Sistemul de fișiere este pentru. Ce este exFAT

FAT32: Vechiul sistem Windows folosit pe medii amovibile mici. Folosit pe dispozitive de stocare mici sau pentru compatibilitate cu camere digitale, console de jocuri, set-top box-uri și alte dispozitive numai FAT32.

NTFS: versiunile moderne de Windows pornind de la Win XP îl folosesc pentru partițiile lor. Suporturile externe sunt formatate cu FAT32, hard disk-urile externe mari, cu o capacitate de 1 TB, sunt formatate cu NTFS.

HFS+ R: Calculatoarele Macintosh folosesc HFS+ pentru partițiile lor interne, precum și pentru formatarea mediilor externe cu HFS+. Mac-ul citește și scrie fișiere în FAT32, dar citește numai NTFS în mod implicit. Pentru a scrie în format NTFS Macintosh, veți avea nevoie de software terță parte.

Ext2 / Ext3 / Ext4: găsit în Linux. ext2 este un FS mai vechi și nu are caracteristici importante, cum ar fi înregistrarea - dacă se întrerupe alimentarea sau computerul repornește în timp ce scrie pe o unitate ext2, datele se pot pierde. Ext3 adaugă caracteristici de fiabilitate în detrimentul vitezei. Ext4 se dovedește a fi un sistem mai actualizat, mai rapid și standard pentru majoritatea distribuțiilor Linux și funcționează mai rapid. Win și Mac nu acceptă Ext2 / Ext3 / Ext4 - veți avea nevoie de un instrument suplimentar pentru a accesa fișierele. Din acest motiv, este adesea ideal să formatezi partițiile Linux ca ext4 și să lași dispozitivele amovibile formatate cu FAT32 sau NTFS dacă este nevoie de compatibilitate cu alte sisteme de operare. Linux citește și scrie atât în ​​FAT32, cât și în NTFS.

btrfs: creat pentru Linux, în curs de dezvoltare. Momentan nu este standard pentru majoritatea distribuțiilor Linux, dar în curând Btrfs va prelua conducerea. Scopul este de a oferi caracteristici suplimentare care să permită Linux-ului să se extindă pentru mai mult spațiu de stocare.

Schimbați: în Linux „swap” nu pare a fi un sistem de fișiere. O partiție formatată ca „swap” este folosită doar ca spațiu de schimb al sistemului de operare - similar cu un fișier de pagină în Windows, dar necesită o partiție dedicată.

Sisteme de fișiere pentru unități USB externe

Toate unitățile externe au, de asemenea, propriile lor sisteme de fișiere:

• GRAS- FS dezvoltat de Microsoft Corporation, este cel mai utilizat pe carduri de memorie și unități flash USB. Este folosit la aparatele de uz casnic, cum ar fi: camera video, televizor, DVD player, centru muzical. Limitarea este că are o dimensiune maximă a fișierului de 4 GB.
• exFAT- creat de Microsoft, o versiune extinsă a FAT, folosită pentru dispozitivele flash. Restricțiile privind dimensiunea fișierelor, volumul partițiilor au fost eliminate. Dezavantaj: Nu este acceptat de majoritatea dispozitivelor de consum și de versiunile timpurii ale Win XP.
• FFS2- Creat în 1990 și patentat de Microsoft. A continuat sistemul FFS1, unul dintre primele FS pentru carduri flash.
• JFFS- sistem Linux structurat în jurnal pentru purtătorii NOR-usb.
• JFFS2- utilizat în dispozitivele de memorie flash. Adept al JFFS. Suportă dispozitive Nand, performanță îmbunătățită. Dificultăți atunci când lucrați cu unități flash mari.
• logfs- în curs de dezvoltare, folosit pentru Linux, înlocuiește JFFS2. Îmbunătățit pentru asamblarea rapidă a unităților flash de mare capacitate.
• YAFS- conceput pentru NAND-flash, este posibilă utilizarea în unități NOR-flash.

Clasificarea, structura, caracteristicile sistemelor de fisiere!!!

1. Conceptul, structura și funcționarea sistemului de fișiere.

Sistem de fișiere - un set (ordine, structură și conținut) de organizare a stocării datelor pe medii de informare, care reprezintă direct accesul la datele stocate, la nivel de gospodărie, acesta este un set de toate fișierele și folderele de pe un disc. Principalele „unități” ale sistemului de fișiere sunt considerate a fi un cluster, fișier, director, partiție, volum, disc.
Setul de zerouri și unu de pe mediul de stocare constituie un cluster (dimensiunea minimă a spațiului pentru stocarea informațiilor, ele sunt denumite în mod obișnuit conceptul de sector, dimensiunea lor este un multiplu de 512 octeți).
Fișiere - o colecție numită de octeți, împărțită în sectoare. În funcție de sistemul de fișiere, un fișier poate avea un set diferit de proprietăți. Pentru comoditate în lucrul cu fișierele, sunt folosite numele acestora (identificatori simbolici).
Pentru a organiza structura sistemului de fișiere, fișierele sunt grupate în cataloage .
Capitol - o zonă de disc creată în timpul partiționării și care conține unul sau mai multe volume formatate.
Volum - zonă de partiție cu sistem de fișiere, tabel de fișiere și zonă de date. Una sau mai multe secțiuni sunt disc .
Toate informațiile despre fișiere sunt stocate într-o zonă specială a partiției - tabelul de fișiere. Tabelul de fișiere vă permite să asociați identificatori numerici de fișiere și informații suplimentare despre acestea (data modificării, drepturi de acces, nume etc.) cu conținutul real al fișierului stocat într-o altă zonă a partiției.

MBR (Master Boot Record) o zonă specială situată la începutul discului - care conține informațiile necesare pentru ca BIOS-ul să pornească sistemul de operare de pe hard disk.
Tabelul de partiții (tabelul de partiții) este, de asemenea, situat la începutul discului, sarcina acestuia este de a stoca informații despre partiții: start, lungime, boot. Partiția de pornire conține sectorul de boot, care stochează programul de boot al sistemului de operare.

Numărătoarea inversă începe de la MBR (din sectorul numărul 0) pentru toate partițiile primare (primare), atât pentru cele normale, cât și pentru cele extinse, și numai pentru cele primare.
Toate secțiunile logice obișnuite (nu logice extinse) sunt specificate printr-o deplasare față de începutul secțiunii extinse în care sunt descrise.
Toate secțiunile logice extinse (logice extinse) sunt setate printr-o deplasare față de începutul secțiunii extinse principale (primare extinsă).

Procesul de încărcare a sistemului de operare este următorul:
Când computerul este pornit, BIOS-ul preia controlul procesorului, pornește de pe hard disk, încarcă primul sector al discului (MBR) în memoria RAM a computerului și îi transferă controlul).

MBR-ul poate fi scris ca un bootloader „standard”,

și încărcătoare precum LILO/GRUB.

Bootloader-ul standard găsește prima partiție cu steag de boot în tabelul principal de partiții, citește primul ei sector (sector de boot) și transferă controlul către codul scris în acest sector de boot. Dacă există un altul în loc de încărcătorul standard MBR, atunci nu se uită la steag-ul de pornire, poate porni de pe orice partiție (prescris în setările sale).

De exemplu, pentru a încărca sistemul de operare Windows NT/2k/XP/2003, în sectorul de pornire este scris un cod care încarcă încărcătorul principal (ntloader) din partiția curentă în memorie.
Fiecare sistem de fișiere FAT16/FAT32/NTFS are propriul său bootloader. Rădăcina partiției trebuie să conțină fișierul ntldr. Dacă vedeți mesajul „NTLDR is missing” când încercați să porniți Windows, atunci acesta este exact cazul când fișierul ntldr lipsește. De asemenea, pentru funcționarea normală a ntldr, pot fi necesare fișierele bootfont.bin, ntbootdd.sys, ntdetect.com și un boot.ini scris corespunzător.

exemplu boot.ini

C:\boot.ini

timeout=8
implicit=C:\gentoo.bin

C:\gentoo.bin="Gentoo Linux"
multi(0)disk(0)rdisk(0)partiție(1)\WINDOWS="Windows XP (32-bit)" /fastdetect /NoExecute=OptIn
multi(0)disc(0)rdisk(0)partiție(3)\WINDOWS="Windows XP (64-bit)" /fastdetect /usepmtimer

Un exemplu de fișier de configurare grub.conf

#grub.conf generat de anaconda
#
#Rețineți că nu trebuie să rulați din nou grub după ce faceți modificări la acest fișier
#
#OBSERVAȚIE: aveți o partiție /boot. Aceasta înseamnă că
#toate căile nucleului și initrd sunt relative la /boot/, de ex.
#rădăcină (hdO.O)
#kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#initrd/initrd-version.img
#boot=/dev/sda default=0 timeout=5
splashimage=(hdO,0)/grub/splash.xpm.gz
meniu ascuns
titlu Server Red Hat Enterprise Linux (2.6.18-53.el 5)
rădăcină (hdO.O)
kernel /vmlinuz-2.6.18-53.el5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet-
initrd /initrd-2.6.18-53.el5.img

Structura fișierului lilo.conf

# Fișierul de configurare LILO generat de „liloconfig”
//Secțiunea de descriere a parametrilor globali
# Porniți secțiunea globală LILO
//Locația în care este înregistrată Lilo. În acest caz este MBR
boot=/dev/hda
//Mesaj care este afișat la încărcare
mesaj=/boot/boot_message.txt
//Afișează prompt
prompt
//Time Out pentru a alege sistemul de operare
timeout = 1200
# Ignorați valorile implicite periculoase care rescriu tabelul de partiții:
schimba-reguli
resetare
# Consolă framebuffer VESA @ 800x600x256
//Selectarea modului video pentru afișarea meniului
vga=771
# Încheiați secțiunea globală LILO
//Secțiunea de descriere a opțiunilor de pornire Windows
# Începe configurarea partiției bootabile DOS
altele=/dev/hda1
etichetă = Windows98
table=/dev/hda
# Configurația partiției bootabile DOS se termină
// Secțiune pentru descrierea opțiunilor de boot QNX
# Începe configurația partiției bootabile QNX
//Cale către sistemul de operare
altele=/dev/hda2
etichetă = QNX
table=/dev/hda
# Configurația partiției bootabile QNX se termină
//Secțiunea de descriere a opțiunilor de pornire Linux
# Începe configurarea partiției bootabile Linux
//Cale către imaginea kernelului
imagine = /boot/vmlinuz
root=/dev/hda4
etichetă = Slackware
numai pentru citire
# Configurația partiției bootabile Linux se încheie

