Разделы жёсткого диска и файловые системы. Базовые понятия и азы работы. Зачем компьютеру нужна файловая система – основные типы

Файловые системы

Информация на дисках записывается в секторах фиксированной длины, и каждый сектор и расположение каждой физической записи (сектора) на диске однозначно определяется тремя числами: номерами поверхности диска, цилиндра и сектора на дорожке. И контроллер диска работает с диском именно в этих терминах. А пользователь желает использовать не сектора, цилиндры и поверхности, а файлы и каталоги. Поэтому операционная система или другая программа должена при операциях с файлами и каталогами на дисках перевести в понятные контроллеру действия: чтение и запись определенных секторов диска. А для этого необходимо установить правила, по которым выполняется этот перевод, то есть, прежде всего, определить, как должна храниться и организовываться информация на дисках.

Файловая система - это набор соглашений, определяющих организацию данных на носителях информации. Наличие этих соглашений позволяет операционной системе, другим программам и пользователям работать с файлами и каталогами

Файловая система определяет:

1. как хранятся файлы и каталоги на диске;

2. какие сведения хранятся о файлах и каталогах;

3. как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие - нет;

4. формат каталогов и другой служебной информации на диске.

Для использования дисков, записанных с помощью некоторой файловой системы, операционная система или специальная программа должна поддерживать эту файловую систему.

Информация хранится в основном на дисках, а применяемые на них файловые системы определяют организацию данных именно на жестких магнитных дисках.

В операционных системах семейства MS Windows используются следующие файловые системы - FAT, FAT 32, NTFS.

Файловая система FAT

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны храниться в определенном месте на диске (для правильного определения места расположения файлов загрузки). Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

Обновление таблицы размещения файлов имеет большое значение и требует много времени. Если таблица размещения файлов не обновляется регулярно, это может привести к потере данных. Длительность операции объясняется необходимостью перемещения читающих головок к логической нулевой дорожке диска при каждом обновлении таблицы FAT. Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только чтение» и «Архивный».

На компьютере под управлением Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем нельзя отменить удаление. Программа отмены удаления пытается напрямую обратиться к оборудованию, что невозможно при использовании Windows NT. Однако если файл находился в FAT-разделе, то, запустив компьютер в режиме MS-DOS, удаление файла можно отменить. Файловая система FAT лучше всего подходит для использования на дисках и разделах размером до 200 МБ, потому что она запускается с минимальными накладными расходами.

Как правило, не стоит использовать файловую систему FAT для дисков и разделов, чей размер больше 200 МБ. Это объясняется тем, что по мере увеличения размера тома производительность файловой системы FAT быстро падает. Для файлов, расположенных в разделах FAT, невозможно установить разрешения. Разделы FAT имеют ограничение по размеру: 4 ГБ под Windows NT и 2 ГБ под MS-DOS.

Файловая система – это, с одной стороны, система управления данными , размещенными на внешнем запоминающем устройстве. Для организации хранения данных на внешнем устройстве, доступа к ним при выполнении операций ОС строит специальные таблицы, справочники. Дисковое пространство может быть организовано по-разному. Поэтому, с другой стороны, файловая система – это сами данные и служебная информация , используемая для управления этими данными, размещенными на одном устройстве, организации их ввода и хранения, выполнения операций над ними (одно устройство – одна файловая система). Способ организации хранения данных на внешних устройствах зависит от используемых в ОС файловых систем.

В настоящее время в различных операционных системах Microsoft используются разные типы файловых систем . Каждая из них имеет свои особенности, и, к сожалению, они могут не распознаваться «неродными» ОС.

Старая файловая система FAT16 распознается всеми ОС, начиная с MS-DOS, она поддерживается Windows , Windows NT, OS/2 и Unix, но она очень неэффективна, много места на диске тратится впустую. FAT32 может вызвать проблемы при установке на ПК нескольких ОС. В приведенной ниже таблице показаны возможности ОС для поддержки различных файловых систем.

Файловая система FAT разработана для небольших дисков и простых структур каталогов. Основа ее организации – таблица FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов). Эта система эффективна только на логических дисках, размер которых не превышает 256 Мб. Место на диске при размещении данных с использованием FAT может выделяться только целыми кластерами , поэтому дисковое пространство может расходоваться впустую, если размещаемый файл не заполняет последний выделенный ему кластер целиком (например, если размер кластера равен 32 Кб, то при размещении на диске файла размером в 10 Кб не будет использоваться 22 Кб выделенной этому файлу дисковой памяти).

При сбоях (например, при внезапном отключении питания) информация о размещении цепочки кластеров, занятых файлом, может быть утеряна. Информация, находящаяся в таблице FAT, может быть испорчена. Это может привести к появлению на диске «мусора» – недоступных для использования кластеров.

Для восстановления файловой системы в состав ОС включаются специальные утилиты, которые сканируют (проверяют) диск и ищут на нем физические повреждения и ошибки в файловой системе.

Общее ограничение размера диска при использовании FAT– 2 Гб. При использовании FAT ограничен размер корневого каталога (512 файлов или папок, а при использовании длинных имен – еще меньше).

Таблица FAT хранится в начале диска. Для повышения надежности работы создается ее копия.

Файловая система FAT32 обеспечивает преимущества по сравнению с реализацией FAT: поддерживаются диски размером до 2 Тб; более эффективно используется дисковое пространство (используются кластеры размером в 4, 8, 16 и 32 Кб); снимается ограничение на размер корневого каталога (он хранится, как и все остальные папки и файлы, в виде цепочки кластеров); обеспечивается большая надежность и более быстрая загрузка программ.

Основной целью при реализации файловой системы NTFS (NT File System) было обеспечение сочетания высокой производительности, надежности и эффективности. В этой системе реализовано скоростное выполнение стандартных операций над файлами (поиск, чтение, запись). NTFS поддерживает контроль доступа к данным и привилегии владельцев. В этой системе можно назначить права (полномочия) на доступ к устройствам, папкам и отдельным файлам.

