Co to jest system plików i dlaczego jest ich tak wiele?

Różne systemy operacyjne obsługują różne systemy plików. Twój dysk wymienny powinien używać FAT32 dla najlepszej kompatybilności, chyba że jest większy i wymaga NTFS. Napędy w formacie Mac używają HFS + i nie działają z Windows. Linux ma też własne systemy plików.

Niestety, nawet typowi użytkownicy komputerów muszą myśleć o różnych systemach plików i ich kompatybilności. Oto, co powinieneś wiedzieć o systemach plików - i dlaczego jest tak wiele różnych.

Systemy plików 101

Różne systemy plików to po prostu różne sposoby porządkowania i przechowywania plików na dysku twardym, dysku flash lub dowolnym innym urządzeniu magazynującym. Każde urządzenie pamięci masowej ma jedną lub więcej partycji, a każda partycja jest "sformatowana" w systemie plików. Proces formatowania po prostu tworzy pusty system plików tego typu na urządzeniu.

System plików zapewnia sposób rozdzielania danych na dysku na pojedyncze części, które są plikami. Zapewnia również sposób przechowywania danych o tych plikach - na przykład ich nazwy plików, uprawnienia i inne atrybuty. System plików udostępnia także indeks - listę plików na dysku i miejsca, w których znajdują się na dysku, dzięki czemu system operacyjny może zobaczyć, co znajduje się na dysku w jednym miejscu, zamiast przeszukiwać cały dysk, aby znaleźć plik.

Twój system operacyjny musi zrozumieć system plików, aby mógł wyświetlać jego zawartość, otwierać pliki i zapisywać pliki. Jeśli twój system operacyjny nie rozumie systemu plików, możesz być w stanie zainstalować sterownik systemu plików, który zapewnia wsparcie - lub po prostu nie możesz użyć tego systemu plików z tym systemem operacyjnym.

Metaforą jest tu papierowy system archiwizacji - bity danych na komputerze nazywane są "plikami" i są zorganizowane w "system plików" w taki sposób, w jaki pliki papierowe mogą być uporządkowane w szafach plików. Istnieją różne sposoby porządkowania tych plików i przechowywania danych na ich temat - "systemy plików".

Ale dlaczego jest tak wiele?

Nie wszystkie systemy plików są równe. Różne systemy plików mają różne sposoby organizowania swoich danych. Niektóre systemy plików są szybsze niż inne, niektóre mają dodatkowe funkcje bezpieczeństwa, a niektóre obsługują dyski o dużych pojemnościach, a inne działają tylko na dyskach o mniejszej pojemności. Niektóre systemy plików są bardziej odporne i odporne na uszkodzenia plików, podczas gdy inne wymieniają tę odporność na dodatkową szybkość.

Nie ma jednego najlepszego systemu plików dla wszystkich zastosowań. Każdy system operacyjny korzysta z własnego systemu plików, nad którym pracują również programiści systemu operacyjnego. Twórcy jądra Linuxa, Apple'a i Linuxa pracują na własnych systemach plików. Nowe systemy plików mogą być szybsze, bardziej stabilne, lepiej skalować się na większe urządzenia pamięci masowej i mają więcej funkcji niż stare.

Jest dużo pracy, która idzie do projektowania systemu plików i można to zrobić na wiele różnych sposobów. System plików nie przypomina partycji, która jest po prostu kawałkiem przestrzeni dyskowej. System plików określa, w jaki sposób pliki są układane, organizowane, indeksowane i w jaki sposób powiązane są z nimi metadane. Zawsze jest miejsce na ulepszenie - i poprawienie - jak to się robi.

Przełączanie systemów plików

Każda partycja jest sformatowana za pomocą systemu plików. Czasami możesz "przekonwertować" partycję na inny system plików i przechowywać na niej dane, ale rzadko jest to idealna opcja. Zamiast tego prawdopodobnie będziesz chciał najpierw skopiować ważne dane z partycji.

Później przydzielanie partycji nowego systemu plików jest po prostu kwestią "formatowania" tego systemu plików w systemie operacyjnym, który go obsługuje. Na przykład, jeśli masz napęd w systemie Linux lub Mac, możesz go sformatować w systemie NTFS lub FAT32 w systemie Windows, aby uzyskać dysk w formacie Windows.

Systemy operacyjne automatycznie formatują partycje przy użyciu odpowiedniego systemu plików podczas procesu instalacji systemu operacyjnego. Jeśli masz partycję sformatowaną w systemie Windows, na której chcesz zainstalować system Linux, proces instalacji systemu Linux sformatuje partycję NTFS lub FAT32 w systemie plików Linuks preferowanym przez wybraną dystrybucję Linuksa.

