Souborový systém je ... Souborové systémy: co je FAT a NTFS. Systém souborů Android

Soubory na počítači jsou vytvořeny a umístěny na základě systémových zásad. Díky jejich implementaci je uživatel schopen pohodlně přistupovat ke správným informacím bez obav o složité algoritmy pro přístup k nim. Jak funguje souborový systém? Které z nich jsou dnes nejoblíbenější? Jaké jsou rozdíly mezi souborovými systémy přizpůsobenými pro PC? A ty, které se používají v mobilních zařízeních - smartphony nebo tablety?

Souborové systémy: definice

Podle společné definice je souborový systém sada algoritmů a standardů, které se používají k organizaci efektivního přístupu uživatele PC k datům umístěným v počítači. Někteří odborníci ji považují za součást operačním systémem. Jiní odborníci na IT, kteří uznávají skutečnost, že jsou přímo spojeni s operačním systémem, se domnívají, že souborový systém je nezávislou součástí správy počítačových dat.

Jak byly počítače používány před vytvořením systému souborů? Informatika - jako vědecká disciplína - zaznamenala skutečnost, že dlouhodobé řízení dat bylo prováděno strukturováním v rámci algoritmů stanovených v konkrétních programech. Jedním z kritérií systému souborů je tedy dostupnost standardů, které jsou pro většinu programů, které využívají přístup k datům, stejné.

Jak fungují systémy souborů

Souborový systém je především mechanismus, který zahrnuje použití počítačových hardwarových prostředků. Zpravidla zde hovoříme o magnetických nebo laserových médiích - pevných discích, discích CD, discích DVD, discích flash, disketách, které dosud nevypršela. Abychom pochopili, jak funguje odpovídající systém, určíme, co vlastně je samotný soubor.

Podle společné definice mezi odborníky v oblasti IT se jedná o datovou oblast s pevnou hodnotou vyjádřenou v základních informačních jednotkách-bajtech. Soubor je umístěn na disku, obvykle ve formě několika propojených bloků, které mají specifickou "adresu" přístupu. Souborový systém definuje tyto velmi souřadnice a "hlásí" je podle OS. Který inteligentně přenáší příslušná data uživateli. Data jsou přístupná pro čtení, úpravy, vytváření nových. Specifický algoritmus pro práci s "souřadnicemi" souborů může být jiný. Záleží na typu počítače, OS, specifikacích uložených dat a dalších podmínkách. Protože existují různé typy souborových systémů. Každý z nich je optimalizován pro použití v konkrétním operačním systému nebo pro práci s určitými typy dat.

Přizpůsobení diskových médií algoritmům určitého souborového systému se nazývá formátování. Příslušné hardwarové prvky diskových klastrů jsou připraveny pro následné zaznamenávání souborů na nich, stejně jako jejich čtení v souladu s normami stanovenými v tomto nebo uvedeném systému správy dat. Jak změnit souborový systém? Ve většině případů to lze provést pouze přeformátováním paměťového média. Soubory jsou zpravidla smazány. Existuje však možnost, ve které je s použitím speciálních programů stále možné, ačkoli to obvykle trvá hodně času, změňte systém správy dat, který zůstane nedotčen.

Souborové systémy nefungují bez chyb. Některé poruchy v organizaci práce s datovými bloky jsou možné. Ale ve většině případů nejsou kritické. Zpravidla neexistují žádné problémy s tím, jak opravit souborový systém, opravit chyby. V systému Windows jsou k dispozici zejména zabudované softwarové řešení pro každého uživatele. Například program "Disk Check".

Odrůdy

Jaké typy souborových systémů lze nazvat nejčastěji? Pravděpodobně nejprve ty, které používají nejoblíbenější operační systémy pro počítače ve světě, jsou Windows. Hlavní systémy souborů systému Windows jsou FAT, FAT32, NTFS a jejich různé modifikace. Spolu s počítači, smartphony a tablety získaly popularitu. Většina z nich, pokud hovoříme o globálním trhu a neberoume v úvahu rozdíly v technologických platformách, je ovládána platformami Android a iOS. Tyto operační systémy používají vlastní algoritmy pro práci s daty, které nejsou charakterizovány systémy souborů Windows.