Файловая система NTFS обладает следующими дополнительными возможностями: ведение журнала дисковой активности (журнала транзакций) позволяет быстро выполнять восстановление дисков после сбоев (каждая операция ввода-вывода, изменяющая файл, рассматривается как транзакция, т.е. неделимая операция, которая полностью должна быть завершена, а в случае сбоя система выполняет откат на ее начало); гибкие опции форматирования обеспечивают более эффективное использование дискового пространства; опции сжатия позволяют выполнять сжатие отдельных файлов и каталогов (при размерах кластера до 4 Кб); тома могут расширяться и использовать дисковое пространство, не выделенное другим разделам; чередующиеся тома дают возможность ускорить доступ к данным; зеркальные тома и тома RAID-5 обеспечивают отказоустойчивое хранение данных.

Файловая система NTFS 5 предоставляет новые возможности: Windows поддерживает распределенную файловую систему (DFS – Distributed File System), позволяющую объединить в единый логический том все сетевые ресурсы, и файловую систему с шифрованием (EFS – Encrypting File System), являющуюся надстройкой над NTFS, которая дополняет ее возможностями шифрования данных.

Когда вы форматируете жесткий диск или флешку, вы подготавливаете их для хранения информации операционной системой. Во время форматирования вся информация удаляется и устанавливается чистая файловая система.

Возможно, вы слышали о файловой системе FAT или NTFS, но знаете ли вы, какая из них используется в вашей системе? В этой статье рассказывается о том, как устроена файловая система и каковы различия между разными файловыми системами. Также я покажу вам, как узнать, какие файловые системы используются на ваших дисках.

Что такое файловая система?

Дисковое пространство делится на сектора, размер каждого из которых составляет примерно 512 байт. Сектора группируются в кластеры. Кластеры, называемые также блоками размещения, имеют размеры от 512 байт до 64 килобайт, поскольку обычно состоят из нескольких секторов. Кластеры представляют собой непрерывные блоки дискового пространства.

Операционные системы опираются на файловую систему для организации кластерного хранилища информации. Файловая система представляет собой базу данных, в которой содержится информация о состоянии каждого кластера. По сути, файловая система как бы сообщает операционной системе о том, в каком кластере (или кластерах) хранится файл, а куда можно записать новые данные.

О каких файловых системах следует знать?

В основном, ОС Windows использует файловую систему FAT (File Allocation Table), FAT32 и NTFS (New Technology File System).

Если говорить коротко, в NTFS могут храниться файлы размером более 4 ГБ, а разделы могут быть более 32 ГБ. NTFS лучше управляет свободным пространством, чем файловая система FAT или FAT32, и, следовательно, меньше фрагментирует диск. Также NTFS поддерживает некоторые функции по безопасности, включая шифрование файлов «на лету».

В сравнении с NTFS, файловые системы FAT и FAT32 приспособлены к меньшему пространству, менее интенсивно работают с жестким диском, и, следовательно, быстрее работают с небольшими флеш-накопителями. К тому же, FAT и FAT32 являются кросс платформенными файловыми системами. Самый главный недостаток FAT и FAT32 - ограничение в 32 ГБ на размер раздела, а также ограничение в 2 ГБ и 4 ГБ на размер файла соответственно.

Для хранения информации на флеш-накопителях в основном используется новая файловая система exFAT (Extended File Allocation Table), также известная как FAT64. Как и NTFS она поддерживает файлы размером более 4 ГБ и разделы более 32 ГБ, а также ее система управления файлами избегает фрагментации диска. В то же время она является быстрой, оптимизированной для мобильных носителей и обработки media-файлов.

Какие операционные системы работают с этими файловыми системами?

FAT и FAT32 доступны на чтение/запись практических во всех операционных системах. Ранее форматирование диска под файловую систему NTFS было верным способом добиться его неработоспособности вне ОС Windows. Однако сейчас поддержка чтения/записи NTFS встроена во многие дистрибутивы Linux. Также существует хак, который позволяет работать с этой файловой системой в Mac OS X версии 10.6, хотя, кажется, он работает нестабильно, поэтому рекомендуется использовать MacFuse. С другой стороны exFAT требует установки драйверов и в Windows XP и в Linux и поддерживается последними версиями Windows (Vista SP1, Windows 7, 8) и Mac OS X.

Почему важен размер кластера?

Если вы уже форматировали диск, то должны знать о том, что можно выбрать размер кластера (или размер блока размещения).

В зависимости от размера кластера (от 512 байт до 64 килобайт), файл может храниться в одном или сотнях и тысячах кластеров. Когда размер файла меньше, чем размер кластера, теряется оставшееся пространство. Этот феномен называется «потерянное пространство». Следовательно, хранение множества мелких файлов на диске с большим размером кластера и приведет к большим объемам потерянного пространства. С другой стороны, если мы выберем маленький размер кластера, большие файлы будут дробиться на много мелких кусочков, что может замедлить дисковые операции, так как будет требоваться больше времени на чтение соответствующего файла. Иными словами, подходите разумно к выбору размера кластера.

Как узнать тип файловой системы на диске?

Файловая система указана в свойствах диска. Зайдите в Мой компьютер (Computer), кликните правой кнопкой мыши на нужном диске и далее в контекстном меню выберите Свойства (Properties). Во вкладке Общие (General) в строке Файловая система (File system) вы увидите тип файловой системы.

Чтобы узнать размер кластера у диска с файловой системой NTFS, используйте комбинацию клавиш + [R], откроется окно Запуск программы (Run). Удостоверьтесь в том, что вы зашли в систему как пользователь с административными правами. В окне Запуск программы в текстовом поле напечатайте cmd и нажмите OK. Далее введите команду > fsutil fsinfo ntfsinfo и нажмите Enter.

В Windows XP и Windows 7 вы также можете просматривать и изменять размер кластера, используя приложения сторонних разработчиков, например, .

Какую файловую системы вы предпочитаете использовать на дисках и почему? Сталкивались ли вы с проблемами при использовании файловой системы NTFS, и как решали эти проблемы?

