Файловые системы Windows — это одна из тех вещей, о которых вы, вероятно, не особо задумываетесь, пока не примете решение относительно них. Изменится ли что-нибудь в вашей жизни, если вы будете использовать NTFS вместо FAT32? ExFAT? Почему вообще существуют разные файловые системы?
Do you know FAT file system? Do you know the difference between FAT and the commonly-used FAT32? In this post, MiniTool Partition Wizard will explain FAT vs FAT32 to you in details.
On This Page :
When you create or format a drive smaller than 4GB, the Windows system will offer you 3 file system options: FAT, FAT32, and NTFS.
If you want to know the difference between FAT32 and NTFS, you can read this post: NTFS vs. FAT32 vs. exFAT – Differences and How to Format to. Therefore, in this article, I only focus on FAT vs FAT32.
FAT (англ. File Allocation Table «таблица размещения файлов») — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко применяется для флеш-накопителей. Используется в дискетах, картах памяти и некоторых других носителях информации. Ранее находила применение и на жёстких дисках.
Рядовому пользователю компьютерных электронных устройств редко, но приходится сталкиваться с таким понятием, как «выбор файловой системы». Чаще всего это происходит при необходимости форматирования внешних накопителей (флешек, microSD), установке операционных систем, восстановлении данных на проблемных носителях, в том числе жестких дисках. Пользователям Windows предлагается выбрать тип файловой системы, FAT32 или NTFS, и способ форматирования (быстрое/глубокое). Дополнительно можно установить размер кластера. При использовании ОС Linux и macOS названия файловых систем могут отличаться.
Возникает логичный вопрос: что такое файловая система и в чем ее предназначение? В данной статье дадим ответы на основные вопросы касательно наиболее распространенных ФС.
В основном совместим и обрабатывает большие файлы
Съемная флеш-память размером более 32 ГБ обычно отформатирована в exFAT (расширенная таблица размещения файлов), что, по сути, является ответом Microsoft на потребность в версии FAT, которая может обрабатывать современные диски и файлы. При 64-битной адресации максимальный размер диска exFAT составляет 128 петабайт, а максимальный — 16 эксабайт, и это ограничения, с которыми мы, вероятно, не столкнемся в ближайшее время.
Как и FAT32, exFAT не имеет большого количества дополнительных функций, но с точки зрения совместимости отстает. Машины Windows, Mac и Android могут без проблем читать и писать в exFAT, как и многие другие современные устройства. Ядро Linux только добавило встроенную поддержку exFAT в недавнем выпуске 5.4, но вы можете просто установить несколько пакетов, чтобы получить полную поддержку exFAT для чтения и записи. В общем, это хороший вариант по умолчанию для вашего флеш-хранилища, если вы не предполагаете, что вам понадобится работать с устройствами, которые могут не поддерживать exFAT по умолчанию, например, некоторые дистрибутивы Linux или более старые системы.
Что такое файловые системы?
Представьте себе каждый файл на компьютере как книгу в библиотеке. Когда библиотека помещает книгу куда-нибудь, она записывает информацию о книге — имя, автор, дату и т. Д. — и вводит ее в указатель, который сообщает людям, куда им нужно пойти, чтобы найти книгу позже. Возможность поиска по одному списку намного эффективнее, чем проверка каждой книги в библиотеке сверху вниз.
В зависимости от библиотеки они также могут ограничивать доступ к определенным специальным книгам. Практически все они ведут записи о том, кто забрал книгу, что помогает отслеживать любые изменения в статусе книги, которые могут произойти.
Это в основном то, что делают файловые системы: они отслеживают расположение файлов и метаданные, поэтому ваш компьютер знает, куда идти, когда ему нужно что-то найти. Это очень простая и важная функция, поэтому неудивительно, что к ней существует несколько разных подходов, каждый из которых подходит для разных целей.
Конечно, это не только FAT, exFAT и NTFS — Mac используют HPF + и APFS, в то время как системы Linux используют ext3 и ext4, среди прочего. Однако системы Windows, разработанные Microsoft, стали стандартами для многих устройств хранения, поэтому вы будете видеть их на устройствах гораздо чаще, чем HPF + или ext4.
Основные функции файловых систем
Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.
Основными функциями файловой системы являются:
- размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
- определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
- создание, чтение и удаление файлов;
- назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
- определение структуры файла;
- организация каталогов для логической организации файлов;
- защита файлов при системном сбое;
- защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 октября 2022 года; проверки требует 1 правка.
