что такое ntfs на флешке
Разумеется, большинство пользователей не знают разницы между ними, и обычно выбирают тот вариант, который установлен по умолчанию. Чем же отличается файловая система FAT32 от NTFS и exFAT?
Файловая система FAT32
Большой возраст этой файловой системы имеет свои преимущества и недостатки.
Однако, в связи с возрастом этой системы, она имеет и некоторые недостатки, основным из которых является ограничение по размеру файла и всего тома. Каждый отдельный файл в этой файловой системе не может иметь размер больше 4 гигабайт, а весь раздел с файловой системой FAT32 не может быть более 8 терабайт.
Однако пока что эта файловая система еще вполне подходит для переносных устройств (вроде флешек и SD-карт, на которых размещаются множество небольших файлов), но вот для жесткого диска компьютера она уже совсем не годится.
Совместимость FAT32
Устройства с файловой системой FAT32 являются наиболее универсальными и совместимы со всеми версиями операционных систем Windows, Mac OS, Linux, любыми игровыми консолями и в общем практически всем, что имеет USB порт.
Ограничения FAT32
Применение FAT32
Основной сферой использования этой файловой системы являются внешние накопители данных, на которых не предполагается хранение файлов большого размера и которым требуется максимальная совместимость с как можно большим количеством разнообразных устройств.
Файловая система NTFS
NTFS используется Windows как основная файловая система для диска, на котором установлена эта операционная система, и она также отлично подходит и для других встроенных дисков и разделов жесткого диска компьютера под управлением Windows.
Начиная с версии операционной системы от Microsoft под названием XP, в которой система NTFS впервые и стала стандартном, при установке Windows диалоговое окно обязательно попросит вас отформатировать системный раздел именно в эту файловую систему. На данный момент считается, что об ограничениях файловой системы NTFS вам, теоретически, не придется беспокоиться еще долгие годы.
Помимо отсутствия серьезных ограничений на размер файла и раздела, NTFS имеет несколько дополнительных преимуществ, таких как: поддержка прав доступа к файлам (для повышения безопасности данных), журналирование изменений (для восстановления файловой структуры в случае сбоя), шифрование, дисковые квоты, жесткие ссылки, и другие современные функции, которые делают NTFS идеальной для системного диска.
Именно поэтому раздел вашего диска, на который установлена операционная система Windows, обязательно должен быть в отформатирован в NTFS. Если вы собираетесь устанавливать программы на другие разделы того же диска или другие жесткие диски, они также должны иметь соответствующую файловую систему.
К несчастью, NTFS не совместима с большинством других операционных систем, так как она была разработана под требования ОС Windows. С ней отлично работают все версии операционной системы от Microsoft начиная с XP и заканчивая последней на сегодняшний день Windows 10, но вот другие ОС имеют значительные ограничения при работе с ней.
К примеру, Mac OS может только считывать данные с дисков с файловой системой NTFS, но не может записывать на них. Некоторые редкие дистрибутивы линукса могут иметь возможность записи на диски с NTFS, но большинство все же ограничены лишь чтением информации. Ни одна из версии Playstation не может работать с NTFS, так же как и Xbox 360 от Microsoft, и лишь новая Xbox One поддерживает эту файловую систему.
Совместимость NTFS
Эта файловая система отлично работает со всеми последними версиями операционной системы Windows начиная с XP, имеет ограничения на запись в Mac OS и Linux, и не работает с большинством других устройств, за исключением разве что Xbox One.
Ограничения NTFS
Ограничения на размер фалов или разделов в NTFS еще долго не должны упереться в рамки, так что можно сказать, что на данный момент их нет.
Применение NTFS
Использование этой файловой системы разумно только на жестких дисках и SSD, на которых установлена операционная система Windows, так как только лишь с ней этот формат раскрывает все свои преимущества.
Если установить ее на съемный носитель, то скорость передачи данных будет довольно низкой. Обуславливается это использованием кэша при копировании данных.
Работает это так:
В ситуации с компьютерами и ноутбуками эта фишка работает отлично, потому что объем кэша больше, а это позволяет сгладить кривую передачи данных и повысить скорость.
Файловая система exFAT
exFAT была впервые представлена в 2008 году и является более современным аналогом устаревшей системы FAT32 и ее поддерживает большее количество устройств, чем NTFS, но все еще не так много, как «классическую» FAT32.