Инструкция

Файловая система определяет способ организации и хранения данных на различных носителях информации, в том числе и на жестких дисках. Существует большое количество различных файловых систем, наиболее распространенными являются: FAT16, FAT32, NTFS для операционных систем семейства Windows; ext2 и ext3 для Unix-систем и, в частности, для операционной системы Linux.

Узнать тип файловой системы можно разными способами. Самый простой: откройте «Мой компьютер», выберите интересующий вас диск, кликните его правой кнопкой мышки и выберите в меню «Свойства». В открывшемся окне сверху будет указан тип диска и используемая файловая система. Например, для Windows XP и Windows 7 будет указан тип файловой системы NTFS.

В том случае, если перед вами неработоспособный компьютер, отказывающийся загружаться, вы можете посмотреть информацию о его дисках с помощью программы Acronis Dick Director. Она запускается непосредственно с компакт-диска, для выбора загрузки с диска нажмите после старта F12, перед вами появится окно выбора устройства загрузки. На некоторых компьютерах вызов окна загрузки может осуществляться другими клавишами.

Выберите загрузку с CD и нажмите Enter. В появившемся меню диска выберите Acronis Dick Director. После загрузки откроется окно программы, в котором вы увидите все диски компьютера и их разделы с указанием используемых файловых систем. Программа Acronis Dick Director является очень удобной утилитой, позволяющей разбивать диски нужным образом и форматировать их в требуемой файловой системе. Она же позволяет с высокой степенью вероятности восстановить разделы дисков после их случайной потери – вы сможете восстановить диски со всеми папками и файлами.

Существует версия программы Acronis Dick Director, запускаемая под Windows, в ней тоже можно просмотреть всю информацию по файловым системам. Но проводить с дисками какие-либо операции в этой версии не рекомендуется – после перезагрузки системы достаточно велик риск того, что компьютер вообще откажется загружаться. При необходимости разбиения диска пользуйтесь версией с компакт-диска, она очень надежна.

Источники:

• как узнать какая у меня файловая система

От файловой системы жесткого диска зависят многие параметры работы компьютера. Например, если вы собираетесь скачивать с интернета емкостные файлы (более четырех гигабайт), то ваш винчестер должен работать под управлением NTFS. Также от типа файловой системы зависит скорость записи файлов на жесткий диск и скорость копирования информации с раздела на раздел.

Вам понадобится

• - программа PartitionMagic;
• - программа TuneUp Utilities 2011.

Инструкция

С помощью этого способа можно узнать тип файловой системы вне зависимости от вашей версии Windows. Откройте «Мой компьютер». Нажмите по разделу жесткого диска правой кнопкой мышки. Появится контекстное меню. В этом меню выберите «Свойства». Дальше ищите строку «Файловая система». Рядом будет написан тип файловой системы этого раздела жесткого диска.

Также узнать тип файловой системы можно с помощью программы PartitionMagic. Эта программа подойдет как для владельцев операционных систем семейства Windows, так и для тех пользователей, у которых установлена операционная система Linux. Найдите ее в интернете, скачайте и установите на жесткий диск своего компьютера.

Запустите PartitionMagic. Подождите немного до завершения процесса сканирования компьютера. В главном окне программы вы увидите список всех разделов вашего жесткого диска. Зайдя в «Свойства» раздела, вы можете просмотреть и файловую .

Также для просмотра информации вы можете воспользоваться программой мониторинга и настройки компьютера TuneUp Utilities 2011. Ее можно легко найти в интернете. Хотя программа и является коммерческой, но есть тривиальный срок ее использования. Скачайте и установите приложение на свой компьютер.

Запустите TuneUp Utilities. Подождите некоторое время. Когда программа запускается впервые, она начинает сканировать ваш компьютер. После сканирования вам будет предложено исправить ошибки и оптимизировать систему. Если есть время, можете согласиться. Или отмените эту процедуру.

После этого вы окажитесь в главном меню программы. Выберите раздел «Исправление проблем», затем в следующем окне - «Показать системную информацию». Через несколько секунд появится окно «Системный информатор». В этом окне выберите раздел «Диски». В нем вы сможете найти информацию о файловой системе.

При выборе программного обеспечения для компьютера нужно знать тип , или ее разрядность. В частности, система может быть 32 или 64-разрядной. Эти термины, в основном, обозначают способ обработки данных центральным процессором. При этом программное обеспечение для 32-разрядной системы может быть несовместимым с 64-разрядной и наоборот. Узнать тип системы можно из документации. Если документация отсутствует, выполните следующие действия.

Вам понадобится

• Компьютер под управлением операционной системы Windows (XP, Vista, Windows 7) или Server 2003

Инструкция

Для того, чтобы определить системы в операционной системе Windows XP или Server 2003, откройте информационное окно «Свойства системы » (вкладка в приложении «Система»). Это в папке «Панель управления», в меню «Пуск» (также вы можете открыть диалоговое окно «Выполнить» из меню «Пуск», «sysdm.cpl» и нажать «Ввод»).

В открывшемся приложении исследуйте вкладку «Свойства системы ». Если у вас 32- ОС, вы не найдете об этом никакого упоминания. Зато в 64-разрядных системах разрядность указывается. Например, название вашей системы может выглядеть так: MS XP Professional x64.

Если вы хотите убедиться в том, что определили тип системы , откройте окно «Выполнить» из раскрывающегося меню «Пуск», наберите «winmsd.exe» и нажмите «Ввод». В правой части приложении, которое откроется вслед за этим, найдите строку «Процессор». Если в строке перед названием указано «x86», у вас 32-разрядная ОС. Если же название процессора начинается с ia64 или с AMD64, тогда ваша система 64-разрядная.

Если у вас установлена Vista или Windows7, то, чтобы определить тип системы в этих ОС, откройте и исследуйте окно «Система», которое находится в директории «Панель управления». Откройте меню стартовой кнопки «Пуск». В «Начать поиск» напишите «система», а затем нажмите на «Система» в списке «Программы». В открывшемся окне откройте «Тип системы ». В том случае, если ваша ОС имеет 32 , вы увидите соответствующую надпись, начинающуюся с фразы «32-разрядная…». Соответственно для 64- системы надпись будет начинаться с «64-разрядная…».