FAT32 (от англ. File Allocation Table — «таблица размещения файлов») — это файловая система, разработанная компанией Microsoft, разновидность FAT.
FAT32 — предпоследняя (перед FAT64, также известной как exFAT) версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2, поддерживается в том числе ОС Android, телевизорами, ТВ приставками и т. д.
FAT против FAT32
FAT (таблица распределения файлов) – это файловая система, используемая на компьютерах. Его функция состоит в том, чтобы определить, какие области диска не используются, а какие области диска содержат файлы. Файловая система очень важна, так как она облегчает бесшовный чтение и запись файлов на диск. FAT32 – это всего лишь один из вариантов FAT, который появился, когда он эволюционировал, чтобы адаптироваться к растущим требованиям вычислений. Он является последним и наиболее широко используется в последовательности вариантов FAT.
FAT32, что можно легко 32 суффикса, использует 32 бита для представления каждого значения кластера. Более известный вариант FAT, который предшествует FAT32, обычно известный как FAT16, использует 16 бит; более старые версии FAT использовали 12 и 8 бит. Больше бит напрямую преобразуется в большее количество мест, которые могут быть устранены, и более общее используемое хранилище. FAT32 может иметь разделы размером до 2 ТБ или 2000 ГБ, что значительно больше по сравнению с пределом 4 ГБ, который может быть разрешен FAT16. FAT32 также имеет 4ГБ ограничить размер отдельных файлов.
Хотя жесткие диски с емкостью 2 ТБ или более пока не очень распространены, определенный недостаток FAT32 побудил двигаться к другим более совершенным файловым системам, таким как NTFS и Ext3. Несмотря на то, что в большинстве операционных систем они не пользуются поддержкой, FAT32 все еще удается устоять. Из-за своего возраста и популярности FAT32 стала файловой системой выбора для съемных носителей, таких как флеш-карты, USB-накопители и даже для внутренних воспоминаний о камерах и мобильных телефонах. Использование FAT32 означает, что устройство, скорее всего, будет работать с любой операционной системой, к которой он подключен.
Сейчас FAT32 является единственной версией FAT, которая все еще широко используется. Однако по мере того, как увеличиваются емкости носителей, слабые стороны FAT32 станут более ясными. На горизонте есть другие замены FAT, такие как exFAT, но они предназначены для более новых съемных носителей, таких как SDXC. Для современных носителей с емкостью до 32 ГБ FAT32 по-прежнему является наиболее подходящей версией FAT для использования.
1.FAT32 – это всего лишь вариант FAT. 2.FAT32 использует 32 бита, в то время как другие варианты использования FAT меньше. 3.FAT32 имеет самую высокую емкость среди разных вариантов FAT. 4.FAT32 – единственный вариант FAT, который все еще широко используется сегодня.
Что такое файловая система
Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе.
Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.
Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.
Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ API. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.
На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.
Комьюнити теперь в Телеграм
Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей
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
Она появилась чуть позже и стала наследницей широко используемой ФС FAT. Первой операционной системой с поддержкой FAT32 стала Windows 95 OSR2, которая появилась в августе 1996 года. Разработка новой файловой системы была вызвана необходимостью преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, но при этом полностью сохранить возможность использования старого программного кода.
Существующий максимально возможный размер файла для тома FAT32 составляет 4 294 967 295 байт, то есть примерно 4 гигабайта, а это накладывает некоторые ограничения на использование флеш-накопителей.
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.
- Процессор: Intel Core i7-5960X
- Материнская плата: ASUS Rampage V Extreme
- Оперативная память: HyperX Fury DDR4-2133 32 Gb (4*8 Gb)
- Системный SSD-накопитель: HyperX Predator PCI-E SSD 480 Gb
- Видеокарта: ASUS Radeon R9 290X Matrix
- Блок питания: Corsair AX1200i, 1200W
- Операционная система: Windows 8.1 Профессиональная (64-bit)
Набор тестовых приложений
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.
Скриншоты: exFAT , FAT32, NTFS
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.
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.
Скриншоты: NTFS, exFAT
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.
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.
Спасибо за внимание, оставайтесь с Kingston на Geektimes.ru!
Наши предыдущие посты
Функционал файловой системы нацелен на решение следующих задач:
- присвоение имен файлам;
- программный интерфейс работы с файлами для приложений;
- отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
- поддержка устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
- содержание параметров файла, необходимых для правильного взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).
