Кожен, хто коли-небудь інсталював операційну систему, стикався з тим, що на етапі форматування інсталяційного розділу жорсткого диска програма пропонує вибрати тип файлової системи FAT або NTFS.
А тим, кому довелося виконувати форматування флешки або іншого зовнішнього накопичувального пристрою потрібно було визначитися між трьома файловими системами FAT32, NTFS і exFAT. Найчастіше користувачі вибирають форматування, запропоноване за замовчуванням, так як не знають, яка їх різниця.
Дана стаття адресована тим, хто бажає заповнити цю прогалину у своїх знаннях.
зміст
Файлова структура або File system була розроблена в 70-х роках минулого століття компанією Microsoft і представляла собою певний порядок організації простору для зберігання і доступу до даних на комп'ютерах та інших цифрових пристроях.
Призначенням функціоналу є забезпечення користувачеві зручного управління інформацією, що зберігається на диску або зовнішньому гаджет. У файлову систему входять файли, папки і каталоги, а також комплекс системних інструментів, що реалізують взаємодію з ними для виконання функцій читання-запису, створення-видалення, копіювання, іменування і т.п. Крім того, дана структура організовує спільний доступ до інформації між користувачами і забезпечує захист від несанкціонованих дій шляхом шифрування, роботи в режимі "тільки читання» та інше.
Структурно вся область дискового простору поділена на кластери, як аркуш паперу в клітинку. Кожна клітина - це блок, розмір якого задається при форматуванні і повинен бути кратним 2. Мінімальний розмір може бути 512 байт (у флешки), для жорсткого диска він становить 32 Кб. Один файл може займати кілька таких кластерів. Образно можна уявити дисковий простір у вигляді зошити, де кластер - це буква, файл - слово, а файлова структура - зміст зошита.
При зверненні до файлу, операційна система повинна знайти його в декількох кластерах, розташованих в різних місцях на диску, так утворюється ланцюжок кластерів. Кожен кластер має свою мітку, яка визначає його як один з трьох видів:
- Вільний, готовий до запису даних.
- Зайнятий, який зберігає частину інформації і має в мітці дані про наступне кластері в ланцюжку, при цьому останній позначається особливою міткою.
- BAD-блок - кластер з помилками, який стане недоступний після форматування.
Розмір мітки визначається видом файлової структури: для FAT32 він дорівнює 32 байтам.
Вся файлова система складається з наступних частин:
- завантажувального сектора, який розташовується на початку диска, активується після завантаження ОС і зберігає параметри розділу;
- таблиці розміщення файлів ( «змісту»), що зберігає мітки кластерів;
- копії таблиці розміщення файлів, щоб відновити дані при пошкодженні файлової структури;
- кореневого каталогу;
- області даних;
- циліндра для виконання операцій читання / запису.
Всього існує три типи файлової системи FAT: FAT12, FAT16 і FAT32. На зміну FAT прийшла NTFS, а exFAT є розширеною версією FAT32 і використовується в основному для флеш-накопичувачів.
Для того щоб визначитися з вибором найбільш оптимальної файлової системи при форматуванні, розглянемо опису всіх трьох варіантів, зупиняючись на перевагах і недоліках кожної.
FAT32
Серед трьох розглянутих файлових структур FAT32 є найстаршою. Вона прийшла на зміну FAT16 і до недавнього часу була найбільш прогресивною. Вихід FAT32 приурочили до випуску операційної системи Windows 95 OSR2 в 1996 році. Головні відмінні риси: 32-розрядна адресація кластерів і обмеження в розмірах: файлу не більше 4 Гб і томи в 128 Гб.
переваги
Незважаючи на деяку моральну відсталість, FAT32 має низку переваг перед іншими файловими системами. Її головна привабливість - сумісність і універсальність. FAT32 працює з усіма версіями операційних систем, включаючи Windows ( порівняння всіх версій ), Linux і MacOS, підходить до будь-якими ігрових консолей і іншим гаджетам з USB портом. Сьогодні вона використовується в усіх зовнішніх накопичувачах (флешках, CD-картах) за замовчуванням, так як багато старі пристрої: ПК, ноутбуки, приставки з USB-входом можуть працювати тільки з FAT32.
Іншими важливими достоїнствами файлової системи є: високошвидкісна продуктивність, невимогливість до об'єму оперативної пам'яті, продуктивна робота з файлами середнього і невеликого розміру, а також невелика зношуваність диска через менші рухів головки. Втім, вона також схильна до фрагментації, і періодична дефрагментація не завадить однозначно.
недоліки
Головним мінусом даної файлової системи є обмеження в розмірі. Для кластерів він не може бути більше 64 Кб, а то наші люди додатки можуть неправильно розраховувати дисковий простір.
Розмір файлу не повинен перевищувати 4 ГБ, таким чином, максимальний розмір диска при розмірі кластера для таблиці розміщення файлів в 32 КБ буде близько 8 ТБ.
При форматуванні диска засобом ScanDisk, що є 16-розрядної програмою, з урахуванням самих таблиць FAT і при максимальному розмірі кластера в 32 КБ розмір тому обмежується 128-ю гігабайтами.