Помимо этого, вы также можете исследовать информационное окно «Сведения о системе». Для этого раскройте меню «Пуск» и введите в поиск «система». Затем нажмите «Сведения о системе» в «Программы». В открывшемся окне найдите «Тип системы » в подразделе «Элемент». Здесь вы можете тип системы по надписям: «на базе x86» (32-разрядная ОС) или «на базе x64» (64-разрядная ОС).

Видео по теме

Источники:

• как изменить 64 в системе

Когда вы работаете с компьютером, то все время имеете дело с файлами. Файл – это именованный объем информации. Информацией можно считать и тексты, и медиа, и служебные данные, которые нужны компьютеру для работы.

Чтобы успешно обрабатывать информацию, ее нужно систематизировать. Этим и занимаются файловые системы. Их назначение – обеспечить возможность удобной работы с данными и организовать совместное использование файлов несколькими процессами или пользователями.

Человек с опытом работы за компьютером не будет хранить документы, фильмы и игры в одной папке, которая ему предлагается по умолчанию. Данные удобнее группировать по какому-то признаку и помещать их в соответствующие разделы. Эти разделы называются каталогами.

С точки зрения файловой системы, каталог – это список, который содержит информацию о группе файлов. Это может быть имя файла, имя его владельца или создателя, физический адрес на диске, признаки «только для чтения», «скрытый», «архивный», время создания и изменения, тип (символьный, двоичный, временный) и т.д.

Одна из главных задач ФС (файловой системы) – оптимальное размещение данных на диске. Это значит, дисковое пространство должно использоваться экономично, а поиск и запись информации происходить максимально быстро.

ФС записывается на раздел жесткого диска при форматировании. На одном винчестере может находиться несколько файловых систем. Выбор ФС зависит от того, какая операционная система будет установлена на логическом диске.

Для OS Windows используются NTFS и, реже, FAT32.

Логический диск размером более 32 Гб нельзя отформатировать в FAT322 – ограничение наложили разработчики Microsoft. Кроме того, эта система может работать с файлами объемом не более 4 Гб.

Есть еще один существенный недостаток: в FAT32 не ведется журналирование, т.е. запись операций с данными и изменений состояния системы.

С другой стороны, достоинством FAT32 является относительно высокое быстродействие и низкие аппаратные требования: ей достаточно 32 Мб ОЗУ для нормальной работы.

Размер логического диска, который можно форматировать в NTFS - 2 000 000 Гб. Эту файловую систему отличает стабильность работы, благодаря журналированию и способам обработки информации. Все операции с данными проводятся транзакцией, т.е. действие или завершается правильно, или отменяется. Сбои записываются в журнал событий, откуда система берет сведения для самовосстановления.

Недостатком NTFS является фрагментация жесткого диска. Встроенная программа дефрагментации проблему практически не решает из-за особенностей записи информации на винчестер.

В процессе совершенствования компьютерных технологий в разное время хранить информацию приходилось на разных носителях. На современном же рынке господствуют так называемые жесткие диски. Иногда возникает необходимость узнать марку жесткого диска, подключенного к вашему компьютеру, номинальный объем, свободное место и так далее.

Вам понадобится

• Компьютер с ОС MS Windows, права администратора у вашей учетной записи пользователя, подключенные и правильно установленные диски или другие сменные носители.

Инструкция

Перейдите в "Мой компьютер". Щелкните по пиктограмме "Локальный диск (С:)" и нажмите правую кнопку мыши. В открывшемся контекстном меню выберите пункт "Свойства". Откроется окошко свойств локального диска, содержащее самые базовые сведения о его состоянии, включая свободное место, номинальный объем, тип файловой системы и другие. Также вы можете произвести очистку диска средствами MS Windows с целью увеличить свободное место.

В окошке свойств локального диска щелкните по вкладке "Оборудование". Вы увидите список доступных дисковых устройств вашего компьютера, включая жесткий диск, дисководы CD-DVD ROM, виртуальные приводы и дисководы гибких дисков, при этом упомянутый жесткий диск будет первым в списке. Выделив его щелчком мыши, щелкните по кнопке "Свойства". Откроется окошко свойств физического диска, где вы можете найти общие сведения о нем, определить политику кеширования данных, а также посмотреть, какой драйвер управляет его работой.

Обратите внимание

При приближении свободного места на любом из локальных дисков к минимуму самопроизвольно запускается очистка диска. Это не опасно, но лучше не допускать подобной ситуации.

Полезный совет

Вы можете попасть в свойства жесткого диска из свойств других накопителей, для этого достаточно перейти во вкладку "Оборудование". Кроме того, во избежание дестабилизации работы системы иногда диску требуется сканирование на предмет наличия ошибок и выполение дефрагментации, поэтому не обходите стороной вкладку "Сервис".

Каждый тип файловой системы жесткого диска по-своему уникален. Наиболее популярные типы NTFS и FAT32 обладают рядом отличий. Иногда требуется наличие определенной файловой системы у раздела жесткого диска.

Вам понадобится

• Partition Manager, диск Windows.

Инструкция

Вставьте установочный диск Windows и запустите компьютер. Нажмите Del для входа в БИОС. Откройте меню Boot Device Priority и назначьте ваш привод приоритетным устройством . Выберите пункт Save & Exit.

Запустите программу установки операционной системы. Дождитесь, пока процесс установки дойдет до меню выбора раздела. Вот тут начинается самое интересное. Если вы устанавливаете Windows XP, то выберите раздел, на который будет установлена ОС и в следующем окне задайте параметр «Форматировать в type», где слово type означает тип файловой системы.

Если же вы имеете дело с установщиком Windows Vista или Seven, то нажмите кнопку «Настройка диска». Выберите раздел, тип файловой системы которого необходимо изменить, и нажмите кнопку «Удалить». Теперь нажмите кнопку «Создать», после чего укажите объем будущего локального диска и тип его файловой системы.

