Выберите файловые системы windows fat32 ntfs linux fat12 bios fat16 total commander

Рядовому пользователю компьютерных электронных устройств редко, но приходится сталкиваться с таким понятием, как «выбор файловой системы». Чаще всего это происходит при необходимости форматирования внешних накопителей (флешек, microSD), установке операционных систем, восстановлении данных на проблемных носителях, в том числе жестких дисках. Пользователям Windows предлагается выбрать тип файловой системы, FAT32 или NTFS, и способ форматирования (быстрое/глубокое). Дополнительно можно установить размер кластера. При использовании ОС Linux и macOS названия файловых систем могут отличаться.

Возникает логичный вопрос: что такое файловая система и в чем ее предназначение? В данной статье дадим ответы на основные вопросы касательно наиболее распространенных ФС.

Что такое файловая система

Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе. 

Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.

Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ API. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.

На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.

Основные функции файловых систем

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.

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;
• поиск файлов;
• организация каталогов для логической организации файлов;
• защита файлов при системном сбое;
• защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого. 

Картинка с сайта: timeweb.com

Задачи файловой системы

Функционал файловой системы нацелен на решение следующих задач:

• присвоение имен файлам;
• программный интерфейс работы с файлами для приложений;
• отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
• поддержка устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
• содержание параметров файла, необходимых для правильного взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.). 

В многопользовательских системах реализуется задача защиты файлов от несанкционированного доступа, обеспечение совместной работы. При открытии файла одним из пользователей для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (томах). Структура справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы уникальных файлов и дополнительную информацию о них с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.

Операционные системы и типы файловых систем

Существует три основных вида операционных систем, используемых для управления любыми информационными устройствами: Windows компании Microsoft, macOS разработки Apple и операционные системы с открытым исходным кодом на базе Linux. Все они, для взаимодействия с физическими носителями, используют различные типы файловых систем, многие из которых дружат только со «своей» операционкой. В большинстве случаев они являются предустановленными, рядовые пользователи редко создают новые дисковые разделы и еще реже задумываются об их настройках.

В случае с Windows все выглядит достаточно просто: NTFS на всех дисковых разделах и FAT32 (или NTFS) на флешках. Если установлен NAS (сервер для хранения данных на файловом уровне), и в нем используется какая-то другая файловая система, то практически никто не обращает на это внимания. К нему просто подключаются по сети и качают файлы.

На мобильных гаджетах с ОС Android чаще всего установлена ФС версии ext4 во внутренней памяти и FAT32 на карточках microSD. Владельцы продукции Apple зачастую вообще не имеют представления, какая файловая система используется на их устройствах – HFS+, HFSX, APFS, WTFS или другая. Для них существуют лишь красивые значки папок и файлов в графическом интерфейсе.

Более богатый выбор у линуксоидов. Но здесь настройка и использование определенного типа файловой системы требует хотя бы минимальных навыков программирования. Тем более, мало кто задумывается, можно ли использовать в определенной ОС «неродную» файловую систему. И зачем вообще это нужно.

Рассмотрим более подробно виды файловых систем в зависимости от их предпочтительного использования с определенной операционной системой.

Файловые системы Windows 

Исходный код файловой системы, получившей название FAT, был разработан по личной договоренности владельца Microsoft Билла Гейтса с первым наемным сотрудником компании Марком Макдональдом в 1977 году. Основной задачей FAT была работа с данными в операционной системе Microsoft 8080/Z80 на базе платформы MDOS/MIDAS. Файловая система FAT претерпела несколько модификаций – FAT12, FAT16 и, наконец, FAT32, которая используется сейчас в большинстве внешних накопителей. Основным отличием каждой версии является преодоление ограниченного объема доступной для хранения информации. В дальнейшем были разработаны еще две более совершенные системы обработки и хранения данных – NTFS и ReFS.

Картинка с сайта: timeweb.com

FAT (таблица распределения файлов)

Числа в FAT12, FAT16 и FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. FAT32 является фактическим стандартом и устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Одной из особенностей этой версии ФС является возможность применения не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом USB.