Файловая система exFat разработана компанией Microsoft и представляет собой модернизированную версию системы FAT32. В новом воспроизводстве были сняты такие ограничения:
Также exFAT обладает лучшей совместимостью с различными операционными системами, чем NTFS, и устройства с ней отлично читаются и перезаписываются как на Windows и Mac OS, так и на Linux (при условии установки некоторого программного обеспечения).
Так как exFAT поддерживается операционной системой Mac OS по умолчанию, то вероятно она будет поддерживаться и большинством других современных девайсов, с которым работают устройства от Apple, например, цифровыми камерами.
Современные версии игровых консолей, такие как Xbox One и Playstation 4, также поддерживают устройства с файловой системой exFAT, в отличие от их предыдущих версий (Xbox 360 и Playstation 3).
Совместимость exFAT
exFAT отлично работает со всеми современными версиями Windows (WindowsXP не поддерживает exFAT по умолчанию, но пользователь может с официального сайта скачать обновление, которое снимет это ограничение) и Mac OS. Для работы с Linux потребуется установка дополнительного программного обеспечения. Эту файловую систему поддерживает намного больше различных устройств, чем NTFS, однако некоторые из них (в основном старые версии) все еще могут работать только с FAT32.
Ограничения exFAT
Также, как и в случае с NTFS, реалистичных ограничений на размер файла или раздела в системе exFAT пока что нет.
Применение exFAT
Эта файловая система отлично подходит для использования на различных съемных носителях, размер файлов на которых может превышать 4 GB (внешние жесткие диски, флешки большого объема). Если все устройства, с которыми вы работаете, являются современными, вы вполне можете отказаться от FAT32 на съемных накопителях в пользу exFAT.
Подводя итог можно сделать следующие выводы:
NTFS отлично подходит для системного жесткого диска с ОС Windows, exFAT лучше использовать на съемных носителях информации, а FAT32 стоит использовать лишь в том случае, если вы хотите добиться максимальной совместимости со всем разнообразием ваших устройств.
© По материалам ochprosto.com
[Информационный пост] Файловые системы для USB накопителей и карт памяти
Привет, Гиктаймс! Большинство пользователей не задумываются о том, в какой файловой системе у них отформатирована флешка или карта памяти. И в самом деле, зачем вникать в такие тонкости — проще доверить форматирование фотоаппарату или согласиться с выбором десктопа. Под катом напомню о природе FAT32, NTFS и exFAT и буду разбираться как влияет (если влияет вовсе) файловая система на производительность накопителя.
Про файловые системы приведу краткую историческую справку в порядке появления ФС на свет.
Файловая система NTFS — прочитать подробнее в Wikipedia
Изначально стандартная файловая система для операционных систем Microsoft Windows NT. Представлена в июле 1993 года, вместе с операционной системой Windows NT 3.1. NTFS была призвана заменить файловую систему FAT и повысить производительность дисковой подсистемы.
Файловая система FAT32 — прочитать подробнее в Wikipedia
Файловая система exFAT — прочитать подробнее в Wikipedia
Самая «свежая» файловая система из списка. Ее особенностью является то, что она разрабатывала специально для накопителей на флэш-памяти. Датой появления стал ноябрь 2006 года, момент выхода операционной системы Windows Embedded CE 6.0. Некоторые источники называют exFAT — FAT64. Самое важное новшество по сравнению с FAT32 — уменьшение количества перезаписей информации в один и тот же сектор (использование wear leveling), что позволяет продлить срок службы флэш-устройств.
Собственно к чему ведется разговор? Как я уже сказал во вступлении многие не задумываются, какую ФС выбрать, оставляя значение по умолчанию, а еще большее количество людей даже не знают — как отформатирована карточка памяти или флешка.
Выбор небольшой, но есть всегда, к примеру карта памяти Kingston SDXC на 256 гигабайт имеет всего две опции — exFAT и NTFS, причем дефолтной для Windows является exFAT, да и фотоаппарат Canon 6D при форматировании карточки в нем выбирает именно эту систему. Выбор в общем-то разумный и оправданный. Но вот флэш-накопитель Kingston DataTraveler Locker+ G3 32 Gb будет отформатирован операционной системой Windows 8.1 по умолчанию в FAT32, что неминуемо приведет к вопросам со стороны пользователя, как только ему потребуется перенести огромный образ DVD диска или BDRemux какого-нибудь фильма. Кроме того, теория говорит о разнице в производительности между файловыми системами.