Теперь рассмотрим изменения файловой системы раздела, не прибегая к Windows. Скачайте и установите программу Partition Manager. В главном меню программы выберите пункт «Запуск Partition Manager». В верней части вы увидите список разделов жестких дисков. Кликните правой кнопкой по разделу, для которого требуется сменить файловую систему .

Выберите пункт «Конвертировать файловую систему ». Укажите размер кластера и тип будущей ФС. Нажмите кнопку «Конвертировать».

Видео по теме

Источники:

• как изменить файловую систему диска до ntfs

Совет 7: Как восстановить файлы после форматирования флешки

Если вы случайно отформатировали внешний USB-накопитель, то попробуйте вернуть важные для вас файлы . Для таких случаев были разработаны специальные программы, выполняющие процесс поиска удаленных данных.

Вам понадобится

• - Easy Recovery.

Инструкция

Учтите, что ни в коем случае не стоит записывать на данный USB-накопитель никакую информацию. Чем интенсивнее вы будете использовать после форматирования , тем меньше у вас шансов восстановить нужные файлы . Скачайте и установите приложение Easy Recovery. Для этой цели используйте системный раздел жесткого диска.

Подключите отформатированный USB-накопитель к соответствующему порту компьютера или . Запустите программу Easy Recovery. В меню быстрого запуска укажите пункт Data Recovery. В открывшемся окне выберите меню Format Recovery. В левом окне программы выберите нужный USB-накопитель. Обязательно укажите предыдущий тип файловой системы данной . Нажмите кнопку Next.

Подождите некоторое время, пока утилита соберет информацию о файлах, ранее хранящихся на данном USB-накопителе. Этот процесс может занять достаточно много времени. Многое зависит от производительности вашего компьютера и скорости работы используемой флешки. Дождитесь появления нового меню.

Теперь выделите галочками те файлы , которые необходимо восстановить. Если вы хотите вернуть всю доступную информацию, то просто выделите самый верхний каталок в левом меню. Нажмите кнопку Next. Укажите раздел жесткого диска и папку, в которую будут восстановлены удаленные файлы . Еще раз нажмите кнопку Next и дождитесь завершения процесса восстановления информации.

Если вам требуется восстановить документы определенного типа, то в панели быстрого запуска выберите меню File Repair. Выберите тип документа в открывшемся меню. Это могут быть текстовые документы, таблицы и , созданные с использованием программ, входящих в комплект Microsoft Office. Выполните аналогичный алгоритм для поиска и восстановления потерянных данных.

Обратите внимание

Восстановление данных после форматирования жесткого диска. При утере данных многие желают выполнить восстановление hdd или восстановление флешки. О том как переделать файловую систему флешки из FAT в NTFS, читайте в статье - как форматировать флешку в NTFS. Позже я напишу статью о том как восстановить удаленные файлы при помощи мощной бесплатной программы. чтобы не пропустить.

Полезный совет

Программа R-Studio прекрасно подойдет для восстановления данных с flash-диска – СКАЧАТЬ. После запуска программы сразу же видим список ваших накопителей информации. Выберете вашу флешку и нажмите на кнопку «сканировать», для начала поиска потерянных файлов. Восстанавливаем данные с флешки. И вот, наконец, перед вами удаленные файлы, которые программа смогла найти на флешке. Найденные данные будут представлены в папках по типам файлов, вам останется только выбрать нужный файл, удаленный при форматировании или...

Файловая система определяет то, как будут храниться данные на диске, и какие принципы доступа к хранимой информации могут быть использованы при её считывании.

Мы привыкли воспринимать информацию на нашем ПК в виде конкретных файлов, аккуратно (или не очень:)) разложенных по папкам. А, между тем, Ваш компьютер работает с данными совсем по иному принципу. На жёстком диске для него не существует цельных файлов. Он "видит" лишь чётко адресованные секторы с байт-кодом. Причём код одного файла не всегда хранится в соседних секторах (так называемая фрагментация данных).

Как же компьютер "понимает", где ему, например, искать наш текстовый документ, который лежит, скажем, на Рабочем столе? За это, оказывается, отвечает файловая система жёсткого диска. И сегодня мы с Вами узнаем, какие бывают файловые системы и каковы их особенности.

Что такое файловая система

Чтобы понять, что такое файловая система, лучше всего воспользоваться методом аналогий. Представим, что жёсткий диск - это некий ящик, в котором хранятся разноцветные кубики. Эти кубики - части разных файлов, хранящихся в ограниченных по размеру ячейках, называемых кластерами . Они могут быть просто навалены кучей или иметь определённый порядок размещения. Так вот, если эти условные кубики хранятся не хаотичной грудой, а в соответствии с какой-то логикой, мы и можем говорить о наличии некоего аналога файловой системы.

Файловая система определяет порядок хранения данных на диске и принципы доступа к ним, однако, во многом тип файловой системы зависит и от типа носителя. Например, очевидно, что для магнитной ленты, которая поддерживает запись только последовательных блоков данных, подойдёт лишь одноуровневая файловая система с последовательным доступом к кластерам с информацией, а для современного SSD-диска - любая многоуровневая с произвольным доступом:

По принципу последовательности хранения блоков данных файловые системы, как мы уже увидели, можно разделить на те, которые хранят кластеры с фрагментами файла последовательно или произвольно . Что касается уровней, то по ним ФС можно разделить на одноуровневые и древовидные (многоуровневые).

В первом случае все файлы отображаются в виде единого плоского списка, а во втором - в виде иерархического. Уровень вложений при этом, как правило, неограничен, а ветвление идёт либо только от одного ("root" в UNIX), либо от нескольких корневых каталогов (логические диски в Windows):

К особенностям файловых систем можно также отнести наличие различных механизмов, защищающих структуру данных от сбоев. Одним из наиболее современных механизмов обеспечения отказоустойчивости ФС является журналирование . Оно позволяет записывать в специальные служебные файлы (их называют "журналами" или "логами") все действия, производимые с файлами.