Standardy otevřené všem

Všimněte si, že nedávno na globálním trhu s elektronikou dochází k určitému sjednocení norem v oblasti ovládání OS s různými typy dat. To lze vysledovat ve dvou aspektech. Za prvé, na různých zařízeních pracujících se dvěma odlišnými typy operačních systémů se používá stejný souborový systém, který je stejně kompatibilní s každým operačním systémem. Za druhé, moderní verze operačního systému, jako pravidlo, být schopen rozpoznat nejen typické souborové systémy samy, ale také ty, které se tradičně používají v jiných operačních systémech - buď prostřednictvím zabudovaných algoritmů a použitím softwaru třetích stran. Například moderní verze Linuxu zpravidla snadno rozpoznají označené souborové systémy pro Windows.

Struktura souborového systému

Navzdory skutečnosti, že typy souborových systémů jsou uvedeny v dostatečně velkém množství, které fungují jako celek je velmi podobné principy (Obecné schéma jsme je uvedeno výše), a v rámci obdobných konstrukčních prvků nebo objekty. Zvažte je. Jaké jsou hlavní objekty systému souborů?

Jedním z klíčů je katalog. Jedná se o izolovanou datovou oblast, ve které lze soubory umístit. Struktura adresářů je hierarchická. Co to znamená? Jeden nebo více adresářů může být umístěn v jiném adresáři. Který z nich je součástí "nadřízeného". "Hlavní" je kořenový adresář. Pokud budeme hovořit o principech, na jejichž základě funguje souborový systém je Windows - 7, 8, XP, nebo další verze - kořenový adresář je považován za logickou jednotku, reprezentovaný dopisem - obvykle, C, D, E (ale můžete upravit jakoukoli věc Anglická abeceda). Co se týče například operačního systému Linux, potom kořenový adresář je magnetické médium jako celek. V tomto operačním systému a jiném operačním systému, na základě jeho principů - to je Android - logické disky nejsou používány. Mohu ukládat soubory bez adresářů? Ano. Ale to není moc výhodné. Ve skutečnosti je pohodlí při používání počítače jedním z důvodů zavedení principu distribuce dat do katalogových systémů katalogy. Mimochodem, mohou být voláni jinak. V systémech Windows se adresáře nazývají složky v Linuxu - v podstatě to samé. Tradiční, používané po mnoho let, názvy adresářů v tomto OS jsou "adresáře". Stejně jako v předchozích operačních systémech Windows a Linux - DOS, Unix.

V prostředí IT specialistů neexistuje jednoznačný názor na to, zda soubor považovat za strukturální prvek příslušného systému. Ti, kdo se domnívají, že to není zcela správné, argumentují jejich názorem skutečností, že systém může existovat bez spisů. Nechte to z praktického hlediska a zbytečného jevu. I když na disku nejsou zaznamenány žádné soubory, může být stále přítomen odpovídající systém. Magnetické média prodávané v obchodě zpravidla neobsahují žádné soubory. Ale již mají odpovídající systém. Podle jiného hlediska by měly být soubory považovány za nedílnou součást systémů, se kterými jsou spravovány. Proč? A proto, že podle odborníků jsou algoritmy pro jejich použití upraveny především pro práci se soubory v rámci určitých standardů. Systémy nejsou určeny pro nic jiného.

Dalším prvkem, který je přítomen ve většině souborových systémů - to je zkratka. Jedná se o datovou oblast obsahující informace o umístění určitého souboru na určitém místě. To znamená, že můžete umístit štítek na jedno místo disku, ale můžete poskytnout přístup k datové oblasti, která se nachází v jiné části média. Chcete-li zvážit, že zkratky jsou plnohodnotné objekty systému souborů, můžete, pokud souhlasíte, že jsou to také soubory.

