Файловата система е ... Файлови системи: какво е FAT и NTFS. Android файлова система

Файловете на компютъра са създадени и поставени на базата на системните принципи. Благодарение на тяхното внедряване, потребителят е в състояние удобно да получи достъп до точната информация, без да се притеснява за сложните алгоритми за достъп до него. Как се организира работата на файловите системи? Кои са най-популярните днес? Какви са разликите между файловите системи, адаптирани за персонален компютър? И тези, които се използват в мобилни устройства - смартфони или таблети?

Файлови системи: Определение

Съгласно общо определение файловата система е набор от алгоритми и стандарти, които се използват за организиране на ефективния достъп на потребител на компютър към данни, намиращи се на компютър. Някои експерти смятат, че това е част операционна система. Други ИТ специалисти, които признават факта, че са пряко свързани с операционната система, смятат, че файловата система е независим компонент за управление на компютърни данни.

Как се използват компютрите преди изобретяването на файловата система? Информатиката - като научна дисциплина - отбеляза факта, че от дълго време управлението на данните се извършва чрез структуриране в рамките на алгоритми, определени в специфични програми. По този начин един от критериите на файловата система е наличието на стандарти, които са еднакви за повечето програми, които използват достъп до данни.

Как работят файловите системи

Файловата система е преди всичко механизъм, който включва използването на компютърни хардуерни ресурси. Като правило говорим за магнитни или лазерни носители - твърди дискове, компактдискове, DVD дискове, флаш памети, дискети, които все още не са изтекли. За да разберем как функционира съответната система, ще определим какво е самият файл.

Съгласно общото определение между специалистите по ИТ, това е зона с данни с фиксирана стойност, изразена в базисни информационни единици - байтове. Файлът се намира на носителя на диска, обикновено под формата на няколко взаимосвързани блока, които имат специфичен "адрес" на достъп. Файловата система определя тези координати и ги "докладва", на свой ред, операционната система. Което интелигентно превежда съответните данни на потребителя. Данните са достъпни за четене, модифициране, създаване на нови. Специфичният алгоритъм за работа с "координатите" на файловете може да бъде различен. Това зависи от вида на компютъра, операционната система, спецификата на съхранените данни и други условия. Тъй като има различни видове файлови системи. Всеки от тях е оптимизиран за използване в конкретна операционна система или за работа с определени типове данни.

Адаптирането на дисковата среда към алгоритми на определена файлова система се нарича форматиране. Съответните хардуерни елементи на дисковите клъстери се подготвят за последващо записване на файлове върху тях, както и четенето им в съответствие със стандартите, установени в тази или тази система за управление на данни. Как да промените файловата система? В повечето случаи това може да стане само чрез преформатиране на носителя за съхранение. Като правило файловете се изтриват. Има обаче опция, при която с помощта на специални програми все още е възможно, въпреки че обикновено отнема много време, да се промени системата за управление на данните, оставяйки последната недокоснати.

Файловите системи не работят без грешки. Възможни са някои пропуски в организацията на работата с блокове данни. Но те в повечето случаи не са критични. Като правило, няма проблеми с това как да се определи файловата система, да се отстранят грешките. В Windows, по-специално за това има налични вградени софтуерни решения за всеки потребител. Като например програмата "Disk Check".

вид

Какви видове файлови системи могат да се нарекат най-често срещаните? Вероятно на първо място тези, които се използват от най-популярната операционна система за компютри в света, са Windows. Основните файлови системи на Windows са FAT, FAT32, NTFS и техните различни модификации. Заедно с компютрите, смартфоните и таблетите са придобили популярност. Повечето от тях, ако говорим за глобалния пазар и не разглеждаме разликите в технологичните платформи, се контролират от Android и iOS. Тези операционни системи използват собствени алгоритми за работа с данни, различни от тези, които се характеризират с файловите системи на Windows.

Стандарти, отворени за всички

Имайте предвид, че наскоро на световния пазар на електроника има известно унифициране на стандартите по отношение на работата на операционната система с различни видове данни. Това може да бъде проследено в два аспекта. Първо, на различни устройства, работещи с два различни типа OS, се използва същата файлова система, която е еднакво съвместима с всяка операционна система. На второ място, модерни версии на операционната система, като правило, са в състояние да разпознава не само типичните файлови системи себе си, но също така и тези, които традиционно се използват в други операционни системи - или чрез вградени алгоритми и използване на софтуер на трети страни. Например, модерните версии на Linux, като правило, лесно разпознават маркираните файлови системи за Windows.

