Какво представлява файлова система и защо има толкова много от тях?

Различните операционни системи поддържат различни файлови системи. Вашият сменяем диск трябва да използва FAT32 за най-добра съвместимост, освен ако не е по-голям и има нужда от NTFS. Mac-форматираните устройства използват HFS + и не работят с Windows. Linux има и свои собствени файлови системи.

За съжаление, дори типичните компютърни потребители трябва да мислят за различните файлови системи и за какво са съвместими. Ето какво трябва да знаете за файловите системи - и защо има толкова много различни.

Файлови системи 101

Различните файлови системи са просто различни начини за организиране и съхраняване на файлове на твърд диск, флаш устройство или друго устройство за съхранение. Всяко устройство за съхранение има един или повече дялове и всеки дял е "форматиран" с файлова система. Процесът на форматиране просто създава празна файлова система от този тип на устройството.

Файловата система осигурява начин за отделяне на данните от устройството в отделни части, които са файловете. Той също така осигурява начин за съхраняване на данни за тези файлове - например техните имена на файлове, разрешения и други атрибути. Файловата система също така предоставя индекс - списък на файловете на устройството и къде се намират на устройството, така че операционната система може да види какво има на диска на едно място, вместо да се счупи през цялото устройство, за да намери файл ,

Вашата операционна система трябва да разбере файлова система, така че да може да показва съдържанието си, да отваря файлове и да записва файлове в нея. Ако вашата операционна система не разбира файлова система, може да сте в състояние да инсталирате драйвер за файлова система, който ви предоставя поддръжка - или просто не можете да използвате тази файлова система с тази операционна система.

Метафората тук е система за подаване на хартия - битовете данни на компютър се наричат ​​"файлове" и те са организирани в "файлова система" по начина, по който хартиените файлове могат да бъдат организирани във файловите шкафове. Съществуват различни начини за организиране на тези файлове и съхранение на данни за тях - "файлови системи".

Но защо има толкова много?

Не всички файлови системи са равни. Различните файлови системи имат различни начини за организиране на данните си. Някои файлови системи са по-бързи от други, някои имат допълнителни функции за защита, а някои поддържат устройства с големи капацитети за съхранение, докато други работят само на устройства с по-малко пространство за съхранение. Някои файлови системи са по-здрави и устойчиви на корупция, докато други обменят тази стабилност с допълнителна скорост.

Няма една единствена най-добра файлова система за всички приложения. Всяка операционна система има тенденция да използва собствена файлова система, която разработчиците на операционната система също работят. Microsoft, Apple и разработчиците на ядрото на Linux работят на техните собствени файлови системи. Новите файлови системи биха могли да бъдат по-бързи, по-стабилни, по-подходящи за по-големи устройства за съхранение и да имат повече функции, отколкото старите.

Има много работа, която върви в проектирането на файлова система и може да се направи по много различни начини. Файловата система не е като дял, който е просто парче място за съхранение. Файловата система определя как са разположени, организирани, индексирани и свързани с тях метаданни. Винаги има място за ощипване - и подобрение - как се прави това.

Превключване на файлови системи

Всеки дял е форматиран с файлова система. Възможно е понякога да можете да "преобразувате" дял в друга файлова система и да съхранявате данните върху нея, но това рядко е идеална опция. Вместо това най-вероятно ще искате първо да копирате вашите важни данни от дяла.

След това, даването на дял на нова файлова система е просто въпрос на "форматиране" с тази файлова система в операционната система, която я поддържа. Например, ако имате Linux или Mac-форматирано устройство, можете да го форматирате с NTFS или FAT32 в Windows, за да получите Windows форматирано устройство.

Операционните системи автоматично форматират дяловете с подходящата файлова система и по време на инсталацията на операционната система. Ако имате форматиран в Windows дял, на който искате да инсталирате Linux, процесът на инсталиране на Linux ще форматира NTFS или FAT32 дяла с предпочитаната от Linux инсталация на файловата система.

Така че, ако имате устройство за съхранение и искате да използвате друга файлова система, просто копирайте файловете от него първо, за да ги архивирате. След това форматирайте устройството с инструмент като Управление на дискове в Windows, GParted в Linux или Disk Utility в Mac OS X.

Преглед на общите файлови системи

Ето кратък преглед на някои от най-често срещаните файлови системи, които ще срещнете. Това не е изчерпателно - има много други различни.

• FAT32: FAT32 е по-стара Windows файлова система, но все още се използва на сменяеми медийни устройства - само по-малките. По-големи външни твърди дискове с 1 TB или повече вероятно ще бъдат форматирани с NTFS. Ще искате да го използвате само с малки устройства за съхранение или за съвместимост с други устройства като цифрови фотоапарати, игрални конзоли, приемници и други устройства, които просто поддържат FAT32, а не по-новата NTFS файлова система.
• NTFS: Съвременните версии на Windows - тъй като Windows XP - използват файловата система NTFS за системния си дял. Външните устройства могат да бъдат форматирани с FAT32 или NTFS.
• HFS +: Mac-ите използват HFS + за своите вътрешни дялове и искат да форматират външни дискове и с HFS + - това е необходимо, за да използвате външно устройство с Time Machine, така че атрибутите на файловата система могат да бъдат правилно архивирани например. Mac също могат да четат и пишат във файловите системи FAT32, въпреки че те могат да четат само от файловите системи NTFS по подразбиране - ще трябва софтуерът на трети страни да пише на файловите системи NTFS от Mac.
• Ext2/Ext3/Ext4: Ще видите често файловите системи Ext2, Ext3 и Ext4 на Linux.Ext2 е по-стара файлова система и липсва важни функции като журнализиране - ако захранването изгасне или компютърът се срине, докато пише на ext2 устройство, данните може да се загубят. Ext3 добавя тези възможности за стабилност с цената на известна скорост. Ext4 е по-модерен и по-бърз - това е стандартната файлова система на повечето Linux дистрибуции сега и е по-бърза. Windows и Mac не поддържат тези файлови системи - ще ви е необходим инструмент от трети страни за достъп до файлове на такива файлови системи. По тази причина често е идеално да форматирате системните дялове на Linux като ext4 и да оставите сменяеми устройства, форматирани с FAT32 или NTFS, ако се нуждаете от съвместимост с други операционни системи. Linux може да чете и пише в FAT32 или NTFS.
• Btrfs: Btrfs - "по-добра файлова система" - е по-нова Linux файлова система, която все още е в процес на разработка. Това не е по подразбиране за повечето Linux дистрибуции в този момент, но вероятно ще замени Ext4 един ден. Целта е да се осигурят допълнителни функции, които позволяват на Linux да се мащабира до по-големи количества съхранение.
• Размяна: В Linux файловата система "swap" не е наистина файлова система. Един дял, форматиран като "суап", може просто да се използва като swap пространство от операционната система - това е като файла на страницата в Windows, но изисква специален дял.

Съществуват и други файлови системи - особено на Linux и други системи, подобни на UNIX.

Типичният потребител на компютри не трябва да знае повечето от тези неща - трябва да е прозрачен и прост - но знаейки основите, те ви помагат да разберете въпроси като "Защо този Mac форматиран диск не работи с моя компютър с Windows?" И "Трябва ли да форматирам този USB твърд диск като FAT32 или NTFS?"

Image Credit: Гари Дж. Ууд на Flickr, кликни на Flickr