Журналирование может быть полным , когда для каждой операции создаётся бэкап не только состояния кластеров, но и всех записанных данных. Такое журналирование часто применяют для различных баз данных, но оно существенно замедляет работу системы и увеличивает размер логов (фактически логи хранят полный бэкап всей файловой системы со всеми её данными).

Гораздо же более часто журналируются только логические операции и (опционально) состояние кластеров файловой системы. То есть, в журнал записывается только то, что, скажем, файл с именем "file.txt" размером 52 КБ был записан в такие-то кластеры. Содержимое же самого файла в логе никак не значится. Такой подход позволяет избежать дублирования данных, ускоряет процессы работы с файлами и уменьшает в разы размеры самого журнала. Единственный недостаток при таком способе журналирования - при сбое могут быть потеряны записываемые данные (поскольку их копии нет), но само состояние файловой системы останется работоспособным.

Форматирование

Поскольку мы говорим о файловых системах в контексте современных компьютеров с их жёсткими или SSD-дисками, то большее внимание мы уделим именно многоуровневым ФС с произвольным доступом к кластерам. Наиболее популярными в компьютерном мире сегодня являются: FAT32, NTFS, exFAT, ext3/ext4, ReiserFS и HFS+.

Изменение файловой системы на диске достигается его форматированием . Оно предусматривает создание на уровне жёсткого диска в начальном его секторе специальных служебных меток, определяющих принципы доступа к данным. При этом кластеры с имеющимися данными при форматировании, как правило, очищаются или помечаются как пустые и доступные для перезаписи. Исключением являются частные случаи конвертации файловой системы (например, из FAT32 в NTFS), при которой вся структура данных сохраняется.

Для форматирования можно воспользоваться штатными средствами операционной системы (например, консольными командами Linux или контекстным меню диска в Windows), функциями, доступными на подготовительном этапе установки ОС, или же специальными программами. Единственное, что следует учесть при программном решении, так это то, что Ваша операционная система может не поддерживать выбранную Вами файловую систему без установки дополнительных драйверов (например, ext3/4 в Windows):

Существует также понятие низкоуровневого форматирования . Изначально оно подразумевало очистку диска с записью в его кластеры специальной служебной информации для выравнивания считывающих головок. Для современных жёстких дисков такой функции на программном уровне уже не предусмотрено (сделать это можно лишь при помощи спецоборудования), однако понятие низкоуровневого форматирования сохранилось, правда немного трансформировалось.

Осуществляется оно сейчас при помощи специального софта (HDD Low Level Format Tool для Windows) или команд (DD для Linux). При его применении все кластеры жёсткого диска перезаписываются нулями и полностью уничтожается любая разметка. После этого файловая система фактически исчезает и в Windows отображается как RAW . Чтобы получить доступ к диску после такого форматирования, нужно отформатировать его в одной из доступных традиционных файловых систем более высокого уровня.

Особенности файловых систем

Ну а теперь рассмотрим некоторые особенности самых распространённых файловых систем.

FAT32

Одна из самых старых файловых систем для дисков, которая ещё широко используется в наши дни - FAT32 (сокр. англ. "File Allocation Table" - "таблица размещения файлов"). В силу своей распространённости, она поддерживается максимальным числом всевозможного оборудования, начиная с автомагнитол, кончая мощными современными компьютерами. Большинство флеш-накопителей, продаваемых сегодня, тоже отформатированы в FAT32.

Впервые данная ФС появилась в Windows 95 OSR2 в 1996 году, став логическим развитием ещё более ранней FAT16 (1983 год). Одной из основных причин перехода на новую файловую систему стало появление ёмких (по тем временам) жёстких дисков объёмом более 2 ГиБ (гибибайт - более точный вариант гигабайта (109 ) - 230 байт) (максимально возможный размер раздела в FAT16). FAT32 позволила использовать до 268 435 445 кластеров максимум по 32 КБ, что эквивалентно 8 ТиБ на том. Однако, если размер кластера будет стандартным (512 Б), то максимальный размер тома будет лишь чуть более 127 ГБ.

Основой FAT32, как следует из её названия, является файловая таблица. Она хранит в себе записи об имеющихся файлах, а также о времени их создания и последнего доступа к ним. Журналирование отсутствует, поэтому процессы чтения/записи в этой файловой системе происходят быстрее, нежели, например, в NTFS, которая ведёт более полные логи. Именно по причине хорошего быстродействия FAT32 всё ещё широко используется в наши дни.

Главным же недостатком FAT32 на данный момент является ограничение на максимальный размер файла - 4 ГиБ. Файлы, превышающие данный порог, должны быть разбиты на части, что в свою очередь, затрудняет доступ к ним. Кроме того, FAT32 имеет ещё некоторые ограничения в среде Windows. Например, штатными средствами Вы не сможете создать разделы более 32 ГБ. Поэтому флешки на 64 ГБ и более придётся форматировать либо при помощи специального софта, либо на Linux.

Однако, и в этом случае, хоть доступ к носителю и сохранится, но он будет затруднён "тормозами" как при чтении, так и при записи данных. Поэтому при использовании накопителей объёмом более 32 ГБ лучше отформатировать их в иных файловых системах, вроде exFAT или NTFS.

NTFS

Если линейка Windows 95/98 продолжала традиции уже на тот момент устаревающей операционной системы DOS, то новая линейка NT изначально была направлена на инновации. Поэтому с появлением Windows NT 3.1 в 1993 году специально под неё была создана новая файловая система NTFS (сокр. англ. "New Technology File System" - "файловая система новой технологии").

Эта файловая система до сих пор является основной для всех современных версий Windows, поскольку обеспечивает неплохую скорость работы, поддерживает накопители объёмом до 16 ЭиБ (эксбибайт - 260 ) (при максимальном размере кластера в 64 КБ) без ограничений по размерам файлов и имеет в своём арсенале довольно неплохой функционал. Например, NTFS является журналируемой файловой системой, а также поддерживает распределение ролей пользователей для доступа к отдельным данным, чего не было в той же FAT32.

