Файловая система — что это такое и их виды

Файловая система является важной частью любого накопителя информации. Она позволяет организовывать файловое пространство и работать с ней операционной системе.

Все это нужно, чтобы мы могли быстро получать доступ к своим файлам, записывать новые, и вообще взаимодействовать со своим накопителем информации.

Прошлый материал был посвящен сочетанию клавиш WIN + R. Сегодня мы разберем понятие/определение файловой системы, рассмотрим, какие они бывают и чем отличаются друг от друга.

Что такое файловая система

Файловая система (File System, ФС) — определяет и контролирует, как будут храниться и именоваться данные на носителе/накопителе информации: флешке, жестком или ssd диске и других. От нее зависит способ хранения данных на накопителе, сам формат данных и то, как они будут записываться/читаться в дальнейшем.

Также ее можно назвать программным интерфейсом, который позволяет структурировать данные на накопителе, чтобы программное обеспечение могло быстро получить к ним доступ.

Файловая система делает организованную структуру на накопителе информации. Все записанные данные на нем хранятся в своих определенных местах, под определенными именами и с присвоенными атрибутами. Если бы ФС не было, то файлы хранились бы на носителе просто в одном большом массиве данных и определить, где начало какого файла и его конец, было бы невозможно. Система бы просто не знала, как вытащить необходимый файл.

Что определяет файловая система:

• Структура
• Правила хранения и чтения данных
• Размер кластеров
• Формат содержимого
• Размер имен файлов
• Максимально возможный размер файла и раздела. К примеру, в ФАТ32 максимальный размер всего 4 ГБ, т.е. 4 294 967 295 байт.
• Набор атрибутов файла

Как это работает

Файловая система, созданная на носителе информации, позволяет получать к ней доступ программному обеспечению — читать и записывать данные на накопитель, т.е. вообще работать с ним.

Операционная система видит накопитель информации, как один большой набор кластеров, в которых хранятся данные. Размер этих кластеров определяет файловая система. При записи файлов она разбивает их на части по размеру кластера, структурирует и записывает каждый в свой кластер по определенному порядку.

Когда программное обеспечение хочет получить доступ к какому-либо файлу, хранящемуся на носителе, оно запрашивает у ФС его по имени, размеру и атрибутам. Когда же происходит запись то, наоборот, отправляет в ФС все эти данные, а она уже сама осуществляет запись в соответствии со своими правилами.

Прочитает ли ваше устройство флешку или SD карту с определенной файловой системой, определяет то, какая операционная система установлена на этом устройстве. С компьютерами все просто, здесь читается практически любая ФС на носителях, и более того — мы сами можем определять ее при форматировании. Windows, Linux, Mac OS, Android и IOS — универсальные ОС, которые поддерживают сразу несколько разных видов файловых систем.

А вот в случае с оборудованием типа: магнитол, телевизоров, DVD плееров с USB входом и другим аналогичным — прочитает ли оно флешку, к примеру, в формате NTFS, будет зависеть уже от производителя этого оборудования. Поэтому, перед тем, как покупать такую аппаратуру, или записывать файлы для нее на накопитель, посмотрите какую ФС она вообще поддерживает.

Интересно! Термин файловая система раньше использовался для описания метода хранения бумажных документов/файлов. Только в 1 961 году его начали применять для использования к компьютерам, причем своего значения он не потерял.

Есть определенные файловые системы, которые используются повсеместно, это: FAT32, NTFS и exFAT. Это универсальные ФС, которые видят все ОС: Windows, Linux, Mac OS, IOS, Android и другие. А также их читают практически все фотоаппараты, видеокамеры, телевизоры и другое оборудование. Есть и ФС, которые были специально разработаны для работы в определенных приложениях, к примеру, ISO 9660 разработана специально для оптических дисков.

Интересно! ФС могут быть напрямую не связанными с накопителем информации. Есть и виртуальные, и сетевые ФС, они определяют способ доступа к данным, хранящимся на удаленной машине.

FAT (таблица размещения файлов) — это простая ФС с классической архитектурой. Была разработана еще в 1 976 годах Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом для MS-DOS и Windows. До сих пор применяется для некоторых флеш накопителей. Используется исключительно для небольших флеш накопителей, дисков и простых структур папок.

Представляет собой групповой метод организации информации. Чтобы размещать файлы выделена отдельная логическая область в начале тома.

