Если операционная система, на которой работает эта файловая система, выйдет из строя, вам не придется беспокоиться о безопасности всех ваших файлов. Они останутся нетронутыми, так как этот тип файловой системы имеет тенденцию к самовосстановлению.
Файловая система — что это такое и их виды
Файловые системы являются важной частью любого устройства хранения данных. Он позволяет операционной системе организовывать и управлять файловым пространством.
Это необходимо для быстрого доступа к файлам, записи новых файлов и общего взаимодействия с системой хранения данных.
На прошлой неделе мы рассмотрели сочетание клавиш WIN+R, сегодня мы рассмотрим значение/определение файловой системы, что это такое и чем они отличаются друг от друга.
Что такое файловая система
Файловая система (ФС) определяет и контролирует способ хранения и именования данных на носителях/дисках (флэш-накопителях, жестких дисках, ssd и т.д.). Он определяет, как данные хранятся на устройстве хранения, формат самих данных и то, как они будут записываться/читаться в будущем.
Его также называют программным интерфейсом, который позволяет структурировать данные на диске так, чтобы программное обеспечение могло быстро получить к нему доступ.
Файловая система создает организованную структуру на устройстве хранения данных. Все записанные там данные хранятся в определенном месте с конкретным именем и определенными атрибутами. Без FS файлы просто хранятся посреди большого количества данных, и невозможно отличить, какой файл является началом, а какой — концом. Система не знает, как восстановить нужный файл.
Файловая система определяет:.
- Структура
- Правила хранения и чтения данных
- Размер кластеров
- Формат содержимого
- Размер имен файлов
- Максимально возможный размер файла и раздела. К примеру, в ФАТ32 максимальный размер всего 4 ГБ, т.е. 4 294 967 295 байт.
- Набор атрибутов файла
Как это работает
Файловая система, созданная на носителе информации, позволяет программному обеспечению получать к нему доступ. Это означает, что он может считывать и записывать данные на носитель информации и манипулировать им.
Операционная система рассматривает носитель информации как большой набор кластеров, в которых хранятся данные. Размер этих кластеров определяется файловой системой. При записи файлов они делятся на размерные группы, структурируются и записываются каждый в свою группу в определенном порядке.
Когда программа обращается к файлу, хранящемуся на носителе, она запрашивает у ФС его имя, размер и атрибуты. При записи все эти данные отправляются в ФС, которая затем записывает файл в соответствии со своими правилами.
Читает ли устройство флэш-накопитель или SD-карту с определенной файловой системой, зависит от операционной системы, установленной на этом устройстве. Для компьютеров все просто. Здесь почти все ФС в СМИ читаемы, и, кроме того, при форматировании можно задать свои собственные. Windows, Linux, Mac OS, Android и IOS обычно являются операционными системами, поддерживающими одновременно множество различных файловых систем.
Однако в случае таких устройств, как магнитофоны, телевизоры и DVD-плееры с USB-входом, читает ли флешка NTFS или другие форматы, зависит от производителя этого устройства. Поэтому, прежде чем покупать такой материал или записывать файлы на диск, проверьте, что поддерживает FS.
Интересно! Термин файловая система используется для описания способа хранения документов/файлов на бумаге. Оно стало применяться к компьютерам только в 1961 году и до сих пор не утратило своего значения.
Существует несколько широко используемых файловых систем. Это FAT32, NTFS и EXFAT. Это универсальные файловые системы, которые можно использовать во всех операционных системах, включая Windows, Linux, Mac OS, iOS и Android. Они также легко читаются практически со всех фотоаппаратов, видеокамер, телевизоров и других устройств. Существуют также фиги, специально разработанные для работы с определенными приложениями, например, ISO 9660, который разработан специально для оптических дисков.
Интересно! FS может не иметь прямого отношения к носителю информации. Существуют виртуальные ФС и ФС сайта, которые определяют, как осуществляется доступ к данным, хранящимся на удаленных машинах.
FAT (File Allocation Table) — это простая ФС с классической архитектурой. Она была разработана для MS-Dos и Windows Биллом Гейтсом и Марком Макдональдом в 1776 году. Он и сегодня используется в некоторых лотках для вспышек. Используется только для небольших флэш-памяти, дисков и простых структур папок.