Проверю это несложное предположение на практике, используя уже упомянутый накопитель Kingston DataTraveler Locker+ G3 32 Gb.
Тестовый стенд
Набор тестовых приложений:
ATTO disk benchmark 2.4.7
Синтетический тест для оценки корректности заявленных производителем скоростей. Собственно большинство данных, указанных на коробках флешек и SSD разных производителей, получены именно с помощью ATTO Disk Benchmark.
Если на чтение у всех файловых систем результат примерно одинаковый, то на запись разница между exFAT и NTFS составила около 17 процентов. FAT32 занимает положение посерединке, проигрывая exFAT больше, чем выигрывает у NTFS.
TeraCopy
Для оценки самой что ни на есть реальной производительности я записывал на флешку BDRemux фильма The Hobbit. Battle Of Five Armies (размер файла 28 851 025 килобайт) и фиксировал время, за которое фильм скопируется на накопитель.
Разница по времени копирования между NTFS и exFAT составила около 45 секунд, в переводе в относительные значения — около 2,5%, небольшая, но все же разница. FAT32 по очевидным причинам в этом тесте участия не принимала.
Финальные размышления
Побуду немного капитаном Очевидность, и скажу, что самый разумный выбор для форматирования флэш-устройств — файловая система exFAT — она специально разрабатывалась для использования с флэш-памятью, она же наиболее производительная. Не поленитесь проверить свою флешку и сделать правильный выбор.
Как отформатировать флешку в NTFS
Форматирование флешки – это программный процесс формирования логической структуры флешки с предшествующим удалением всех хранящихся на ней данных. Файловая структура или файловая система – это определенный порядок, способ организации хранения информации на носителе или его разделе (в случае с жестким и твердотельным диском). Она определяет длину имени файла, его структуру, максимальный занимаемый объем, способ переименования и т.д. Некоторые файловые системы предоставляют дополнительные сервисные возможности – распределение прав доступа к данным, шифрование, архивацию.
Форматирование бывает двух типов: полное и быстрое. В процессе быстрого форматирования файловая таблица флешки, в которой хранятся пути к файлам, их названия, атрибуты и т. д. очищается, затем формируется новая структура данных и создается главная загрузочная запись накопителя. После быстрого форматирования операционная система воспринимает носитель как свободный от какой-либо информации. Сами же данные и их структура никоим образом не затрагиваются физически. В процессе записи файлов на отформатированную быстрым методом флешку, находящиеся на ней данные, отмеченные как удаленные, просто перезаписываются новыми битами информации.
Полное форматирование – та же самая очистка оглавления (файловой таблицы) с формированием структуры данных флешки, но с перезаписью каждого сектора флешки нулевым битом. В процессе полного форматирования логический диск или накопитель дополнительно проверится на присутствие на нем неисправных (битых) секторов, в которые невозможно записать информацию.
Многие пользователи задаются вопросом о том, зачем и нужно ли форматировать флешку, на различных форумах и блогах, но большинство из них так и не получают ясного четкого ответа. Попробуем разобраться с основными причинами, требующими форматирования съёмных флеш-накопителей.
Причины форматирования флешки
Почему она возникает? В файловой системе FAT32 для записи файла отводится 4 байта, которые равняются 32 битам (4 бита умножаем на 8 (бит в 1 одном байте) и получаем 32). Два возможных состояния бита (ноль и один) в степени 32 равняется 4 гигабайтам: 232 4 Гб. Размер файла не может превышать этого значения, потому что не получится указать его объем – для этого попросту не хватит адресов. Как решение проблемы и появилась файловая система NTFS, где такой недостаток устранен.
2. Зачем форматировать флешку в NTFS. В чём преимущества перед FAT. Недостатки.
Прежде, чем определиться, какие NTFS таит в себе преимущества, недостатки, необходимо поближе с ней познакомиться.
NTFS – последняя файловая система, разработанная для устройств хранения данных, используемых в операционных системах Windows, начиная с XP. В редакции 2000 эта файловая система работает не всегда стабильно. За ее основу была взята HPFS, имеющая в своем арсенале квотирование, журналируемость и ограничение доступа. В сравнении с предшественницей, NFTS незначительно уступает ей в производительности.