Существует четыре версии этой ФС, самые известные и распространенные на данный момент — FAT32 и exFAT (FAT64). Цифра в конце названия означает количество бит, которые отведены для хранения кластера.

FAT32

FAT32 — это разновидность файловой системы FAT. На данный момент является предпоследней версией этой ОС, прямом перед exFAT. Имеет расширенный размер тома, т.е. использует 32-разрядную адресацию кластеров.

Появилась вместе с Windows 95. Поддерживается практически всеми ОС. Но, практически уже не используется, так как, имеет ограничение на размер файла в 4Гб и полный размер накопителя может быть только менее 8 терабайт.

Представляет собой пространство, разделенное на три части: одна область для служебных структур, форма указателей в виде таблиц и зона для хранения самих файлов.

NTFS — это файловая система, являющаяся стандартом для Windows и других ОС. Поддерживается практическими всеми устройствами и не имеет лимита на размер файлов в 4 Гб.

Была разработана на смену FAT, обладает более высокой производительностью, защитой, механизмом хранения информации. Данные располагаются в главной таблице — MFT. Файлы можно именовать на любом языке в стандарте юникода UTF.

Интересно! Именно данную ФС на данный момент используют практически во всех накопителях информации, для: компьютеров и ноутбуков, телефонов, телевизоров и других устройств.

exFAT

exFAT — это улучшенная система FAT32, избавленная от ее недостатков. Была создана специально для SSD дисков, здесь используется куда меньшее количество перезаписей секторов, что увеличивает срок службы таких дисков. Ограничения на размер данных нет и увеличен размер кластера.

Из минусов — не все ОС и устройства видят ее на данный момент, те же Windows Vista без Service Pack и более ранние просто не могут с ней работать. Это же относится и к некоторым моделям устройств: телевизоров, планшетов, магнитол и других.

В заключение

Это была основная информация, которую нужно знать по этой теме. Каждый раз, перед тем, как форматировать свой диск, вберите правильную ФС для него и все будет работать исправно.

Файловая система RAW: как восстановить NTFS или FAT32

Жёсткие диски (hard disk drive — HDD), которые по различным причинам не определяются операционной системой, получают статус RAW, и к ним прекращается доступ. При попытке открыть такой диск, Windows советует его отформатировать, но если последовать этой рекомендации, то вся записанная информация исчезнет. Желательно восстановить приемлемый формат: NTFS или FAT32.

Почему диски не распознаются

Источники проблем с HDD могут быть разными, и прежде, чем что-либо предпринять по восстановлению формата, стоит определить их. Вот самые распространённые:

1. Сбои в подключении. Например, пользователь некорректно отключил диск либо прекратилась подача электричества и файловая система нарушилась.
2. Поломка кабеля, который соединяет диск с платой.
3. Вредоносное ПО, нарушающее структуру данных.
4. Ошибки, возникшие при переустановке или обновлении ОС.
5. В случае с флешкой причиной смены формата на RAW может быть также нарушение работы USB-разъёмов.
6. Сбои функционирования материнской платы ПК.
7. Ошибки при работе с Acronis Disk Director. Эта программа, кстати, может вызывать странные проблемы с файловой системой, даже если в ней носитель просто отформатировать. Лучше пользоваться штатным форматированием Windows, а для работы с разделами лучше использовать другие программы, например, Paragon Partition Manager или подобные.

Восстановление формата

Чтобы восстановить формат NTFS из RAW, попробуйте следующее:

1. Выполните перезагрузку: вполне вероятно, что сбои в работе файловой системы случайны и легко устраняемы.
2. Обязательно проверьте надёжность кабелей и разъёмов — это самые уязвимые компоненты соединения. От частого использования они расшатываются и не обеспечивают контакт должным образом.
3. Попробуйте запустить командную строку (Win+R, в появившемся окне впишите cmd, затем нажмите Enter) и ввести туда следующее: chkdsk I: /f (вместо I вы впишите буквенное обозначение повреждённого диска). Таким образом, даётся старт проверке файловой системы диска (особенно в случае, если изначально выбран способ упорядочивания информации NTFS) и исправлению возможных ошибок.
4. Если не получается открыть командную строку, попробуйте подключить HDD к другому ПК и уже на нём провести проверку. Удобно загрузить систему с внешнего носителя, если такой имеется – так и гораздо удобнее, и эффективнее.
   
