Що таке файлова система і чому їх так багато?

Різні операційні системи підтримують різні файлові системи. Для кращої сумісності ваш знімний диск повинен використовувати FAT32, якщо він не є більшим і потребує NTFS. Диски з форматом Mac використовують HFS + і не працюють з Windows. Linux також має свої власні файлові системи.

На жаль, навіть типові користувачі комп'ютерів повинні думати про різні файлові системи і про те, з чим вони сумісні. Ось що потрібно знати про файлові системи - і чому існує багато різних.

Файлові системи 101

Різні файлові системи - це просто різні способи організації та зберігання файлів на жорсткому диску, флеш-пам'яті або будь-якому іншому пристрої. Кожен пристрій зберігання має один або більше розділів, і кожен розділ «відформатовано» файловою системою. Процес форматування просто створює на пристрої порожню файлову систему такого типу.

Файлова система забезпечує спосіб відокремлення даних на диску на окремі частини, які є файлами. Він також надає можливість зберігати дані про ці файли - наприклад, їх імена файлів, дозволи та інші атрибути. У файловій системі також міститься індекс - список файлів на диску і де вони розташовані на диску, тому операційна система може побачити, що на диску знаходиться в одному місці, а не розчісувати весь диск, щоб знайти файл.

Ваша операційна система повинна розуміти файлову систему, щоб вона могла відображати її вміст, відкривати файли та зберігати на ній файли. Якщо ваша операційна система не розуміє файлову систему, ви можете встановити драйвер файлової системи, який надає підтримку, - або ви просто не можете використовувати цю файлову систему з цією операційною системою.

Метафора тут - система подачі паперу - біти даних на комп'ютері називаються «файлами», і вони організовані в «файловій системі», як паперові файли можуть бути організовані у файлові шафи. Існують різні способи організації цих файлів і зберігання даних про них - «файлові системи».

Але чому так багато?

Не всі файлові системи рівні. Різні файлові системи мають різні способи організації даних. Деякі файлові системи швидше інших, деякі мають додаткові функції безпеки, а деякі диски підтримують великі ємності, а інші працюють лише на дисках з меншою кількістю пам'яті. Деякі файлові системи є більш надійними і стійкими до пошкодження файлів, а інші торгують такою надійністю для додаткової швидкості.

Немає жодної кращої файлової системи для всіх застосувань. Кожна операційна система прагне використовувати власну файлову систему, на якій розробники операційної системи також працюють. Microsoft, Apple і розробники ядра Linux працюють на своїх власних файлових системах. Нові файлові системи можуть бути швидшими, стабільнішими, краще масштабуватись до більших пристроїв зберігання даних і мати більше можливостей, ніж старі.

Там є багато роботи, яка йде на розробку файлової системи, і це може бути зроблено багатьма різними способами. Файлова система не схожа на розділ, який просто є частиною місця для зберігання. Файлова система визначає, як файли викладені, організовані, індексовані і як метадані пов'язані з ними. Там завжди є місце, щоб налаштувати - і поліпшити - як це робиться.

Перемикання файлових систем

Кожен розділ форматується файловою системою. Іноді ви можете «перетворити» розділ на іншу файлову систему і зберегти дані на ньому, але це рідко є ідеальним варіантом. Замість цього ви, ймовірно, захочете скопіювати важливі дані з розділу.

Після цього, надавши цьому файлу нову файлову систему, це просто "форматування" цієї файлової системи в операційній системі, яка її підтримує. Наприклад, якщо у вас є диск з форматом Linux або Mac, ви можете відформатувати його за допомогою NTFS або FAT32 у Windows, щоб отримати диск, відформатований у Windows.

Операційні системи також автоматично форматують розділи з відповідною файловою системою під час процесу встановлення операційної системи. Якщо у вас є розділ, відформатований у Windows, на якому ви хочете встановити Linux, процес встановлення Linux відформатує його розділ NTFS або FAT32 за допомогою файлової системи Linux, яку віддає перевагу дистрибутив Linux..

