Как отформатировать флешку и какую файловую систему выбрать — NTFS или FAT32. FAT32 или NTFS: какую файловую систему выбрать для USB флешки или внешнего жесткого диска Что такое ntfs и fat32 на флешке

Файловая система – это способ организации и физического хранения всех файлов в операционных системах. Также она определяет, какой может быть самый большой размер раздела.

Приступая к ознакомлению принципов работы компьютера, какую выбрать: fat32 или ntfs (самые распространение) определить не возможно – нужно знать, чем они отличаются.

чем отличается ntfs от fat32

Совсем недавно существовала только одна файловая система - FAT. В ней, с распределением места на жестком диске имелось ряд недостатков.

Ее усовершенствовали — в результате появились несколько новых версий, но решить проблемы не смогли.

В итоге, специалисты решили, что лучше не совершенствовать, а сделать новую — «с нуля». Так появилась файловая система - NTFS.

На FAT и NTFS не стоит смотреть как на полностью разные вещи. Задача у них одна – сохранять на жестком диске файлы (ваши данные).

Главное отличие: NTFS — имеет больше функций, чем FAT. Это касается сжатия и безопасности, кроме вас, прочитать то, что вы записали, не сможет никто. В FAT – такого нет.

Какая разница между fat32 и ntfs

Для обработки файлов, хранящихся на жёстком диске (или других носителях), Windows может использовать файловую систему FAT32 или NTFS. Какая же между ними разница? В чем различия?

Самая распространенная FAT32. Она состоит из загрузочного сектора, корневой папки и цилиндра для чтения и записи.

NTFS — новая файловая система. Она делится на три зоны. Первая — MFT. В ней находится загрузочный сектор, таблица файлов и служебные файлы.

На чистом диске зона MFT занимает 12 процентов объёма. В центре диска (2 зоне) находится резервная копия таблицы файлов. Она нужна для восстановления поврежденных таблиц.

Все записи хранятся в 3 зоне. Если размера 3 зоны будет не достаточно, то она расширяется, уменьшая размер MFT (первой зоны). В случае высвобождения пространства MFT вновь увеличивается.

Суть такова. В FAT32 все записывается на кластеры. Причем на один кластер, можно записать только один файл – все остальное место остается свободным навсегда.

При такой расстановке, если вы перейдете с FAT32 на NTFS, и запишите одинаковое количество файлов, то можете обнаружить, что в последней осталось свободного места на несколько ГГБ больше.

Какая файловая система быстрее fat32 или ntfs

В файловой системе FAT32 более высокая скорость, меньший дисковый износ, более качественная работа с небольшими файлами и меньшая нагрузка на оперативную память.

Недостатки: плохая защита от сбоев, медленное фрагментированние, ограниченный размер файла, некачественная работа с большими файлами и плохая обработка папок с большим количеством файлов.

NTFS намного опережает FAT с точки зрения перспективности, надежности, безопасности и функциональных возможностей. Производительность этих файловых систем однозначного результата не дает — она зависит от множества различных факторов.

Внутренняя структура FAT и принцип работы намного проще. Если каталоги не большие, то FAT будет быстрее и наоборот – при больших победит NTFS.

Так что же выбрать — FAT или NTFS? В последней имеется много преимуществ в сравнении с FAT, а ее ограничения несущественны.

Если вы стоите перед выбором файловой системы, рассмотрите ниже возможность использования NTFS и FAT.

Достоинства NTFS

1. Быстрый доступ к маленьким файлам;
2. Дисковое пространство не ограничено;
3. Фрагментация файлов на саму файловую систему не влияет;
4. Высокая надежность файловой структуры;
5. Большая производительность с файлами большого размера;

Недостатки NTFS

1. Высокие требования к оперативной памяти;
2. Работа с каталогами средних размеров затруднена;
3. По сравнению с FAT 32 более низкая скорость работы

Достоинства FAT 32

1. Сравнительно высокая скорость;
2. Низкие требование к оперативной памяти;
3. Более эффективная работа с каталогами малых и средних размеров;
4. Низкий износ дисков.

Недостатки fat32

1. Плохая защита от сбоев системы;
2. Маленькая скорость с файлами больших размеров;
3. Ограничение на максимальный объему разделов и файлов;
4. При фрагментации снижение быстродействия;
5. Маленькая скорость при работе большим количеством файлов.