Структура на файловата система

Независимо от факта, че видовете файлови системи се представят на достатъчно голям брой, те работят като цяло на много сходни принципи (общата схема, посочена по-горе) и в рамките на подобни структурни елементи или обекти. Помислете за тях. Какви са основните цели на файловата система?

Един от ключовете е каталогът. Това е изолирана област за данни, в която могат да се поставят файлове. Структурата на директориите е йерархична. Какво означава това? Една или повече директории могат да се намират в друга. Което, от своя страна, е част от "върховния". Основната е основната директория. Ако говорим за принципите, въз основа на която е оператор на файловата система е Windows - 7, 8, XP или друга версия - главната директория се счита за логическо устройство, представлявано от писмото - обикновено, C, D, E (но можете да персонализирате нещо в Английска азбука). Що се отнася до, например, Linux OS, тогава основната директория е магнитната среда като цяло. В тази операционна система и друга операционна система, на базата на нейните принципи - това е Android - логическите дискове не се използват. Мога ли да съхранявам файлове без директории? Да. Но това не е много удобно. Всъщност комфортът при използването на персонален компютър е една от причините за въвеждането в файловите системи на принципа на разпространение на данни чрез каталози. Между другото, те могат да бъдат наречени по различен начин. В Windows директориите се наричат ​​папки, в Linux - основно същото. Но традиционните, използвани от много години, директорите в тази операционна система са "директории". Както при предишните операционни системи Windows и Linux - DOS, Unix.

В средата на специалистите по ИТ не съществува недвусмислено мнение дали да се разглежда файла като структурен елемент на съответната система. Тези, които вярват, че това не е съвсем вярно, твърдят своята гледна точка от факта, че системата може да съществува без документи. Оставете я от практическа гледна точка и безполезен феномен. Дори ако не се записват файлове на диска, съответната система все още може да бъде налице. Като правило магнитните медии, продавани в магазините, не съдържат никакви файлове. Но те вече имат съответна система. Според друга гледна точка файловете трябва да се разглеждат като неразделна част от системите, с които се управляват. Защо? И тъй като, според експерти, алгоритмите за тяхното използване са адаптирани преди всичко за работа с файлове в рамките на определени стандарти. Системите не са проектирани за нищо друго.

Друг елемент, който присъства в повечето файлови системи - това е пряк път. Това е област за данни, съдържаща информация за местоположението на конкретен файл в определено местоположение. Това означава, че можете да поставите етикет на едно място на диска, но можете да осигурите достъп до областта за данни, която се намира в друга част на носителя. За да прецените, че бързите команди са пълноправни обекти на файловата система, можете, ако сте съгласни, че такива са и файлове.

По един или друг начин няма да е грешка да се каже, че и трите типа данни - файлове, преки пътища и директории - са елементи на съответните системи. Поне тази теза ще съответства на една от общите гледни точки. Най-важният аспект, който характеризира работата на файловата система, е принципът на именуване на файлове и директории.

Имената на файлове и директории в различни системи

Ако се съгласим, че файловете са едни и същи елементи на съответните системи, тогава трябва да разгледаме тяхната основна структура. Какво може да се отбележи на първо място? За удобство на достъпа до тях в повечето съвременни системи за управление на данни е предвидена двустепенна структура за именуване на файлове. Първото ниво е името. Втората е разширяването. Вземете например музикалния файл Dance.mp3. Танцът е името. Mp3 - разширение. Първата е да се разкрие на потребителя същността на съдържанието на файла (и програмата да бъде отправна точка за бърз достъп). Втората е файловият тип. Ако това е Mp3, тогава е лесно да се досетите, че става дума за музика. Файловете с разширение на Doc обикновено са документи, JPG - снимки, HTML - уеб страници.

Каталозите, от своя страна, имат едностепенна структура. Те имат само име, няма разширение. Ако говорим за разликите между различните видове системи за управление на данни, първото нещо, което трябва да се обърне внимание е как принципите за именуване на файлове и директории се изпълняват в тях. Що се отнася до Windows, спецификите са както следва. В най-популярната операционна система в света файловете могат да бъдат наименувани на всеки език. Максималната дължина, следователно, е ограничена. Точният интервал зависи от използваната система за управление на данните. Обикновено това са стойности между 200 и 260 знака.

Общо правило за всички операционни системи и техните съответни системи за управление на данни е, че файловете със същото име не могат да бъдат в една и съща директория. В Линукс има някаква "либерализация" на това правило. В една директория може да има файлове със същите букви, но в различни регистри. Например, Dance.mp3 и DANCE.mp3. В Windows това е невъзможно. Същите правила се установяват и във връзка с поставянето на указатели в други.