Пространство FAT32 логически разделено на три сопредельные области:

• зарезервированный сектор для служебных структур;
• табличная форма указателей;
• непосредственная зона записи содержимого файлов. 

К недостатком стандарта FAT32 относится ограничение размера файлов на диске до 4 Гб и всего раздела в пределах 8 Тб. По этой причине данная файловая система чаще всего используется в USB-накопителях и других внешних носителях информации. Для установки последней версии ОС Microsoft Windows 10 на внутреннем носителе потребуется более продвинутая файловая система. 

С целью устранения ограничений, присущих FAT32, корпорация Microsoft разработала обновленную версию файловой системы exFAT (расширенная таблица размещения файлов). Новая ФС очень схожа со своим предшественником, но позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта. В exFAT значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации. Функция очень важна для твердотельных накопителей ввиду необратимого изнашивания ячеек после определенного количества операций записи. Продукт exFAT совместим с операционными системами Mac, Android и Windows. Для Linux понадобится вспомогательное программное обеспечение.

NTFS (файловая система новой технологии)

Стандарт NTFS разработан с целью устранения недостатков, присущих более ранним версиям ФС. Впервые он был реализован в Windows NT в 1995 году, и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Система NTFS расширила допустимый предел размера файлов до шестнадцати гигабайт, поддерживает разделы диска до 16 Эб (эксабайт, 10¹⁸ байт). Использование системы шифрования Encryption File System (метод «прозрачного шифрования») осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла. Файловая система позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку многоязычности в стандарте юникода UTF, в том числе в формате кириллицы. Встроенное приложение проверки жесткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы chkdsk повышает надежность работы харда, но отрицательно влияет на производительность.

ReFS (Resilient File System)

Последняя разработка Microsoft, доступная для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы в основном организована в виде B + -tree. Файловая система ReFS обладает высокой отказоустойчивостью благодаря реализации новых функций:

• Copy-on-Write (CoW) – никакие метаданные не изменяются без копирования;
• данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих файлов;
• при модификации метаданных новая копия хранится в свободном дисковом пространстве, затем система создает ссылку из старых метаданных на новую версию.

Все это позволяет повысить надежность хранения файлов, обеспечивает быстрое и легкое восстановление данных.

Файловые системы macOS 

Для операционной системы macOS компания Apple использует собственные разработки файловых систем: 

1. HFS+, которая является усовершенствованной версией HFS, ранее применяемой на компьютерах Macintosh, и ее более соверешенный аналог APFS. Стандарт HFS+ используется во всех устройствах под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также Apple X Server.
   

   Картинка с сайта: timeweb.com

2. Кластерная файловая система Apple Xsan, созданная из файловых систем StorNext и CentraVision, используется в расширенных серверных продуктах. Эта файловая система хранит файлы и папки, информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т.д.

Файловые системы Linux

В отличие от ОС Windows и macOS, ограничивающих выбор файловой системы предустановленными вариантами, Linux предоставляет возможность использования нескольких ФС, каждая из которых оптимизирована для решения определенных задач. Файловые системы в Linux используются не только для работы с файлами на диске, но и для хранения данных в оперативной памяти или доступа к конфигурации ядра во время работы системы. Все они включены в ядро и могут использоваться в качестве корневой файловой системы.

Картинка с сайта: timeweb.com

Основные файловые системы, используемые в дистрибутивах Linux:

• Ext2;
• Ext3;
• Ext4;
• JFS;
• ReiserFS;
• XFS;
• Btrfs;
• ZFS.

Ext2, Ext3, Ext4 или Extended Filesystem – стандартная файловая система, первоначально разработанная еще для Minix. Содержит максимальное количество функций и является наиболее стабильной в связи с редкими изменениями кодовой базы. Начиная с ext3 в системе используется функция журналирования. Сегодня версия ext4 присутствует во всех дистрибутивах Linux. 