В многопользовательских системах реализуется задача защиты файлов от несанкционированного доступа, обеспечение совместной работы. При открытии файла одним из пользователей для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».
Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (томах). Структура справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы уникальных файлов и дополнительную информацию о них с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.
- . Дата обращения: 9 июня 2009. Архивировано 16 июля 2011 года.
- www.microsoft.com/mscorp/ip/tech/fathist.asp в archive.org
- Microsoft Extensible Firmware Initiative FAT32 File System Specification 1.03 (недоступная ссылка — история). Microsoft (6 декабря 2000). — Документа в формате Microsoft Word, 268 Кб. Дата обращения: 5 апреля 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
- MS-DOS Partitioning Summary. microsoft.com. Дата обращения: 23 октября 2012. Архивировано из оригинала 23 октября 2012 года.
- Federal Patent Court declares FAT patent of Microsoft null and void (недоступная ссылка — история). heise online. Heise Zeitschriften Verlag (2 марта 2007). Дата обращения: 10 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Brian Kahin. Microsoft Roils the World with FAT Patents (недоступная ссылка — история). The Huffington Post (10 марта 2009). Дата обращения: 10 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Ryan Paul. Microsoft suit over FAT patents could open OSS Pandora’s Box (недоступная ссылка — история). Ars Technica. Condé Nast Publications (25 февраля 2009). Дата обращения: 9 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Glyn Moody. The Real Reason for Microsoft’s TomTom Lawsuit (недоступная ссылка — история). ComputerworldUK. IDG (5 марта 2009). Дата обращения: 9 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Steven J. Vaughan-Nichols. Linux companies sign Microsoft patent protection pacts (недоступная ссылка — история). Блоги Computerworld. IDG (5 марта 2009). Дата обращения: 9 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Erica Ogg. TomTom countersues Microsoft in patent dispute (недоступная ссылка — история). CNet (19 марта 2009). Дата обращения: 20 марта 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- Description of the FAT32 File System. microsoft.com. Дата обращения: 15 декабря 2018. Архивировано 15 декабря 2018 года.
- Размер кластера по умолчанию для FAT, NTFS и exFAT. Дата обращения: 6 апреля 2015. Архивировано 14 июля 2015 года.
- Ограничения файловой системы FAT32. Дата обращения: 12 июня 2015. Архивировано 13 июня 2015 года.
- Ограничения файловой системы FAT32. Дата обращения: 14 сентября 2007. Архивировано 28 марта 2008 года.
- Ограничения файловой системы FAT32 в Microsoft Windows XP. Дата обращения: 14 сентября 2007. Архивировано 28 марта 2008 года.
- . Дата обращения: 5 октября 2017. Архивировано из оригинала 21 июля 2009 года.
Очень совместим, но не может обрабатывать большие файлы
Система FAT (таблица размещения файлов) претерпела несколько воплощений с момента ее появления в 1977 году, и она по-прежнему пользуется успехом. Поскольку каждый адрес имеет только 32 бита (отсюда и обозначение FAT32), технический максимальный размер диска FAT32 составляет 16 ТБ, и он может обрабатывать файлы размером 4 ГБ или меньше. Конечно, это было нормально во времена Windows 95, но с тех пор файлы стали намного тяжелее.
В дополнение к ограниченному пространству в FAT32 отсутствуют современные функции, такие как права доступа к файлам и ведение журнала. Тем не менее, он по-прежнему отлично работает с USB-накопителями и SD-картами, поскольку они, как правило, меньше и в основном используются для приложений, которым не требуются более продвинутые возможности.
Фактически, FAT32 по-прежнему является системой по умолчанию для большинства съемных носителей объемом менее 32 ГБ, в основном потому, что она существует достаточно давно, и совместима практически со всем. Windows, Mac, Linux, Android и многие другие системы могут как читать, так и писать в хранилище FAT32, что делает его отличным выбором для хранилища, которое может взаимодействовать с несколькими разными машинами.
FAT vs FAT32
There are 8-bit FAT, FAT12, FAT16, and FAT32. In a broad sense, FAT stands for all of them. But in Windows 10, FAT only stands for FAT12 and FAT16.
FAT12 vs FAT16 vs FAT32
When you create a partition, the FAT32 option only occurs when the partition is no more than 32GB and the FAT option only occurs when the partition is smaller than 4GB. If you have created a FAT partition, the partition is FAT16 when the volume size is no smaller than 16MB; and the partition becomes FAT12 when it is smaller than 16MB.