Адресиране на файлове и директории

Отчитането на файлове и директории е важен елемент от съответната система. В Windows форматът му може да изглежда така: C: / Documents / Music / е достъп до директорията Music. Ако се интересуваме от конкретен файл, адресът може да изглежда по следния начин: C: /Documents/Music/Dance.mp3. Защо "обичай"? Факт е, че на нивото на взаимодействие софтуер-хардуер на компютърните компоненти структурата на достъпа до файловете е много по-сложна. Файловата система определя местоположението на файловите единици и взаимодейства с операционната система в по-голяма част от операциите, скрити от потребителя. Въпреки това, потребител на компютър рядко трябва да използва други формати на "адреси". Почти винаги достъпът до файлове се осъществява в определения стандарт.

Сравнение на файловите системи за Windows

Разгледахме общите принципи на работа на файловите системи. Да разгледаме сега характеристики от най-разпространените им видове. В Windows файловите системи като FAT, FAT32, NTFS и exFAT се използват най-често. Първата в тази серия се счита за остаряла. Това обаче отдавна е бил известен лидер в индустрията, но тъй като технологията на компютрите на PC е нараснала, способностите му престават да отговорят на нуждите на потребителите и ресурсните изисквания на софтуера.

Наречен да замени файловата система FAT е FAT32. Според много IT специалисти, сега е най-популярният, ако говорим за пазара на персонални компютри с Windows. Най-често се използва, когато се съхраняват файлове на твърди дискове и флаш устройства. Също така може да се отбележи, че тази система за управление на данни се използва редовно в паметта на различни цифрови устройства - телефони, камери. Основното предимство на FAT32, което се разпределя от ИТ специалисти, е гъвкавост. Въпреки факта, че тази файлова система е създадена от Microsoft, повечето от съвременните операционни системи, включително тези, които са инсталирани на тези видове цифрови устройства, могат да работят с данни в рамките на вградените алгоритми.

Съществуват редица недостатъци в системата FAT32. На първо място, можете да отбележите ограничението за размера на един файл - то не може да бъде повече от 4 GB. Също така в системата FAT32 не можете да зададете вградените инструменти на Windows логически диск, размер което би било повече от 32 GB. Но това може да стане чрез инсталиране на допълнителен специализиран софтуер.

Друга популярна система за управление на файлове, която Microsoft разработва, е NTFS. Според някои IT специалисти той надминава FAT32 в повечето параметри. Но тази теза е вярна, ако говорим за работата на компютър с Windows. Системата NTFS не е толкова гъвкава, колкото FAT32. Характеристиките на нейното функциониране правят използването на тази файлова система не винаги удобно, особено в мобилните устройства. Едно от ключовите предимства на NFTS е надеждността. Например, в случаите, когато твърдият диск изведнъж изключва захранването, вероятността файловете да бъдат повредени е сведена до минимум благодарение на дублирането на достъпа до данни, предоставен в NTFS.

Една от най-новите файлови системи на Microsoft е exFAT. Той е най-добре адаптиран за флаш устройства. Основните принципи на работа в него са същите като при FAT32, но има и значително подобрение в някои аспекти: например, няма ограничения за размера на един файл. В същото време системата exFAT, както отбелязват много IT специалисти, е сред тези, които имат ниска универсалност. На компютри, работещи с операционни системи, различни от Windows, работата с файлове при използване на exFAT може да бъде трудна. Освен това, дори и в някои версии на Windows себе си, като XP, данните на дискове, форматирани с exFAT алгоритми, може да не са четливи. Ще трябва да инсталирате допълнителен драйвер.

Обърнете внимание, че поради използването на доста широк набор от файлови системи в Windows, потребителят може да изпитва периодични трудности по отношение на съвместимостта на различните устройства с компютъра. В някои случаи например трябва да инсталирате драйвера на файловата система WPD (Windows Portable Devices - технология, използвана за работа с преносими устройства). Понякога може да не е на ръка за потребителя, така че външната памет не може да разпознае операционната система. Файловата система на WPD може да изисква допълнителни софтуерни инструменти, които да се адаптират към работната среда на даден компютър. В някои случаи потребителят ще бъде принуден да се свърже с ИТ специалисти, за да реши проблема.

Как да определите коя файлова система - exFAT или NTFS и може би FAT32 - е оптимална за използване в конкретни случаи? Препоръките на специалистите по информационни технологии като цяло са следните. Могат да се използват два основни подхода. Според първото, трябва да разграничите типичните файлови системи на твърдите дискове, както и тези, които са по-добре адаптирани към флаш дискове. FAT и FAT32, според много експерти, са по-подходящи за "флаш устройства", NTFS - за твърди дискове (поради технологичните характеристики на работа с данни).