Какие преимущества NTFS перед fat32

Основной целью разработчиков новой файловой системы было обеспечение скоростного выполнения операций, предоставления дополнительных возможностей и создание механизма зашиты данных.

Частично они с этой задачей справились. Система оказалась проста и чрезвычайно мощная.

Она обеспечивает большой диапазон разрешений, что дает ей возможность индивидуальной установки конкретных разрешений.

В случае краха системы NTFS имеет встроенные средства восстановления данных для автоматического восстановления диска.

Структура файловой системы NTFS позволяет ускорить доступ к папкам и файлам большого размера по сравнению с FAT.

NTFS сжимает папки и файлы, которые можно читать и записывать в них, без вызова приложений, производящих декомпрессию.

Разберем виды файловой системы для флешки, какой же все таки лучше. Один пользователь прислал мне фото с ошибкой "Файл слишком велик для конечной файловой системы" и решил написать статью в каких случаях нужно использовать системы FAT32, NTFS и exFAT. Он перемещал файл размером более 4 Гб на флешку размером 8 Гб. Дело в том, что система FAT32 не может обрабатывать информацию более 4 Гб, если у вас флешка имеет объем 32 Гб и файловая система у нее FAT32, то вы не сможете записать на нее файл более 4 Гб. Рассмотрим все три файловые системы в windows, разберем их минусы и плюсы.

FAT32

Старый режим файловой системы, который обычно используется при покупке флешки с магазина и причина тому-совместимость. Совместимость заключается в том, что FAT32 можно использовать на любом компьютере под управлением MAC, Windows, Linux, старые ПК. Самым большим ограничением является то, что она имеет ограничения на размер файла в 4 Гб, который в сегодняшний день имеет проблемы с такими форматами, как 4к-видео, Blu-ray. Одним словом, если вы собираетесь работать с файлами, размер которых составляет менее 4 Гб и флешка используется на разных компьютерах, с разными операционными системами, то файловая система FAT32 очень подходит.

exFAT

Обновленная файловая система созданная компанией microsoft на замену FAT32. Начала использоваться в Windows Vista SP1 и имеет максимальный размер файла 16 эксабайт (ЭБ), который равен 1 Эб = 1018 байтам. Совместима с Mac OS и Windows, является очень хорошей системой для обмена большими файлами.

Минусы:

• Она не имеет никакой функциональности журналирования, в которой все изменения файлов на диске, отмечены в журнале прежде, чем они на самом деле выполнены.
• Не поддерживается Time Machine в Apple. Одним словом, вы не сможете сделать резервную копию от Apple с помощью программного обеспечения Time Machine.
• Очень сложная структура, требующая больше вычислительных мощностей.

Плюсы:

• Перезаписывает меньшее количество раз один и тот же сектор, что важно для флешек, продлевая жизнь ячейкам памяти. Как известно флешки имеют N-количества перезаписей, потом выходят из строя.
• Большой лимит на размер файла 16 эксабайт.
• Размер кластера 32 мегабайта.
• Улучшено распределение свободного место, что уменьшает дефрагментацию диска.

NTFS

Новейшая файловая система созданная microsoft и является современной структурой сегодняшнего дня практически для любого современного внутреннего жесткого диска, флешки или ssd-диска. NTFS-новая технология файловой системы. Система windows может быть установлена только на NTFS. Является по умолчанию для дисков с операционной системой, в связи с многофункциональностью. Она имеет все технологии microsoft: ведение журнала, ни одного ограничение по размерам файла, поддержка сжатие файлов, длинные имена, файл контроля доступа для админов сервера и многое другое. В домашних условиях это самый лучший вариант использования этой системы на дисках и флешках. Есть одна загвоздка, когда вы вставите флешку в Mac OS, информацию с флешки вы скопировать сможете, но изменить-нет.

Вывод:

Для USB флешек вы должны использовать exFAT , если вы постоянно находитесь в среде Mac OS, Windows, переставляя флешку с одной операционной системы в другую. Если вы используете только windows, то NTSF отличное решение.