2. Cele mai cunoscute sisteme de fișiere.

• Sistem avansat de arhivare pe disc
• AdvFS
• Fii sistem de fișiere
• CSI - DOS
• Criptarea sistemului de fișiere
• Sistem de fișiere extins
• Al doilea sistem de fișiere extins
• Al treilea sistem de fișiere extins
• Al patrulea sistem de fișiere extins
• Tabelul de alocare a fișierelor (FAT)
• Fișiere-11
• Sistemul de fișiere ierarhic
• HFS Plus
• Sistem de fișiere de înaltă performanță (HPFS)
• ISO 9660
• Sistem de fișiere jurnalizate
• Sistemul de fișiere Macintosh
• Sistem de fișiere MINIX
• microdos
• Următorul3
• Noua implementare a unui F structurat în jurnal (NILFS)
• Servicii de stocare Novell
• Sistem de fișiere cu tehnologie nouă (NTFS)
• Protogon
• ReiserFS
• Sistem de fișiere inteligent
• Squashfs
• Sistemul de fișiere Unix
• Format universal de disc (UDF)
• Sistemul de fișiere Veritas
• Windows Future Storage (WinFS)
• Scrieți oriunde aspectul fișierului
• Sistemul de fișiere Zettabyte (ZFS)

3. Caracteristicile de bază ale sistemelor de fișiere.

Sistemul de operare oferă aplicațiilor un set de funcții și structuri pentru lucrul cu fișierele. Capacitățile sistemului de operare impun restricții suplimentare asupra limitărilor sistemului de fișiere, principalele restricții includ:

Dimensiunea maximă (minimă) a volumului;
- Numărul maxim (minim) de fișiere în directorul rădăcină;
- Numărul maxim de fișiere din directorul non-rădăcină;
- Securitate la nivel de fișier;
- Suport pentru nume lungi de fișiere;
- Auto vindecare;
- Compresie la nivel de fișier;
- Păstrarea jurnalelor de tranzacții;

4. Scurtă descriere a celor mai comune sisteme de fișiere FAT, NTFS, EXT.

Sistem de fișiere FAT.

FAT înseamnă Tabel de alocare a fișierelor.
În sistemul de fișiere FAT, spațiul de disc logic al oricărei unități logice este împărțit în două zone:
- zona de sistem;
- zona de date.
Zona de sistem este creată la formatare și actualizată la manipularea structurii fișierelor. Zona de date conține fișiere și directoare subordonate rădăcinii și este accesibilă prin interfața cu utilizatorul. Zona de sistem este formată din următoarele componente:
- înregistrarea de pornire;
- sectoare rezervate;
- tabele de alocare a fișierelor (FAT);
- directorul rădăcină.
Tabelul de alocare a fișierelor este o hartă (imagine) a zonei de date, care descrie starea fiecărei secțiuni a zonei de date. Zona de date este împărțită în clustere. Un cluster este unul sau mai multe sectoare învecinate într-un spațiu de adrese de disc logic (numai în zona de date). În tabelul FAT, clusterele aparținând aceluiași fișier (director non-rădăcină) sunt legate în lanțuri. Sistemul de gestionare a fișierelor FAT16 utilizează un cuvânt de 16 biți pentru a specifica numărul clusterului, astfel încât să puteți avea până la 65536 clustere.
Un cluster este cea mai mică unitate adresabilă de spațiu pe disc alocată unui fișier sau unui director non-rădăcină. Un fișier sau un director ocupă un număr întreg de clustere. În acest caz, ultimul cluster poate să nu fie utilizat pe deplin, ceea ce va duce la o pierdere vizibilă de spațiu pe disc cu o dimensiune mare a clusterului.
Deoarece FAT este folosit foarte intens la accesarea unui disc, este încărcat în RAM și rămâne acolo cât mai mult timp posibil.
Directorul rădăcină diferă de un director obișnuit prin faptul că se află într-o locație fixă ​​pe o unitate logică și are un număr fix de intrări. Pentru fiecare fișier și director, sistemul de fișiere stochează informații conform următoarei structuri:
- nume de fișier sau director - 11 octeți;
- atributele fișierului - 1 octet;
- câmp de rezervă - 1 octet;
- timpul de creare - 3 octeți;
- data creării - 2 octeți;
- data ultimului acces - 2 octeți;
- rezervat - 2 octeți;
- timpul ultimei modificări - 2 octeți;
- numărul inițial al clusterului în FAT - 2 octeți;
- dimensiunea fișierului - 4 octeți.
Structura sistemului de fișiere este ierarhică.

Sistem de fișiere FAT32.
FAT32 este un sistem de fișiere complet independent pe 32 de biți și conține numeroase îmbunătățiri și completări față de FAT16. Diferența fundamentală dintre FAT32 este utilizarea mai eficientă a spațiului pe disc: FAT32 utilizează clustere mai mici, ceea ce duce la economii de spațiu pe disc.
FAT32 poate muta directorul rădăcină și poate utiliza o copie de rezervă FAT în loc de una standard. FAT32 Enhanced Boot Record vă permite să creați copii ale structurilor de date critice, ceea ce face discurile mai rezistente la încălcările structurii FAT decât versiunile anterioare. Directorul rădăcină este un lanț obișnuit de clustere, deci poate fi localizat oriunde pe disc, ceea ce elimină limita de dimensiune a directorului rădăcină.

Sistem de fișiere NTFS.
Sistemul de fișiere NTFS (New Technology File System) conține o serie de îmbunătățiri și modificări semnificative care îl deosebesc semnificativ de alte sisteme de fișiere. Din punctul de vedere al utilizatorului, fișierele sunt încă stocate în directoare, dar lucrul pe discuri mari în NTFS este mult mai eficient:
- există mijloace de restricționare a accesului la fișiere și directoare;
- introduse mecanisme care cresc semnificativ fiabilitatea sistemului de fișiere;
- multe restricții privind numărul maxim de sectoare de disc și/sau clustere au fost eliminate.

Principalele caracteristici ale sistemului de fișiere NTFS:
- fiabilitate. Calculatoarele performante si sistemele partajate trebuie sa aiba o fiabilitate sporita, in acest scop a fost introdus un mecanism de tranzactie care inregistreaza operatiunile cu fisierele;
- funcționalitate extinsă. Au fost introduse noi funcții în NTFS: toleranță îmbunătățită la erori, emularea altor sisteme de fișiere, un model de securitate puternic, procesarea paralelă a fluxurilor de date, crearea de atribute de fișiere definite de utilizator;
- Suport pentru standardul POSIX. Caracteristicile de bază includ utilizarea opțională a numelor de fișiere sensibile la majuscule, stocarea orei la care a fost accesat ultima dată un fișier și un mecanism de alias care permite ca mai multe nume să facă referire la același fișier;
- flexibilitate. Alocarea spațiului pe disc este foarte flexibilă: dimensiunea clusterului poate varia de la 512 octeți la 64 KB.
NTFS funcționează bine cu seturi mari de date și volume mari. Dimensiunea maximă a volumului (și a fișierului) este de 16 EB. (1 Ebyte este egal cu 2**64 sau 16.000 de miliarde de gigaocteți.) Nu există limită pentru numărul de fișiere din directoarele rădăcină și non-rădăcină. Deoarece structura de directoare NTFS se bazează pe o structură de date eficientă numită „arbore binar”, timpul necesar pentru a găsi fișiere în NTFS nu este legat liniar de numărul de fișiere.
NTFS are unele caracteristici de auto-vindecare și acceptă diverse verificări ale integrității sistemului, inclusiv înregistrarea tranzacțiilor, care vă permite să urmăriți scrierile de fișiere din jurnalul de sistem.
Sistemul de fișiere NTFS acceptă modelul de obiecte de securitate și tratează toate volumele, directoarele și fișierele ca obiecte NTFS separate. Drepturile de acces la volume, directoare și fișiere depind de contul de utilizator și de grupul căruia îi aparține.
Sistemul de fișiere NTFS are compresie încorporată care poate fi aplicată volumelor, directoarelor și fișierelor.