Как и в FAT32, основой NTFS является таблица, но она являет собой более совершенную базу данных и называется MFT (сокр. англ. "Master File Table" - "главная файловая таблица"). Строки в этой таблице соответствуют файлам, хранящимся на конкретном разделе, а столбцы содержат атрибуты этих файлов (дата создания, размер, права доступа и т.п.).

Кроме того, для повышения отказоустойчивости в NTFS ведётся журнал USN (сокр. англ. "Update Sequence Number" - досл. "номер порядка обновления"). В этот журнал, аналогично таблице FAT32, записываются данные об изменениях того или иного файла. Однако, если в таблице FAT32 записывалось только время последнего доступа к данным, что не давало никаких особых практических выгод, то в USN может сохранятся предыдущее состояние файловой системы, что позволяет восстанавливать его в случае сбоев.

Ещё одной особенностью NTFS является поддержка альтернативных потоков данных (англ. "Alternate Data Streams" - ADS). Изначально они были задуманы для разграничения выполнения различных процессов. Потом (в Windows 2000) использовались для хранения некоторых атрибутов файлов (имя автора, иконка и т.п.), аналогично тому, как это делалось в HFS от MacOS. В современных Windows альтернативные потоки могут хранить практически любую информацию. Этим даже пользуются некоторые вирусы для скрытия своего присутствия в системе.

Дело в том, что альтернативные потоки не пеленгуются Проводником Windows и, по сути, невидимы для пользователей и большинства программ. Однако, Вы можете их просматривать и даже пользоваться ими, например, для скрытия каких-либо данных при помощи специального ПО. Смотреть данные в альтернативных потоках удобно при помощи программы NTFS Stream Explorer , а использовать их для сокрытия файлов при помощи Xp-lore :

Из дополнительных особенностей, которые заслуживают упоминания для NTFS, являются поддержка шифрования, сжатия данных, "мягких" и "жёстких" ссылок на файлы (для папок такой возможности, увы, нет), дисковых квот для разных пользователей системы, а также, естественно, разграничения прав на доступ к файлам.

NTFS изначально была создана исключительно для Windows, однако, сегодня поддерживается большинством медиаплееров (флешки могут быть тоже отформатированы в ней), операционными системами Linux и MacOS (правда, с некоторыми ограничениями на запись). Стоит, однако, отметить слабую поддержку NTFS на популярных игровых консолях. Из них поддержка её есть только у Xbox One.

exFAT

С увеличением во второй половине 2000-х годов объёмов флеш-накопителей стало ясно, что повсеместно используемая файловая система FAT32 скоро исчерпает свой потенциал. Использовать журналируемую NTFS для флешек с их ограниченным количеством циклов перезаписи и более медленной работой оказалось не совсем целесообразно. Поэтому в 2006 году всё та же корпорация Microsoft выпустила в свет новую файловую систему exFAT (сокр. англ. "Extended FAT" - "расширенная FAT") в комплекте с операционной системой Windows Embedded CE 6.0:

Она стала логическим продолжением развития FAT32, поэтому иногда её называют также FAT64. Главным козырем новой файловой системы стало снятие ограничения на размеры файлов и увеличение теоретического предела для дискового раздела до 16 ЭиБ (как в NTFS). При этом, в силу отсутствия журналирования, exFAT сохранила высокую скорость доступа к данным и компактность.

Ещё одним преимуществом exFAT стала возможность увеличения размера кластера до 32 МБ, что существенно позволило оптимизировать хранение больших файлов (например, видео). Кроме того, хранение данных в exFAT организовано таким образом, чтобы максимально минимизировать процессы фрагментации и перезаписи одних и тех же кластеров. Всё это сделано, опять же, в угоду оптимизации работы флеш-накопителей, для которых и была изначально разработана файловая система.

В силу того, что exFAT - относительно новая ФС, имеются некоторые ограничения по её использованию. В Windows полная её поддержка появилась лишь в Vista SP1 (хотя есть обновление для Windows XP SP2 - ). MacOS поддерживает exFAT с версии 10.6.5, а для Linux требуется устанавливать отдельный драйвер (в некоторых дистрибутивах он встроен, а в некоторых поддерживается только чтение).

ext2, ext3 и ext4

Если в среде Windows уже не первое десятилетие "правит бал" NTFS, то в лагере Linux традиционно царит очень большое разнообразие, в том числе и среди применяемых файловых систем. Правда, есть одна их линейка, которая используется большинством дистрибутивов по умолчанию. Это файловые системы семейства ext (англ. сокр. "Extended File System" - "расширенная файловая система"), которые с 1992 года изначально создавались именно под Linux.

Наибольшее распространение получила вторая версия ext2 , которая, как и NTFS, появилась ещё в 1993 году. Правда, в отличии от NTFS, ext2 не является журналируемой файловой системой. Это одновременно и её плюс, и минус. Плюс в том, что она является одной из самых быстрых ФС на запись данных. Также отсутствие журналирования делает предпочтительным её использование на флеш-накопителях и SSD-дисках. Платой же за быстродействие является низкая отказоустойчивость.

С целью улучшить стабильность ext2 в 2001 году была разработана её улучшенная версия ext3 . В ней появилось журналирование, которое может работать в трёх режимах: "writeback" (записываются только метаданные файловой системы), "ordered" (запись в журнал производится всегда ПЕРЕД изменением ФС) и "journal" (полный бэкап метаданных и самих изменяемых файлов).

В остальном особых новшеств не появилось. Да и скорость работы, по сравнению с предыдущей версией, существенно снизилась, поэтому уже в 2006 году появился прототип следующей стадии развития файловой системы ext4 , окончательный релиз которой состоялся в 2008 году. Четвёртая расширенная файловая система сохранила журналирование, но существенно повысила скорость чтения данных, которая стала даже выше, чем в ext2!