Эту файловую систему используют такие операционные системы, как Windows NT/2000/XP. При установке NTFS, диск разделяется на две неравные части: первая отводиться под MFT (Master File Table - общая таблица файлов), называется MFT - зоной и занимает порядка 12% от общего размера диска, вторую часть занимают собственно Ваши данные. Есть еще и третья зона, но о ней позже. Что за зверь этот MFT? Это основа NTFS. Он лежит, как было сказано ранее, в MFT - зоне т. е. в начале диска. Каждая запись в MFT соответствует какому-либо файлу и занимает около 1 Kb. По своей сути это каталог всех файлов находящихся на диске. Надо заметить, что любой элемент данных в NTFS рассматривается как файл, даже MFT. Первые 16 файлов (метафайлы) в MFT - зоне являются особой кастой. В них содержится служебная информация, они имеют фиксированное положение и они недоступны даже операционной системе. Кстати, первым из этих 16 является сам MFT - файл. Существует копия первых трех записей. Помните, я говорил о третьей зоне, так вот там она и лежит и своим положением, если можно так выразиться, делит диск пополам. Зачем это сделано? Да для надежности, в случае утери информации в MFT - файле, всегда можно восстановить информацию, а там уже дело техники, как говориться. Все остальные файлы в MFT - зоне могут располагаться произвольно. Надо заметить, что в MFT - зоне теоретически кроме служебных файлов ничего не находиться. Но бывают случаи, когда места на той части диска, что отведена для пользователя не остается:-(и тогда MFT - зона уменьшается. Соответственно появляется место во второй половине диска для записи данных. Когда же в этой зоне освобождается достаточное количество свободного места, MFT - зона опять расширяется. И вот тут то появляется проблема. В MFT - зону попадают обычные файлы и она начинает фрагментироваться. Это не смертельно конечно, но и приятного тут мало. Но вернемся к нашим баранам, то бишь метафайлам. Каждый из них отвечает за какую-либо область работы. Начинаются они с символа имени $ (тем, кто занимается программированием значок известен). Приведу пример некоторых из них:

• MFT - не что иное как сам MFT
• MFTmirr - та самая копия, что по серединке диска
• LogFile - это файл журналирования
• Boot - как видно из названия, его величество загрузочный сектор
• Bitmap - карта свободного места раздела

Ну и так далее. Информация о метафайлах находиться в MFT - файле. Сложно? Есть такое дело. Но вся эта фигня придумана для увеличения надежности NTFS и себя оправдывает. Едем дальше. NTFS практически не имеет ограничения на размеры диска (во всяком случае при нынешних технологиях производства жестких дисков). Размер кластера может варьироваться от 512 b до 64 Kb, хотя обычный его размер равен 4 Kb.

Поговорим теперь о каталоге. Это метофайл с обозначением $. . Он разделен на части в каждой из которых содержится имя файла, его атрибуты и ссылка на MFT - файл. А там уже есть вся остальная информация. Каталог представляет собой бинарное дерево. Попробуем разобраться, что это за фигня такая. В каталоге информация о данных на диске расположена таким образом, что при поиске какого-либо файла каталог разбивался на две части и ответ заключался в том, в какой именно части находиться искомое. Затем та же самая операция повторяется в выбранной половине. И так до тех пор, пока не будет найден нужный файл.

А теперь о файлах. Их как таковых нет. Нормально, да! Есть так называемые стримы, или говоря нормальным русским языком - потоки. То есть, любая единица информации представляет собой несколько потоков. Один поток - это сами данные, он является основным. Другие потоки - атрибуты файла. К любому файлу можно прикрепить любой другой файл. Проще говоря, к потокам одних данных можно прикрепить совершенно новый поток и записать туда новые данные. Вот только информация по объему файла берется по объему основного потока. Пустые или малоразмерные файлы на диске отображены только в метафайлах. Сделано это в целях экономии дискового пространства. Вообще надо отметить, что понятие файл намного глубже и шире и все свойства описать довольно сложно. Отмечу, что максимальная длина имени файла может достигать 255 символов.

Ко всему прочему, файлы NTFS имеют такой замечательный атрибут как сжатый. Любой файл или даже каталог может быть сжат. Сама операция сжатия происходит незаметно, так как скорость ее довольно высока. До кучи, используется так называемое виртуальное сжатие т. е. одна часть файла может быть сжата, а другая нет. Сжатие осуществляется блоками. Каждый блок равен 16 кластерам.

В NTFS используется шифрование данных. Таким образом, если Вы снесли систему и установили ее по новой, зашифрованные файлы без соответствующей санкции прочитать не сможете.