Sistem de fișiere Ext3.
Sistemul de fișiere ext3 poate suporta fișiere de până la 1 TB. Cu nucleul Linux 2.4, dimensiunea sistemului de fișiere este limitată de dimensiunea maximă a dispozitivului bloc, care este de 2 teraocteți. În Linux 2.6 (pentru procesoare pe 32 de biți), dimensiunea maximă a dispozitivului bloc este de 16 TB, totuși ext3 acceptă doar până la 4 TB.
Ext3 are o bună compatibilitate NFS și nu are probleme de performanță atunci când spațiul liber pe disc este limitat.Un alt avantaj al ext3 vine din faptul că se bazează pe codul ext2. Formatul de disc al ext2 și ext3 este identic; rezultă că, dacă este necesar, sistemul de fișiere ext3 poate fi montat ca ext2 fără probleme. Și asta nu este tot. Datorită faptului că ext2 și ext3 folosesc metadate identice, este posibilă actualizarea online ext2 la ext3.
Ext3 Fiabilitate
Pe lângă faptul că este compatibil cu ext2, ext3 moștenește și alte beneficii ale formatului comun de metadate. Utilizatorii ext3 au la dispoziție instrumentul fsck încercat și testat de ani de zile. Desigur, principalul motiv pentru trecerea la un sistem de fișiere de jurnal este acela de a evita necesitatea verificărilor periodice și îndelungate pentru consistența metadatelor de pe disc. Cu toate acestea, „journaling” nu este capabil să protejeze împotriva blocărilor nucleului sau a deteriorării suprafeței discului (sau ceva de genul acesta). În caz de urgență, veți aprecia faptul că ext3 moștenește de la ext2 cu fsck-ul său.
Jurnal în ext3.
Acum că avem o înțelegere generală a problemei, să ne uităm la modul în care ext3 implementează jurnalizarea. Codul de jurnalizare pentru ext3 utilizează un API special numit stratul JBD sau JBD. JBD a fost conceput pentru autentificare pe orice dispozitiv bloc. Ext3 este legat de API-ul JBD. În acest caz, codul sistemului de fișiere ext3 informează JBD-ul despre necesitatea unei modificări și îi cere JBD-ului permisiunea de a o efectua. Jurnalul este gestionat de JBD în numele driverului sistemului de fișiere ext3. Această convenție este foarte convenabilă, deoarece JBD-ul este dezvoltat ca o entitate separată, generică și poate fi folosit în viitor pentru înregistrarea în alte sisteme de fișiere.
Protecția datelor în Ext3
Acum putem vorbi despre modul în care sistemul de fișiere ext3 oferă înregistrare atât pentru date, cât și pentru metadate. De fapt, ext3 are două metode pentru a garanta consistența.
ext3 a fost proiectat inițial pentru jurnalizarea datelor complete și a metadatelor. În acest mod (numit modul „date=jurnal”), JBD înregistrează toate modificările aduse sistemului de fișiere care sunt legate atât de date, cât și de metadate. În acest caz, JBD poate folosi jurnalul pentru a derula înapoi și a restaura metadatele și datele. Dezavantajul înregistrării „complete” este performanța destul de scăzută și consumul unei cantități mari de spațiu pe disc pentru înregistrare.
Recent, la ext3 a fost adăugat un nou mod de jurnalizare care combină performanța ridicată cu asigurarea că structura sistemului de fișiere este consecventă după o blocare (cum ar fi sistemele de fișiere jurnalizate „obișnuite”). Noul mod de operare servește doar metadate. Cu toate acestea, driverul sistemului de fișiere ext3 încă ține evidența procesării blocurilor întregi de date (dacă sunt legate de modificarea metadatelor) și le grupează într-un singur obiect numit tranzacție. Tranzacția va fi finalizată numai după ce toate datele au fost scrise pe disc. Un efect „colateral” al acestei tehnici „de forță brută” (numit mod „date=ordonate”) este că ext3 oferă o probabilitate mai mare de persistență a datelor (comparativ cu sistemele de fișiere de jurnalizare „avansate”), garantând în același timp consistența metadatelor. Aceasta înregistrează doar modificările aduse structurii sistemului de fișiere. Ext3 utilizează acest mod în mod implicit.
ext3 are multe avantaje. Este proiectat pentru o ușurință maximă de implementare. Se bazează pe ani de cod ext2 dovedit și a moștenit minunatul instrument fsck. Ext3 este destinat în primul rând aplicațiilor care nu au capabilități încorporate de reținere a datelor. Per total, ext3 este un sistem de fișiere excelent și o continuare demnă a ext2. Există o altă caracteristică care distinge pozitiv ext3 de alte sisteme de fișiere jurnalizate sub Linux - fiabilitate ridicată.

Sistemul de fișiere ext4 este o continuare evolutivă demnă a sistemului ext.

De ce un smartphone nu poate rula programe de pe un card de memorie? Prin ce diferă fundamental ext4 de ext3? De ce durează o unitate flash mai mult dacă este formatată în NTFS și nu în FAT? Care este principala problemă cu F2FS? Răspunsurile se află în structura sistemelor de fișiere. Vom vorbi despre ele.

Introducere

Sistemele de fișiere definesc modul în care sunt stocate datele. Acestea determină ce limitări va întâmpina utilizatorul, cât de rapide vor fi operațiunile de citire și scriere și cât timp va funcționa unitatea fără defecțiuni. Acest lucru este valabil mai ales pentru SSD-urile bugetare și pentru frații lor mai mici - unitățile flash. Cunoscând aceste caracteristici, puteți profita la maximum de orice sistem și puteți optimiza utilizarea acestuia pentru sarcini specifice.

Trebuie să alegeți tipul și parametrii sistemului de fișiere ori de câte ori trebuie să faceți ceva non-trivial. De exemplu, doriți să accelerați cele mai frecvente operațiuni cu fișiere. La nivel de sistem de fișiere, acest lucru poate fi realizat într-o varietate de moduri: indexarea va oferi căutări rapide, iar pre-rezervarea blocurilor gratuite va face mai ușor să suprascrieți fișierele care se schimbă frecvent. Pre-optimizarea datelor din RAM va reduce cantitatea de I/O necesară.

Asemenea caracteristici ale sistemelor de fișiere moderne precum scrierea leneșă, deduplicarea și alți algoritmi avansați ajută la creșterea timpului de funcționare. Sunt relevante în special pentru SSD-urile ieftine cu cipuri de memorie TLC, unități flash și carduri de memorie.

Există optimizări separate pentru matrice de discuri de diferite niveluri: de exemplu, sistemul de fișiere poate suporta oglindirea simplificată a volumului, instantanee instantanee sau scalare dinamică fără a dezactiva volumul.

Cutie neagră

Utilizatorii lucrează în principal cu sistemul de fișiere care este oferit implicit de sistemul de operare. Rareori creează noi partiții de disc și chiar mai rar se gândesc la setările lor - doar folosește setările recomandate sau chiar cumpără medii preformatate.

Pentru fanii Windows, totul este simplu: NTFS pe toate partițiile de disc și FAT32 (sau același NTFS) pe unitățile flash. Dacă există un NAS și se folosește un alt sistem de fișiere în el, atunci pentru majoritatea, acest lucru rămâne dincolo de percepție. Pur și simplu se conectează la el prin rețea și descarcă fișiere, ca dintr-o cutie neagră.

Pe gadgeturile mobile cu Android, ext4 se găsește cel mai adesea în memoria internă și FAT32 pe cardurile microSD. Lui Yabloko nu îi pasă deloc ce fel de sistem de fișiere au: HFS +, HFSX, APFS, WTFS ... pentru ei există doar pictograme frumoase de foldere și fișiere desenate de cei mai buni designeri. Utilizatorii Linux au cea mai bogată opțiune, dar puteți lega suport pentru sistemele de fișiere ale sistemului de operare non-nativ atât în ​​Windows, cât și în macOS - mai multe despre asta mai târziu.

rădăcini comune

Au fost create peste o sută de sisteme de fișiere diferite, dar puțin mai mult de o duzină pot fi numite relevante. Deși toate au fost concepute pentru aplicațiile lor specifice, multe au ajuns să fie legate la nivel conceptual. Ele sunt asemănătoare deoarece folosesc același tip de structură de reprezentare a (meta)datelor - B-trees ("b-trees").

Ca orice sistem ierarhic, arborele B începe cu o intrare rădăcină și apoi se ramifică până la elementele finale - intrări individuale despre fișiere și atributele acestora, sau „frunze”. Principalul scop al creării unei astfel de structuri logice a fost accelerarea căutării obiectelor de sistem de fișiere pe matrice dinamice mari - cum ar fi hard disk-uri cu o capacitate de câțiva teraocteți sau chiar matrice RAID mai impresionante.

Arborele B necesită mult mai puține accesări la disc decât alte tipuri de arbori echilibrați pentru a efectua aceleași operațiuni. Acest lucru se realizează datorită faptului că obiectele finale din arborii B sunt situate ierarhic la aceeași înălțime, iar viteza tuturor operațiunilor este doar proporțională cu înălțimea arborelui.

Ca și alți copaci echilibrați, copacii B au aceeași lungime a căilor de la rădăcină la orice frunză. În loc să crească, se ramifică mai mult și cresc mai largi: toate punctele de ramificație dintr-un arbore B stochează multe referințe la obiecte copil, ceea ce le face ușor de găsit în mai puține accesări. Un număr mare de pointeri reduce numărul de operațiuni pe disc cele mai lungi - poziționarea capului la citirea blocurilor arbitrare.

Conceptul de arbori B a fost formulat în anii șaptezeci și de atunci a fost supus diverselor îmbunătățiri. Într-o formă sau alta, este implementat în NTFS, BFS, XFS, JFS, ReiserFS și o varietate de SGBD. Toți sunt rude în ceea ce privește principiile de bază ale organizării datelor. Diferențele se referă la detalii, adesea destul de importante. Dezavantajul sistemelor de fișiere asociate este, de asemenea, comun: toate au fost create pentru a funcționa cu discuri chiar înainte de apariția SSD-urilor.

Memoria flash ca motor al progresului

Unitățile cu stare solidă înlocuiesc treptat unitățile de disc, dar până acum sunt forțate să folosească sisteme de fișiere vechi care le sunt străine. Sunt construite pe matrice de memorie flash, ale căror principii diferă de cele ale dispozitivelor de disc. În special, memoria flash trebuie ștearsă înainte de a fi scrisă, iar această operație în cipuri NAND nu poate fi efectuată la nivel individual de celulă. Este posibil doar pentru blocuri mari în ansamblu.

Această limitare se datorează faptului că în memoria NAND toate celulele sunt combinate în blocuri, fiecare dintre ele având o singură conexiune comună la magistrala de control. Nu vom intra în detaliile organizării paginii și nu vom picta ierarhia completă. Important este principiul operațiunilor în bloc cu celule și faptul că dimensiunile blocurilor de memorie flash sunt de obicei mai mari decât blocurile abordate în orice sistem de fișiere. Prin urmare, toate adresele și comenzile pentru unitățile flash NAND trebuie traduse prin stratul de abstractizare FTL (Flash Translation Layer).

Controlerele de memorie flash oferă compatibilitate cu logica dispozitivelor de disc și suport pentru comenzile interfeței lor native. De obicei, FTL este implementat în firmware-ul lor, dar poate fi (parțial) executat pe gazdă - de exemplu, Plextor scrie drivere pentru SSD-urile lor care accelerează scrierea.

Nu puteți face deloc fără FTL, deoarece chiar și scrierea unui bit într-o anumită celulă duce la lansarea unei serii întregi de operații: controlerul găsește blocul care conține celula dorită; blocul este citit în întregime, scris în cache sau în spațiul liber, apoi șters în întregime, după care este suprascris înapoi cu modificările necesare.

Această abordare amintește de viața de zi cu zi a armatei: pentru a da un ordin unui soldat, sergentul face o formație generală, îl scoate pe bietul om și ordonă celorlalți să se împrăștie. În memoria acum rară NOR, organizația a fost spetsnaz: fiecare celulă era controlată independent (fiecare tranzistor avea un contact individual).