З урахуванням того, що не всі комп'ютерні пристрої оснащені вінчестером об'ємом понад 8 Тб, цей недолік не буде відчутним для більшості користувачів. Однак той момент, що FAT32 працює з файлами розміром до 4 Гб, є істотним мінусом, так як більшість якісних відеофайлів сучасного формату 4К сьогодні мають розмір понад цих 4 Гб, а значить, не сумісні з цією файловою системою.
Крім обмежень в розмірах, FAT32 має інші недоліки. Вона не підтримує довгі імена файлів, що не дуже зручно користувачам, які бажають ідентифікувати файли по логічному принципом, виходячи з його вмісту. Є претензії до системи безпеки (не завадить додатковий антивірусний сканер ) І захищеності файлів при збоях ( особливості жорстких дисків ), А також низька швидкість при роботі з каталогами, що містять безліч файлів.
Таким чином, FAT32 більше годиться для переносних не дуже ємних пристроїв і старих комп'ютерів. Останні версії Windows вже неможливо встановити на диск, відформатований з системою FAT32, необхідно переформатування в NTFS.
Головне застосування файлової системи FAT32 сьогодні - це переносні флешки і SD-карти ( особливості ), Які містять небагато файлів і сумісні з різноманітними цифровими пристроями.
NTFS
Дана файлова система була розроблена компанією Microsoft в 1993 році і представлена разом версією Windows NT 3.1. У самій назві new technology file system, що означає файлова система нової технології, закладена її прогресивна сутність.
Після форматування диска в системі NTFS він ділиться на три зони:
- MFT - зона або загальна таблиця файлів (Master File Table), де зберігається інформація про файли і каталогах;
- данні користувача;
- метафайли, в яких міститься службова інформація.
Кожен з метафайлів відповідальний за певну область. Наприклад, LogFile - це файл журналювання, в якому виконується запис всіх операцій в журнал, Boot - завантажувальний сектор, Bitmap контролює вільне місце в розділі і т.п. Така структура надійно захищає файли від будь-яких збоїв, будь то зависання ОС або відключення електрики.
переваги
На відміну від FAT32 в даній файлової структурі практично відсутні обмеження в обсязі файлів і каталогів. Розмір кластера може варіюватися від 512 байт до 64 Кб, оптимальним вважається розмір в 4 Кб.
Завдяки безлічі істотних доробок для підвищення безпеки, таких як підтримка прав доступу до файлів, HPFS квотування, шифрування, журнал роботи, розмежування доступу і аудит, жорсткі посилання та інше, NTFS є ідеальною для форматування диска під системну область. Інші розділи вінчестера також можуть бути відформатовані в даній системі, так як NTFS дозволяє оптимально використовувати дисковий простір при наявності множин дрібних файлів.
Перевагою цієї файлової організації є швидка швидкість доступу до файлів невеликого розміру, висока продуктивність при роботі з великими файлами, а також можливість використання довгих імен файлів.
недоліки
Головним мінусом системи NTFS є несумісність з усіма операційними системами нижче Windows NT, а також обмеження в сумісності з іншими ОС. Так, Mac OS читає файли з дисків NTFS, але не може виконувати їх запис, така ж ситуація з сумісністю файлів Linux. Найпопулярніші ігрові консолі Playstation і Xbox 360 не працюють з NTFS, тільки Xbox One може з нею взаємодіяти.
Серед недоліків NTFS можна назвати також високі вимоги до обсягу оперативної пам'яті, більш низька швидкість в порівнянні з FAT32 і труднощі управління каталогами середнього обсягу.
Таким чином, доцільніше використовувати файлову структуру NTFS на жорстких дисках, в тому числі і SSD під управлінням останніх версій Windows, починаючи з NT.
exFAT
Ця файлова система є останньою з розглянутих за часом випуску. Вона з'явилася в 2008 році з черговими оновленнями до Windows XP і є, по суті, розширеною версією FAT32.
Головна мета розробників - створити продуктивну, зручну і універсальну файлову структуру для переносних накопичувальних пристроїв: флешок, SD-карт і знімних жорстких дисків.
переваги:
- Проста організація без спеціалізованих особливостей і обмежень в розмірах файлів і розділу.
- Відмінна сумісність з усіма ОС Windows, а також Mac OS і Linux. В останньому варіанті необхідна установка додаткового софту.
- Підтримка з боку всіх сучасних яблучних девайсів, а також ігрових приставок Xbox One і Playstation 4.
Основним недоліком файлової організації exFAT є ліцензійна політика Microsoft, яка забороняє її безкоштовне використання у відкритому доступі.
Розглянувши опису трьох популярних файлових систем, можна зробити наступні висновки:
- для комп'ютерних пристроїв з операційною системою вище Windows NT доцільніше буде форматування жорсткого диска в системі NTFS;
- для старих пристроїв, а також з метою сумісності з різними сучасними цифровими гаджетами, оптимальним варіантом стане вибір FAT32;
- для будь-яких знімних носіїв ідеальної буде застосування системи
І останнє: інформацію про те, яка файлова структура реалізована на ваших дисках, можна дізнатися у вкладці «Загальні» (права клавіша мишки «Властивості»).