Jedním nebo druhým způsobem nebude chybět, že všechny tři typy datových souborů, zkratky a adresáře jsou prvky odpovídajících systémů. Tato diplomová práce bude alespoň odpovídat jednomu ze společných hledisek. Nejdůležitějším aspektem, který charakterizuje fungování systému souborů, jsou principy pojmenování souborů a adresářů.

Názvy souborů a adresářů v různých systémech

Pokud souhlasíme s tím, že soubory jsou všechny stejné prvky odpovídajících systémů, měli bychom zvážit jejich základní strukturu. Co je možno poprvé poznamenat? Pro usnadnění přístupu k nim ve většině moderních systémů pro správu dat je k dispozici dvouúrovňová struktura pojmenování souborů. První úroveň je jméno. Druhým je expanze. Vezměte například hudební soubor Dance.mp3. Tanec je jméno. Mp3 - rozšíření. Prvním je poskytnout uživateli podstatu obsahu souboru (a pro program být referenčním bodem pro rychlý přístup). Druhou je typ souboru. Pokud je to Mp3, pak je snadné odhadnout, že jde o hudbu. Soubory s příponou Doc jsou obvykle dokumenty, Jpg - obrázky, Html - webové stránky.

Katalógy mají zase jednoúrovňovou strukturu. Mají jen jméno, neexistuje žádné rozšíření. Pokud hovoříme o rozdílech mezi různými typy systémů správy dat, první věcí, na kterou je třeba věnovat pozornost, je, jak jsou v nich implementovány principy pojmenování souborů a adresářů. Co se týče Windows, specifika jsou následující. V nejpopulárnějším operačním systému na světě mohou být soubory pojmenovány v libovolném jazyce. Maximální délka je však omezena. Přesný interval závisí na použitém systému správy dat. Obvykle se jedná o hodnoty od 200 do 260 znaků.

Obecné pravidlo pro všechny operační systémy a jejich odpovídající systémy pro správu dat je, že soubory se stejným jménem nemohou být ve stejném adresáři. V Linuxu existuje nějaká "liberalizace" tohoto pravidla. V jednom adresáři mohou být soubory se stejnými písmeny, ale v různých registrech. Například Dance.mp3 a DANCE.mp3. Ve Windows je to nemožné. Stejná pravidla jsou stanovena také v oblasti umístění adresářů do jiných.

Adresování souborů a adresářů

Adresování souborů a adresářů je nejdůležitějším prvkem odpovídajícího systému. V systému Windows může uživatelský formát vypadat takto: C: / Documents / Music / je přístup do adresáře Music. Pokud máme zájem o určitý soubor, adresa může vypadat takto: C: /Documents/Music/Dance.mp3. Proč "vlastní"? Faktem je, že na úrovni interakcí softwaru a hardwaru komponent počítačů je struktura přístupu k souborům mnohem komplikovanější. Systém souborů určuje umístění souborů souborů a interaguje s operačním systémem z větší části v rámci operací skrytých od uživatele. Uživatel PC však zřídka potřebuje použít jiné formáty "adres". Téměř vždy je přístup k souborům prováděn ve stanoveném standardu.

Srovnání systémů souborů pro Windows

Studovali jsme obecné zásady fungování souborových systémů. Zvažme nyní rysy nejrozšířenějších druhů. Ve Windows jsou nejčastěji používány souborové systémy jako FAT, FAT32, NTFS a exFAT. První z těchto sérií je považována za zastaralou. To však bylo po dlouhou dobu jistým vedoucím průmyslu, ale jak technologie PC rostla, jeho schopnosti přestaly uspokojovat potřeby uživatelů a požadavky na zdroje softwaru.

Systém souborů FAT je nahrazen FAT32. Podle mnoha odborníků z oblasti IT je nyní nejoblíbenější, pokud mluvíme o trhu s počítači se systémem Windows. Nejčastěji se používá při ukládání souborů na pevné disky a flash disky. Dá se také poznamenat, že tento systém správy dat je pravidelně používán v paměťových modulech různých digitálních zařízení - telefonů, kamer. Hlavní výhodou FAT32, kterou přidělují odborníci v oblasti IT, je univerzálnost. Navzdory skutečnosti, že tento souborový systém byl vytvořen společností Microsoft, většina moderního operačního systému, včetně těch, které jsou instalovány na těchto typech digitálních zařízení, může pracovat s daty v rámci algoritmů v něm obsažených.