Теперь о журналировании. Но сначала определимся с понятием транзакция. Транзакция - это действие, которое должно быть выполнено целиком и полностью (читай - корректно), в противном случае оно вообще не будет выполнено. Так вот, на основе этой фигни, при сбое во время записи данных на диск, пометок о новом файле в метафайлах сделано не будет. А место, куда была начата запись будет считать чистым. Это необходимо для предохранения:-) от различного рода геморроев. Короче, выполнил действие до конца - сделал запись, не удалось - и записывать об этом незачем. Но следует заметить, что функция журналирования сохраняет работоспособность файловой системы, а не ваших данных.

И наконец в NTFS есть еще две такие функции, как Symbolic Links - возможность создания виртуальных каталогов, и Hard Links - поддержка нескольких имен для одного и того же файла.Вот пожалуй что и все.

На данный момент времени эта файловая система является самой распространенной, хотя и сдает постепенно свои позиции после выхода Windows XP. Поддерживают FAT 32 все операционные системы семейства Windows начиная с Windows 95 OSR2. Итак, FAT 32 (File Allocation Table) - это электронная таблица размещения файлов. Находиться она практически в самом начале диска. Структура диска FAT:

1. загрузочные секторы главного и дополнительного разделов;

2. загрузочный сектор логического диска;

3. корневой каталог;

4. область данных;

5. цилиндр для выполнения диагностических операций чтения/записи;

Основное преимущество FAT 32 перед FAT 16 заключается в том, что вместо 16 разрядных записей используются 32х разрядные. Это в свою очередь увеличивает количество кластеров в разделе до 268 435 456 (в FAT - 65 536). При использовании FAT 32 размер тома равен 2 Tb, а размер одного файла может достигать 4 Gb. Заметное отличие FAT 32 от предшествующих таблиц заключается в том, что корневой каталог не занимает фиксированного места на диске и может иметь любой размер.

Размер кластера при использовании FAT 32 в разделе размером 2 Gb с 5 000 файлами равен 4 Kb (в FAT 16 - 32 Kb), в таблице будет использоваться до 524 288 записей. При этом сама таблица будет весить порядка 2 Мb.

Сравнение NTFS и FAT 32.

Ну что, займемся неблагодарным делом - сравнением двух файловых систем.

Достоинства:

1. Быстрая скорость доступа к файлам малого размера;

2. Размер дискового пространства на сегодняшний день практически не ограничен;

3. Фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему;

4. Высокая надежность сохранения данных и собственно самой файловой структуры;

5. Высокая производительность при работе с файлами большого размера;

Недостатки:

1. Более высокие требования к объему оперативной памяти по сравнению с FAT 32;

2. Работа с каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации;

3. Более низкая скорость работы по сравнению с FAT 32

Достоинства:

1. Высокая скорость работы;

2. Низкое требование к объему оперативной памяти;

3. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;

4. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.

Недостатки:

1. Низкая защита от сбоев системы;

2. Не эффективная работа с файлами больших размеров;

3. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;

4. Снижение быстродействия при фрагментации;

5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов;

Итак, некоторые соображения. Обе файловые системы хранят данные в кластерах минимальный размер которого равен 512 b. Как правило обычный размер кластера равен 4 Kb. На этом сходства пожалуй и заканчиваются. Кое-что о фрагментации: скорость работы NTFS резко снижается при заполнении диска на 80 - 90 %. Это связано с фрагментацией служебных и рабочих файлов. Чем больше Вы работаете с таким загруженным диском, тем сильнее фрагментация и тем ниже производительность. В FAT 32 фрагментация рабочей области диска происходит и на более ранних этапах. Дело тут зависит от того, насколько часто Вы записываете/стираете данные. Как и в NTFS, фрагментация сильно снижает производительность. Теперь об оперативной памяти. Объем самой электронной таблицы FAT 32 может занимать в ОЗУ порядка нескольких мегабайт. Но на помощь приходит кэширование. Что записывается в кэш:

1. Наиболее используемые каталоги;

2. Данные о всех используемых в данный момент времени файлах;

3. Данные о свободном пространстве диска;