Please note that in Windows 10, the minimum volume size is 8MB and you can’t create a FAT8 partition.
Note: 1. Most modern PCs have Large-file support (LFS). 2. The max. volume size and min. volume size vary depending on the sector size determined by disk manufacturers and cluster size allowed by system.
The specific minimum volume size and maximum volume may vary from computer to computer. In my PC (the system is Windows 10 and the disk sector size is 512 bytes), the boundary between FAT12 and FAT16 is 16 MB; the maximum size of FAT16 is 4 GB; and the minimum volume size of FAT32 is 36 MB.
If I want to create a FAT32 partition smaller than 36MB, I will get error message “The volume size is too small for the selected file system” and then the partition becomes a RAW partition.
Which Should I Use?
In this part, I will not talk about FAT12, because its max. volume size is too small and many devices has abandoned the support for it.
When the drive is no more than 4GB, should you use FAT16 or FAT32? Actually, this depends on the cluster size that the two file systems use.
A disk consists of many sectors whose size is fixed to 512 bytes or 4096 bytes (4 KB) in most cases. When the PC writes and reads data, the unit is cluster (not sector), which is composed of 2n sectors (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, etc.).
In general, the larger cluster size you use, the fewer clusters the files will use, and then the faster the files are accessed by OS. But the disadvantage is space waste. On the other hand, when you use smaller cluster size, you can make use of disk space more fully but the data access speed will be slower.
Tip: The system allows you to change the cluster size to some extent. If you want to know more information about cluster size, please read this post: What Allocation Unit Size Should I Use For FAT32?
According to IBM, FAT16 does provide excellent performance on small hard disk drives that are less than 1.2 GB. But if hard disk drives are larger than 1.2 GB, FAT16 becomes very inefficient in storing data because large amounts of hard disk drive space is unused but occupied by the file allocation table.
How to Tell Whether the Drive is FAT or FAT32?
How can I tell if my USB stick is formatted as FAT16? Windows 7 Disk Management says that my USB stick is a FAT volume. But it doesn’t say whether it’s FAT16 or FAT32. I opened the Property window and it doesn’t tell between FAT16 and FAT32 either.
But if you want to check whether the partition is FAT12 or FAT16, you can use MiniTool Partition Wizard. Here is the guide:
Step 1: Launch MiniTool Partition Wizard and go to its main interface. Right-click the FAT partition and choose Properties.
Step 2: Skip to Partition Info tab and check the File System information.
About FAT File System
FAT, short for File Allocation Table, is a file system originally developed in 1977 for use on floppy disks. And it was later adapted for use on hard disks and other devices.
The first FAT version is 8-bit FAT released in 1977 and it was only used in some terminal computer systems at that time. Therefore, it was not widely used. In 1980, FAT12 was released, along with the first version of DOS. It is the first widely used version of the FAT file system.
In 1984, FAT16 was released and in the next few years Microsoft released FAT16 improved versions (FAT16B and FAT16X). But all of them are called FAT16. In 1996, FAT32 was released for Windows 95 OSR2 / MS-DOS 7.1.
Please note that 8-bit FAT, FAT12, FAT16, and FAT32 are variants of the FAT file system. The reason why Microsoft releases new FAT file systems is that the old FAT file system can’t manage so large a disk as disk drive capacity increases.
Why can’t the old FAT file systems manage large disk? To figure out this problem, you should learn how FAT file systems manage disk.
When you format a partition to FAT file system, an index table (the file allocation table) will be created to identify chains of data storage areas () associated with a file in the partition.
The table is a linked list of entries for each cluster. Each entry contains either the number of the next cluster in the file, or else a marker indicating the end of the file, unused disk space, or special reserved areas of the disk.
When you need to look for a file, the system will check root directory of the disk that contains the number of the first cluster of each file in that directory. And then the system can traverse the FAT, looking up the cluster number of each successive part of the disk file as a cluster chain until the end of the file is reached.
Therefore, you can see, the maximum size of partition/volume that the FAT file system can manage is the product of the maximum number of entries and cluster size (the number of entries determines the number of clusters that the file system can deal with).
When the disk drive capacity increases, the maximum number of clusters must increase as well, and so the number of bits used to identify each cluster has grown. 8-bit FAT means that it uses 8-bit entries; FAT12 means it uses 12-bit entries; FAT16 means it uses 16-bit entries; and FAT32 means it uses 32-bit entries.