Tak więc, jeśli masz urządzenie pamięci masowej i chcesz użyć innego systemu plików, najpierw skopiuj pliki, aby je utworzyć. Następnie sformatuj dysk za pomocą narzędzia takiego jak Zarządzanie dyskami w systemie Windows, GParted w systemie Linux lub Narzędzie dyskowe w systemie Mac OS X..

Przegląd powszechnych systemów plików

Oto krótki przegląd niektórych bardziej typowych systemów plików, które można napotkać. To nie jest wyczerpujące - istnieje wiele innych.

FAT32: FAT32 jest starszym systemem plików Windows, ale nadal jest używany na wymiennych urządzeniach multimedialnych - tylko te mniejsze. Większe zewnętrzne dyski twarde o pojemności 1 TB będą prawdopodobnie sformatowane w systemie plików NTFS. Będziesz go używać tylko z małymi urządzeniami pamięci masowej lub z kompatybilnością z innymi urządzeniami, takimi jak aparaty cyfrowe, konsole do gier, przystawki STB i inne urządzenia, które obsługują tylko system plików FAT32, a nie nowszy system plików NTFS.
NTFS: Nowoczesne wersje systemu Windows - od wersji Windows XP - korzystają z systemu plików NTFS dla ich partycji systemowej. Napędy zewnętrzne można sformatować za pomocą systemu plików FAT32 lub NTFS.
HFS+: Komputery Mac używają HFS + do swoich wewnętrznych partycji i lubią formatować dyski zewnętrzne z HFS + - jest to wymagane do korzystania z zewnętrznego dysku z Time Machine, aby na przykład można było prawidłowo utworzyć kopię zapasową atrybutów systemu plików. Komputery Mac mogą także odczytywać i zapisywać pliki w systemach plików FAT32, chociaż domyślnie mogą odczytywać tylko z systemów plików NTFS - do zapisywania w systemie plików NTFS z komputera Mac potrzebne jest oprogramowanie innych producentów.
Ext2/Ext3/Ext4: Często będziesz widział systemy plików Ext2, Ext3 i Ext4 w systemie Linux. Ext2 to starsze systemy plików i brakuje w nim ważnych funkcji, takich jak zapisywanie w dzienniku - jeśli zasilanie zgaśnie lub komputer zawiesza się podczas zapisywania na napęd ext2, dane mogą zostać utracone. Ext3 dodaje te funkcje solidności kosztem pewnej prędkości. Ext4 jest bardziej nowoczesny i szybszy - jest teraz domyślnym systemem plików w większości dystrybucji Linuksa i jest szybszy. Systemy Windows i Mac nie obsługują tych systemów plików - aby uzyskać dostęp do plików w takich systemach plików, potrzebne jest narzędzie innej firmy. Z tego powodu często idealnym rozwiązaniem jest sformatowanie partycji systemu Linux jako ext4 i pozostawienie urządzeń wymiennych sformatowanych w systemie plików FAT32 lub NTFS, jeśli potrzebujesz kompatybilności z innymi systemami operacyjnymi. Linux może czytać i pisać zarówno na FAT32, jak i NTFS.
Btrfs: Btrfs - "better file system" - jest nowszym systemem plików Linuksa, który wciąż jest rozwijany. Nie jest to domyślne w większości dystrybucji Linuksa w tym momencie, ale prawdopodobnie zastąpi Ext4 jeden dzień. Celem jest zapewnienie dodatkowych funkcji, które pozwolą Linuksowi na skalowanie do większej ilości pamięci.
Zamiana: W systemie Linux system plików "swap" nie jest tak naprawdę systemem plików. Partycja sformatowana jako "zamiana" może być po prostu użyta jako miejsce wymiany przez system operacyjny - jest jak plik strony w systemie Windows, ale wymaga specjalnej partycji.

Istnieją również inne systemy plików - szczególnie w systemach Linux i innych systemach typu UNIX.

Typowy użytkownik komputera nie musi znać większości tych rzeczy - powinien być przejrzysty i prosty - ale znajomość podstaw pomaga zrozumieć pytania typu "Dlaczego ten dysk w formacie Mac nie działa z moim komputerem z systemem Windows?" I "Czy powinienem sformatować ten dysk twardy USB jako FAT32 lub NTFS?"

Image Credit: Gary J. Wood na Flickr, kleuske na Flickr