А что же NTFS? Кэшированию трудно поддаются каталоги больших размеров, а они могут достигать размеров нескольких десятков мегабайт. Плюс MFT, плюс информация о свободном месте на диске. Хотя надо заметить, что NTFS все же довольно экономно расходует ресурсы оперативной памяти. В наличии удачная система хранения данных, в MFT каждая запись примерно равна 1 Kb. Но все же требования к объему ОЗУ выше, чем для FAT 32. Короче, если Ваша память меньше или равна 64 Mb, то эффективнее с точки зрения скорости окажется FAT 32. Если больше - разница в скорости будет маленькая, а зачастую вообще никакой. Теперь о самом жестком диске. Для использования NTFS желательно наличие Bus Mastering. Что это? Это особый режим работы драйвера и контроллера. При использовании BM обмен происходит без участия процессора. Отсутствие ВМ скажется на производительности системы. Кроме этого, вследствие использования более сложной файловой системы количество движений головок чтения/записи возрастает, что так же влияет на скорость. Наличие дискового кэша одинаково положительно сказывается, как на NTFS, так и на FAT 32.

Форматирование флэш-накопителя - это не только быстрый способ очищения его от ненужных файлов, но и выбор определенной файловой системы, которая позволит без проблем считывать информацию с этого носителя самым разнообразным устройствам: ПК, лаптопам, магнитолам, телевизорам, DVD-проигрывателям, игровым приставкам и т.д. Поэтому для начала разберем, в какой системе форматировать флешку лучше всего именно для вас, коснувшись особенностей каждой. Затем подробно остановимся на алгоритмах форматирования для популярных FAT32 и NTFS.

Что такое файловая система

Файловой системой называется вариант организации данных на том или ином носителе. У каждой ОС (а ею обладает даже музыкальный проигрыватель) своя такая система, с ней гармонично совместимая. Или даже несколько. Таким образом, форматируя внешний или жесткий диск в определенной файловой системе, вы прежде всего определяетесь, какая ОС сможет его прочесть.

Многие считают, что возможно только форматировать флешку в FAT32 или NTFS, однако это заблуждение. Файловых систем гораздо больше. Перечислим наиболее известные:

• На Windows: FAT32, exFAT, NTFS.
• На Mac OS: HFS+.
• На Linux: EXT2, EXT3.

Познакомимся с каждой из них поподробнее.

FAT32

Данная файловая система является самой старой, самой распространенной и самой надежной - именно она пришла на смену FAT16. Поэтому многие, решая форматировать флешку в FAT32 или NTFS, традиционно выбирают первый вариант.

Это тот редкий формат, который поддерживается всеми ОС и практически всеми игровыми консолями и прочими устройствами с USB. Но FAT32 ставит следующие ограничения: размер одного файла на диске не должен быть более 4 Гб, а одного раздела - не более 8 Тб.

На многих флешках, которые продаются в магазинах, по умолчанию установлена старая добрая FAT, чтобы данные накопители читались как современными, так и устаревшими устройствами. Для жестких дисков эта система сегодня совсем не годится - чтобы установить современную "Виндоуз", накопитель должен быть отформатирован как минимум в NTFS.

Ваш выбор - FAT32, если вы хотите получить флэш-диск, на который предполагается записывать не тяжелую информацию, и с которым может работать максимальное число разнообразных устройств.

NTFS

Еще один продукт "Майкрософт". Работать с флэш-накопителем, отформатированным в этой системе, может в основном Windows, иногда - Linux. "Яблочная" техника сможет его только прочесть, а игровые приставки и вовсе не поддерживают (Xbox, PS). NTFS допускает размер одного файла на носителе большего размера, чем существующие на сегодня флэш-носители, а ограничение для раздела - 16 Eb!

Кроме того, файловая система подразумевает и следующие возможности:

• запись изменений для восстановления системы в случае краха;
• установление прав доступа к хранящимся файлам;
• дисковые квоты;
• шифрование и др.

Таким образом, форматирование съемного диска в этой системе не практично, т.к. она более заточена для жестких дисков и на работу с Windows, а не с другими ОС.

exFAT

Разбираясь, где лучше форматировать флешку - в FAT32 или NTFS, многие обходят вниманием более современную exFAT, тоже детище "Виндоуз". А она позволяет записывать файлы практически неограниченного объема, ставя ограничение для одного раздела в космические 64 Zb! Хорошо с ней сотрудничает Windows, последние версии "яблочных" ОС и Linux при установке дополнительных пакетов. Современные версии игровых консолей также поддерживают exFAT, что не сказать о Xbox 360 и Playstation 3.

Итак, exFAT - это самая современная файловая система от "Окон", вобравшая в себя возможности совместимости FAT32 и более широкий функционал NTFS. Один недостаток - она работает только с последними версиями существующих ОС и бесполезна на устройствах с устаревшей начинкой.