Controlerele au din ce în ce mai multe sarcini, deoarece cu fiecare generație de memorie flash, procesul de fabricație al fabricării acesteia scade pentru a crește densitatea și a reduce costul stocării datelor. Împreună cu standardele tehnologice, se reduce și durata de viață estimată a cipurilor.

Modulele cu celule SLC cu un singur nivel au avut o resursă declarată de 100 de mii de cicluri de rescriere și chiar mai mult. Multe dintre ele încă funcționează pe vechi unități flash și carduri CF. Un MLC de clasă întreprindere (eMLC) a revendicat o resursă în intervalul 10 până la 20 de mii, în timp ce pentru un MLC obișnuit de gradul de consumator este estimat la 3-5 mii. Acest tip de memorie este stors activ de TLC și mai ieftin, a cărui resursă abia ajunge la o mie de cicluri. Menținerea duratei de viață a memoriei flash la un nivel acceptabil se datorează trucurilor software, iar noile sisteme de fișiere devin unul dintre ele.

Inițial, producătorii au presupus că sistemul de fișiere nu este important. Controlerul în sine trebuie să deservească o serie de celule de memorie de scurtă durată de orice tip, distribuind sarcina între ele într-un mod optim. Pentru driverul sistemului de fișiere, acesta imită un disc obișnuit și el însuși efectuează optimizări de nivel scăzut pentru orice acces. Cu toate acestea, în practică, optimizarea pentru diferite dispozitive variază de la magic la fictiv.

În SSD-urile corporative, controlerul integrat este un computer mic. Are o memorie tampon uriașă (o jumătate de gig sau mai mult) și acceptă multe metode de îmbunătățire a eficienței lucrului cu date, ceea ce vă permite să evitați ciclurile de scriere inutile. Cipul aranjează toate blocurile din cache, efectuează scrieri leneșe, efectuează deduplicare din mers, rezervă unele blocuri și șterge altele în fundal. Toată această magie se întâmplă absolut imperceptibil pentru OS, programe și utilizator. Cu un astfel de SSD, chiar nu contează ce sistem de fișiere este folosit. Optimizările interne au un impact mult mai mare asupra performanței și resurselor decât cele externe.

În SSD-urile bugetare (și chiar mai mult - unități flash) pun mult mai puțin controlere inteligente. Cache-ul din ele este trunchiat sau absent, iar tehnologiile avansate de server nu sunt folosite deloc. În cardurile de memorie, controlerele sunt atât de primitive încât adesea se pretinde că nu există deloc. Prin urmare, pentru dispozitivele ieftine cu memorie flash, metodele externe de echilibrare a încărcării rămân relevante - în primul rând cu ajutorul sistemelor de fișiere specializate.

De la JFFS la F2FS

Una dintre primele încercări de a scrie un sistem de fișiere care să țină cont de principiile organizării memoriei flash a fost JFFS - Journaling Flash File System. Inițial, această dezvoltare a companiei suedeze Axis Communications a fost axată pe îmbunătățirea eficienței memoriei dispozitivelor de rețea pe care Axis le-a produs în anii nouăzeci. Prima versiune de JFFS a acceptat doar memoria NOR, dar deja în a doua versiune s-a împrietenit cu NAND.

JFFS2 este în prezent de utilizare limitată. Este încă folosit mai ales în distribuțiile Linux pentru sistemele încorporate. Poate fi găsit în routere, camere IP, NAS și alți obișnuiți ai Internetului lucrurilor. În general, oriunde este necesară o cantitate mică de memorie fiabilă.

O dezvoltare ulterioară a JFFS2 a fost LogFS, care și-a păstrat inodul într-un fișier separat. Autorii acestei idei sunt un angajat al diviziei germane a IBM Jörn Engel și un profesor la Universitatea din Osnabrück Robert Mertens. Codul sursă pentru LogFS este disponibil pe GitHub. Judecând după faptul că ultima modificare a fost făcută acum patru ani, LogFS nu a câștigat popularitate.

Dar aceste încercări au stimulat apariția unui alt sistem de fișiere specializat - F2FS. A fost dezvoltat de Samsung Corporation, care reprezintă o mare parte din memoria flash produsă în lume. Samsung produce cipuri NAND Flash pentru propriile dispozitive și la ordinul altor companii și dezvoltă, de asemenea, SSD-uri cu interfețe fundamental noi în loc de cele vechi de disc. Crearea unui sistem de fișiere specializat optimizat pentru memorie flash a fost o necesitate de mult așteptată din punctul de vedere al Samsung.

Acum patru ani, în 2012, Samsung a creat F2FS (Flash Friendly File System). Ideea ei este bună, dar execuția a fost cam dură. Sarcina cheie la crearea F2FS a fost simplă: reducerea numărului de operațiuni de rescriere a celulelor și distribuirea sarcinii asupra acestora cât mai uniform posibil. Acest lucru necesită efectuarea de operațiuni pe mai multe celule din același bloc în același timp, mai degrabă decât forțarea lor pe rând. Aceasta înseamnă că nu avem nevoie de suprascrierea instantanee a blocurilor existente la prima solicitare a sistemului de operare, ci de stocarea în cache a comenzilor și a datelor, adăugarea de noi blocuri la spațiul liber și ștergerea amânată a celulelor.

Astăzi, suportul F2FS a fost deja implementat oficial în Linux (și, prin urmare, în Android), dar încă nu oferă avantaje deosebite în practică. Caracteristica principală a acestui sistem de fișiere (suprascrierea întârziată) a condus la concluzii premature cu privire la eficacitatea acestuia. Vechiul truc de cache a păcălit chiar și versiunile anterioare ale benchmark-urilor, în care F2FS a arătat un avantaj imaginar nu cu câteva procente (cum era de așteptat) și nici măcar de câteva ori, ci cu ordine de mărime. Doar că driverul F2FS a raportat operația pe care controlerul tocmai plănuia să o facă. Cu toate acestea, dacă câștigul real de performanță al F2FS este mic, atunci uzura celulei va fi cu siguranță mai mică decât atunci când se utilizează același ext4. Acele optimizări pe care un controler ieftin nu le poate face vor fi efectuate la nivelul sistemului de fișiere însuși.

Extensii și hărți de biți

În timp ce F2FS este perceput ca exotic pentru geek. Chiar și smartphone-urile proprii ale Samsung încă folosesc ext4. Mulți consideră că este o dezvoltare ulterioară a ext3, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. Este mai mult despre o revoluție decât despre spargerea barierei de 2TB per fișier și pur și simplu creșterea altor indicatori cantitativi.

Când computerele erau mari și fișierele mici, adresarea era ușoară. Fiecărui fișier i s-a alocat un anumit număr de blocuri, ale căror adrese au fost introduse în tabelul de corespondență. Așa a funcționat sistemul de fișiere ext3, care rămâne în funcțiune până acum. Dar ext4 a introdus un mod fundamental diferit de a aborda - extinderile.

Extensiunile pot fi considerate ca extensii de inoduri ca seturi separate de blocuri care sunt adresate ca un întreg ca secvențe contigue. O extent poate conține un întreg fișier de dimensiune medie, iar pentru fișierele mari este suficient să alocați o duzină sau două extent. Acest lucru este mult mai eficient decât abordarea a sute de mii de blocuri mici de patru kiloocteți.

Schimbat în ext4 și mecanismul de înregistrare în sine. Acum, distribuția blocurilor are loc imediat într-o singură solicitare. Și nu în avans, ci imediat înainte de a scrie date pe disc. Alocarea multibloc amânată vă permite să scăpați de operațiunile inutile pe care ext3 a păcătuit: în ea, blocurile pentru un fișier nou au fost alocate imediat, chiar dacă acesta se încapea în întregime în cache și era planificat să fie șters ca temporar.

Dieta restricționată în grăsimi

Pe lângă arborii echilibrați și modificările acestora, există și alte structuri logice populare. Există sisteme de fișiere cu un tip de organizare fundamental diferit - de exemplu, liniară. Probabil că folosești cel puțin unul dintre ele des.

Mister

Ghici ghicitoare: la doisprezece a început să se îngrașă, la șaisprezece era prostește de grasă, iar la treizeci și doi a devenit grasă și a rămas simplă. Cine este ea?

Așa este, aceasta este o poveste despre sistemul de fișiere FAT. Cerințele de compatibilitate i-au asigurat o ereditate proastă. Pe dischete, era pe 12 biți, pe hard disk - la început pe 16 biți și a ajuns în zilele noastre ca pe 32 de biți. În fiecare versiune ulterioară, numărul de blocuri adresabile a crescut, dar în esență nimic nu s-a schimbat.

Sistemul de fișiere FAT32 încă popular a apărut deja în urmă cu douăzeci de ani. Astăzi, este încă primitiv și nu acceptă liste de control al accesului, cote de disc, compresie de fundal sau alte tehnologii moderne de optimizare a datelor.

De ce este nevoie de FAT32 în zilele noastre? Tot pentru compatibilitate. Producătorii cred pe bună dreptate că orice sistem de operare poate citi o partiție FAT32. Prin urmare, îl creează pe hard disk-uri externe, USB Flash și carduri de memorie.

Cum să eliberați memoria flash a unui smartphone

Cardurile microSD(HC) utilizate în smartphone-uri sunt formatate în FAT32 în mod implicit. Acesta este principalul obstacol în calea instalării aplicațiilor pe ele și a transferului de date din memoria internă. Pentru a o depăși, trebuie să creați o partiție pe card cu ext3 sau ext4. Toate atributele fișierului (inclusiv dreptul de proprietar și de acces) pot fi transferate către acesta, astfel încât orice aplicație poate funcționa ca și cum ar fi fost lansată din memoria internă.

Windows nu știe cum să facă mai mult de o partiție pe unități flash, dar pentru aceasta puteți rula Linux (cel puțin într-o mașină virtuală) sau un utilitar avansat pentru lucrul cu partiționarea logică - de exemplu, MiniTool Partition Wizard Free. După ce a găsit o partiție primară suplimentară cu ext3 / ext4 pe card, aplicația Link2SD și aplicațiile similare vor oferi mult mai multe opțiuni decât în ​​cazul unei singure partiții FAT32.

