Что такое файловая система и почему их так много?

Различные операционные системы поддерживают разные файловые системы. Ваш съемный диск должен использовать FAT32 для лучшей совместимости, если он не больше и не требует NTFS. Диски в формате Mac используют HFS + и не работают с Windows. И у Linux тоже есть свои файловые системы.

К сожалению, даже обычные пользователи компьютеров должны думать о различных файловых системах и о том, с чем они совместимы. Вот что вам нужно знать о файловых системах - и почему существует так много разных.

Файловые системы 101

Разные файловые системы - это просто разные способы организации и хранения файлов на жестком диске, флешке или любом другом устройстве хранения. Каждое устройство хранения имеет один или несколько разделов, и каждый раздел «отформатирован» с помощью файловой системы. Процесс форматирования просто создает пустую файловую систему этого типа на устройстве.

Файловая система обеспечивает способ разделения данных на диске на отдельные части, которые являются файлами. Он также предоставляет способ хранения данных об этих файлах - например, их имен файлов, разрешений и других атрибутов. Файловая система также предоставляет индекс - список файлов на диске и их расположение на диске, поэтому операционная система может видеть, что находится на диске, в одном месте, а не прочесывать весь диск, чтобы найти файл..

Ваша операционная система должна понимать файловую систему, чтобы она могла отображать ее содержимое, открывать файлы и сохранять файлы в ней. Если ваша операционная система не понимает файловую систему, вы можете установить драйвер файловой системы, который обеспечивает поддержку, или вы просто не можете использовать эту файловую систему с этой операционной системой..

Метафора здесь - система хранения документов - биты данных на компьютере называются «файлами», и они организованы в «файловую систему», как бумажные файлы могут быть организованы в картотечные шкафы. Существуют разные способы организации этих файлов и хранения данных о них - «файловые системы».

Но почему их так много??

Не все файловые системы равны. Разные файловые системы имеют разные способы организации своих данных. Некоторые файловые системы работают быстрее, чем другие, некоторые имеют дополнительные функции безопасности, а некоторые поддерживают диски с большой емкостью хранения, тогда как другие работают только на дисках с меньшим объемом памяти. Некоторые файловые системы более устойчивы и устойчивы к повреждению файлов, в то время как другие обменивают эту надежность на дополнительную скорость..

Нет лучшей файловой системы для всех целей. Каждая операционная система имеет тенденцию использовать свою собственную файловую систему, над которой также работают разработчики операционной системы. Microsoft, Apple и разработчики ядра Linux работают над своими файловыми системами. Новые файловые системы могут быть быстрее, стабильнее, лучше масштабироваться на большие устройства хранения и иметь больше возможностей, чем старые.

Существует много работы по разработке файловой системы, и это можно сделать разными способами. Файловая система не похожа на раздел, который является просто частью пространства для хранения. Файловая система определяет, как файлы размещаются, упорядочиваются, индексируются и как с ними связаны метаданные. Всегда есть возможность настроить - и улучшить - как это сделать.

Переключение файловых систем

Каждый раздел отформатирован в файловой системе. Иногда вы можете «преобразовать» раздел в другую файловую систему и сохранить данные в нем, но это редко идеальный вариант. Вместо этого вы, вероятно, захотите сначала скопировать важные данные из раздела..

После этого, присвоение разделу новой файловой системы - это просто вопрос «форматирования» этой файловой системы в операционной системе, которая его поддерживает. Например, если у вас есть диск в формате Linux или Mac, вы можете отформатировать его в NTFS или FAT32 в Windows, чтобы получить диск в формате Windows.

Операционные системы также автоматически форматируют разделы в соответствующей файловой системе в процессе установки операционной системы. Если у вас есть раздел в формате Windows, на который вы хотите установить Linux, процесс установки Linux отформатирует свой раздел NTFS или FAT32 в соответствии с файловой системой Linux, предпочитаемой выбранным вами дистрибутивом Linux..

Итак, если у вас есть устройство хранения данных и вы хотите использовать другую файловую систему, просто скопируйте файлы с него, чтобы выполнить их резервное копирование. Затем отформатируйте этот диск с помощью такого инструмента, как Управление дисками в Windows, GParted в Linux или Дисковая утилита в Mac OS X.

Обзор общих файловых систем

Вот краткий обзор некоторых наиболее распространенных файловых систем, с которыми вы можете столкнуться. Это не исчерпывающий - есть много других.

FAT32FAT32 - более старая файловая система Windows, но она все еще используется на устройствах со сменными носителями - хотя и на более мелких. Внешние жесткие диски большего размера объемом около 1 ТБ, скорее всего, будут отформатированы в NTFS. Вы можете использовать это только с небольшими запоминающими устройствами или для совместимости с другими устройствами, такими как цифровые камеры, игровые приставки, телевизионные приставки и другие устройства, которые просто поддерживают FAT32, а не более новую файловую систему NTFS..
NTFSСовременные версии Windows - начиная с Windows XP - используют файловую систему NTFS для своего системного раздела. Внешние диски могут быть отформатированы с FAT32 или NTFS.
HFS+: Mac используют HFS + для своих внутренних разделов, и им также нравится форматировать внешние диски с помощью HFS + - это необходимо для использования внешнего диска с Time Machine, чтобы, например, можно было должным образом создать резервную копию атрибутов файловой системы. Mac также может читать и записывать в файловые системы FAT32, хотя по умолчанию они могут читать только из файловых систем NTFS - для записи в файловые системы NTFS с Mac вам потребуется стороннее программное обеспечение.
Ext2/Ext3/Ext4: Вы часто будете видеть файловые системы Ext2, Ext3 и Ext4 в Linux. Ext2 - это старая файловая система, в которой отсутствуют важные функции, такие как ведение журнала. Если отключается питание или происходит сбой компьютера во время записи на диск ext2, данные могут быть потеряны. Ext3 добавляет эти функции надежности за счет некоторой скорости. Ext4 более современный и быстрый - теперь он является файловой системой по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux и работает быстрее. Windows и Mac не поддерживают эти файловые системы - вам потребуется сторонний инструмент для доступа к файлам в таких файловых системах. По этой причине часто идеально форматировать системные разделы Linux как ext4 и оставлять съемные устройства отформатированными в FAT32 или NTFS, если вам нужна совместимость с другими операционными системами. Linux может читать и писать как в FAT32, так и в NTFS.
Btrfs: Btrfs - «лучшая файловая система» - это более новая файловая система Linux, которая все еще находится в разработке. На данный момент он не используется по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux, но, вероятно, однажды заменит Ext4. Цель состоит в том, чтобы предоставить дополнительные функции, которые позволяют Linux масштабироваться до большего объема хранилища..
СвопВ Linux файловая система «swap» на самом деле не является файловой системой. Раздел, отформатированный как «swap», может использоваться операционной системой как пространство подкачки - это как файл подкачки в Windows, но требует выделенного раздела.

Есть и другие файловые системы - особенно в Linux и других UNIX-подобных системах..

Обычному пользователю компьютера не нужно знать большую часть этого материала - он должен быть прозрачным и простым - но знание основ помогает понять такие вопросы, как «Почему этот диск в формате Mac не работает с моим ПК с Windows?» И «Должен ли я отформатировать этот жесткий диск USB как FAT32 или NTFS?»

Кредит Фотографии: Гэри Дж. Вуд на Flickr, Kleuske на Flickr