5. Проверьте ПК на наличие вредоносного программного обеспечения: установите хороший антивирус или воспользуйтесь портативной версией утилиты — часто именно вирусы «превращают» формат NTFS в RAW.
6. И наконец, если на HDD нет существенной информации, с которой жаль расстаться, просто отформатируйте диск. Для этого откройте системный поиск, впишите: diskmgmt.msc + Enter, найдите в появившемся окне свой RAW-диск, кликните правой кнопкой и выберите «Форматировать».

Некоторые не воспринимают утилиту chkdsk всерьёз, полагая, что раз файловая система поменялась, то раздел исчез безвозвратно – «слетел», и в нём ничего нет. Это ошибочное мнение. Это может означать всего лишь то, что в файловой системе возникли ошибки.

Часто это бывает на системном разделе при внезапном выключении компьютера, когда система записывала файлы и в загрузочном секторе не успела сделать изменения по структуре файлов. Тогда рушится файловая система в самом корне, хотя физически она совершенно не пострадала. Бывает такое и при появлении так называемых «битых секторов» — бэдблоков, на поверхности винчестера.

Утилита может легко найти ошибки и исправить их, вернув раздел RAW в первоначальное состояние – NTFS или FAT32. При этом обычно даже все файлы остаются в целости.

С FAT32 это сделать сложнее, в силу слабой устойчивости самого формата к подобным сбоям. NTFS поддаётся такому восстановлению почти всегда, конечно, если причина была в нарушении файловой структуры или в загрузочном секторе.

Восстановление формата с помощью специальных программ

Если при попытке проверить HDD вышеописанным способом, появляется сообщение: «CHKDSK недопустим для дисков RAW», можно использовать программы, позволяющие восстановить формат NTFS из RAW. Рассмотрим наиболее популярные из них.

DMDE — это утилита, которая ищет повреждённые разделы в файловой системе и помогает вернуть диску статус NTFS. После скачивания и установки программы нужно сделать следующее:

1. Запустите приложение.
2. Слева поставьте галочку напротив словосочетаний «Физические устройства» и «Показать разделы».
3. Выберите повреждённый диск и нажмите OK. После этого утилита найдёт раздел RAW и обозначит его перечёркнутым значком. Если этого не произошло, проведите полное сканирование (соответствующая кнопочка находится снизу окна).
4. Теперь попытайтесь открыть том RAW и нажмите «Восстановить», а потом «Применить параметры».
5. После этого, как правило, формат HDD меняется на NTFS.

Окно программы DMDE

Recuva

Простая и понятная в использовании программа, способная извлечь файлы с поврежденного или отформатированного носителя. Сама по себе она не восстановит файловую систему, но позволит сохранить с флешки или винчестера важные файлы. После этого носитель можно будет просто заново отформатировать, не опасаясь потери информации.

Помните, что найти и спасти важные файлы зачастую можно даже на повреждённом разделе, пользуясь подобными утилитами. Но сделать это можно, если вы больше ничего не делали с этим разделом – не удаляли его вручную, не создавали на его месте новые разделы, не форматировали заново, не меняли размеры, и не записывали туда новые данные. Сами эти утилиты сохраняют информацию только на разрешённый вами диск или флешку, то есть с повреждённым работают, как бы «не касаясь его руками».

1. Запустите приложение, выберите «Восстановить все файлы», отметьте повреждённый диск и кликните «Начать».
2. Утилита обнаружит файлы с нарушенной структурой и исправит формат на NTFS.

Окно программы Piriform Recuva

TestDisk

Третья утилита, восстанавливающая формат диска. Просто скачайте и запустите её, а затем:

1. Выберите «Создать», нажмите Enter.
2. Затем кликните по проблемному HDD, потом снова Enter и пункты Analyze и Quick Search.
3. После выполнения команды выберите Write для восстановления структуры информации.

Окно программы TestDisk

Если все эти манипуляции ни к чему не привели, скорее всего, диск имеет механические повреждения или его компоненты неправильно взаимодействуют и целесообразнее будет показать его специалисту. Если электроника и механика целы, то есть шанс вернуть ему работоспособность.

Сталкивались ли вы с ситуацией, когда формат диска превращался в RAW? Как вы справлялись с подобной проблемой? Напишите об этом в комментариях.