Ca un alt argument în favoarea alegerii FAT32, este adesea numită lipsa logării în acesta, ceea ce înseamnă operații de scriere mai rapide și mai puțină uzură a celulelor de memorie NAND Flash. În practică, utilizarea FAT32 duce la invers și dă naștere la multe alte probleme.

Unitățile flash și cardurile de memorie mor rapid din cauza faptului că orice modificare în FAT32 provoacă suprascrierea acelorași sectoare în care sunt situate două lanțuri de tabele de fișiere. Am salvat întreaga pagină web și a fost suprascrisă de o sută de ori - cu fiecare adăugare a unui alt gif mic pe unitatea flash. Ai lansat software portabil? A creat fișiere temporare și le schimbă constant în timpul lucrului. Prin urmare, este mult mai bine să utilizați NTFS pe unități flash cu tabelul $MFT tolerant la erori. Fișierele mici pot fi stocate direct în tabelul principal de fișiere, iar extensiile și copiile sale sunt scrise în diferite zone ale memoriei flash. În plus, datorită indexării pe NTFS, căutările sunt mai rapide.

INFO

Pentru FAT32 și NTFS, limitele teoretice ale nivelului de imbricare nu sunt specificate, dar în practică sunt aceleași: în directorul de prim nivel pot fi create doar 7707 subdirectoare. Cei cărora le place să se joace cu păpușile de cuib îl vor aprecia.

O altă problemă cu care se confruntă majoritatea utilizatorilor este că este imposibil să scrieți un fișier mai mare de 4 GB pe o partiție FAT32. Motivul este că în FAT32 dimensiunea fișierului este descrisă de 32 de biți în tabelul de alocare a fișierelor, iar 2^32 (minus unu, pentru a fi precis) este exact patru gigaocteți. Se pare că nici un film de calitate normală, nici o imagine DVD nu pot fi scrise pe o unitate flash proaspăt achiziționată.

Copierea fișierelor mari nu este atât de rău: atunci când încercați să faceți acest lucru, eroarea este cel puțin vizibilă imediat. În alte situații, FAT32 acționează ca o bombă cu ceas. De exemplu, ai copiat software portabil pe o unitate flash și la început îl folosești fără probleme. După mult timp, unul dintre programe (de exemplu, contabilitate sau e-mail) are o bază de date care se umflă și... pur și simplu se oprește actualizarea. Fișierul nu poate fi suprascris deoarece a atins limita de 4 GB.

O problemă mai puțin evidentă este că, în FAT32, data creării unui fișier sau director poate fi acordată până la două secunde. Acest lucru este insuficient pentru multe aplicații criptografice care folosesc marcaje temporale. Precizia scăzută a atributului „date” este un alt motiv pentru care FAT32 nu este considerat un sistem de fișiere complet din punct de vedere al securității. Cu toate acestea, punctele sale slabe pot fi folosite în propriile scopuri. De exemplu, dacă copiați orice fișier dintr-o partiție NTFS pe un volum FAT32, acestea vor fi șterse de toate metadatele, precum și de permisiunile moștenite și setate special. FAT pur și simplu nu le suportă.

exFAT

Spre deosebire de FAT12/16/32, exFAT a fost proiectat special pentru USB Flash și carduri de memorie mari (≥ 32 GB). Extended FAT elimină dezavantajul FAT32 menționat mai sus - suprascriind aceleași sectoare cu orice modificare. Ca sistem pe 64 de biți, nu are limite practice privind dimensiunea unui singur fișier. Teoretic, poate avea o lungime de 2 ^ 64 de octeți (16 EB), iar cardurile de această dimensiune nu vor apărea curând.

O altă diferență fundamentală între exFAT este suportul pentru listele de control al accesului (ACL). Acesta nu mai este același lucru simplu din anii nouăzeci, totuși, apropierea formatului împiedică introducerea exFAT. Suportul ExFAT este implementat integral și legal numai în Windows (începând cu XP SP2) și OS X (începând cu 10.6.5). Pe Linux și *BSD, este suportat fie limitat, fie ilegal. Microsoft necesită licențe pentru a utiliza exFAT și există multe controverse juridice în acest domeniu.

btrfs

Un alt sistem de fișiere B-tree proeminent se numește Btrfs. Acest FS a apărut în 2007 și a fost creat inițial în Oracle pentru a lucra cu SSD și RAID. De exemplu, poate fi scalat dinamic: creați noi inoduri chiar pe sistemul care rulează sau împărțiți un volum în subvolume fără a le aloca spațiu liber.

Mecanismul copy-on-write implementat în Btrfs și integrarea completă cu modulul kernel Device mapper vă permit să faceți instantanee aproape instantanee prin dispozitive cu bloc virtual. Precomprimarea datelor (zlib sau lzo) și deduplicarea accelerează operațiunile de bază, prelungind în același timp durata de viață a memoriei flash. Acest lucru se observă mai ales atunci când se lucrează cu baze de date (se realizează o compresie de 2-4 ori) și fișiere mici (sunt scrise în blocuri mari ordonate și pot fi stocate direct în „frunze”).

Btrfs acceptă, de asemenea, înregistrarea completă (date și metadate), verificarea volumului fără demontare și multe alte caracteristici moderne. Codul Btrfs este publicat sub licență GPL. Acest sistem de fișiere a fost acceptat ca stabil pe Linux începând cu versiunea de kernel 4.3.1.

Jurnalele de bord

Aproape toate sistemele de fișiere mai mult sau mai puțin moderne (ext3 / ext4, NTFS, HFSX, Btrfs și altele) aparțin grupului general al celor jurnalizate, deoarece păstrează evidența modificărilor efectuate într-un jurnal separat (jurnal) și verifică cu acesta în caz că de eșec în timpul operațiunilor de disc. Cu toate acestea, granularitatea înregistrării și toleranța la erori variază între aceste sisteme de fișiere.

ext3 acceptă trei moduri de înregistrare: loopback, ordonat și înregistrare completă. Primul mod implică scrierea doar a modificărilor generale (metadate), efectuate asincron în raport cu modificările în datele în sine. Cel de-al doilea mod face aceeași scriere a metadatelor, dar strict înainte de a face orice modificări. Al treilea mod este echivalent cu înregistrarea completă (modificări atât în ​​metadate, cât și în fișierele în sine).

Doar ultima opțiune oferă integritatea datelor. Cele două rămase doar accelerează detectarea erorilor în timpul verificării și garantează restabilirea integrității sistemului de fișiere în sine, dar nu și a conținutului fișierelor.

Jurnalizarea în NTFS este similară cu al doilea mod de înregistrare în ext3. Sunt înregistrate doar modificările aduse metadatelor, iar datele în sine se pot pierde în cazul unei erori. Această metodă de logare în NTFS nu a fost concepută ca o modalitate de a obține fiabilitatea maximă, ci doar ca un compromis între viteză și toleranța la erori. Acesta este motivul pentru care oamenii care sunt obișnuiți să lucreze cu sisteme complet jurnalizate consideră NTFS ca fiind pseudo-jurnalizat.

Abordarea implementată în NTFS este în anumite privințe chiar mai bună decât cea implicită în ext3. În plus, NTFS creează periodic puncte de control pentru a se asigura că toate operațiunile de disc aflate anterior sunt finalizate. Punctele de control nu au nicio legătură cu punctele de restaurare din \Informații despre volumul sistemului\ . Acestea sunt doar intrări de serviciu din jurnal.

Practica arată că, în majoritatea cazurilor, o astfel de jurnalizare NTFS parțială este suficientă pentru o funcționare fără probleme. La urma urmei, chiar și cu o întrerupere bruscă de curent, dispozitivele de disc nu se dezactivează instantaneu. Sursa de alimentare și numeroșii condensatori din unități oferă doar cantitatea minimă de energie care este suficientă pentru a finaliza operația de scriere curentă. Cu SSD-urile moderne, cu viteza și eficiența lor, aceeași cantitate de energie este de obicei suficientă pentru a efectua operațiuni în așteptare. O încercare de a trece la înregistrarea completă ar reduce viteza majorității operațiunilor uneori.

Conectăm sisteme de fișiere terțe în Windows

Utilizarea sistemelor de fișiere este limitată de suportul acestora la nivelul sistemului de operare. De exemplu, Windows nu înțelege ext2/3/4 și HFS+, dar uneori trebuie să le folosiți. Puteți face acest lucru adăugând driverul corespunzător.

AVERTIZARE

Majoritatea driverelor și plug-in-urilor pentru suportul sistemelor de fișiere terță parte au limitările lor și nu funcționează întotdeauna stabil. Acestea pot intra în conflict cu alte drivere, antivirus și programe de virtualizare.

Un driver open source pentru citirea și scrierea partițiilor ext2/3 cu suport parțial pentru ext4. Cea mai recentă versiune acceptă extensii și partiții de până la 16 TB. LVM, listele de control al accesului și atributele extinse nu sunt acceptate.

Există un plugin gratuit pentru Total Commander. Suporta citirea partițiilor ext2/3/4.

coLinux este un port deschis și liber al nucleului Linux. Împreună cu un driver pe 32 de biți, vă permite să rulați Linux pe Windows 2000 până la 7 fără utilizarea tehnologiilor de virtualizare. Acceptă doar versiuni pe 32 de biți. Dezvoltarea modificării pe 64 de biți a fost anulată. coLinux permite, printre altele, organizarea accesului la partițiile ext2/3/4 din Windows. Sprijinul pentru proiect a fost suspendat în 2014.

Este posibil ca Windows 10 să aibă deja suport încorporat pentru sistemele de fișiere specifice Linux, este doar ascuns. Aceste gânduri sunt sugerate de driverul Lxcore.sys la nivel de kernel și de serviciul LxssManager, care este încărcat ca bibliotecă de procesul Svchost.exe. Pentru mai multe despre aceasta, vezi discursul lui Alex Ionescu „The Linux Kernel Hidden Inside Windows 10”, pe care l-a susținut la Black Hat 2016.

ExtFS pentru Windows este un driver plătit lansat de Paragon. Funcționează pe Windows 7 până la 10, acceptă accesul de citire/scriere la volumele ext2/3/4. Oferă suport aproape complet pentru ext4 pe Windows.