V systému FAT32 existuje řada nedostatků. Nejprve si můžete všimnout omezení velikosti jednoho souboru - to nemůže být více než 4 GB. Také v systému FAT32 nelze nastavit vestavěné nástroje systému Windows logické disk, velikost což je více než 32 GB. Ale to lze provést instalací dalšího specializovaného softwaru.

Další populární systém pro správu souborů, který vyvinula společnost Microsoft, je NTFS. Podle některých IT odborníků překračuje ve většině parametrů FAT32. Ale tato práce je pravda, pokud mluvíme o provozu počítače se systémem Windows. Systém NTFS není tak univerzální jako FAT32. Funkce jeho fungování způsobují, že používání tohoto souborového systému není vždy pohodlné, zejména v mobilních zařízeních. Jedním z klíčových výhod NFTS je spolehlivost. Například v případech, kdy pevný disk náhle vypne napájení, pravděpodobnost poškození souborů je minimalizována díky duplicitě přístupu k datům poskytnutému v systému souborů NTFS.

Jeden z nejnovějších systémů souborů od společnosti Microsoft je exFAT. Je nejvhodnější pro flash disky. Základní principy práce v něm jsou stejné jako u FAT32, ale v některých aspektech je také významný upgrade: například neexistují žádná omezení velikosti jednoho souboru. Současně systém exFAT, jak si všimli IT odborníci, patří mezi ty, které mají nízkou univerzalitu. V počítačích se systémem OS jiným než Windows může být obtížné pracovat se soubory při použití exFAT. Navíc i v některých verzích systému Windows, jako je XP, data na discích formátovaných pomocí algoritmů exFAT nemusí být čitelná. Budete muset nainstalovat další ovladač.

Všimněte si, že vzhledem k účasti dostatečně širokou škálu souborových systémů Windows může uživatel zaznamenat periodické potíže při hlediska kompatibility různých zařízení s počítačem. V některých případech, například, že chcete nainstalovat WPD ovladač systému souborů (Windows přenosná zařízení - technologie používané při práci s přenosnými zařízeními). Někdy nemusí být pro uživatele k dispozici, takže externí paměťové médium nemůže rozpoznat systém OS. Souborový systém WPD může vyžadovat další softwarové nástroje, které se přizpůsobí operačnímu prostředí v konkrétním počítači. V některých případech bude uživatel nucen kontaktovat specialisty IT k vyřešení problému.

Jak zjistit, který souborový systém - exFAT nebo NTFS a možná FAT32 - je optimální pro použití v konkrétních případech? Doporučení specialistů IT obecně jsou následující. Mohou být použity dva hlavní přístupy. Podle prvního byste měli rozlišit typické souborové systémy pevných disků, stejně jako ty, které jsou lépe přizpůsobeny pro flash disky. FAT a FAT32 jsou podle mnoha odborníků vhodnější pro "flash disky", NTFS - pro pevné disky (díky technologickým funkcím práce s daty).

Při druhém přístupu je důležitá hodnota nosiče. Pokud mluvíte o použití poměrně malého množství disků nebo flash disků, můžete je naformátovat v systému FAT32. Pokud je disk větší, můžete zkusit exFAT. Ale pouze pokud nemáte v úmyslu používat média v jiných počítačích, zejména v těch, které nemají nejnovější verze systému Windows. Pokud je to otázka velkých pevných disků, včetně externích, doporučujeme je formátovat v NTFS. Přibližně jsou to kritéria, kterými lze zvolit optimální souborový systém - exFAT nebo NTFS, FAT32. Znamená to, že se použije některý z nich, vzhledem k velikosti média, jejímu typu a verzi operačního systému, na které je disk používán především.