EXT2, 3 и HFS+

HFS+ - файловая система, разработанная Mac OS. С ней работает также Linux и Xbox, "Виндоуз" она не поддерживается. Ограничений для объема одного файла здесь практически нет, для раздела - 8 Eb.

EXT2, 3 - продукт Linux. Предельный размер файла на флешке, отформатированной в этой системе - 16 Гб, для раздела - 32 Тб. Среди сторонних ОС работает с этим форматом только Xbox.

Как форматировать флешку в FAT32

Алгоритм очень несложный:

1. Подсоедините внешний накопитель к компьютеру, после того как система его увидит, зайдите в "Мой компьютер". Никаких программ для форматирования для этой системы не требуется.
2. ПКМ по нужной флешке - "Отформатировать".
3. Нужная система, как правило, уже выбрана по умолчанию - вам останется только кликнуть на "Начать".
4. Через некоторое время компьютер уведомит вас, что форматирование завершилось. Вот и все!

Как отформатировать флешку в NTFS

Форматирование в этой файловой системе сложнее, т. к. она, по сути, не предназначена для Для процедуры вам будет нужна сама флешка и ПК:

1. В "Панели управления" зайдите в "Систему".
2. В "Свойствах" нужна вкладка "Оборудование", а затем "Диспетчер устройств".
3. Далее - "Дисковые устройства" - двойной клик по нужной флешке для открытия ее свойств.
4. Затем "Политика" и "Оптимизировать для выполнения". Подтвердите действие и закройте окна.
5. Теперь зайдите в "Мой компьютер", выберите нужный съемный диск.
6. ПКМ по его названию, далее - "Отформатировать".
7. Как отформатировать флешку в NTFS? В выпадающем меню "Файловая система" теперь появилось искомое наименование - выберите его.
8. Отформатируйте накопитель, нажав на "Начать".
9. В "Моем компьютере" зайдите в системы".
10. Далее - "Оборудование", "Диспетчер устройств" - "Дисковые".
11. Выберите отформатированный съемный диск, затем перейдите в его "Свойства".
12. В "Политике" отметьте "Оптимизировать для быстрого удаления", подтвердите выбор.

Что проще: форматировать флешку в FAT32 или NTFS? Ответ очевиден.

Вспомогательные программы

Чтобы отформатировать накопитель в редкой файловой системе, порой недостаточно возможностей одной ОС. Представим вспомогательные программы для форматирования:

• В NTFS - convert.exe (встроенная утилита Windows), HP USB Disk Storage Format Tool, Format USB Or Flash Drive Software.
• В HFS+ и для карт SD, SHDC, SDXC, SD-C, LLC - SD Formatter.
• Для JetFlash, Transcend и A-DATA - JetFlash Recovery Tool.
• Поддержка всех файловых систем - MiniTool Partition Wizard.

Размышляя над тем, форматировать флешку в FAT32 или NTFS, прежде всего отметьте, для чего вам нужен этот накопитель - для записи больших файлов, работы с разнообразными устройствами, хранения секретных данных и т. д. Ознакомившись с плюсами и минусами этих файловых систем, вы без труда сможете выбрать нужный алгоритм форматирования в этой статье.

Существует множество способов хранения информации и программ на жестком диске. Очень известна система, которая сохраняет различную информацию в виде файлов, группируя их в папки с присвоением уникального . Однако, мало кто задумывался как на самом деле происходит физическое сохранение информации на носителе.

Для того, чтобы на физическом носителе можно было сохранить информацию, его нужно подготовить для использования в компьютерной операционной системе. Операционная система для сохранения информации выделяет свободную область диска. Для этого необходимо поделить диск на малые контейнеры – сектора. Форматирование диска на низком уровне выделяет для каждого сектора определенный размер. Операционная система группирует эти сектора в кластеры. Форматирование на высшем уровне задает всем кластерам одинаковый размер, обычно в интервале от 2 до 16 секторов. В дальнейшем на каждый файл выделяется по одному или несколько кластеров. Размер кластера зависит от операционной системы, ёмкости диска, а также требуемой скорости работы.

Помимо области для хранения файлов на диске имеются области, необходимые для работы операционной системы. Эти области предназначены для хранения загрузочной информации и информации для сопоставления адресов файлов с физическим положением на диске. Загрузочная область используется для запуска операционной системы. После загрузки BIOS происходит считывание и выполнение загрузочной области диска для запуска операционной системы.