HFS+ pentru Windows 10 este un alt driver proprietar de la Paragon Software. În ciuda numelui, funcționează în toate versiunile de Windows, începând de la XP. Oferă acces complet la sistemele de fișiere HFS+/HFSX pe discuri cu orice aspect (MBR/GPT).

WinBtrfs este o dezvoltare timpurie a driverului Btrfs pentru Windows. Deja în versiunea 0.6, acceptă atât accesul de citire, cât și de scriere la volumele Btrfs. Poate gestiona legături rigide și simbolice, acceptă fluxuri de date alternative, ACL-uri, două tipuri de compresie și modul de citire/scriere asincron. În timp ce WinBtrfs nu știe cum să folosească mkfs.btrfs, btrfs-balance și alte utilitare pentru a menține acest sistem de fișiere.

Capacități și limitări ale sistemelor de fișiere: tabel rezumativ

Sistemul de fișiere	Dimensiune volum maxim-mic	Limitați dimensiunea unui fișier	Lungimea numelui fișierului propriu	Jumătate de lungime a numelui fișierului (inclusiv calea de la rădăcină)	Limitați numărul de fișiere și/sau directoare	Exactitatea indicarii datei fisierului/catalogului	Drepturi dos-tu-pa	Legături dure	Legături simbolice	Fotografii instantanee ale venelor (instantanee)	Comprimarea datelor în fundal	Cipher-ro-va-nie date în fundal	Date dedu-pli-ka-tion
FAT16	2 GB în sectoare de 512 octeți sau 4 GB în clustere de 64 KB	2 GB	255 de octeți cu LFN	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
FAT32	8 TB în sectoare de 2 KB	4 GB (2^32 - 1 octet)	255 de octeți cu LFN	până la 32 de subdirectoare cu CDS	65460	10 ms (creare) / 2s (modificare)	Nu	Nu	Nu	Nu	Nu	Nu	Nu
exFAT	≈ 128 PB (2^32-1 clustere de 2^25-1 octeți) teoretic / 512 TB din cauza limitelor terților	16 EB (2^64 - 1 octet)			2796202 în catalog	10 ms	ACL	Nu	Nu	Nu	Nu	Nu	Nu
NTFS	256 TB în clustere de 64 KB sau 16 TB în clustere de 4 KB	16 TB (Win 7) / 256 TB (Win 8)	255 de caractere Unicode (UTF-16)	32760 caractere Unicode, dar nu mai mult de 255 de caractere în fiecare element	2^32-1	100 ns	ACL	da	da	da	da	da	da
HFS+	8 EB (2^63 octeți)	8 EB	255 de caractere Unicode (UTF-16)	nu limitate separat	2^32-1	1 s	Unix ACL	da	da	Nu	da	da	Nu
APFS	8 EB (2^63 octeți)	8 EB	255 de caractere Unicode (UTF-16)	nu limitate separat	2^63	1 ns	Unix ACL	da	da	da	da	da	da
Ext3	32 TB (teoretic) / 16 TB în clustere de 4 KB (datorită limitărilor utilităților programelor e2fs)	2 TB (teoretic) / 16 GB pentru programe mai vechi	255 de caractere Unicode (UTF-16)	nu limitate separat	—	1 s	Unix ACL	da	da	Nu	Nu	Nu	Nu
Ext4	1 EB (teoretic) / 16 TB în clustere de 4 KB (datorită limitărilor utilităților programelor e2fs)	16 TB	255 de caractere Unicode (UTF-16)	nu limitate separat	4 miliarde	1 ns	POSIX	da	da	Nu	Nu	da	Nu
F2FS	16 TB	3,94 TB	255 de octeți	nu limitate separat	—	1 ns	POSIX, ACL	da	da	Nu	Nu	da	Nu
BTRFS	16 EB (2^64 - 1 octet)	16 EB	255 de caractere ASCII	2^17 octeți	—	1 ns	POSIX, ACL	da	da	da	da	da	da

În prezent, piața calculatoarelor oferă multe opțiuni pentru stocarea unei cantități uriașe de informații personale sau corporative în formă digitală. Dispozitivele de stocare includ hard disk-uri interne și externe, unități flash USB, carduri de memorie foto/cameră video, sisteme RAID complexe etc. Documentele reale, prezentările, imaginile, muzica, videoclipurile, bazele de date, e-mailurile sunt stocate într-un fișier care poate ocupa mult de spatiu.

Acest articol oferă o descriere detaliată a modului în care informațiile sunt stocate pe un dispozitiv de stocare.

Orice fișier de calculator este stocat în stocare cu o anumită capacitate. De fapt, fiecare stocare este un spațiu liniar pentru citirea sau citirea și scrierea informațiilor digitale. Fiecare octet de informații din stocare are propriul offset față de începutul stocării (adresă) și se referă la această adresă. Stocarea poate fi reprezentată ca o grilă cu un set de celule numerotate (fiecare celulă reprezintă un octet). Orice fișier care este stocat în seif primește aceste celule.

În mod obișnuit, stocarea computerului utilizează o pereche de sector și un decalaj de sector pentru a se referi la orice octet de informații din stocare. Un sector este un grup de octeți (de obicei 512 octeți), cea mai mică unitate adresabilă de stocare fizică. De exemplu, 1040 de octeți pe un hard disk ar fi denumiți ca sectorul #3 și un decalaj al sectorului de 16 octeți ([sector - 512] + [sector - 512] + ). Această schemă este utilizată pentru a optimiza adresarea magazinului și pentru a utiliza un număr mai mic pentru a se referi la orice informație din magazin.

Pentru a omite a doua parte a adresei (decalaj sector), fișierele sunt de obicei stocate începând de la începutul sectorului și ocupând sectoare întregi (de exemplu, un fișier de 10 octeți ocupă întregul sector, un fișier de 512 octeți ocupă și întreg sector, în timp ce un fișier de 514 de octeți ocupă două sectoare întregi).

Fiecare fișier este stocat în sectoare „neutilizate” și poate fi citit dintr-o poziție și dimensiune cunoscute. Cu toate acestea, de unde știm ce sectoare sunt utilizate și care nu? Unde sunt stocate dimensiunea, poziția și numele fișierului? Aceste răspunsuri sunt date de sistemul de fișiere.

În general, un sistem de fișiere este o reprezentare structurată a datelor și un set de metadate care descriu datele stocate. Sistemul de fișiere servește la stocarea întregii stocări și face, de asemenea, parte dintr-un segment de stocare izolat - o partiție de disc. De obicei, sistemul de fișiere gestionează blocuri, nu sectoare. Blocurile de sistem de fișiere sunt grupuri de sectoare care optimizează adresarea stocării. Sistemele de fișiere moderne folosesc de obicei dimensiuni de bloc care variază de la 1 la 128 de sectoare (512-65536 octeți). Fișierele sunt de obicei stocate la începutul unui bloc și ocupă blocuri întregi.

Operațiunile uriașe de scriere/ștergere pe sistemul de fișiere duc la fragmentarea sistemului de fișiere. Astfel, fișierele nu sunt salvate ca unități întregi, ci sunt împărțite în fragmente. De exemplu, întregul spațiu de stocare este ocupat de fișiere de aproximativ 4 blocuri de dimensiune (de exemplu, o colecție de imagini). Utilizatorul dorește să salveze un fișier care va dura 8 blocuri și, prin urmare, șterge primul și ultimul fișier. Făcând acest lucru, eliberează 8 blocuri de spațiu, totuși primul segment este aproape de începutul stocării, iar al doilea este aproape de sfârșitul stocării. În acest caz, un fișier cu 8 blocuri este împărțit în două părți (4 blocuri pentru fiecare parte) și ocupă „găuri” de spațiu liber. Informațiile despre ambele fragmente ca parte a unui singur fișier sunt stocate în sistemul de fișiere.

Pe lângă fișierele utilizator, sistemul de fișiere conține și propriile sale opțiuni (cum ar fi dimensiunea blocului), descriptori de fișiere (inclusiv dimensiunea fișierului, locația fișierului, fragmente de fișiere etc.), numele fișierelor și ierarhia directoarelor. De asemenea, poate stoca informații de securitate, atribute extinse și alte opțiuni.

Pentru a îndeplini diverse cerințe, cum ar fi performanța stocării, stabilitatea și fiabilitatea, un număr mare de sisteme de fișiere sunt proiectate pentru a servi unor scopuri specifice ale utilizatorului.

Sisteme de fișiere Windows

Sistemul de operare Microsoft Windows utilizează două sisteme de fișiere principale: FAT, moștenit din vechiul DOS cu extensia sa ulterioară FAT32 și sistemele de fișiere NTFS utilizate pe scară largă. Sistemul de fișiere ReFS lansat recent a fost dezvoltat de Microsoft ca sistem de fișiere de ultimă generație pentru serverele Windows 8, 10.

FAT (File Allocation Table) este unul dintre cele mai simple tipuri de sisteme de fișiere. Acesta constă dintr-un sector de descriptor al sistemului de fișiere (sector de pornire sau superbloc), un tabel de alocare a blocurilor sistemului de fișiere (numit tabel de alocare a fișierelor) și un spațiu simplu pentru stocarea fișierelor și folderelor. Fișierele în FAT sunt stocate în directoare. Fiecare director este o matrice de intrări de 32 de octeți, fiecare dintre ele specificând fișiere sau atribute de fișier extinse (cum ar fi un nume lung de fișier). Intrarea fișierului atribuie primul bloc al fișierului. Orice bloc următor poate fi găsit prin tabelul de alocare a blocurilor, folosindu-l ca listă legată.

Tabelul de alocare a blocurilor conține o serie de descriptori de bloc. O valoare zero indică faptul că blocul nu este utilizat, în timp ce o altă valoare decât zero se referă la următorul bloc din fișier sau o valoare specială pentru sfârșitul fișierului.

Numerele din FAT12, FAT16, FAT32 denotă numărul de biți folosiți pentru a enumera un bloc de sistem de fișiere. Aceasta înseamnă că FAT12 poate folosi până la 4096 de referințe de bloc diferite, în timp ce FAT16 și FAT32 pot folosi până la 65536 și, respectiv, 4294967296. Numărul maxim real de blocuri este chiar mai mic și depinde de implementarea driverului sistemului de fișiere.