Размер раздела в NTFS ограничивается лишь объемом жесткого диска, предел, конечно, существует, но до его достижения объемы жестких дисков и, тем более, флешек должны возрасти на многие порядки. Поддерживает данная файловая система все размеры кластеров, стандартным среди которых считается блок данных размером 4 Кб.
Свободное пространство тома разделяется на две части: порядка
12 % из них занимает метафайл. Произвести запись иных данных в эту область не получится. Даже когда метафайл занимает незначительный объем, область его резервации снизится в 2 раза. Остальное пространство доступно пользователю под хранение его информации.
Главный метафайл MFT представляет собой файловую таблицу. Он разделен на области размером в 1 Кб, в каждой из которых хранится запись про один из размещенных в разделе документов, в том числе и про сам метафайл, как ни странно. Первые метафайлы носят служебный характер и являются залогом функционирования логического раздела или флешки. Они хранятся посредине диска/флешки, что является залогом безопасности и повышает надежность носителя данных.
В MFT хранится вся информация обо всех файлах раздела (их размер, место расположения в виде адресов кластеров или ячеек памяти в порядке обращения к ним, атрибуты). Также в таблице хранятся файлы, занимающие десятки и сотни байт (до 1 кБ). Любой документ в NTFS представляет собой поток данных, что очень удобно, например, в случае добавления исполнителя или автора документа. Обычным способом эти данные увидеть не всегда возможно, однако для этого существует масса утилит. Размеры документов отображаются реальными, не включая «прикрепленных» потоков. Бывает, что после удаления файла, занимаемого несколько килобайт, освобождается сотни мегабайт. Все потому, что к нему был прикреплен поток размером в освобожденные мегабайты.
Имена файлов и каталогов в NTFS могут достигать длины 255 символов в Unicode, а количество документов, хранящихся в одном каталоге, не может превышать 65635, что равняется 64 К.. Каталоги представляют собой файл-ссылку, где находится список документов, которые в нем хранятся, с соблюдением иерархии.
NTFS является надежной и самодостаточной файловой системой, способной привести себя в порядок после сбоев благодаря применению метода так называемой транзакции, когда действие совершается полностью или не совершается вообще. Если проще, то пациент или здоров, или его нет, больных, в интерпретации NTFS, быть не может. Например, если при копировании файла оказывается, что для него недостаточно места (на один том происходит параллельная запись нескольких файлов, иначе операционная система предупреждает о нехватке свободного пространства на диске) или часть документа припадает на поврежденный блок, такая запись считается непроизведенной и процесс прерывается. Также отменяются все транзакции, которые осуществляются перед выключением питания или нажатием на «reset», что таят в себе непредсказуемые результаты: место обозначается свободным, а индексы MFT возвращаются в прежнее положение. Благодаря этому отключение питания во время высокой дисковой активности не потребует даже запуска утилиты chkdsk, ведь никаких сбоев в файловой системе не произойдет.
Фрагментация фалов в NTFS – одна из ее основных проблем, не решенных за несколько десятилетий ее существования. Она заключается в следующем: зона MFT резервирует первые 12% пространства диска, а когда диск заполняется до 85 и более процентов, эта зона уменьшается в 2 раза и так несколько раз. Таким образом, накопитель будет иметь несколько «окончаний». Результат – высочайшая фрагментация файлов, записанных в область, которая была зарезервирована под MFT. Также файлы достаточно неплохо фрагментируются и при большом объеме свободного места на накопителе. Это случается из-за несовершенства алгоритма обнаружения свободных секторов.
Дополнительные особенности файловой системы NTFS:
Из вышесказанного следуют основные преимущества NTFS перед FAT:
Недостатки файловой системы NT:
3. Форматируем флешку в Windows 7, 8, 10
Процесс создания новой файловой структуры флеш-накопителя, то есть его форматирование, в последних редакциях Windows происходит аналогичным образом. Никаких отличий в процессе не наблюдается, разве за исключением вариантов вызова некоторых окон.
Перед запуском форматирования следует закрыть все программы, использующие флешку, иначе Windows выдаст ошибку о невозможности выполнения этого процесса вследствие использования флешки какой-либо службой или программой, как на скриншоте.
