Разбираемся что такое FAT32 и NTFS, и в каких случаях они используются
Каждый пользователь, форматируя флешку или внешний диск замечал строку «файловая система» с возможностью выбора одного из предложенных вариантов. Современные операционные системы самостоятельно определяют тип накопителя и выбирают оптимальный вариант. Но в некоторых случаях эти настройки приходится вносить вручную.
Чем отличаются файловые системы и для чего они нужны разберем в этой статье.
Что такое ФС
Файловая система – это инструмент, позволяющий операционной системе и программам обращаться к нужным файлам и работать с ними. При этом программы оперируют только названием файла, его размером и датой созданий. Все остальные функции по поиску необходимого файла в хранилище и работе с ним берет на себя файловая система накопителя.
Основные функции файловой системы:
- 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 устанавливает правила эксплуатации и организацию данных на накопителе, и тем самым экономит ресурсы операционной системы и рабочих программ. К тому же наличие файловой системы позволяет использовать накопитель на разных компьютерах без каких-либо предварительных настроек и оптимизации.
Файловых систем довольно много. Но рядовым пользователям с операционной системой Windows на десктопном ПК знакомы только две. О них и поговорим подробнее.
FAT32
FAT – одна из старейших файловых систем, которая была разработана еще в 1977 году программистами компании Microsoft для гибких дисков.
За период эксплуатации выпускалось несколько версий, которые отличались от предыдущих объемами томов и файлов, которыми способны оперировать.
Современная версия FAT32 вышла в 1995 году. Она может работать с томами размером до 32 ГБ и файлами размером до 4 ГБ. При этом система не работает с накопителями объемом более 8 Тб. Поэтому сегодня FAT32 используется в основном только на флешках, картах памяти фотоаппаратов и музыкальных плееров.
Структура накопителя с FAT32 имеет три области:
- Служебный сектор, который зарезервирован системой
- Таблица указателей для поиска файлов
- Область записи данных
Благодаря отсутствию шифрования, современных систем защиты информации и журнала данных, накопители с файловой системой FAT32 могут работать быстрее, но только с единичными файлами. Работа с массивом небольших файлов может затянуться надолго. Причиной является иерархическая структура, которая подразумевает многоуровневый доступ к файлам, в отличие от бинарного дерева, где доступ к файлам открывается напрямую, независимо от других.
Однако несмотря на очевидные недостатки, система все еще востребована, и даже предоставляет некоторые преимущества:
- 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
NTFS
Это технология файловой системы была создана, чтоб устранить недостатки FAT32.
Структура системы хранения данных имеет вид бинарного дерева. В отличие от иерархической, как у FAT32, доступ к информации осуществляется по запросу, а поиск ведется по названию файла. При этом система имеет каталог, отсортированный по названиям. Массив делится на 2 части и отсекается та, в которой данного файла не будет, оставшаяся часть также делиться на 2, и так далее до тех пор, 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 предыдущей файловой системы, NTFS может работать с томами объемом 8 ПБ (1 петабайт – 1015 байт), и оперировать более чем 4 миллиардами файлов.
Таким образом NTFS – современное решение для пользовательского сегмента, позволяющее работать с твердотельными накопителями и жесткими дисками большого объема, имеющими несколько разделов.
Какие еще бывают файловые системы
На мобильных устройствах с ОС Android используется файловая система ext2/ext4, но только в установленном накопителе. Съемные карты памяти работают на системе FAT32.
Файловая система exFAT – модификация FAT32, отличающаяся возможностью работы с файлами размером более 4 ГБ и имеющая более динамичную систему поиска. Ее использование ограничено лицензионным соглашением.
ReFS – разработка Microsoft для ОС Windows 8 и Windows 10 Enterprise и Pro для рабочих станций. Возможность создания тома ReFS удалена в Windows 10 Fall Creators Update 2017. Файловая система ReFS отличается высокой степенью надежности хранения файлов и легким их восстановлением в случае сбоя.
ZFS – файловая система, разработанная для систем хранения данных. Главная ее черта – отказоустойчивость. Данные с которыми ведется работа копируются в служебный сектор. Его объем должен быть равен области хранения.
Компания Apple использует собственные файловые системы HFS+ и Apple Xsan.
В дистрибутивах Linux, в зависимости от назначения устройства, используется около десятка файловых систем. Самые распространенные в пользовательском сегменте: Ext2, Ext3, Ext4.