Във втория подход стойността на превозвача е важна. Ако говорите за използването на сравнително малко количество диск или флаш устройство, можете да ги форматирате в системата FAT32. Ако дискът е по-голям, тогава можете да опитате exFAT. Но само ако не възнамерявате да използвате носители на други компютри, особено тези, които нямат най-новите версии на Windows. Ако става въпрос за големи твърди дискове, включително за външни, е препоръчително да ги форматирате в NTFS. Приблизително това са критериите, чрез които може да бъде избрана оптималната файлова система - exFAT или NTFS, FAT32. Това означава, че следва да се използва някой от тях, като се имат предвид размерът на медиите, техният тип и версията на операционната система, на която се използва главно устройството.

Файлови системи за Mac

Друга популярна хардуерна и софтуерна платформа на световния пазар на компютърен хардуер е Macintosh на Apple. Компютрите от тази серия изпълняват операционната система Mac OS. Какви са функциите за организиране на работата с файлове на Mac компютри? Най-модерните компютри на Apple използват Mac OS Extended файловата система. Преди това на компютрите на Mac обработката на данни се управляваше в съответствие със стандартите на HFS.

Основното нещо, което може да се отбележи по отношение на характеристиките му: диск, който се управлява от Mac OS Extended файловата система, може да съдържа много големи файлове - може да бъде няколко милиона терабайта.

Файлова система на устройства с Android

Най-популярната операционна система за мобилни устройства - формата на електронната технология, която не е по-ниска от популярността на персоналните компютри - е Android. Как управлявате файлове на устройства от подходящ тип? Първо, да отбележим, че тази операционна система всъщност е "мобилна" адаптация на операционната система Linux, която благодарение на отворения код може да бъде променяна с перспективата да се използва в най-широк кръг от устройства. Поради това управлението на файлове на мобилни устройства, работещи под Android, се изпълнява по принцип на същите принципи като в Linux. Някои от тях отбелязахме по-горе. По-специално, управлението на файловете в Linux се извършва без разделяне на медиите на логически дискове, както в Windows. Какво друго е интересно файловата система Android?

Основната директория на Android, като правило, е областта за данни, наречена / mnt. Съответно, адресът на желаното файл може да изглежда по следния начин: /mnt/sd/photo.jpg. Освен това има друга характеристика на системата за управление на данните, която се прилага в тази мобилна операционна система. Факт е, че устройството с флаш памет обикновено се класифицира в няколко секции, като например система или данни. В този случай първоначалният размер на всеки от тях не може да бъде променен. Приблизителна аналогия по отношение на този технологичен аспект може да бъде намерена, като си спомним, че не можете (ако не използвате специален софтуер) да промените размера на логическите дискове в Windows. Той трябва да бъде фиксиран.

Друга интересна особеност на организацията на работа с файлове в Android - съответната операционна система, като правило, пише нови данни за определена област на диска - данни. Работа, например, със секцията Система не се извършва. Следователно, когато потребителят активира функцията за нулиране на настройките на софтуера на смартфона или таблета до ниво "фабрика", на практика това означава, че тези файлове, които са написани в областта за данни, просто се изтриват. Разделът за системата, като правило, остава непроменен. Освен това, всяка корекция на съдържанието на потребителя на системата, без да има специализиран софтуер, не може. Процедурата за актуализиране на системната област на медиите на устройството с Android се нарича мигаща. Това не е форматиране, въпреки че и двете операции често се извършват едновременно. Обикновено мигането се използва за инсталиране на мобилно устройство на по-нова версия на операционната система Android.

По този начин ключовите принципи, въз основа на които работи файловата система Android, са липсата на логически дискове, както и стриктното очертаване на достъпа до системни и потребителски данни. Не може да се каже, че този подход е фундаментално различен от този, който се прилага в Windows, но според много IT специалисти в операционната система на Microsoft за потребителите има малко по-голяма свобода при работа с файлове. Въпреки това, както някои експерти смятат, това не може да се счита за недвусмислено предимство на Windows. Разбира се, не само потребителите, но и компютърните вируси, на които Windows е много податлив (за разлика от Linux и мобилното му приложение под формата на Android), разбира се, използват "либералния" режим в управлението на файловете. В това, според експерти, е една от причините, поради които вирусите за устройства с Android са толкова малко - само от технологична гледна точка, те не могат да функционират напълно в работна среда, която работи на принципите на строг контрол върху достъпа до файлове.