Это группа информационных организаций. В начале тома файлов выделяется отдельная логическая область.
Существует четыре версии этой ФС, наиболее популярные и распространенные в настоящее время — FAT32 и EXFAT (FAT64). Число в конце имени означает количество битов, доступных для хранения чанков.
EXFAT — это усовершенствование FAT32 без недостатков. Созданный специально для SSDS, он увеличивает срок службы этих дисков, используя гораздо меньше обменного пространства. Размер данных и размер чанков не ограничен.
Что такое ФС?
Файловая система — это инструмент, который позволяет операционной системе и программам получать доступ к файлам и управлять ими. Программа работает только на основе имени файла, его размера и даты создания. Остальные функции — поиск нужных файлов в хранилище и работа с ними — выполняет файловая система диска.
Основные операции с файловой системой:.
- Фрагментация файлов и их распределение на носителе.
- Поиск файла при запросе программ.
- Участие в создании, чтении и удалении файлов.
- Работа с атрибутами файлов: изменение названия, размера, времени последнего изменения, доступ к файлу и многое другое.
- Каталогизация и организация файлов.
- Защита файлов от несанкционированного доступа и сбоев системы.
- Определение права доступа к файлам.
- Восстановление информации в случае сбоев.
Таким образом, файловая система определяет правила работы и организации данных на диске, экономя ресурсы операционной системы и рабочих программ. Наличие файловой системы также позволяет использовать дисковый блок на разных компьютерах без предварительной настройки или оптимизации.
Доступно несколько файловых систем. Однако обычные пользователи операционной системы Windows на настольном компьютере знакомы только с двумя. Давайте поговорим о них подробнее.
FAT32
FAT — одна из старейших файловых систем, разработанная разработчиками Microsoft для Disk в 1977 году.
В его жизни были разные версии, отличающиеся от предыдущих тем, с какими объемами и размерами файлов он мог работать.
Последняя версия FAT32 была выпущена в 1995 году. Он может управлять томами до 32 Гб и файлами до 4 Гб. Однако система не будет работать с дисками объемом более 8 ТБ. Поэтому сегодня FAT32 используется в основном только во флеш-накопителях, картах памяти для фотоаппаратов и устройствах для воспроизведения музыки.
Структура диска, совместимого с FAT32, состоит из трех областей.
- Служебный сектор, который зарезервирован системой.
- Таблица указателей для поиска файлов.
- Область записи данных.
Из-за отсутствия шифрования, современных систем защиты данных и записи данных файлы FAT32 могут быть быстрее, но использовать можно только отдельные файлы. Серия небольших файлов может занять много времени. Причиной этого является иерархическая структура, которая предполагает доступ ко многим уровням файлов, в отличие от двоичного дерева, где доступ к файлам прямой, независимо от других.
Однако, несмотря на очевидные недостатки, эта система по-прежнему востребована и даже обладает некоторыми преимуществами.
- Накопители меньше изнашиваются, благодаря отсутствию журнала.
- Флешки с FAT32 распространены в рабочей среде. На них удобно переносить документы, фотографии, небольшие видеоролики, презентации.
- Флешки с FAT32 используются в качестве установочных.
NTF, или другие новые технологии файловых систем, были созданы для устранения недостатков FAT32.
Структура системы хранения данных имеет вид двоичного дерева. В отличие от иерархий, как в FAT32, доступ к информации осуществляется по запросу, а поиск основан на именах файлов. В системе есть список, отсортированный по имени. Таблица разбивается на две части, часть, в которой файл не найден, отсоединяется, а оставшаяся часть разбивается на две части, пока не будет найден нужный файл.
Особенности файловой системы NTFS:.
- Имена файлов размером до 255 символов.
- Журналирование – действия с файлами выполняются полностью, или не совершается вовсе. Например, если во время копирования файлов отключается питание, то при включении по журналу система проверит, какие файлы были скопированы полностью, а результаты незавершенных процессов удаляются.
- Использование шифрования для защиты данных.
В отличие от предыдущих файловых систем, NTFS управляет томами объемом 8 лб (1 петабайт — 1015 байт) и может работать с более чем 4 миллиардами файлов.