Что касается названия флешки (метка тома), то ее легко изменить. Достаточно вызвать контекстное меню накопителя и выбрать «Свойства». В появившемся окне в первой вкладке ищем название флешки (в нашем случае WIN7) и изменяем на желаемой.
Форматирование накопителей также можно произвести несколькими альтернативными путями, но смысл операций при этом останется прежним.
Посредством командной строки
Если хотите задать метку usb-накопителя, вместо «/q» стоит добавить следующий параметр: /v:Метка_диска.
Флешка отформатирована и готова к использованию.
4. Форматирование флешки в NTFS под Windows XP
В общем, процесс форматирования съемных накопителей с момента выхода Windows XP ничуть не изменился за более чем десятилетие. Единственной особенностью этой процедуры в устаревшей, но все еще популярной XP, является то, что создание файловой структуры NTFS в этой редакции операционной системы недоступно по умолчанию и нам придется вручную активировать данную функцию.
В таком случае необходимо обязательно пользоваться безопасным извлечением накопителя во время его отключения от компьютера, потому как операционная система может работать с флешкой в тот момент, когда пользователь извлекает ее из USB-разъёма.
Далее выполняем все действия, аналогичные для Windows 7 и более поздних версий операционной системы.
5. Форматируем с помощью программы HP USB Disk Storage Format Tool
HP USB Disk Storage Format Tool – простая портативная утилита для создания файловой структуры и загрузочных секторов на флешках. Одним из недостатков программы является отсутствие возможности указать размер сектора будущей файловой системы USB-устройства.
Форматирование флешки в файловой системе NTFS через HP USB FT выполняется предельно просто.
Порой утилита может выдать следующего вида сообщение об ошибке:
Здесь жмем «Ок» и завершаем все приложения, использующие флешку. Если и это не помогло – запускаем HP USB FT от имени администратора, выбрав соответствующую опцию в контекстном меню исполняемого файла HP USB FT.exe.
6. Через встроенную утилиту преобразования файловой системы convert.exe
Windows обладает еще одним инструментом для формирования файловой структуры съемного накопителя. Ее важной особенностью является функция преобразования файловых систем накопителей без удаления с них данных. То есть, с помощью встроенной в Windows утилиты можно легко преобразовать файловую систему FAT32 в NTFS. Обратной функции в convert.exe нет.
Выполняется это с помощью командного интерпретатора.
7. Советы и итоги
Как правило, форматирование флешки в NTFS имеет смысл только в случае копирования на нее огромного размера файлов, который превышает 4 Гб. То есть, использование файловой системы FAT32 на носителе, объемом до 4 Гб, является вполне логичным. Помимо всех преимуществ, перечисленных немногим выше, данная файловая система обладает и рядом недостатков. Среди них числятся:
Также не рекомендуется форматировать карты памяти или флешки для портативных устройств в NTFS – большинство из гаджетов не поддерживают работу с этой файловой системой.
Система восстановления после сбоев в NTFS – тоже палка о двух концах. С одной стороны, она позволяет ликвидировать последствия возникших ошибок, поврежденных ячеек памяти или отключения устройства от сети, но с иной, это выливается в обязательное извлечение флешки перед ее отключением, и вероятность утратить многие данные, записанные на устройство непосредственно перед его отключением.
Функцию журналирования использовать на флешках не рекомендуется ввиду более активного износа ее ячеек памяти. Насколько этот процесс будет активным – зависит от частоты ее использования. Также не следует использовать архивирование (сжатие) на съемных ubs-накопителях ввиду того же процесса ускоренного изнашивания ячеек их памяти.
Что такое файловая система и зачем жесткому диску нужны FAT32 и NTFS?
Содержание
Содержание
Форматирование флешки или системного накопителя — стандартная задача компьютерного пользователя. В современных операционных системах процесс сильно упрощен, поэтому справится даже новичок. Система самостоятельно определяет, какие настройки подходят определенному устройству и какую файловую систему выбрать при форматировании. Так, Windows форматирует системные накопители в NTFS, а флешки превращает в FAT32. Почему так происходит? Чем отличаются эти файловые системы и вообще, зачем диску нужен «формат»?
Если говорить простым языком, то компьютерный накопитель — это подобие библиотеки, в которой хранятся тысячи книг. Библиотека может быть устроена в виде небольшого стеллажа или многоэтажной полки с лестницей, а также в виде кластеров — огромных помещений с десятками шкафов и сотнями полок. Чтобы найти в таком масштабе интересующую книгу, необходимо ориентироваться по условным опознавательным знакам, буквам или цифрам.