Souborové systémy pro Mac

Další populární hardwarová a softwarová platforma na světovém trhu s počítačovým hardwarem je Apple Macintosh. Počítače této série provozují operační systém Mac OS. Jaké jsou funkce organizování práce se soubory na počítačích Mac? Nejmodernější počítače společnosti Apple používají souborový systém Mac OS Extended. Dříve v počítačích Mac bylo zpracování dat zpracováno v souladu s normami HFS.

Hlavní věc, kterou lze poznamenat z hlediska vlastností: disk, který je spravován systémem souborů Mac OS Extended, může obsahovat velmi velké soubory - může to být několik milionů terabajtů.

Souborový systém v zařízeních Android

Nejpopulárnější operační systém pro mobilní zařízení - forma elektronické technologie, která nepatří k popularitě počítačů - je Android. Jak spravujete soubory na zařízeních příslušného typu? Všimneme si především toho, že tento operační systém je vlastně "mobilní" adaptace operačního systému Linux, která díky otevřenému zdrojovému kódu může být upravena s možností využití na nejširším okruhu zařízení. Správa souborů v mobilních zařízeních se systémem Android je tedy obecně implementována na stejných principech jako v Linuxu. Některé z nich jsme poznamenali výše. Zejména správa souborů v Linuxu probíhá bez dělení médií na logické disky, stejně jako v systému Windows. Co jiného zajímavé je souborový systém Android?

Kořenový adresář Android je zpravidla datová oblast nazvaná / mnt. Adresa požadovaného souboru tedy může vypadat takto: /mnt/sd/photo.jpg. Kromě toho existuje další funkce systému správy dat, který je implementován v tomto mobilním operačním systému. Faktem je, že paměťové zařízení typu flash je obvykle rozděleno do několika sekcí, například systému nebo dat. V takovém případě nelze změnit počáteční velikost každého z nich. Přibližnou analogii ohledně tohoto technologického aspektu lze nalézt, pamatujeme si, že nemůžete (pokud nepoužíváte speciální software) měnit velikost logických disků ve Windows. Musí to být opraveno.

Další zajímavou vlastností organizace práce se soubory v Androidu - odpovídající operační systém, zpravidla, píše nové data do určité oblasti disku - Data. Práce, například se systémovou sekcí, se neprovádí. Proto když uživatel aktivuje funkci resetování nastavení softwaru smartphonu nebo tabletu na úroveň "továrny", v praxi to znamená, že soubory, které jsou zapsány v oblasti dat, jsou jednoduše smazány. Část systému se zpravidla nezmění. Navíc jakékoli úpravy obsahu v systému uživatele, aniž by měl specializovaný software, nemohou. Postup pro aktualizaci systémové oblasti médií v zařízení Android se nazývá blikáním. Toto není formátování, ačkoli obě operace jsou často prováděny současně. Bliká se obvykle používá k instalaci na mobilní zařízení novější verze operačního systému Android.

Klíčové principy, na jejichž základě funguje souborový systém Android, jsou tedy nedostatek logických disků, stejně jako striktní vymezení přístupu k systémovým a uživatelským datům. Nelze říci, že tento přístup je zásadně odlišný od přístupu implementovaného v systému Windows, nicméně podle mnoha odborníků z oblasti IT v systému OS od společnosti Microsoft pro uživatele existuje spíše větší svoboda při práci se soubory. Nicméně, jak se někteří odborníci domnívají, nelze to považovat za jednoznačnou výhodu systému Windows. Samozřejmě, nejen uživatelé, ale i počítačové viry, kterým je Windows velmi náchylný (na rozdíl od Linuxu a jeho "mobilní" implementace ve formě Androidu), samozřejmě využívají režimu "Liberal" v oblasti správy souborů. V tomto, podle odborníků, je jedním z důvodů, proč jsou viry pro zařízení Android tak málo - čistě z technologického hlediska, nemohou plně fungovat v operačním prostředí, které funguje na principu přísné kontroly přístupu k souborům.