JFS или Journaled File System разработана в IBM в качестве альтернативы для файловых систем ext. Сейчас она используется там, где необходима высокая стабильность и минимальное потребление ресурсов (в первую очередь в многопроцессорных компьютерах). В журнале хранятся только метаданные, что позволяет восстанавливать старые версии файлов после сбоев.

ReiserFS также разработана в качестве альтернативы ext3, поддерживает только Linux. Динамический размер блока позволяет упаковывать несколько небольших файлов в один блок, что предотвращает фрагментацию и улучшает работу с небольшими файлами. Недостатком является риск потери данных при отключении энергии. 

XFS рассчитана на файлы большого размера, поддерживает диски до 2 терабайт. Преимуществом системы является высокая скорость работы с большими файлами, отложенное выделение места, увеличение разделов на лету, незначительный размер служебной информации. К недостаткам относится невозможность уменьшения размера, сложность восстановления данных и риск потери файлов при аварийном отключении питания.

Btrfs или B-Tree File System легко администрируется, обладает высокой отказоустойчивостью и производительностью. Используется как файловая система по умолчанию в OpenSUSE и SUSE Linux.

Другие ФС, такие как NTFS, FAT, HFS, могут использоваться в Linux, но корневая файловая система на них не устанавливается, поскольку они для этого не предназначены.

Дополнительные файловые системы

В операционных системах семейства Unix BSD (созданы на базе Linux) и Sun Solaris чаще всего используются различные версии ФС UFS (Unix File System), известной также под названием FFS (Fast File System). В современных компьютерных технологиях данные файловые системы могут быть заменены на альтернативные: ZFS для Solaris, JFS и ее производные для Unix.

Кластерные файловые системы включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность. К ним относятся:

• ZFS – «Zettabyte File System» разработана для распределенных хранилищ Sun Solaris OS;
• Apple Xsan – эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних разработках StorNext; 
• VMFS (Файловая система виртуальных машин) разработана компанией VMware для VMware ESX Server;
• GFS – Red Hat Linux именуется как «глобальная файловая система» для Linux;
• JFS1 – оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX. 

Практический пример использования файловых систем

Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.

Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант — использование специальной  утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.

Картинка с сайта: timeweb.com

Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.

Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.

Какой лучше NTFS или FAT32 или exFAT? Какой формат жесткого диска быстрее NTFS или FAT32?

В чем разница между файловыми системами FAT32 и NTFS и exFAT ? exFAT против NTFS, который является лучшим форматом для внешнего жесткого диска?

Это некоторые из наиболее часто запрашиваемых и наиболее часто используемых терминов в Интернете, и это главная причина для нас, чтобы выпустить это руководство по сравнению файловой системы.

Всякий раз, когда вы устанавливаете операционную систему Windows на свой настольный компьютер или ноутбук, она устанавливается в раздел с файловой системой NTFS . А если вы используете какой-либо съемный диск или запоминающее устройство на базе USB, то там используется файловая система FAT32. Аналогично, другой формат файлов, связанный со съемными дисками и USB-накопителями, — это exFAT.

Это три наиболее распространенные и наиболее распространенные файловые системы, которые используются в операционных системах Microsoft Windows, но теперь вопрос заключается в том, что именно делают эти файловые системы? И в чем разница между FAT32 и NTFS и файловой системой exFAT? Не волнуйтесь, мы собираемся объяснить все и ответить на все ваши вопросы, связанные с этими файловыми системами.

Итак, без лишних слов, давайте начнем и узнаем, какая файловая система лучше. Но прежде чем мы пойдем дальше и выясним разницу между этими файловыми системами (exFAT против NTFS против FAT32), важно понять, что мы подразумеваем под файловой системой.

Что такое файловая система?

Файловая система или файловая система определяет набор правил, которые используются для хранения данных и извлечения их с любого носителя, такого как жесткий диск, флэш-диск или любое устройство хранения. Подобно хранению данных в разных файлах в нашем офисе, существуют разные типы файловых систем, которые можно использовать для хранения данных на нашем компьютере.

exFAT, NTFS и FAT32 являются одними из самых популярных файловых систем и широко используются на различных устройствах. Итак, теперь, если вы хотите понять разницу между FAT32 и NTFS и файловой системой exFAT, вам нужно будет подробно узнать о каждой из них. Итак, начнем.