Например, мы посетили библиотеку в поисках произведения «Таинственный остров». По просьбе читателя библиотекарь обращается к каталогу, ищет отдел, в котором хранятся книги с названиями, начинающимися на букву «Т», затем находит шкаф, полку и место, где хранится интересующее читателя издание. Пользуясь такой системой, библиотекарь найдет книгу за считанные секунды, гораздо дольше ему придется доставать и нести ее читателю через весь зал. Аналогично работает и файловая система в накопителе.
Теперь представим, что из библиотеки вывезли все шкафы и полки, а книги теперь лежат на столах, стульях, полу и подоконниках. Произведение Жюля Верна будет практически невозможно найти среди тысяч печатных экземпляров: оно может находиться в любом месте, так как книги разбросаны в неизвестном порядке. При этом, несмотря на беспорядок, библиотека все-таки выполняет свою основную задачу — она хранит книги. Но практической пользы от этого мало: в системе хранения нарушены структура и каталогизация. То же самое происходит, если накопитель лишен какой-либо файловой системы.
Что такое файловая система
Итак, файловая система компьютерного накопителя — это способ организации и хранения файлов на винчестерах, флешках или даже в облаке. И, если диск — это массив кластеров, то файловая система — это инструкция по заполнению этих кластеров информацией.
Например, записывая фотографию на обычный винчестер, компьютер разбивает файл на части. Каждому кусочку файла соответствует ячейка на поверхности магнитной пластины диска. При этом, если любая программа обратится к нужному файлу, то ни она, ни диск не будут знать, что это за файл, где он расположен, как он называется, сколько весит и какие ячейки занимает в накопителе. Единственное, что известно программе — это имя файла, его размер и другие атрибуты, которые она передает файловой системе как условный знак для поиска этого файла в ячейках.
Чтобы понять, кто за что отвечает и кем является, рассмотрим структуру на книгах и библиотеках. Так, в цепочке «пользователь-файл» есть несколько действующих лиц, без которых работа системы невозможна:
Дисковая система — это тоже библиотека. Вместо больших помещений здесь используются компактные корпуса накопителей, а в качестве полок с книгами выступают микросхемы памяти в твердотельных накопителях или магнитные пластины классических винчестеров. Система каталогизации библиотеки — это файловая система компьютера. Как и способы сортировки книг в библиотеке, компьютерные файловые системы делятся на несколько типов. Самые распространенные среди компьютеров на ОС Windows — это NTFS и FAT32.
NTFS — New Technology File System
Мы разобрались, что такое файловая система и для чего она нужна компьютерным дискам. Основываясь на полученных примерах, можно легко разобраться в том, как работают разные файловые системы, и чем они отличаются. Например, NTFS.
NTFS — фирменная файловая система Microsoft, которую разработчики начали внедрять в операционную систему Windows, начиная с версии NT 3.1. Несмотря на байки о ненадежности и низкой отказоустойчивости этой системы, NTFS считается самым лучшим и удачным решением для работы актуальных операционных систем Windows. Конечно, как и любая другая система, NTFS не лишена недостатков — это слишком сложное устройство ФС, особенно по современным меркам. Ведь известно — чем сложнее устройство, тем больше в нем уязвимостей.
Структура и фрагментация
Файловая система NTFS делит пространство накопителя на кластеры — блоки, размером от 512 байт до 64 КБ. По умолчанию Windows делит блоки по 4 КБ каждый.
Способ организации файлового пространства на диске с NTFS подразумевает наличие специального раздела, в котором ФС хранит сервисные данные о своей работе. А именно, ведет некий каталог, в котором записываются различные данные о файлах и разделах. Это раздел MFT (Master File Table) — свободное пространство с метафайлом, под который система выделяет 12% от общего объема.
MFT является динамическим разделом — по мере накопления информации на диске, он может сокращаться, чтобы освободить место под пользовательские файлы. Однако при первом же свободном гигабайте на диске, раздел MFT снова заберет свое «законное» место, при этом новая часть метафайла может фрагментироваться и оказаться уже не в начале диска, а в конце или в середине. Отсюда существует распространенная проблема фрагментации файловой системы, когда части каталогов разбросаны по всему диску. Тогда, чтобы найти какой-либо файл, диск судорожно ищет их по всей поверхности, отсюда снижение скорости доступа и общей производительности компьютера. Фрагментация — не самая сильная сторона NTFS.