Так какой из них использовать?
Вот краткое и руководство:
- Используйте FAT32 для максимальной совместимости и файлы размером менее 4 ГБ
- Используйте exFAT для высокой совместимости и файлов размером более 4 ГБ
- Используйте NTFS для системных дисков и хранилища Windows для систем, которые, как вы знаете, будут совместимы
А вот краткое изложение форматов сторонних производителей:
- Используйте APFS для любых твердотельных накопителей, которые будут взаимодействовать только с машинами под управлением macOS Sierra или выше.
- Используйте HFS +, если вы будете использовать диск в основном с компьютерами Mac до Sierra.
- Используйте ext4 для большинства дистрибутивов Linux, но имейте в виду, что Windows и macOS изначально не поддерживают его.
Логический пределПравить
Здесь все становится по-другому: NTFS (файловая система новой технологии) — это файловая система, которую Windows широко использует с XP (хотя она началась с NT), и у нее есть множество функций, которые помогают ей стать основной для системного диска. Ограничения на объем и размер файлов не настолько велики, что вы почти наверняка не столкнетесь с ними, она поддерживает права доступа к файлам, ведение журнала, шифрование, теневые копии и другие вещи, которые помогают вашей ОС оставаться безопасной и функциональной.
Обратной стороной является то, что NTFS — это прежде всего файловая система Windows, поэтому она может не очень хорошо ладить с другими. Mac могут читать NTFS, но не писать в нее. Многие дистрибутивы Linux не поддерживают егё изначально (но могут с некоторым программным обеспечением), а устройства, не относящиеся к ПК, с еще меньшей вероятностью будут хорошо работать с диском NTFS. Вы можете использовать его как съемное хранилище, если знаете, что все устройства, которые должны будут взаимодействовать с ним, поддерживают этот формат, но в противном случае, вероятно, лучше всего использовать FAT32 или exFAT.
СсылкиПравить
- ECMA-107 (англ.) стандарт FAT
- работа с FAT средствами WinHEX
Поскольку система FAT хранит данные о файлах и данные о свободном месте на диске в одной таблице, то операция записи файла, традиционно состоящая из двух этапов (добавление занимаемого блока в перечень занятых и исключение этого же блока из списка свободных), происходит в FAT в одно действие. Благодаря этому система FAT обладает врождённой устойчивостью к сбоям, то есть сбой (например, питания) в момент выполнения операции чтения или записи в большинстве случаев не приведёт к разрушению файловой системы. Однако в данном случае речь идёт именно о целостности файловой системы, а не самих файлов.
Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.
Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант – использование специальной утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.
.png)
Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.
Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.
Версии системы FATПравить
Существует четыре версии FAT — FAT12, FAT16, FAT32 и exFAT (FAT64). Они различаются разрядностью записей в дисковой структуре, то есть количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 — для дисков малого объёма. На основе FAT была разработана новая файловая система exFAT (extended FAT), используемая преимущественно для флеш-накопителей.
Изначально FAT не поддерживала иерархическую систему каталогов — все файлы располагались в корне диска. Это было сделано для упрощения, так как на односторонних дискетах ёмкостью всего 160–180 Кбайт сортировать немногочисленные файлы по каталогам попросту не было смысла. С распространением дискет на 320 и более килобайт хранение всех файлов в корне оказалось неудобным, к тому же малый размер корневого каталога ограничивал количество файлов на диске. Каталоги были введены с выходом MS-DOS 2.0.
В разных операционных системах также были внедрены различные расширения FAT. Например, в DR-DOS имеются дополнительные атрибуты доступа к файлам; в Windows 95, Linux — поддержка длинных имён файлов (LFN) в формате Unicode (Virtual FAT — VFAT); в OS/2 — расширенные атрибуты всех файлов.
Операционные системы и типы файловых систем
Существует три основных вида операционных систем, используемых для управления любыми информационными устройствами: Windows компании Microsoft, macOS разработки Apple и операционные системы с открытым исходным кодом на базе Linux. Все они, для взаимодействия с физическими носителями, используют различные типы файловых систем, многие из которых дружат только со «своей» операционкой. В большинстве случаев они являются предустановленными, рядовые пользователи редко создают новые дисковые разделы и еще реже задумываются об их настройках.