FAT12 a fost folosit pentru dischetele mai vechi. FAT16 (sau pur și simplu FAT) și FAT32 sunt utilizate pe scară largă pentru cardurile de memorie flash și unitățile flash USB. Sistemul este susținut de telefoane mobile, camere digitale și alte dispozitive portabile.

FAT sau FAT32 este sistemul de fișiere utilizat pe stocarea externă compatibilă cu Windows sau pe partițiile de disc care au mai puțin de 2 GB (pentru FAT) sau 32 GB (pentru FAT32). Windows nu poate crea un sistem de fișiere FAT32 mai mare de 32 GB (cu toate acestea, Linux acceptă FAT32 până la 2 TB).

NTFS (New Technology File System) a fost introdus cu Windows NT și este în prezent sistemul de fișiere principal pentru Windows. Acesta este sistemul de fișiere implicit pentru partițiile de disc și este singurul sistem de fișiere care acceptă partiții de disc de 32 GB. Sistemul de fișiere este destul de extensibil și acceptă multe proprietăți ale fișierelor, inclusiv controlul accesului, criptarea, etc. Fiecare fișier din NTFS este stocat ca un descriptor de fișier în tabelul fișierului principal și conținutul fișierului. Tabelul de fișiere master conține toate informațiile despre fișier: dimensiune, distribuție, nume etc. Primul și ultimul sector al sistemului de fișiere conțin parametrii sistemului de fișiere (înregistrare de pornire sau superbloc). Acest sistem de fișiere utilizează valori de 48 și 64 de biți pentru legăturile de fișiere, suportând astfel stocarea pe disc de mare capacitate.

ReFS (Resilient File System) este cea mai recentă dezvoltare de la Microsoft și este disponibil în prezent pentru serverele Windows 8 și 10. Arhitectura sistemului de fișiere este complet diferită de alte sisteme de fișiere Windows și este organizată practic ca un arbore B+. ReFS este foarte tolerant la erori datorită noilor caracteristici incluse în sistem, și anume Copy-on-Write (CoW): nicio metadate nu sunt modificate fără copiere; datele sunt scrise pe noul spațiu pe disc, nu peste datele existente. Ori de câte ori fișierele sunt modificate, o nouă copie a metadatelor este stocată în spațiul de stocare liber, iar apoi sistemul creează o legătură de la metadatele vechi la cea mai nouă. Astfel, sistemul stochează un număr semnificativ de copii de rezervă vechi în diferite locații, permițând recuperarea ușoară a fișierelor dacă locația de stocare nu este suprascrisă.

Pentru informații despre recuperarea datelor din aceste sisteme de fișiere, vizitați pagina " sanse de recuperare ».

sisteme de fișiere macOS

Sistemul de operare Apple MacOS folosește două sisteme de fișiere: HFS+, o extensie a propriului sistem de fișiere HFS utilizat pe computerele Macintosh mai vechi și APFS lansat recent.

Sistemul de fișiere HFS+ rulează pe produse Apple, inclusiv pe Mac-uri, iPod-uri și produse Apple X Server. Produsele server avansate folosesc, de asemenea, sistemul de fișiere Apple Xsan, un sistem de fișiere în cluster creat din sistemele de fișiere StorNext sau CentraVision.

Acest sistem de fișiere stochează fișiere și foldere și informații Finder despre navigarea în directoare, pozițiile ferestrelor și așa mai departe.

sisteme de fișiere Linux

Sistemul de operare Linux open source își propune să introducă, să testeze și să utilizeze diferite concepte de sistem de fișiere.

Cele mai populare sisteme de fișiere Linux sunt:

• ext2, ext3, ext4- sistem de fișiere Linux „nativ”. Acest sistem de fișiere este în curs de dezvoltare și îmbunătățire activă. Sistemul de fișiere Ext3 este pur și simplu o extensie a Ext2 care utilizează operațiuni de scriere a jurnalului de tranzacții. Ext4 este o dezvoltare ulterioară a Ext3, cu suport pentru informații optimizate de alocare a fișierelor (extents) și atribute extinse ale fișierului. Acest sistem de fișiere este adesea folosit ca sistem de fișiere „rădăcină” pentru majoritatea instalărilor Linux.
• ReiserFS- un sistem de fișiere Linux alternativ pentru stocarea unor cantități uriașe de fișiere mici. Are capabilități bune de căutare a fișierelor și vă permite să distribuiți fișiere compact prin stocarea coziilor de fișiere sau fișierelor mici împreună cu metadate, pentru a nu folosi blocuri mari ale sistemului de fișiere în același scop.
• XFS este un sistem de fișiere creat de SGI și utilizat inițial pentru serverele IRIX ale companiei. Specificațiile XFS sunt acum implementate în Linux. Sistemul de fișiere XFS are performanțe excelente și este utilizat pe scară largă pentru stocarea fișierelor.
• JFS- un sistem de fișiere dezvoltat de IBM pentru sistemele de calcul puternice ale companiei. JFS1 înseamnă de obicei JFS, JFS2 este a doua versiune. Acest sistem de fișiere este în prezent open source și este implementat în majoritatea versiunilor moderne de Linux.

Conceptul " conexiune tare' utilizat pe astfel de sisteme de operare face ca majoritatea sistemelor de fișiere Linux să fie la fel, deoarece numele fișierului nu este tratat ca un atribut de fișier, ci mai degrabă definit ca un alias pentru un fișier dintr-un anumit director. Un obiect fișier poate fi asociat cu mai multe locații, chiar și replicat din același director sub nume diferite. Acest lucru poate duce la dificultăți grave și chiar insurmontabile în recuperarea numelor de fișiere după ștergerea fișierelor sau coruperea sistemului de fișiere.

Pentru informații despre recuperarea datelor din aceste sisteme de fișiere, vizitați pagina „”.

Sisteme de fișiere BSD, Solaris, Unix

Cel mai comun sistem de fișiere pentru aceste sisteme de operare este UFS (Unix File System), denumit și FFS (Fast File System).

În prezent, UFS (în diverse versiuni) este suportat de toate sistemele de operare ale familiei Unix și este principalul sistem de fișiere al sistemului de operare BSD și al sistemului de operare Sun Solaris. Tehnologia computerelor moderne tinde să implementeze înlocuiri pentru UFS pe diferite sisteme de operare (ZFS pentru Solaris, JFS și sisteme de fișiere derivate pentru Unix etc.).

Pentru informații despre recuperarea datelor din aceste sisteme de fișiere, vizitați pagina „”.

Sisteme de fișiere în cluster

Sistemele de fișiere cluster sunt utilizate în sistemele cluster de computere. Aceste sisteme de fișiere acceptă stocarea distribuită.

Sistemele de fișiere distribuite includ:

• ZFS- „Zettabyte File System” - un nou sistem de fișiere conceput pentru stocarea distribuită Sun Solaris OS.
• Apple Xsan- Evoluția Apple în CentraVision și mai târziu în sistemele de fișiere StorNext.
• VMFS- „Virtual Machine File System” dezvoltat de VMware pentru serverul său VMware ESX.
• GFS- Red Hat Linux „Sistem de fișiere global”.
• JFS1 este designul original (învechit) al sistemului de fișiere IBM JFS utilizat în sistemele de stocare AIX mai vechi.

Caracteristicile comune ale acestor sisteme de fișiere includ suport pentru stocare distribuită, extensibilitate și modularitate.

Pentru mai multe informații despre recuperarea datelor din aceste sisteme de fișiere, vizitați pagina „”.

Informații generale despre sistemele de fișiere

Sistemul de operare Windows 8 acceptă mai multe sisteme de fișiere: NTFS, FAT și FAT32. Dar poate funcționa doar NTFS, adică poate fi instalat doar pe o partiție de hard disk formatată în acest sistem de fișiere. Acest lucru se datorează caracteristicilor și instrumentelor de securitate furnizate în NTFS, dar lipsesc din sistemele de fișiere Windows din generația anterioară: FAT16și FAT32. În continuare, ne vom concentra pe întreaga linie de sisteme de fișiere pentru Windows pentru a înțelege ce rol joacă acestea în funcționarea sistemului și cum au evoluat în procesul de a deveni Windows, până la Windows 8.

Avantaje NTFS se referă la aproape orice: performanța, fiabilitatea și eficiența lucrului cu datele (fișierele) de pe disc. Deci, unul dintre obiectivele principale ale creării NTFS urma să asigure performanța de mare viteză a operațiunilor pe fișiere (copiere, citire, ștergere, scriere), precum și furnizarea de funcții suplimentare: compresia datelor, recuperarea fișierelor de sistem deteriorate de pe discuri mari etc.

Un alt scop principal al creării NTFS a existat o implementare a cerințelor de securitate sporite, deoarece sistemele de fișiere GRAS, FAT32în acest sens nu erau deloc bune. Exact la NTFS puteți permite sau refuza accesul la orice fișier sau folder (delimitați drepturile de acces).

Mai întâi, să ne uităm la caracteristicile comparative ale sistemelor de fișiere și apoi să ne oprim asupra fiecăruia dintre ele mai detaliat. Comparația, pentru o mai mare claritate, sunt date în formă tabelară.

Sistemul de fișiere GRAS pur și simplu nu este potrivit pentru hard disk-urile moderne (din cauza capacităților sale limitate). Cu privire la FAT32, atunci se mai poate folosi, dar cu o intindere. Dacă cumpărați un hard disk de 1000 GB, atunci va trebui să îl partiți în cel puțin câteva partiții. Și dacă ai de gând să faci editare video, atunci vei fi foarte deranjat Limită de 4 GB ca dimensiune maximă posibilă a fișierului.

Sistemul de fișiere este lipsit de toate deficiențele enumerate. NTFS. Deci, fără măcar a intra în detalii și caracteristici speciale ale sistemului de fișiere NTFS, poți face o alegere în favoarea ei.

Fişier sistem	Parametrii
	Dimensiunile volumului	Dimensiunea maximă a fișierului
GRAS	De la 1,44 MB la 4 GB	2 GB
FAT32	Teoretic, este posibilă o dimensiune a volumului de 512 MB până la 2 TB. Comprimarea nu este acceptată la nivel de sistem de fișiere	4GB
NTFS	Dimensiunea minimă recomandată este de 1,44 MB, iar cea maximă este de 2 TB. Suport pentru compresie la nivel de sistem de fișiere pentru fișiere, directoare și volume.	Dimensiunea maximă este limitată doar de dimensiunea volumului (Teoretic - 264 bytes minus 1 kilobyte. Practic - 244 bytes minus 64 kilobytes)

Uz general FAT32 poate fi justificată doar în cazurile în care aveți mai multe sisteme de operare instalate pe computer, iar oricare dintre ele nu este compatibil NTFS. Dar astăzi practic nu există. Dacă nu doriți să instalați antichități precum Windows 98.