Этот раздел посвящен формату файлов Fat32. Вы сможете понять основное различие между файловой системой Fat32 и exFAT и разницу между файловой системой Fat32 и NTFS.

FAT32 ( FAT расшифровывается как File Allocation Table ) — одна из старейших файловых систем, которая нам известна. С момента своего создания в 1977 году 8-разрядная файловая система FAT была создана для Microsoft Standalone Disk Basic-80. Позднее были сделаны улучшения в структуре FAT, и она была реализована на платформе 8080 / Z80 Microsoft.

Также были созданы файловые системы FAT12 и FAT16, которые использовались для организации файлов очень эффективным способом. Последняя версия Таблицы размещения файлов, доступная прямо сейчас, — это FAT32, которую мы используем в наши дни для хранения данных на наших внешних дисках.

По сути, FAT32 — это расширенная версия FAT16, поскольку она добавляет больше к размеру тома. Этот формат файла был выпущен вместе с Windows 95, что позволяет хранить файлы с максимальным размером 4 ГБ. Максимальный размер диска, который вы получаете с FAT32, составляет 16 ТБ (считаете ли вы достаточным ограничение размера файла FAT32?).

Когда дело доходит до файловой системы FAT32 против NTFS и FAT32 против exFAT , основное отличие, которое мы здесь видим, состоит в том, что мы не можем устанавливать тяжелые приложения или использовать эту файловую систему для хранения больших файлов. Это одна из причин того, что большинство современных операционных систем Windows используют формат файлов NTFS, где нет ограничений по размеру диска.

Что такое файловая система NTFS?

Теперь, когда мы знаем о файловой системе FAT32, давайте обсудим файловую систему NTFS. NTFS (также известная как Net Technology File System ) является проприетарной файловой системой Microsoft. Он был представлен в 1993 году и был замечен с операционной системой Windows NT 3.1.

Как мы уже упоминали ранее, файловая система NTFS известна своими неисчерпаемыми ограничениями размера файлов. Разработка этой файловой системы началась еще в 1980-х годах, когда и IBM, и Microsoft планировали создать усовершенствованную операционную систему, обеспечивающую более высокую производительность, когда дело доходит до графики.

Все пошло не так, как ожидалось, поскольку обе компании разошлись, и каждая разработала собственную файловую систему. HPFS была разработана IBM в 1989 году, которая использовалась в операционной системе OS / 2, тогда как Microsoft выпустила NTFS v1.0.

Когда речь идет о предельном размере файла NTFS , он предлагает размер файла 16 EB — 1 КБ, что эквивалентно 18 446 744 073 709 550 502 байт. NTFS v3.1 была разработана и запущена с Windows XP. В NTFS v3.1 до сегодняшнего дня сделано не так много изменений, однако время от времени добавляются различные новые функции.

Вы увидите новые дополнения, такие как самовосстановление, сокращение разделов и символические ссылки NTFS. Емкость NTFS была обновлена ​​с Windows 8, а максимальный размер файла FAT32 был замечен как 256 ТБ с операционной системой Windows 8.

Несколько других функций, которые нам интересны, когда дело касается файловой системы NTFS, — это квоты на использование диска, поддержка разреженных файлов, точки повторного анализа, шифрование на уровне файлов, отслеживание распределенных ссылок. Эти функции увеличивают разницу между NTFS и FAT32 и разницу между NTFS и exFAT. Поскольку эта файловая система поддерживает обратную совместимость, она упрощает совместимость между операционными системами.

NTFS — это хорошо известный формат файлов, когда дело доходит до возврата потерянных данных. Когда кто-то спрашивает нас, какой формат NTFS или FAT32 или exFAT лучше, мы всегда используем NTFS, поскольку он помогает быстрее восстанавливать поврежденные файлы в системе, чем другие.

