Для работы компьютеров требуются файловые системы (ФС). Они хорошо знакомы системным администраторам, а вот рядовым пользователям – не всегда. Если уметь работать с этими компонентами, получится добиться рационального расхода ресурсов устройства, а также его быстродействия.

Сегодня предстоит познакомиться с понятием файловой системы получше. Нужно выяснить, что это такое, для чего она нужна. Также вниманию будут представлены виды ФС и их сравнение. Опубликованные данные пригодятся как IT-специалистам, так и обычным ПК-пользователям, желающим лучше разобраться в принципах функционирования устройств.

Определение

Файловая система – способ хранения и организации информации на том или ином носителе. От него зависит, как именно документы могут храниться на диске, кодироваться и читаться устройством. Каждая операционная система (ОС) поддерживает отдельные виды организации документов. Это и есть ФС.

Без соответствующего элемента не сможет функционировать ни один компьютер – этот компонент позволяет сохранять документы, читать и хранить их. ФС встречается на жестких дисках, флеш-картах, а также на SSD-накопителях.

Зачем требуется

Все данные на компьютере представлены файлами – информационными блоками, записанными на тот или иной накопитель. Не всегда соответствующие сведения зафиксированы последовательно. Иногда бывает так, что физически части одного и того же файла могут размещаться в разных секторах дискового пространства. Чтобы понять, где именно они находятся, нужна файловая система. Она поддерживает сведения обо всех документах оборудования.

В функции ФС входит определение способов организации таблицы со сведениями о расположении частей документов в памяти. Организационные методы бывают разными. Они отличаются в зависимости от ОС.

В функции ФС также входят такие цели и задачи как:

• соединение частей документов из разных кластеров в единое целое;
• определение размеров кластеров – блоков, делящих файлы на части;
• отслеживание статусов ячеек памяти – какие из них пустые, занятые или недоступные;
• обеспечение прикладному программному обеспечению доступа к документации на устройстве;
• оптимизирование чтения и записи файлов;
• сжатие и кэширование документации;
• хранение данных о документах, включая дату создания, размер и «имя»;
• отслеживание целостности и защиты документов;
• формирование точек восстановления.

Теперь понятно, зачем нужна файловая система. Простыми словами – без нее не удалось бы взаимодействовать с документами на устройстве. ФС управляет хранилищем, а также делает разрозненную информацию в нем более понятной для ОС и программного обеспечения.

Разновидности

Основные функции файловых систем понятны. И зачем они вообще нужны, тоже. Теперь можно ознакомиться с существующими системами организации документов на устройстве. Каждый вариант подразумевает свои ключевые особенности:

1. FAT. Наиболее популярный ее вариант – FAT32. Эта файловая система является достаточно старой. Она появилась еще в 90-х годах. Максимальный размер документа здесь составляет 4 ГБ. Более большие файлы записать в FAT32 не получится. С большими файлами система работает быстро, но с большим количеством небольших документов – медленнее. У FAT32 нет современных механизмов шифрования данных и их защиты. Структура системы представляет собой иерархическую таблицу с тремя разделами: служебный, указатели поиска, пространство для хранения информации.
2. exFAT. Файловая организация, которая представляет собой расширенный вариант предыдущей. Она была придумана компанией Microsoft для флеш-карт и внешних жестких дисков. Напоминает такая файловая организация FAT, но более совершенную – в ней можно хранить более крупные документы. Здесь есть кэширование и управление доступом. Она является проприетарной и долгое время она была закрытой.
3. NTFS и ReFS. Файловые системы от Microsoft. По умолчанию они используются на Windows. NTFS поддерживается почти всеми версиями ОС, исключая только самые новые. В последних используется ReFS. У NTFS есть логирование, она может работать с большими документами, но их имена не могут быть более 255 символов. Внутреннее устройство такой ФС – это бинарное дерево. ReFS стала использоваться с Windows 8.1, хотя раньше она использовалась в качестве серверного инструмента организации информации. Она лучше восстанавливает документы и поддерживает более длинные имена. Но некоторых функций (вроде шифрования всего раздела или жёстких ссылок) NTFS тут нет.
4. EXT. Чаще всего подразумевается EXT4. Это четвертое поколение соответствующего семейства ФС. У них есть журналирование, а информация здесь будет храниться в битовых картах. Содержимое папок представляется деревьями и связными списками.

Также можно работать с HFS+ или APFS. Это узкоспециализированные файловые системы. Они используются на устройствах от компании Apple. Другие ФС тоже встречаются, но намного реже. Поэтому на них заострять внимание не нужно.

Что лучше выбрать

Для чего необходима файловая система, понятно. И что именно она должна делать, тоже. Остается выяснить, какой вариант файловой системы лучше в том или ином случае.

Универсальной организации файлового хранения нет. Существуют лишь рекомендации, помогающие определиться с выбором. FAT32 читается почти всеми ОС, но для системного диска такой вариант не подходит.

EXT лучше всего работает на Linux и Android, а NTFS и ReFS – на Windows в сочетании друг с другом. Разобраться с файловыми системами и их особенностями на профессиональном уровне помогут дистанционные компьютерные курсы.

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