Sistem de fișiere FAT

Sistemul de fișiere GRAS(de obicei înseamnă GRASIME 16) a fost dezvoltat cu mult timp în urmă și a fost destinat să funcționeze cu volume mici de disc și fișiere, o structură simplă de directoare. Abreviere GRAS reprezintă Tabelul de alocare a fișierelor(din engleză tabelul de alocare a fișierelor). Acest tabel este plasat la începutul volumului și se păstrează două copii ale acestuia (pentru a oferi o mai mare stabilitate).
Acest tabel este folosit de sistemul de operare pentru a găsi fișierul și a determina locația fizică a acestuia pe hard disk. Dacă tabelul (și copia acestuia) este deteriorat, sistemul de operare nu poate citi fișierele. Pur și simplu nu poate determina ce fișier este care, unde începe și unde se termină. În astfel de cazuri, se spune că sistemul de fișiere a „căzut”.
Sistemul de fișiere GRAS dezvoltat inițial de Microsoft pentru dischete. Abia atunci au început să-l aplice pe hard disk. La început a fost FAT12(pentru dischete și hard disk-uri de până la 16 MB), apoi a crescut în FAT16, care a fost introdus cu sistemul de operare MS-DOS 3.0.

Sistem de fișiere FAT32

Începând cu Windows 95 OSR2, Microsoft începe să folosească în mod activ în sistemele lor de operare FAT32- versiune pe 32 de biți GRAS. Ce să faci, progresul tehnologic nu stă pe loc și oportunități GRASIME 16 clar nu suficient.
Comparativ cu ea FAT32 a început să ofere un acces mai optim la discuri, operațiuni I/O mai rapide, precum și suport pentru volume mari de fișiere (dimensiunea discului de până la 2 TB).
V FAT32 a implementat o utilizare mai eficientă a spațiului pe disc (prin utilizarea clusterelor mai mici). Beneficiu comparativ cu FAT16 este de aproximativ 10...15%. Adică la utilizare FAT32 Pe același disc pot fi scrise 10 ... 15% mai multe informații decât atunci când utilizați FAT16.
În plus, trebuie remarcat faptul că FAT32 oferă o fiabilitate mai mare și o viteză mai mare de lansare a programului.
Acest lucru se datorează a două inovații semnificative:
capacitatea de a muta directorul rădăcină și backup GRAS(dacă copia principală este deteriorată)

Posibilitatea de a stoca o copie de rezervă a datelor de sistem.

Sistem de fișiere NTFS

Informatii generale
Niciuna dintre versiunile FAT nu oferă un nivel acceptabil de securitate. Acest lucru, precum și nevoia de mecanisme de fișiere suplimentare (compresie, criptare) au condus la necesitatea creării unui sistem de fișiere fundamental nou. Și a devenit sistemul de fișiere NT (NTFS)
NTFS- din engleza. Sistem de fișiere cu tehnologie nouă - sistem de fișiere cu tehnologie nouă
După cum am menționat deja, principalul său avantaj este securitatea: pentru fișiere și foldere NTFS pot fi atribuite drepturi de acces (pentru citire, scriere etc.). Acest lucru a îmbunătățit semnificativ securitatea datelor și stabilitatea sistemului. Atribuirea drepturilor de acces vă permite să interziceți/permiteți oricăror utilizatori și programe să efectueze orice operațiuni asupra fișierelor. De exemplu, fără drepturi suficiente, un utilizator extern nu va putea modifica niciun fișier. Sau, din nou, fără drepturi suficiente, virusul nu va putea corupe fișierul.
În plus, NTFS, după cum sa menționat mai sus, oferă performanțe mai bune și capacitatea de a lucra cu cantități mari de date.

Începând cu Windows 2000, versiunea folosită este NTFS 5.0, care, pe lângă cele standard, vă permite să implementați următoarele caracteristici:

Criptarea datelor- această caracteristică este implementată de un add-on special NTFS numit Criptarea sistemului de fișiere(EFS)- Sistem de fișiere de criptare. Datorită acestui mecanism, datele criptate pot fi citite doar pe computerul pe care a avut loc criptarea.
Cote de disc- a devenit posibil să se atribuie utilizatorilor o anumită dimensiune (limitată) pe disc pe care o pot folosi.
Stocarea eficientă a fișierelor rare. Există fișiere care conțin un număr mare de octeți goli consecutivi. Sistemul de fișiere NTFS vă permite să optimizați stocarea acestora.

Folosind jurnalul de modificări- vă permite să înregistrați toate operațiunile de acces la fișiere și volume.

Și încă o inovație a NTFS - puncte de montare. Cu punctele de montare, puteți defini diferite foldere fără legătură și chiar unități din sistem ca o singură unitate sau folder. Acest lucru este de mare importanță pentru colectarea într-un singur loc a informațiilor eterogene care se află în sistem.

■ În cele din urmă, rețineți că dacă un fișier sub NTFS avea anumite permisiuni setate și apoi l-ați copiat într-o partiție FAT, atunci toate permisiunile și alte atribute unice inerente în NTFS se vor pierde. Deci fii vigilent.

 Dispozitiv NTFS. Tabel principal al fișierelor MFT.
Ca orice alt sistem de fișiere, NTFS împarte tot spațiul utilizabil în clustere sunt blocurile minime de date în care sunt împărțite fișierele. NTFS acceptă aproape orice dimensiune de cluster - de la 512 octeți la 64 KB. Cu toate acestea, standardul general acceptat este un cluster de 4 KB. Acesta este ceea ce este folosit implicit. Principiul existenței clusterelor poate fi ilustrat prin următorul exemplu.
Dacă dimensiunea clusterului dvs. este de 4 KB (ceea ce este cel mai probabil) și trebuie să salvați un fișier de 5 KB, atunci 8 KB vor fi alocați pentru acesta, deoarece nu se potrivește într-un singur cluster și numai clusterele alocă spațiu pe disc pentru fisierul .
Fiecare unitate NTFS are un fișier special - MFT (Tabel principal de alocare). Acest fișier conține un director centralizat al tuturor fișierelor de pe disc. Când se creează un fișier, NTFS creează și se completează în MFT intrarea corespunzătoare, care conține informații despre atributele fișierului, conținutul fișierului, numele fișierului și așa mai departe.

În afară de MFT, există încă 15 fișiere speciale (împreună cu MFT - 16) care sunt inaccesibile sistemului de operare și sunt numite metafișiere. Numele tuturor metafișiereîncepe cu un personaj $ , dar prin mijloace standard ale sistemului de operare nu este posibil să le vizualizați și să le vedeți deloc. Iată metafișierele principale ca exemplu:

SMFT- MFT în sine.
$MFTmirr- o copie a primelor 16 înregistrări MFT plasate în mijlocul discului (oglindă).
$logfile- fișier de suport pentru înregistrare.
$Volum- informații despre serviciu: etichetă de volum, versiunea sistemului de fișiere etc.
$AttrDef- lista de atribute standard ale fișierului pe volum.
$. - directorul rădăcină.
$Bitmap- harta spațiului liber a volumului.
$Boot- sectorul de boot (dacă partiția este bootabilă).
$quota- un fișier care conține drepturi de utilizator pentru a utiliza spațiul pe disc.
$majuscule- fișier-tabel de corespondență între literele mari și mici în numele fișierelor de pe volumul curent.
Este necesar în principal pentru că în NTFS numele fișierelor sunt codificate Unicode, care este alcătuit din 65 de mii de caractere diferite, este foarte netrivial să cauți echivalente mari și mici ale acestora.

În ceea ce privește principiul organizării datelor pe un disc NTFS, acesta este împărțit condiționat în două părți. Primul 12% din disc este rezervat așa-numitului zona MFT- spațiul în care crește metafișierul MFT.
Nu este posibil să scrieți date despre utilizator în această zonă. Zona MFT este întotdeauna ținută goală. Acest lucru se face astfel încât fișierul de serviciu principal (MFT) să nu devină fragmentat pe măsură ce crește. Restul de 88% din unitate este doar spațiu obișnuit de stocare a fișierelor.
Cu toate acestea, dacă nu există suficient spațiu pe disc, zona MFT se poate micșora ea însăși (dacă este posibil), astfel încât nu veți observa niciun disconfort. În acest caz, noi date vor fi deja scrise în fosta zonă MFT.
În cazul unei eliberări ulterioare a spațiului pe disc, zona MFT va crește din nou, totuși, într-o formă defragmentată (adică nu într-un singur bloc, ci în mai multe părți de pe disc). Nu este nimic în neregulă cu asta, doar că sistemul este considerat mai fiabil când fișier MFT nedefragmentat. În plus, cu un fișier MFT nefragmentat, întregul sistem de fișiere rulează mai rapid. În consecință, cu cât fișierul MFT este mai defragmentat, cu atât sistemul de fișiere funcționează mai lent.

În ceea ce privește dimensiunea fișierului MFT, aceasta este calculată aproximativ pe baza a 1 MB la 1000 de fișiere.

Convertiți partițiile FAT32 în NTFS fără pierderi de date. utilitar de conversie

Puteți converti cu ușurință o partiție FAT32 existentă în NTFS. Pentru a face acest lucru, Windows 8, Windows 8.1 oferă un utilitar de linie de comandă convertit

Parametrii funcționării sale sunt afișați în captură de ecran.

Astfel, pentru a converti unitatea D: în NTFS, introduceți următoarea comandă la linia de comandă:

După aceea, vi se va cere să introduceți eticheta de volum, dacă există (eticheta de volum este indicată lângă numele discului în Calculatorul meu. Acesta servește la identificarea discurilor mai detaliat și poate fi sau nu utilizat. De exemplu, ar putea fi Stocare fisiere (D:).
Pentru a converti o unitate flash, comanda arată astfel:

converti e: /fs:ntfs /nosecurity /x