Он автоматически поддерживает журнал в форме структуры данных, которая отслеживает любые важные изменения, сделанные пользователем в его файловой системе. Если внесенные изменения приводят к проблемам, NTFS использует эти шаблоны для восстановления файловой системы и возвращения нормального состояния нашей системы.

NTFS прекрасно совместима с Windows XP и всеми другими последними версиями Windows. Вы также увидите файловую систему NTFS, доступную только для чтения, в MAC OSX, и несколько вариантов Linux поставляются с поддержкой только записи NTFS.

Что такое файловая система exFAT?

Теперь приходит формат exFAT , который известен как Extended FAT. формат exFAT — это вторая проприетарная файловая система Microsoft. Цифровые камеры, которые запускаются в эти дни, поставляются с файловой системой exFAT. Мы знаем, что цифровым камерам нужна карта памяти большой емкости, чтобы они могли легко хранить фотографии или видео, снятые в высоком разрешении.

Это основная причина, все карты памяти SDXC поставляются в формате exFAT, который легче NTFS и поддерживает файлы размером более 4 ГБ. Копирование фильмов и видео высокой длины без проблем, если оно поставляется с картой памяти exFAT. Однако, если мы планируем скопировать достаточно большой файл с карты памяти формата FAT32, это невозможно.

Microsoft имеет патент под номером 8321439 и использует хеш имени для быстрого поиска имени файла. При использовании этого метода повышается скорость поиска файлов, что облегчает поиск и копирование файлов. Microsoft не опубликовала спецификации для файловой системы exFAT, и в случае, если какой-либо поставщик захочет использовать ее, им необходимо получить лицензию от Microsoft.

В чем разница между файловыми системами FAT32 и NTFS и exFAT?

После прочтения всей базовой информации, описанной выше, мы знаем все обо всех этих трех популярных форматах файлов (FAT32, NTFS и exFAT), так что теперь пришло время узнать о технических различиях между файловой системой NTFS и FAT32 и файловой системой exFAT.

Здесь мы перечислили плюсы и минусы, совместимость и использование этих файловых систем. Итак, давайте рассмотрим разницу между NTFS и FAT32, разницу между NTFS и exFAT, а также разницу между файловыми системами FAT32 и exFAT. Вот так:

Файловая система FAT32

👉 Совместимость: хорошо работает с машинами Linux, MAC и Windows. Может использоваться как на игровых приставках, так и на USB-совместимых устройствах.

👉 Плюсы: легкий и поставляется с межплатформенной поддержкой.

👉 Минусы: Размер раздела ограничен 16 ТБ, а размер файла — 4 ГБ.

👉 Использование: в съемных устройствах хранения.

Файловая система NTFS

👉 Совместимость: хорошо работает на компьютерах с Windows и Xbox One. Поставляется с поддержкой только для чтения MAC и Linux.

👉 Плюсы: неисчерпаемый лимит файлов и разделов.

👉 Минусы: нет кроссплатформенной совместимости, как в FAT 32.

👉 Использование: внутренние жесткие диски или системные разделы, используемые для установки программного обеспечения.

Файловая система exFAT

👉 Совместимость: совместимо с Windows XP и более поздними версиями. Mac OSX 10.6.8 и более поздние версии также хорошо работают вместе с Android.

👉 Плюсы: работает как промежуточное звено между NTFS и FAT32, предоставляя неограниченный размер файла и раздела.

👉 Минусы: лицензионные обязательства Microsoft.

👉 Использование: внешние жесткие диски и флешки.

Заключение

Мы надеемся, что после прочтения этого подробного руководства по сравнению форматов файлов (NTFS и FAT32 против exFAT) все ваши сомнения относительно различий между файловыми системами FAT32 и NTFS и exFAT будут удалены. Что вы думаете об этих разных файловых системах? И, по вашему мнению, exFAT против NTFS, который является лучшим форматом для внешнего жесткого диска? Дайте нам знать, используя раздел комментариев ниже.

Если это руководство помогло вам понять, какая файловая система NTFS или FAT32 или exFAT лучше, а какой формат жесткого диска быстрее NTFS или FAT32, пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этим руководством со своими друзьями в социальных сетях.