Отже, якщо у вас є запам'ятовуючий пристрій, і ви хочете використовувати іншу файлову систему на ньому, просто скопіюйте файли з нього, щоб створити резервні копії. Після цього відформатуйте цей диск за допомогою інструментів, таких як "Керування дисками" у Windows, GParted у Linux або Disk Utility у Mac OS X.

Огляд загальних файлових систем

Ось короткий огляд деяких з найбільш поширених файлових систем, з якими ви зіткнетеся. Це не вичерпно - є багато інших.

• FAT32: FAT32 - це старіша файлова система Windows, але вона все ще використовується на знімних носіях. Більш великі зовнішні жорсткі диски об'ємом 1 Тбайт, ймовірно, прийдуть у форматі NTFS. Це потрібно використовувати лише для невеликих пристроїв зберігання даних або для сумісності з іншими пристроями, такими як цифрові камери, ігрові приставки, приставки та інші пристрої, які підтримують FAT32, а не нову файлову систему NTFS.
• NTFS: Сучасні версії Windows - починаючи з Windows XP - використовуйте файлову систему NTFS для системного розділу. Зовнішні диски можуть бути відформатовані з FAT32 або NTFS.
• HFS+: Маки використовують HFS + для своїх внутрішніх розділів, і вони люблять форматувати зовнішні диски з HFS + теж - це потрібно, щоб використовувати зовнішній диск з Time Machine, щоб атрибути файлової системи могли бути належним чином резервне копіювання, наприклад. Маки також можуть читати та записувати файлові системи FAT32, хоча за промовчанням вони можуть читати тільки з файлових систем NTFS. Для запису в файлові системи NTFS з Mac потрібно програмне забезпечення інших виробників..
• Ext2/Ext3/Ext4: Ви часто бачите файлові системи Ext2, Ext3 і Ext4 у Linux. Ext2 є старшою файловою системою, і їй не вистачає важливих функцій, таких як журналювання - якщо живлення вимкнеться або комп'ютер зависає під час запису на диск ext2, дані можуть бути втрачені. Ext3 додає ці функції надійності за рахунок деякої швидкості. Ext4 є більш сучасним і швидшим - це файлова система за замовчуванням на більшості дистрибутивів Linux зараз і швидше. Windows і Mac не підтримують ці файлові системи - для доступу до файлів у таких файлових системах потрібен інструмент сторонніх виробників. З цієї причини часто ідеально підходить для форматування системних розділів Linux як ext4 і залишати знімні пристрої, відформатовані за допомогою FAT32 або NTFS, якщо вам потрібна сумісність з іншими операційними системами. Linux може читати і записувати як FAT32, так і NTFS.
• Btrfs: Btrfs - "краща файлова система" - це нова файлова система Linux, яка ще розробляється. Це не є типовим для більшості дистрибутивів Linux на даний момент, але він, ймовірно, замінить Ext4 один день. Мета полягає в тому, щоб забезпечити додаткові можливості, які дозволяють Linux масштабувати до більших обсягів зберігання.
• Обмін: У Linux файлова система "swap" насправді не є файловою системою. Розділ, відформатований як "swap", може бути використаний як простору підкачки операційної системи - це схоже на файл сторінки в Windows, але потребує виділеного розділу.

Існують також інші файлові системи - особливо на Linux та інших UNIX-подібних системах.

Типовому користувачеві комп'ютера не потрібно знати більшість цього матеріалу - він має бути прозорим і простим - але знання основ допомагає зрозуміти такі запитання, як: "Чому цей диск, відформатований у Mac, не працює з моїм ПК з ОС Windows?" "Чи слід форматувати цей жорсткий диск USB як FAT32 або NTFS?"

Зображення: Gary J. Wood на Flickr, kleuske на Flickr