Файлова система — це процес керування тим, як і де дані на диску зберігання, який також називають керуванням файлами або FS. Це компонент логічного диска, який стискає файли, розділені на групи, які називаються каталогами. Це абстрактно для користувача-людини та пов’язане з комп’ютером; отже, він керує внутрішніми операціями диска. У каталогах можуть бути файли та додаткові каталоги. Хоча існують різні файлові системи з Windows, NTFS є найпоширенішою в наш час. Було б неможливо для файлу з такою ж назвою існувати, а також неможливо видалити встановлені програми та відновити певні файли без керування файлами, а також файли не мали б організації без файлової структури. Файлова система дозволяє переглядати файл у поточному каталозі, оскільки файли часто керуються в ієрархії.

Диск (наприклад, жорсткий диск) має файлову систему, незважаючи на тип і використання. Крім того, він містить інформацію про розмір файлу, ім’я файлу, інформацію про фрагменти розташування файлу та місце зберігання даних на диску, а також описує, як користувач або програма може отримати доступ до даних. Такі операції, як метадані, іменування файлів, керування сховищами та каталоги/папки, керуються файловою системою.

На пристрої зберігання файли зберігаються в секторах, у яких дані зберігаються в групах секторів, які називаються блоками. Розмір і розташування файлів визначаються файловою системою, а також це допомагає визначити, які сектори готові до використання. Крім Windows, існують інші операційні системи, які містять файлові системи FAT і NTFS. Але продукт Apple (як-от iOS і macOS) використовує HFS+, оскільки операційна система є горизонтом для багатьох різних типів файлових систем.

javascript window.open

Іноді для позначення розділів використовується термін «файлова система». Наприклад, якщо сказати, що «на жорсткому диску доступні дві файлові системи», це не означає, що диск розділено між двома файловими системами, NTFS і FAT. Але це означає, що існують два окремі розділи, які використовують один фізичний диск.

Для роботи більшість програм, з якими ви стикаєтеся, потребують файлової системи; отже, кожен розділ повинен мати один. Крім того, якщо програму створено для використання в macOS, ви не зможете використовувати цю програму в Windows, оскільки програми залежать від файлової системи.

Приклади файлових систем

Нижче наведено приклади файлових систем:

ЖИР: FAT - це тип файлової системи, яка розроблена для жорстких дисків. Це розшифровується як таблиця розподілу файлів і вперше була представлена ​​в 1977 році, яка використовується для 12 або 16 бітів для кожного доступу кластера до таблиці розподілу файлів (FAT). На жорстких дисках та інших комп’ютерних системах це допомагає керувати файлами в операційних системах Microsoft. У таких пристроях, як цифрові камери, флеш-пам’ять та інші портативні пристрої, він також часто використовується для зберігання інформації про файли. Це також допомагає продовжити термін служби жорсткого диска, оскільки мінімізує знос жорсткого диска. Сьогодні FAT не використовується пізнішими версіями Microsoft Windows, такими як Windows XP, Vista, 7 і 10, оскільки вони використовують NTFS. The FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 це всі різні типи FAT (для таблиці розміщення файлів).

GFS: GFS — це файлова система, яка розшифровується як Global File System. Він має здатність дозволити кільком комп’ютерам працювати як інтегрована машина, яка вперше була розроблена в Університеті Міннесоти. Але зараз його підтримує Red Hat. Якщо фізична відстань між двома чи більше комп’ютерами є великою, і вони не можуть безпосередньо надсилати файли один одному, файлова система GFS дає їм змогу безпосередньо обмінюватися групою файлів. Комп’ютер може організувати свій ввід/вивід для збереження файлових систем за допомогою глобальної файлової системи.

HFS: HFS (ієрархічна файлова система) — це файлова система, яка використовується на комп’ютері Macintosh для створення каталогу під час форматування жорсткого диска. Загалом його основною функцією є впорядкування або зберігання файлів на жорсткому диску Macintosh. Apple не підтримує запис або форматування дисків HFS з моменту появи на ринку OS X. Крім того, диски у форматі HFS не розпізнаються комп’ютерами під керуванням Windows, оскільки HFS — це формат Macintosh. За допомогою файлових систем WIN32 або NTFS форматуються жорсткі диски Windows.

NTFS: NTFS — це файлова система, яка розшифровується як файлова система NT і зберігає та отримує файли в операційній системі Windows NT та інших версіях Windows, таких як Windows 2000, Windows XP, Windows 7 і Windows 10. Іноді вона відома як нова технологія Файлова система. У порівнянні з файловою системою FAT і HPFS, вона забезпечує кращі методи відновлення файлів і захисту даних, а також пропонує низку покращень щодо розширюваності, безпеки та продуктивності.