Просмотров: 3 975

Windows, как и любая другая операционная система, поддерживает работу с разнообразными файловыми системами. Каждая из них предусматривает свои ключевые особенности и нюансы, о которых необходимо знать каждому ПК-пользователю.

Далее предстоит изучить файловые системы Windows. Необходимо выяснить, что они собой представляют, какими бывают, для чего используются. Особое внимание будет уделено NTFS как наиболее распространенной файловой системе. Информация, представленная далее, рассчитана на широкую публику. Она пригодится и обычному ПК-пользователю, и IT-специалисту.

Файловая система – это…

Данные обычно записываются, хранятся, обрабатываются на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа того или иного документа, осуществляется кодирование в виде знакомых каждому расширений – .exe, .pdf, .doc и других, а затем производится его открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении.

Файловая система (file system или ФС) – это порядок, определяющий способ хранения, организации и именования данных на информационных носителях компьютеров и другого оборудования. Она будет определять формат содержимого, а также способ физического хранения данных, которые группируются в файлы.

Файловая система используется для связи хранилища (информации) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным документам через функционал взаимодействия программ API. Приложение, при обращении к файлам, знает только их имена, атрибуты и размеры. Все остальные сведения относительно типа носителя, на котором записан обрабатываемый документ, а также информация о структуре хранения данных, может быть получена от драйвера файловой системы.

Основные функции

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение данных на определенном физическом носителе. Ее драйвер организует взаимодействие между:

• информационным хранилищем;
• операционной системой;
• прикладным программным обеспечением.

Грамотный выбор файловой системы для определенных пользовательских задач оказывает прямое воздействие на скорость обработки данных, принципы распределения и иные функциональные возможности, необходимые для стабильной работы компьютерных систем.

К основным функциям файловых систем относят:

• определение максимального объема данных, который может поддерживать тот или иной информационный носитель;
• создание, чтение и удаление файлов;
• поиск документов;
• определение структуры файла;
• организация каталогов;
• защита документов от системных сбоев и попыток получения несанкционированного доступа;
• назначение и изменение атрибутов файлов (размера, времени создания/изменения, владельца и создателя документа, максимальная длина имени файла и так далее);
• размещение и упорядочивание информации в виде файлов на выбранном носителе.

Эти функции характерны не только файловой системе NTFS, но и другим ФС. Другие функции рассматриваемый элемент не выполняет.

Задачи файловой системы

Функциональные возможности файловых систем направлены на решение определенного спектра задач. К ним относят:

• присвоение документам имен;
• поддержка устойчивости системы файлов ко всевозможным ошибкам и сбоям;
• содержание параметров документа, необходимых для корректного взаимодействия с другими объектами системы (ядром, приложениями и так далее);
• формирование программного интерфейса для взаимодействия приложений с документами;
• отображение логической модели файловой системы на физическую организацию информационного хранилища.

Во многопользовательских системах обеспечивается защита файлов от несанкционированного доступа, а также предоставляются возможности для совместной работы. Если один документ открыт пользователем, для других он будет временно доступен в режиме «только для чтения».

Все данные о файлах хранятся в специальных областях раздела – томах. Их структура полностью зависит от типа используемой файловой системы. Справочник файлов дает возможность ассоциировать числовые идентификаторы уникальных документов и дополнительные сведения о них с непосредственным содержимым файла, находящегося в другом области тома.

У операционных систем Windows встречаются различные файловые системы. К ним можно отнести:

• NTFS;
• FAT;
• ReFS.

Далее каждая из них будет рассмотрена более подробно. Особое внимание предстоит уделить файловой системе NTFS.

FAT – таблица распределения файлов

FAT – это самая первая ФС, которая появилась в Windows. Она была разработана по договоренности Билла Гейтса с первым наемным сотрудником Microsoft Марком Макдональдом в 1977 году. Ключевой задачей FAT стала работа с информацией в Microsoft 8080/x80 на базе платформы MDOS/MIDAS.