Это делает NTFS современным решением для пользователей, способным работать с большими жесткими дисками с SSDS и множеством разделов.
Какие еще бывают файловые системы?
Мобильные устройства Android используют файловую систему Ext2/Ext4, но только на установленных дисках. Съемные карты памяти работают с FAT32.
Файловая система EXFAT является модификацией FAT32, поддерживает файлы размером более 4 Гб и имеет более динамичную систему поиска. Его использование ограничено лицензионным соглашением.
REFS — это новейшая разработка Microsoft для рабочих станций Windows 8 и Windows 10 Enterprise и Pro. Возможность создания томов REF удалена в Windows 10 Fall Creators Update 2017.Файловая система Refs отличается высокой надежностью хранения файлов и простотой восстановления файлов в случае повреждения.
ZFS — это файловая система, предназначенная для систем хранения данных. Его главная особенность — устойчивость к ошибкам. Данные, подлежащие обработке, копируются в зону обслуживания. Его размер должен быть равен площади хранилища.
Apple использует собственные файловые системы HFS+ и Apple XSAN.
В дистрибутиве Linux используется около десятка файловых систем, в зависимости от назначения устройства. Наиболее распространенными в пользовательском секторе являются ext2, ext3 и ext4.
Файловые элементы являются наиболее уязвимыми единицами программирования. В конце концов, это информация, хранящаяся на компьютерных дисках. Их можно уничтожать, удалять и скрывать. Как правило, единственной задачей пользователя является их создание, хранение и перемещение.
Виды файловой системы
Определенные типы ФС применяются к каждому вычислительному устройству. Особенно часто встречаются следующие типы
- Предназначенная для жестких дисков;
- Предназначенная для магнитных лент;
- Предназначенная для оптических носителей;
- Виртуальная;
- Сетевая.
Конечно, основной логической единицей с электронными данными является файл, понимаемый как документ, систематически организованный по данному признаку. Она имеет собственное название и облегчает работу пользователя с большим количеством электронных документов.
Поэтому вся информация, используемая операционной системой, преобразуется в файлы, будь то текст или изображения, звук, видео или фотографии. Помимо прочего, в библиотеках драйверов и программного обеспечения также имеются их расшифровки.
Каждая информационная единица имеет имя, конкретные расширения, размер, характеристики и тип. Однако ФС является целым и принципом всей этой работы.
Он эффективно работает с такими данными в соответствии с конкретными характеристиками системы. А это является предпосылкой для классификации на типы и виды.
Взгляд на файловую систему с точки зрения программирования
При изучении концепции МС необходимо понимать, что это многоуровневый элемент. Изначально доминирует трансформатор файловой системы, который обеспечивает эффективное взаимодействие между самой системой и конкретными программными приложениями. Он отвечает за преобразование электронных запросов данных в определенный формат. Это распознается драйвером и приводит к эффективной обработке файла, т.е. файл становится доступным.
В современных приложениях, выступающих в роли заказчиков, требования к ФС очень высоки. Кроме того, современные системы должны обеспечивать максимально эффективный доступ ко всем имеющимся типам электронных единиц, обеспечивать значительную поддержку больших объемов носителей, устанавливать защиту всех данных от нежелательного доступа других пользователей и обеспечивать целостность информации, хранящейся в электронных Необходимо обеспечить целостность информации, хранящейся в электронном виде Форма.
Другой современной файловой системой является EXFAT, которая представляет собой нечто промежуточное между Windows и Linux и имеет другой механизм обмена файлами, позволяющий эффективно передавать файлы из одной системы в другую. Он используется в портативных устройствах хранения данных, таких как USB-накопители.
Из вышесказанного можно сделать обоснованные выводы. Каждая характерная ФС имеет свои особенности и создает определенный формат файла. В результате некоторые файлы могут быть недоступны. Это означает, что они были созданы в другой файловой системе, которую ваша собственная файловая система не распознает.
Надеемся, что информация в этой статье поможет вам избежать многих проблем при работе с файлами данных. Теперь вы можете самостоятельно определить, какие ФС обеспечивают функционирование операционной системы вашего компьютера и какие данные функционируют каждый день в систематическом потоке функциональной обработки.