Файловая система FAT

Файловая система FAT появилась вместе с операционной системой Microsoft DOS, после чего была несколько раз усовершенствована. У нее есть версии FAT12, FAT16 и FAT32. Само название FAT происходит от использования файловой системой своеобразной базы данных в виде «таблицы размещения файлов» (File Allocation Table), которая содержит запись для каждого кластера на диске. Номера версий ссылаются на количество бит, используемых в номерах элементов в таблице. Таким образом файловая система имеет ограничение на поддерживаемый размер диска. В 1987 году она не поддерживала диске размером свыше 32 Мб. С появлением Windows 95 вышла новая версия файловой системы FAT32 с теоретической поддержкой дисков емкостью до 2 ТБ. Постоянные проблемы с поддержкой дисков больших размеров появляются из-за фиксированного количества элементов, ограниченного количеством бит, используемых в определении положения кластера. Например, версия FAT16 не поддерживает более 2 16 или 65536 кластеров. Количество секторов в кластере тоже ограничено.

Еще одна проблема с большими дисками заключалась в невозможности использования огромного пространства, выделенного для мелких файлов. Из-за того, что количество кластеров ограничено, увеличивался их размер, чтобы можно было охватить всю емкость диска. Это приводит к неэффективному использованию пространства при хранении большинства файлов, размер которых не кратен размеру кластера. Например, FAT32 выделяет кластеры размером 16 Кб для разделов диска в интервале от 16 до 32 ГБ. Для хранения файла размером 20 Кб потребуется два кластера размером 16 Кб, которые займут на диске 32 Кб. Файлы размером 1 Кб занимают 16 Кб на диске. Таким образом в среднем 30-40% размера емкости диска пропадает для хранения мелких файлов. Разбиение диска на мелкие разделы позволяет уменьшить размер кластера, но для дисков емкостью более 200 Гб на практике не применяется.

Фрагментация файлов тоже не малая проблема файловой системы. Поскольку для размещения файла может потребоваться несколько кластеров, которые могут и не быть физически расположены последовательно друг за другом, время, которое требуется на считывание замедляет работу программ. Поэтому постоянно возникает необходимость в .

Файловая система NTFS

В начале 90-х Microsoft начала разработку совершенно нового ПО, предназначенного для окружения с большим потреблением ресурсов, чем обычные домашние пользователи. Для потребностей бизнеса и индустрии ресурсов, предоставляемых операционными системами Windows основанных на DOS, стало недостаточно. Корпорация Microsoft совместно с IBM работали над операционной системой OS/2 с файловой системой HPFS (High Performance File System – файловая система высокой эффективности). Корпоративная разработка не принесла успеха и в скором времени каждая компания вновь пошла своим путем. Microsoft разработала различные версии операционной системы Windows NT, на основе которых построены Windows 2000 и Windows XP. В каждой из них используется собственная версия файловой системы NTFS, которая продолжает развитие.

NTFS (New Technology File System – «файловая система новой технологии») является стандартной файловой системой для операционных систем на основе Windows NT. Она была разработана для замены FAT. NTFS наиболее гибкая по сравнению с FAT. В ее системных областях хранятся в основном файлы, а не фиксированные структуры как в FAT, что позволяет их изменять, расширять или перемещать в процессе использования. Простым примером является Master File Table (MFT) – «главная таблица файлов». MFT - это своеобразная база данных с различной информацией о файлах на диске. Файлы малого размера (1 Кб и менее) могут хранится непосредственно в MFT. Для больших файлов NTFS выделяет кластеры, но в отличие от FAT размер кластера обычно не превышает 4 Кб, а встроенный метод сжатия избавляет от проблем с неиспользованным местом, выделенным под файлы. А ещё в NTFS можно использовать .

Файловая система NTFS разработана для многопользовательского окружения и имеет встроенные механизмы защиты и разграничения прав доступа. Например, операционные системы Windows 2000 и Windows XP (кроме «Домашней редакции») позволяют устанавливать разрешения доступа к отдельным файлам и шифровать их. Однако высокий уровень безопасности усложняет работу обычных пользователей с компьютером. Необходимо быть предельно осторожным при установке паролей и разрешений на файлы, чтобы не потерять важные данные.