В случае с Windows все выглядит достаточно просто: NTFS на всех дисковых разделах и FAT32 (или NTFS) на флешках. Если установлен NAS (сервер для хранения данных на файловом уровне), и в нем используется какая-то другая файловая система, то практически никто не обращает на это внимания. К нему просто подключаются по сети и качают файлы.
На мобильных гаджетах с ОС Android чаще всего установлена ФС версии ext4 во внутренней памяти и FAT32 на карточках microSD. Владельцы продукции Apple зачастую вообще не имеют представления, какая файловая система используется на их устройствах – HFS+, HFSX, APFS, WTFS или другая. Для них существуют лишь красивые значки папок и файлов в графическом интерфейсе.
Более богатый выбор у линуксоидов. Но здесь настройка и использование определенного типа файловой системы требует хотя бы минимальных навыков программирования. Тем более, мало кто задумывается, можно ли использовать в определенной ОС «неродную» файловую систему. И зачем вообще это нужно.
Рассмотрим более подробно виды файловых систем в зависимости от их предпочтительного использования с определенной операционной системой.
Файловые системы Windows
Исходный код файловой системы, получившей название FAT, был разработан по личной договоренности владельца Microsoft Билла Гейтса с первым наемным сотрудником компании Марком Макдональдом в 1977 году. Основной задачей FAT была работа с данными в операционной системе Microsoft 8080/Z80 на базе платформы MDOS/MIDAS. Файловая система FAT претерпела несколько модификаций – FAT12, FAT16 и, наконец, FAT32, которая используется сейчас в большинстве внешних накопителей. Основным отличием каждой версии является преодоление ограниченного объема доступной для хранения информации. В дальнейшем были разработаны еще две более совершенные системы обработки и хранения данных – NTFS и ReFS.
FAT (таблица распределения файлов)
Числа в FAT12, FAT16 и FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. FAT32 является фактическим стандартом и устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Одной из особенностей этой версии ФС является возможность применения не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом USB.
Пространство FAT32 логически разделено на три сопредельные области:
- зарезервированный сектор для служебных структур;
- табличная форма указателей;
- непосредственная зона записи содержимого файлов.
К недостатком стандарта FAT32 относится ограничение размера файлов на диске до 4 Гб и всего раздела в пределах 8 Тб. По этой причине данная файловая система чаще всего используется в USB-накопителях и других внешних носителях информации. Для установки последней версии ОС Microsoft Windows 10 на внутреннем носителе потребуется более продвинутая файловая система.
С целью устранения ограничений, присущих FAT32, корпорация Microsoft разработала обновленную версию файловой системы exFAT (расширенная таблица размещения файлов). Новая ФС очень схожа со своим предшественником, но позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта. В exFAT значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации. Функция очень важна для твердотельных накопителей ввиду необратимого изнашивания ячеек после определенного количества операций записи. Продукт exFAT совместим с операционными системами Mac, Android и Windows. Для Linux понадобится вспомогательное программное обеспечение.
NTFS (файловая система новой технологии)
Стандарт NTFS разработан с целью устранения недостатков, присущих более ранним версиям ФС. Впервые он был реализован в Windows NT в 1995 году, и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Система NTFS расширила допустимый предел размера файлов до шестнадцати гигабайт, поддерживает разделы диска до 16 Эб (эксабайт, 1018 байт). Использование системы шифрования Encryption File System (метод «прозрачного шифрования») осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла. Файловая система позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку многоязычности в стандарте юникода UTF, в том числе в формате кириллицы. Встроенное приложение проверки жесткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы повышает надежность работы харда, но отрицательно влияет на производительность.
ReFS (Resilient File System)
Последняя разработка Microsoft, доступная для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы в основном организована в виде B + -tree. Файловая система ReFS обладает высокой отказоустойчивостью благодаря реализации новых функций:
- – никакие метаданные не изменяются без копирования;
- данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих файлов;
- при модификации метаданных новая копия хранится в свободном дисковом пространстве, затем система создает ссылку из старых метаданных на новую версию.
Все это позволяет повысить надежность хранения файлов, обеспечивает быстрое и легкое восстановление данных.
Файловые системы macOS
Для операционной системы macOS компания Apple использует собственные разработки файловых систем:
- HFS+, которая является усовершенствованной версией HFS, ранее применяемой на компьютерах Macintosh, и ее более соверешенный аналог APFS. Стандарт HFS+ используется во всех устройствах под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также Apple X Server.