Файлы и каталоги
Организация данных в этой ФС имеет структуру бинарного дерева: каждый элемент в системе обрабатывается не иерархически, а через бинарные запросы. Например, чтобы найти файл с именем «К» среди тысячи других файлов, система делит каталог на две части и начинает поиск с середины. Например, узнает, в какой части необходимо искать данный файл, если за середину каталога принят файл с названием «Т»? В таком случае система ответит — ищите среди тех файлов, которые идут до файла с именем «Т». То есть, имея отсортированный по алфавиту каталог, система понимает, что файл с необходимым именем находится в одной из двух частей, и время на поиск файла сокращается в два раза — это улучшает скорость работы с мелкими одиночными файлами.
Все файлы в этой системе существуют в виде потоков. Фактически, для того, чтобы превратить блоки с данными в единый файл, этой ФС необходим только файл с метаданными. Это своего рода инструкция по сборке файлов из кусочков данных, которые хранятся в ячейках по всей поверхности накопителя. Благодаря гибкой файловой структуре, объекты NTFS могут принимать множество дополнительных свойств. Например, содержать в названии до 65535 различных символов Unicode. При этом максимальная длина имени файла достигает 255 символов.
Журналирование
Современные операционные системы работают на базе журналируемых файловых систем. Это необходимо для того, чтобы в случае системного сбоя и аварийного завершения работы (вынули вилку питания ПК из розетки) файловая система компьютера смогла восстановиться до последнего рабочего состояния без потери файлов.
В журналируемой файловой системе работа с данными происходит по принципу транзакций — действие совершается полностью или не совершается совсем. Например, при записи системного файла на диск, компьютер делает пометки в метафайл в разделе MTF и ведет мини-журнал процесса копирования до тех пор, пока файл полностью не запишется в необходимый раздел диска. Если устройство перезагрузится во время записи, то при следующем включении система обратится к журналу, узнает о совершенных и несовершенных транзакциях и оставит существовать только те, которые помечены как завершенные. Остальные транзакции будет вычеркнуты, а файлы удалены или возвращены на место.
Как правило, такая система работает наиболее эффективно только с системными файлами, тогда как пользовательские данные могут повредиться или исчезнуть при сбое. Работу журналирования можно проверить с помощью контрольных точек восстановления — компьютер периодически создает слепки состояния системы, по которым позже может восстановиться до этих состояний.
Шифрование
Шифрование — это отдельная надстройка над файловой системой компьютера, которая позволяет закрыть пользовательские данные от посторонних глаз практически на аппаратном уровне. В таком случае защищенные файлы нельзя будет просмотреть на другом компьютере, а также после смены материнской платы или операционной системы. Это можно сделать с помощью NTFS — система создает ключи и сертификаты, актуальные только для той сборки и системы, на которой было подключено это шифрование.
Файловая система NTFS также отличается:
Вывод: система NTFS «заточена» под работу с операционной системой, а также для накопителей с большим объемом и несколькими разделами.
FAT32 — File Allocation Table
Обновленная файловая система пришла на смену устаревшей FAT16. Ее также разработали специалисты Microsoft, но, в отличие от NTFS, она распространяется в виде открытого исходного кода. Поэтому разработчики любого софта могут беспрепятственно компилировать и внедрять драйвер в свое ПО. Например, поддержка FAT32 есть не только в «родной» операционной системе, но и в любой другой — linux, MacOS, Android, даже в таких проприетарных системах, как iOS.
В ранних версиях ОС Windows файловая система FAT32 даже использовалась в качестве основной ФС для системного раздела. Но позже разработчики отказались от этого решения в пользу новой и прогрессивной NTFS. Впрочем, несмотря на некоторые особенности FAT32, эта ФС все еще повсеместно используется во флешках и картах памяти.
Проще некуда
Файловая система FAT32 — это автомат Калашникова. Она максимально упрощена:.Здесь нет продвинутых систем безопасности и шифрования, система не умеет журналировать свою работу. Это частично сказывается на производительности — в некоторых случаях скорость чтения или записи может быть выше, чем у более новой и сложной NTFS. Правда, это сильно зависит от условий работы — например, от количества обрабатываемых файлов. Так, работа с массивами мелких файлов может стать настоящим испытанием для накопителя, отформатированного в этой файловой системе.
