai veikia taip:

1. Pirma, informacija saugoma talpykloje, greitis gali siekti 100 MB per sekundę!
2. Bet kadangi keičiamosios laikmenos talpykla yra maža, ji greitai prisipildo ir greitis smarkiai sumažėja.

Su kompiuteriais ir nešiojamaisiais kompiuteriais ši funkcija puikiai veikia, nes talpyklos dydis yra didesnis, o tai leidžia išlyginti duomenų perdavimo kreivę ir padidinti greitį.

ExFAT failų sistemos palyginimas su NTFS

exFAT neturi daugumos gražių funkcijų, kurios yra NTFS, pvz., failų duomenų perdavimas, kuris padidina informacijos mainų greitį. Tačiau „exFAT“ pranašumai apima mažesnį atminties naudojimą, be to, jis gali saugoti didesnius nei 4 GB failus. Anksčiau tai galėjo padaryti tik NTFS.
Kokią sistemą naudoti, priklauso nuo laikmenos, jos apimties ir vartotojo pasirinkimo! Jei nenorite gundyti savo sėkmės ir patekti į nesuderinamumo spąstus, rekomenduojama naudoti NTFS sistemą.