Файлова система - що таке? Файлова система ntfs, fat, raw, udf

Операційна система, крім всіх інших завдань, виконує своє основне призначення - організовує роботу з даними по певній структурі. Для цих цілей використовується файлова система. Що таке ФС і якою вона може бути, а також інша інформація про неї буде представлена далі.

Загальний опис

Файлова система являє собою частину операційної системи, яка несе відповідальність за розміщення, збереження, видалення інформації на носіях, надання користувачам і додаткам цієї інформації, а також забезпечення її безпечного використання. Крім того, саме вона допомагає у відновленні даних у разі апаратного або програмного збою. Тому так важлива файлова система. Що таке ФС і якою вона може бути? Є декілька видів:

- для жорстких дисків, тобто пристроїв з довільним доступом;

- для магнітних стрічок, тобто пристроїв з послідовним доступом;

- для оптичних носіїв;

- віртуальні системи;

- мережеві сістеми.5

В якості логічної одиниці зберігання даних у файловій системі служить файл, тобто впорядкована сукупність даних, що має певне ім`я. Всі дані, які використовуються операційною системою, представлені у вигляді файлів: програми, зображення, тексти, музика, відео, а також драйвера, бібліотеки та інше. У кожного такого елемента є ім`я, тип, розширення, атрибути і розмір. Отже, тепер ви знаєте, що таке файл. Файлова система являє собою сукупність таких елементів, а також способи роботи з ними. Залежно від того, в якому вигляді вона використовується і які принципи для неї застосовні, можна розрізняти кілька основних видів ФС.

Програмний підхід

Отже, якщо розглядається файлова система (що таке і як з нею працювати), то потрібно зазначити, що це багаторівнева структура, на її верхньому рівні знаходиться перемикач файлових систем, що забезпечує інтерфейс між системою і конкретним додатком. Він перетворює запити до файлів в такий формат, який сприймається наступним рівнем - драйверами. Вони, у свою чергу, звертаються до драйверам конкретних пристроїв, які зберігають необхідну інформацію.

У клієнт-серверних додатків вимоги до продуктивності ФС досить високі. Сучасні системи покликані забезпечувати ефективний доступ, підтримку носіїв великих обсягів, захист даних від несанкціонованого доступу, збереження цілісності інформації.

Файлова система FAT

Цей тип розроблявся ще в 1977 році Біллом Гейтсом і Марком Макдональд. Спочатку її використовували в ОС 86-DOS. Якщо говорити про те, що таке файлова система FAT, то варто відзначити, що спочатку вона не була здатна підтримувати жорсткі диски, а працювала тільки з гнучкими носіями об`ємом до 1 мегабайта. Зараз це обмеження вже неактуально, а дана ФС використовувалася компанією "Майкрософт" для ОС MS-DOS 1.0 і наступних версій. У FAT використовуються певні угоди в плані найменування файлів:

- на початку імені повинна бути буква або цифра, а в ньому самому може бути присутнім будь-який символ ASCII, крім пробілу і спеціальних елементів;

- довжина імені повинна бути не більше 8 символів, після нього ставиться крапка, а далі вказується розширення, яке складається з трьох літер;

- в іменах файлів може використовуватися будь-який регістр, він не розрізняється і не зберігається.

Так як спочатку FAT проектувалася для однокористувальницької ОС DOS, вона не передбачала зберігання даних про власника або повноваження доступу. На даний момент ця файлова система поширена найбільш сильно, в тій чи іншій мірі її підтримує більшість сучасних операційних систем. Її універсальність дає можливість використовувати її на томах, з якими ведеться робота різними ОС. Це проста ФС, яка не здатна запобігти псуванню файлів через некоректне завершення роботи комп`ютера. У складі операційних систем, що працюють на її основі, є спеціальні утиліти, які перевіряють структуру і коректують невідповідності файлів.

Файлова система NTFS

Ця ФС є найбільш кращою для роботи з ОС Windows NT, так як вона розроблялася спеціально під неї. До складу ОС включена утиліта convert, яка конвертує томи з FAT і HPFS в томи NTFS. Якщо говорити про те, що таке файлова система NTFS, то варто відзначити, що в ній істотно розширені можливості управління доступом до певних каталогів і файлів, введено безліч атрибутів, реалізовані засоби стиснення файлів динамічно, відмовостійкість, підтримуються вимоги стандарту POSIX. У даній ФС можна використовувати імена довжиною до 255 символів, при цьому коротке ім`я в ній генерується так само, як і в VFAT. Розбираючись, що таке файлова система NTFS, варто відзначити, що в разі збою операційної системи вона здатна сама відновлюватися, тому дисковий тім залишиться доступним, а каталожна структура не постраждає.