FAT перетерпела за время своего существования несколько модификаций: FAT12, FAT16, FAT32. Последняя до сих пор используется на большинстве внешних накопителей. Модификации отличаются друг от друга объемом доступной для хранения информации. Цифры 12, 16 и 32 указывают на количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы.

FAT32 – это фактический стандарт в Windows. Он устанавливается на большинстве сменных носителей по умолчанию. FAT32 может использоваться не только на современных компьютерах, но и на устаревшем оборудовании/консолях, оснащенных USB-разъемом.

FAT32 предусматривает логическое разделение на три области:

• табличная форма указателей;
• место, зарезервированное для служебных структур;
• непосредственное пространство записи содержимого документов.

Пользуясь файловой системой FAT32, необходимо помнить о недостатке этого стандарта – ограничение размера документов на диске до 4 Гб, а всего раздела – до 8 Гб. Из-за соответствующей особенности FAT32 обычно устанавливается на USB-накопители и иные внешние информационные хранилища.

Для устранения ограничений упомянутого стандарта Microsoft создали обновленную файловую систему – exFAT. Она дает возможность хранить документы большего размера. Число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение файлов, здесь значительно снижено. Стандарт exFAT поддерживает совместимость с Android, macOS, Windows. Для Linux необходимо воспользоваться вспомогательным программным обеспечением.

ReFS

ReFS – это свежая разработка от компании Microsoft. Она доступна для серверов Windows 8 и 10. Архитектура тут представлена преимущественно в виде B + -tree. ReFS обладает высокой отказоустойчивостью. Это обусловлено наличием следующих функций:

• Copy-on-Write (CoW) – никакие метаданные не будут изменяться без копирования;
• информация записывается на новое дисковое пространство, а не поверх существующих документов;
• при модификации новая копия хранится на свободном дисковом пространстве, после чего система формирует ссылку из метаданных на новую версию.

ReFS – это файловая система, которая обеспечивает надежное хранение документов. А еще – гарантирует быстрое и легкое восстановление данных в случае необходимости.

NTFS

NTFS – это файловая система новой технологии. Стандарт, который достоин более детального изучения. Он был разработан с целью устранения недостатков FAT.

Первая реализация NTFS встретилась в Windows NT в 1995 году. С тех пор она используется в качестве основной файловой системы семейства Windows. Этот стандарт может расширить максимальный размер файла до 16 ГБ. NTFS поддерживает возможность формирования разделов диска до 16 Эб.

Свойства

NTFS – это файловая система, которая поддерживает следующие свойства:

• работа с большими документами;
• надежность за счет использования журналирования;
• простая процедура восстановления данных;
• управление доступом и безопасностью;
• поддержка шифрования и сжатия;
• поддержка дополнительных атрибутов.

Все эти особенности будут рассмотрены далее более подробно. Они помогут лучше изучить файловую систему NTFS и ее особенности.

Структура

NTFS предусматривает следующую структуру:

1. Загрузочный сектор. Это самый первый сектор на диске. Он включает в себя информацию о файловой системе, а также позволяет операционной системе запуститься на устройстве. поддерживает код загрузчика и таблицу разделов.
2. Мастер файловой таблицы (MFT). Так называется центральная структура NTFS, включающая данные обо всех файлах и папках на диске. Каждый документ и каталог предусматривают наличие собственной записи в MFT, которая содержит метаданные: имя файла, атрибуты, ссылки на физические блоки информации.
3. Атрибуты файлов и папок. В NTFS они используются для хранения дополнительных данных о файлах и папках. Пример – информация о владельце документа, времени создания и изменения, пользовательские сведения. За счет соответствующей особенности NTFS получает инструменты гибкого управления и организации файлов.
4. Аллокационные единицы (кластеры). Они представлены информационными блоками, на которые разбивается диск. Каждый кластер NTFS обладает фиксированным размером и содержит данные документов или метаданные. Изучаемый стандарт задействует алгоритмы сжатия и фрагментации для эффективного использования дискового пространства.
5. Журнал файловой системы (NTFS journal). Представлен механизмом, записывающим любые изменения, происходящие в пределах используемого диска. С его помощью удастся восстановить файловую систему NTFS при сбоях и ошибках. Журнал также отвечает за целостность данных и защиту от информационных потерь.