Из других новшеств стоит отметить увеличение максимального объёма раздела диска до 1 ЭиБ (с 32 ТиБ в ext2 и ext3), увеличение максимального размера файла до 16 ТиБ (с 2 ТиБ в более ранних версиях) и появление механизма экстентов (от англ. "extent" - "пространство"). Последний позволяет обращаться не к одиночным блокам, как это реализовано в других ФС (и в ext3 в частности), а к объединённым пространствам диска из последовательно идущих кластеров, общим объёмом до 128 МБ, что существенно повышает производительность и уменьшает фрагментацию данных.

На сегодняшний день поддержка файловых систем семейства ext той или иной версии присутствует по умолчанию почти во всех Linux"ах. Из них, практически все системы 2010 года выпуска и старше поддерживают ext4. Для доступа к ext-разделам в Windows и MacOS требуется устанавливать специальное ПО и/или драйверы.

ReiserFS

Ещё одной молодой и перспективной файловой системой "родом" из мира Linux является ReiserFS . Стараниями команды американского разработчика Ганса Райзера она стала первой журналируемой ФС, которая была добавлена в ядро Linux версии 2.4.1 в 2001 году, как раз перед добавлением поддержки ext3.

Фактически, как и появившаяся вслед за ней ext3, ReiserFS дала возможность использовать в Linux полное или частичное журналирование. Однако, в отличие от ext3, имела больший допустимый размер файла (до 8 ТиБ против 2) и максимальную длину имени файла равную 255 символам, а не байтам (4032 байт).

Также одной из особенностей ReiserFS, за которую она полюбилась пользователям стала возможность менять размер раздела без его размонтирования. Подобной функции не было у ext2, но позднее она появилась в ext3, хотя ReiserFS в этом плане тоже была первой.

Несмотря на ряд преимуществ перед альтернативными файловыми системами своего времени, ReiserFS также не была лишена недостатков. К наиболее существенным из них стоит отнести довольно слабую отказоустойчивость при повреждении структуры метаданных и неэффективный алгоритм дефрагментации. Поэтому с 2004 года началась работа по улучшению файловой системы, которая стала известна под названием Reiser4 .

Правда, несмотря на ряд нововведений, улучшений и исправлений, новая файловая система осталась уделом немногих энтузиастов. Дело в том, что в 2006 году Ганс Райзер совершил убийство собственной жены и был взят под стражу, а позднее и заключён в тюрьму. Соответственно, его компания Namesys, которая занималась разработкой Reiser4, была расформирована. С тех пор поддержку и доработку файловой системы осуществляет группа разработчиков под курированием русского разработчика Эдуарда Шишкина.

В конечном итоге поддержка Reiser4 в ядро Linux до сих пор так и не добавлена, но ReiserFS имеется. Поэтому многие продолжают использовать её в различных сборках как файловую систему по умолчанию.

HFS

Говоря о файловых системах, характерных для различных операционок, нельзя не упомянуть о MacOS с её HFS (сокр. англ. "Hierarchical File System" - "иерархическая файловая система"). Первые версии данной системы появились ещё в 1985 году вместе с операционной системой Macintosh System 1.0:

По современным меркам данная файловая система была весьма малоэффективной, поэтому в 1998 года вместе с MacOS 8.1 появилась её улучшенная версия под названием HFS+ или Mac OS Extended , которая поддерживается до сегодняшнего дня.

Как и предшественница, HFS+ делит диск на блоки по 512 КБ (по умолчанию), которые объединяет в кластеры, ответственные за хранение тех или иных файлов. Однако, новая ФС имеет 32-битную адресацию (вместо 16-битной). Это позволяет избежать ограничений на размер записываемого файла и обеспечивает поддержку максимального размера тома до 8 ЭиБ (а в последних ревизиях до 16 ЭиБ).

Из других преимуществ HFS+ нужно отметить журналирование (под него выделяется целый скрытый том под названием HFSJ), а также многопоточность. Причём, если в NTFS альтернативные потоки не имеют особо чёткой регламентации на типы хранимой информации, то в HFS+ конкретно выделяется два потока: поток данных (хранит основные данные файлов) и поток с ресурсами (хранит метаданные файлов).

HFS+ практически идеальна для традиционных HDD, однако, как и рассмотренная выше ReiserFS, имеет не самые эффективные алгоритмы борьбы с фрагментацией данных. Поэтому с распространением SSD-накопителей и внедрением их в технику Apple всё чаще на смену ей приходит файловая система, разработанная в 2016 году APFS (сокр. англ. "Apple File System" - "Файловая система Apple"), появившаяся в настольной macOS High Sierra (10.13) и мобильной iOS 10.3.

Во многом APFS сходна с exFAT в плане оптимизации процессов чтения/записи, однако, в отличие от неё, имеет журналирование, поддерживает распределение прав доступа к данным, имеет улучшенные алгоритмы шифрования и сжатия данных, а также может работать с томами размером аж до 9 ЙиБ (не смейтесь - "йобибайт ") за счёт 64-битной адресации!

Единственным минусом APFS является то, что она поддерживается лишь современной техникой Apple и пока недоступна на других платформах.

Сравнение файловых систем

Сегодня мы рассмотрели много различных популярных файловых систем, поэтому не мешало бы свести все данные о них в единую таблицу:

Выводы

Как видим, для каждой операционной системы существует своя оптимальная файловая система, которая позволяет наиболее эффективно работать с данными. Например, для Windows - это NTFS, для MacOS - HFS+ или APFS. Исключением из правила можно считать лишь многочисленные дистрибутивы Linux. Здесь имеется не один десяток файловых систем, каждая со своими преимуществами и недостатками.

Большинству же пользователей Windows стоит запомнить лишь три наиболее распространённые ФС: FAT32 - для небольших флешек и старого оборудования, NTFS - для большинства компьютеров и exFAT - для ёмких флеш-накопителей и внешних SSD-дисков (об актуальности форматирования системного диска в exFAT до сих пор спорят в виду отсутствия журналирования и большей подверженности сбоям).

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.