Особливості NTFS

На томі NTFS кожен файл представлений записом в таблиці MFT. Перші 16 записів таблиці зарезервовані самої файлової системою для зберігання спеціальної інформації. У найпершій записи описана сама файлова таблиця. При руйнуванні першого запису зчитується другий для пошуку дзеркального файлу MFT, де перша запис ідентична основній таблиці. На логічному центрі диска розміщується копія файлу початкового завантаження. У третьому записі таблиці знаходиться файл реєстрації, який використовується для відновлення даних. У сімнадцятому і наступних записах файлової таблиці знаходиться інформація про файли і каталогах, які є на жорсткому диску.

Журнал транзакцій містить повний набір операцій, що змінюють структуру томи, в числі яких представлені операції по створенню файлів, а також будь-які команди, що впливають на структуру каталогів. Журнал транзакцій призначений для відновлення NTFS в результаті збою системи. У записі для кореневого каталогу міститься список каталогів і файлів, які знаходяться в кореневому каталозі.

Особливості EFS

Шифрована файлова система (EFS) являє собою компонент Windows, за допомогою якого відомості на жорсткому диску можуть зберігатися в зашифрованому форматі. Шифрування стало найсильнішою захистом, яку тільки може запропонувати дана операційна система. У даному випадку шифрування для користувача є досить простим дією, для цього потрібно тільки встановити прапорець у властивостях папки або файлу. Можна вказати, хто може читати такі файли. Відбувається шифрування при закритті файлів, а коли вони відкриваються, то автоматично стають готовими до використання.

Особливості RAW

Пристрої, призначені для зберігання даних, являють собою найбільш вразливі комплектуючі, які найчастіше схильні до пошкоджень не тільки у фізичному плані, а й в логічному. Певні проблеми з обладнанням можуть виявитися фатальними, а інші мають якісь рішення. Іноді у користувачів виникає питання: "Що таке файлова система RAW?"

Як відомо, для запису на жорсткій диск або флеш-накопичувач будь-якої інформації у накопичувача повинна матися ФС. Найбільш поширеними є FAT і NTFS. А RAW навіть не є файловою системою, якою ми зазвичай її собі уявляємо. Насправді це логічна помилка вже встановленої системи, тобто її фактична відсутність для Windows. Найчастіше RAW пов`язана з руйнуванням структури файлової системи. Після цього ОС не просто відмовляє в доступі до даних, але й не відображає технічну інформацію по обладнанню.

Особливості UDF

Універсальний дисковий формат (UDF) розроблений для заміни CDFS і додавання підтримки пристроїв DVD-ROM. Якщо говорити про те, що таке файлова система UDF, то це нова реалізація старої версії для оптичних дисків, яка відповідає вимогам Міжнародної Організації по Стандартизації. Вона характеризується певними особливостями:

- довжина імен файлів може бути до 255 символів;

- регістр імені може бути нижнім і верхнім;

- максимальна довжина шляху складає 1 023 символу.

Починаючи з Windows XP, дана файлова система підтримує читання і запис.

Що таке файлова система EXFAT

Дана ФС використовується для флеш-накопичувачів, які передбачається застосовувати при роботі з різними комп`ютерами, що працюють під управлінням різних операційних систем, зокрема Windows і Linux. Саме EXFAT стала тим «містком» між ними, так як вона здатна працювати з даними, одержуваними від ОС, в кожній з яких працює своя файлова система. Що таке і як це працює, буде зрозуміло вже на практиці.

Висновки

Як зрозуміло з описаного вище, в кожній операційній системі використовуються певні файлові системи. Призначені вони для зберігання упорядкованих структур даних на фізичних носіях інформації. Якщо у вас раптом при користуванні комп`ютером виникає питання про те, що таке кінцева файлова система, то цілком можливо, що при спробі скопіювати певний файл на носій перед вами з`явилося повідомлення про перевищення дозволеного розміру. Саме тому необхідно знати, в якій ФС який розмір файлів вважається допустимим, щоб при перенесенні інформації не стикатися з проблемами.