UDF: UDF — це файлова система, що розшифровується як Universal Disk Format і вперше розроблена OSTA (Optical Storage Technology Association) у 1995 році для забезпечення узгодженості між даними, записаними на кілька оптичних носіїв. Він використовується з CD-ROM та DVD-ROM і підтримується всіма операційними системами. Тепер він використовується в процесі CD-R та CD-RW, що називається пакетним записом.

Архітектура файлової системи

Файлова система містить два або три рівні. Іноді ці рівні функціонують разом, а іноді чітко розділені. Для операцій з файлами API (інтерфейс прикладної програми) надається логічною файловою системою, наприклад OPEN, CLOSE, READ тощо, оскільки вона відповідає за взаємодію з програмою користувача. Також для обробки запитувана операція пересилається на рівень, який розташований під нею. Крім того, для різних одночасних екземплярів фізичних файлових систем підтримується другий додатковий рівень, який є віртуальною файловою системою. І кожен паралельний екземпляр називається реалізацією файлової системи.

Третій рівень відповідає за буферизацію та управління пам'яттю, який називається фізичною файловою системою. Він стосується фізичної роботи пристрою зберігання даних і обробляє фізичні блоки, які читаються або записуються. Крім того, для керування пристроєм зберігання даних цей рівень взаємодіє з каналом і драйверами пристроїв.

Типи файлових систем

Існують різні види файлових систем, а саме:

1. Дискові файлові системи

На дисковому носії файлова система диска має можливість випадково звертатися до даних протягом кількох проміжків часу. Крім того, це передбачає очікування, яке призвело до швидкості доступу до даних. Незалежно від послідовного розташування даних, кілька користувачів можуть отримати доступ до кількох даних на диску за допомогою дискової файлової системи.

2. Файлові системи Flash

Флеш-файлова система відповідає за обмеження, продуктивність і спеціальні можливості флеш-пам'яті. Краще використовувати файлову систему, розроблену для флеш-пристрою; однак дискова файлова система є основним носієм даних, який може використовувати флеш-пам'ять.

3. Стрічкові файлові системи

Стрічкова файлова система використовується для зберігання файлів на стрічці, оскільки це формат стрічки та файлова система. Порівняно з дисками, магнітні стрічки є більш потужними для доступу до даних протягом тривалого часу, що є проблемою для файлової системи загального призначення з точки зору створення та ефективного керування.

мережі та Інтернету

4. Файлові системи баз даних

Файлова система на основі бази даних є ще одним методом керування файлами. Файли розпізнаються за їхніми характеристиками (як-от тип файлу, автор, тема тощо), а не за ієрархічно структурованим керуванням.

5. Транзакційні файлові системи

кнопка tkinter

Деякі програми вимагають однієї чи кількох змін, щоб з будь-якої причини завершитись збоєм, або потребують змін кількох файлових систем, але не вносять жодних змін. Наприклад, програма може записувати конфігураційні файли або бібліотеки та виконувані файли під час інсталяції або оновлення програмного забезпечення. Програмне забезпечення може бути непридатним для використання або зламаним, якщо програмне забезпечення зупинено під час оновлення або встановлення. Крім того, уся система може вийти з ладу, якщо процес інсталяції або оновлення програмного забезпечення не завершено.

6. Мережеві файлові системи

Мережева файлова система пропонує доступ до файлів на сервері. На віддалених комп’ютерах, підключених до мережі, за допомогою локальних інтерфейсів програми можуть прозоро створювати ієрархічні файли та каталоги, керувати ними та отримувати доступ до них. Клієнти, подібні до файлової системи, для FTP і WebDAV, а також AFS, протоколи SMB, NFS є прикладами мережевих файлових систем.

7. Спільні дискові файлові системи

Файлова система зі спільним диском дозволяє кільком машинам мати доступ до тієї самої підсистеми зовнішнього диска, але коли кілька машин звертаються до тієї самої підсистеми зовнішнього диска, у цьому випадку можуть виникнути колізії; тому, щоб запобігти зіткненню, файлова система вирішує, до якої підсистеми отримати доступ.

8. Мінімальна файлова система

У 1970-х роках для деяких початкових користувачів мікрокомп'ютерів дискові та цифрові стрічкові пристрої були дуже дорогими. Було розроблено кілька дешевших базових систем зберігання даних, які використовували звичайну аудіокасету. На касетному диктофоні користувач був проінформований про натискання «ЗАПИС», коли системі потрібно було записати дані. І, щоб повідомити систему, натисніть «RETURN» на клавіатурі. Крім того, на касетному диктофоні користувачеві потрібно було натиснути кнопку «ВІДТВОРЕННЯ», коли система вимагала зчитування даних.

9. Плоскі файлові системи

Підкаталоги недоступні у плоскій системі. Він містить єдиний каталог, і всі файли зберігаються в одному каталозі. Через відносно невелику кількість доступного простору для даних цей тип файлової системи був достатнім, коли носій дискет був доступний вперше.