Впрочем, такие задания редко выполняют на тех накопителях, которые используют FAT32. Обычно это внешние устройства с небольшим объемом. Более того, файловая система не умеет работать с объемными разделами. Например, штатные средства ОС Windows не позволяют создавать на диске с FAT32 разделы, объем которых превышает 32 ГБ. К этим недостаткам относятся и ограничения по максимальному размеру файла. Максимальный размер файла, который запоминает накопитель, составляет 4 ГБ.
Все это, конечно же, влияет на популярность файловой системы и ее удобство. Особенно заметны недостатки устаревшей системы стали после того, как почти у каждого пользователя в арсенале появились флешки с объемом от 64 ГБ — FAT32 такому устройству не к лицу.
Структура
Еще больше красок в устаревание вносит древняя структура: файлы в FAT32 хранятся иерархически, а не в виде бинарного дерева, где каждый отдельный объект может быть доступен независимо от остальных. Если бы такая система использовалась в обычной библиотеке, то поиск одной книги мог бы растянуться на несколько часов: чтобы найти книгу с буквой «Ц» в названии, библиотекарю придется достать все книги с полочек по очереди, начиная с экземпляров на «А», и только после этого взять нужную. Любопытно представить, как бы работала в таком режиме Научная библиотека МГУ, где на физических и виртуальных полках хранится более 10 миллионов экземпляров.
Несмотря на перечисленные особенности, FAT32 все еще неплохо справляется со своими задачами. Например, отсутствие журналирования идет на пользу накопителям, которые быстро изнашиваются от частых перезаписей ячеек. К тому же, работа с объемными файлами и разделами на обычной флешке мало кого интересует. Как правило, они «переносят» легковесные офисные файлы, фотографии, короткие видеоматериалы и установочные файлы программ. Вряд ли кто-то попытается загружать образ фильма в формате Blu-ray на флешку: для этого больше подойдет внешний жесткий диск или твердотельный накопитель с большим объемом.
Вывод: появление флешек с большим объемом внесло коррективы в существование FAT32. Однако на рынке все еще преобладают устройства с объемом не более 32 ГБ — этот формат FAT32 еще тянет.
Практичность превыше всего
Большая и сложная NTFS была разработана еще в 1990-х годах. Несмотря на это, файловая система здравствует до сих пор и спокойно переваривает все современные ОС от Microsoft. Конечно, фирменная технология из Редмонда не панацея: если отказаться от «окон» на компьютере, то и NTFS сразу станет ненужной. Правда, для этого придется смириться с Linux на борту или же переехать на платформу Apple — там, между прочим, используется совсем новая APFS, которую яблочные разработчики представили всего несколько лет назад.
Что касается неоднозначной ситуации с FAT32, то, скорее всего, файловая система уже находится на закате популярности. Специалисты пытаются заменить неактуальную файловую систему более удобными и гибкими EXT. Эти системы имеют открытый исходный код и используются в Unix подобных ОС. Драйверы для этих файловых систем легко портируются под любые операционные системы, поэтому такой накопитель поддерживается даже в актуальной Windows 10, достаточно установить распространенный пакет драйверов.
Вывод: если выбирать файловую систему, то лучше ориентироваться на практичность. Для серьезных задач и под системные нужды обязательно выделять накопитель с NTFS на борту. В то же время, для флешки с маленьким объемом будет достаточно и FAT32 — эта ФС широко поддерживается всеми возможными устройствами. Если же пользователь ставит повышенные требования к системе хранения и обработке файлов — добро пожаловать в мир ZFS.
Это целая система внутри системы, где организация файлов в дисковом пространстве происходит по другим законам. Например, при записи информации, ZFS пишет новые данные в новые блоки, а старые оставляет «жить» до того момента, пока не подтвердит, что свежие данные записаны и готовы к работе. Это необходимо для платформ с уклоном в отказоустойчивость, хотя вряд ли пригодится домашнему юзеру. Чтобы файловая система работала как надо, необходимо иметь двойной запас свободного места на диске: для старых данных и следующего потока новых данных. Поэтому ZFS чаще используют в системах хранения данных с большим объемом. Но это уже совсем другая история.