Такой состав NTFS позволяет обеспечить эффективное управление данными и возможность их восстановления, а также обезопасить имеющиеся документы. Windows за счет NTFS будет эффективно работать с имеющимися элементами и папками, обеспечивая высокий уровень производительности и надежности.

Журналирование

NTFS использует журналирование. Оно присуще всем современным операционным системам. За счет журналирования NTFS и другие ФС при системной сбое или аварийном завершении работы можно восстановить до последнего рабочего состояния. Документы утрачены не будут.

Работа с информацией за счет журналирования в NTFS осуществляется по принципу транзакций: операция будет совершена полностью или не совершаться вовсе. Примером может послужить запись системного документа на диск. Компьютер с NTFS создает пометки в метафайле MFT и ведет мини-журнал процесса копирования. Это происходит до тех пор, пока документ не будет записан полностью на необходимый раздел диска. Если устройство в процессе записи перезагружается, при следующем включении система обратится к журналу NTFS, узнает о совершенных и несовершенных транзакция, а затем оставит лишь те, что помечены как завершенные. Остальные транзакции вычеркиваются, а файлы удаляются или возвращаются на место.

Такая схема эффективна только с системными документами. Это связано с тем, что пользовательская информация может быть повреждена или вовсе удалиться при системном сбое. NTFS и другие использующие журналирование стандарты допускают проверку при помощи контрольных точек восстановления – их компьютер создает время от времени. Соответствующие точки можно использовать для отказа до прежних состояний ОС.

Шифрование

Шифрование – это отдельная надстройка над ФС устройства. Она дает возможность закрыть пользовательские данные от посторонних практически на аппаратном уровне. В NTFS шифрование имеет значимую роль. Защищенные таким образом файлы не получится просмотреть на другом компьютере, а также после смены операционной системы или материнской платы.

NTFS в Windows формирует ключи и сертификаты, актуальные только для той сборки системы, на которой было подключено соответствующее шифрование. Рассматриваемый стандарт также выделяется:

• поддержкой крупных томов и документов;
• несколькими уровнями безопасности;
• возможностью сжатия;
• поддержкой огромного количества файлов;
• возможностью распределения прав доступа.

NTFS ориентирована на работу с операционной системой, а также на взаимодействие с носителями с большим объемом и несколькими разделами.

Преимущества и недостатки NTFS

NTFS – стандарт организации файлов и папок, который предусматривает следующие преимущества:

1. Надежность. NTFS гарантирует целостность информации и высокую надежность.
2. Огромные возможности хранения. Стандарт поддерживает большие размеров документов и разделов: 16 Эб и 256 Тб соответственно.
3. Безопасность.
4. Управление дисками. NTFS позволяет организовать эффективное управление жестким диском и его разделами. У него есть функции динамического разделения дискового пространства, сжатия файлов и создания теневых копий.
5. Поддержка многопользовательской среды.

Изучая информацию о файловой системе NTFS, необходимо обратить внимание и на ее недостатки. К ним можно отнести:

1. Скорость работы. NTFS может работать чуть медленнее, чем другие файловые системы.
2. Сложность. Структура и механизмы стандарта более сложные. За счет этого у пользователей могут возникать проблемы в процессе отладки и восстановления данных.
3. Совместимость. У NTFS нет полной совместимости с отдельными операционными системами. Из-за соответствующей особенности не исключены проблемы при обмене документами между разными ОС.

Несмотря на это, NTFS пользуется спросом в Windows. Лучше изучить особенности этого стандарта помогут дистанционные компьютерные курсы. Они рассчитаны на срок от нескольких месяцев до года. Весь образовательный процесс сопровождается богатой практикой и формированием портфолио. В конце курса каждый успешно завершивший его получит электронный сертификат, подтверждающий приобретенные навыки и знания.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!