- Кластерная файловая система Apple Xsan, созданная из файловых систем StorNext и CentraVision, используется в расширенных серверных продуктах. Эта файловая система хранит файлы и папки, информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т.д.
Файловые системы Linux
В отличие от ОС Windows и macOS, ограничивающих выбор файловой системы предустановленными вариантами, Linux предоставляет возможность использования нескольких ФС, каждая из которых оптимизирована для решения определенных задач. Файловые системы в Linux используются не только для работы с файлами на диске, но и для хранения данных в оперативной памяти или доступа к конфигурации ядра во время работы системы. Все они включены в ядро и могут использоваться в качестве корневой файловой системы.
Основные файловые системы, используемые в дистрибутивах Linux:
Ext2, Ext3, Ext4Extended Filesystem – стандартная файловая система, первоначально разработанная еще для Minix. Содержит максимальное количество функций и является наиболее стабильной в связи с редкими изменениями кодовой базы. Начиная с ext3 в системе используется функция журналирования. Сегодня версия ext4 присутствует во всех дистрибутивах Linux.
JFS Journaled File System разработана в IBM в качестве альтернативы для файловых систем ext. Сейчас она используется там, где необходима высокая стабильность и минимальное потребление ресурсов (в первую очередь в многопроцессорных компьютерах). В журнале хранятся только метаданные, что позволяет восстанавливать старые версии файлов после сбоев.
ReiserFS также разработана в качестве альтернативы ext3, поддерживает только Linux. Динамический размер блока позволяет упаковывать несколько небольших файлов в один блок, что предотвращает фрагментацию и улучшает работу с небольшими файлами. Недостатком является риск потери данных при отключении энергии.
XFS файлы большого размера, поддерживает диски до 2 терабайт. Преимуществом системы является высокая скорость работы с большими файлами, отложенное выделение места, увеличение разделов на лету, незначительный размер служебной информации. К недостаткам относится невозможность уменьшения размера, сложность восстановления данных и риск потери файлов при аварийном отключении питания.
Btrfs B-Tree File System легко администрируется, обладает высокой отказоустойчивостью и производительностью. Используется как файловая система по умолчанию в OpenSUSE и SUSE Linux.
Другие ФС, такие как NTFS, FAT, HFS, могут использоваться в Linux, но корневая файловая система на них не устанавливается, поскольку они для этого не предназначены.
Дополнительные файловые системы
В операционных системах семейства Unix BSD (созданы на базе Linux) и Sun Solaris чаще всего используются различные версии ФС UFS (Unix File System), известной также под названием FFS (Fast File System). В современных компьютерных технологиях данные файловые системы могут быть заменены на альтернативные: ZFS для Solaris, JFS и ее производные для Unix.
Кластерные файловые системы включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность. К ним относятся:
- – «Zettabyte File System» разработана для распределенных хранилищ Sun Solaris OS;
- – эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних разработках StorNext;
- VMFS (Файловая система виртуальных машин) разработана компанией VMware для VMware ESX Server;
- – Red Hat Linux именуется как «глобальная файловая система» для Linux;
- – оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX.
FAT vs FAT32 FAQ
What is the difference between FAT16, FAT32 and NTFS?
FAT16, FAT32, and NTFS are different in maximum volume size limit, performance, and storage utilization. You should choose a proper file system according to the capacity of the drive.
What does the 16 mean in FAT16?
It means that the FAT16 file system uses 16 bits to store entries recording cluster information.
Which is better FAT or FAT32?
If the drive is no more than 1.2 GB, FAT is better than FAT32. Otherwise, Fat32 is better.
Bottom Line
Некоторые алгоритмы работы с FAT и VFAT запатентованы компанией Microsoft.
Can I Break Through FAT Volume Size Limit in Windows 10?
In Windows 10, the FAT12 volume size limit is 16MB; the FAT16 volume size limit is 4GB; and the FAT32 volume size limit is 32GB. To break through the FAT volume size limit, you can try third-party software.
MiniTool Partition Wizard can help you break through the FAT32 volume size limit and extend the FAT32 partition size up to 2TB. Here is the guide:
Step 1: Launch MiniTool Partition Wizard and go to its main interface. Right-click the FAT32 partition and choose Extend.
Step 3: Check the layout of the disk and click the Apply button to execute pending operations.
Here is post talking about FAT vs FAT32. If you want to know about FAT12 vs FAT16 vs FAT32, this post is worth reading.Click to Tweet
