Много устройств и файловых систем

Помимо общеизвестных FAT32 и NTFS, а также несколько менее знакомых рядовому пользователю HFS+, EXT и других файловых систем, существуют еще десятки различных ФС, созданных для различных устройств определенного назначения. На сегодняшний день, когда большинство людей имеют дома более одного компьютера и других цифровых устройств, на которых могут использоваться операционные системы Windows, Linux, Mac OS X, Android и другие, вопрос о том, как отформатировать флешку или иной переносной диск так, чтобы он читался во всех этих устройствах, является достаточно актуальным. И с этим возникают проблемы.

Совместимость

В настоящее время существует две наиболее распространенных файловых системы (для России) — это NTFS (Windows), FAT32 (старый стандарт Windows). Также могут использоваться файловые системы Mac OS и Linux.

Логичным было бы предположить, что современные операционные системы будут работать с файловыми системами друг друга по умолчанию, но в большинстве случаев это не так. Mac OS X не может записывать данные на диск, отформатированный в NTFS. Windows 7 не распознает диски HFS+ и EXT и либо игнорирует их, либо сообщает о том, что диск не отформатирован.

Многие дистрибутивы Linux, например, Ubuntu поддерживают большинство файловых систем по умолчанию. Копирование из одной системы в другую является обычным процессом для Linux. Большинство дистрибутивов поддерживают HFS+ и NTFS «из коробки» либо их поддержка устанавливается одним бесплатным компонентом.

Кроме этого, игровые консоли, такие как Xbox 360 или Playstation 3 предоставляют лишь ограниченный доступ к определенным файловым системам, и позволяют только считывать данные с USB носителя. Чтобы ознакомиться с тем, какие файловые системы и какими устройствами поддерживаются, взгляните на эту таблицу.

Стоит отметить, что в таблицы отражены возможности ОС по работе с файловыми системами по умолчанию. Как в Mac OS, так и в Windows вы можете загрузить дополнительное программное обеспечение, которое позволит работать с неподдерживаемыми форматами.

FAT32 — давно существующий формат и, благодаря этому, практически все устройства и операционные системы полностью поддерживают его. Таким образом, если вы отформатируете флешку в FAT32, она, почти гарантированно, прочтется где угодно. Однако, с этим форматом существует одна важная проблема: ограничение размера отдельного файла и отдельного тома. Если вам требуется хранить, записывать и считывать огромные файлы, FAT32 может не подойти. Теперь подробнее об ограничениях на размер.

Ограничения на размер файлов в файловых системах

Файловая система FAT32 была разработана достаточно давно и основывается на предыдущих версиях FAT, изначально применявшейся в ОС DOS. Дисков с сегодняшними объемами в то время не существовало, а потому каких-то предпосылок для того, чтобы обеспечить поддержку файлов размером более 4Гб файловой системой не было. На сегодняшний день, многим пользователям приходится сталкиваться с проблемами из-за этого. Ниже вы можете посмотреть сравнение файловых систем по размерам поддерживаемых файлов и разделов.

Современные файловые системы расширили ограничения на размер файлов до пределов, которые пока трудно представить (посмотрим, что будет лет через 20).

Каждая новая система выигрывает у FAT32 по размерам отдельных файлов и отдельного раздела диска. Таким образом, возраст FAT32 сказывается на возможности ее применения для различных целей. Одно из решений — использование файловой системы exFAT, поддержка которых появляется во многих операционных системах. Но, так или иначе, для обычной USB флешки, если на ней не хранятся файлы размером более 4 Гб, FAT32 будет самым лучшим выбором, а флешка будет прочитана практически где угодно.

А вдруг и это будет интересно:

В чем разница между FAT32, NTFS и exFAT файловыми системами

Каждый из нас хотя бы раз в жизни форматировал флешку, SD-карту, внешний или внутренний жесткий диск и наверняка помнит, что перед началом форматирования любого из вышеперечисленных устройств операционная система Windows всегда задает вопрос — в какую файловую систему вы хотите отформатировать ваше устройство: FAT32, NTFS или exFAT?

Разумеется, большинство пользователей не знают разницы между ними, и обычно выбирают тот вариант, который установлен по умолчанию. А всё потому что Windows, задавая этот вопрос, никак не объясняет разницу между ними. Мы же в этой статье постараемся понятным языком вам её объяснить и рассказать, чем отличается файловая система FAT32 от NTFS и exFAT.

Содержание:

1. Файловая система FAT32
2. Файловая система NTFS
3. Файловая система exFAT

FAT32 является самой старой из рассматриваемых файловых систем и чаще всего используется на переносных флеш-накопителях — флешках или SD-картах.

NTFS используется Windows как основная файловая система для диска, на котором установлена эта операционная система, и она также отлично подходит и для других встроенных дисков и разделов жесткого диска компьютера под управлением Windows.

exFAT является более современным аналогом устаревшей системы FAT32 и её поддерживает большее количество устройств, чем NTFS, но всё ещё не так много, как «классическую» FAT32.

Теперь давайте рассмотрим подробнее каждую из этих файловых систем.

Файловая система FAT32

FAT32 является самой старой файловой системой из рассматриваемых в этой статье. Она начала активно использоваться начиная с Windows 95 и пришла на замену еще более устаревшей системе — FAT16.

Большой возраст этой файловой системы имеет свои преимущества и недостатки.

К преимуществам в данном случае можно отнести тот факт, что FAT32 стала своеобразным стандартом и используется до сих пор во всех сменных носителях по умолчанию. Если вы сегодня купите флешку или SD-карту — «с завода» на ней будет установлена файловая система FAT32. Сделано это в первую очередь для того, что бы ваш сменный носитель могли поддерживать не только современные компьютера и гаджета, но и старые устройства и игровые консоли, которые имеют USB порт и умеют работать только с файловой системой FAT32.

Однако, в связи с возрастом этой системы, она имеет и некоторые недостатки, основным из которых является ограничение по размеру файла и всего тома. Каждый отдельный файл в этой файловой системе не может иметь размер больше 4 гигабайт, а весь раздел с файловой системой FAT32 не может быть более 8 терабайт.

Однако пока что эта файловая система еще вполне подходит для переносных устройств (вроде флешек и SD-карт, на которых размещаются множество небольших файлов), но вот для жесткого диска компьютера она уже совсем не годится. В первую очередь, ей не хватает некоторых функций безопасности, которые имеются в более современной файловой системе NTFS, и отчасти из-за этого вы уже не сможете установить современную версию Windows на диск с системой FAT32, вам потребуется переформатировать его в NTFS.

Совместимость FAT32

Устройства с файловой системой FAT32 являются наиболее универсальными и совместимы со всеми версиями операционных систем Windows, Mac OS, Linux, любыми игровыми консолями и в общем практически всем, что имеет USB порт.

Ограничения FAT32

Основным минусом этой файловой системы являются ограничения на размер файла и тома — максимальный размер файла не может превышать 4 GB, а максимальный размер раздела ограничен 8 TB.

Применение FAT32

Основной сферой использования этой файловой системы являются внешние накопители данных, на которых не предполагается хранение файлов большого размера и которым требуется максимальная совместимость с как можно большим количеством разнообразных устройств.

Файловая система NTFS

NTFS — это более современная и технологичная файловая система, о чем говорит даже расшифровка аббревиатуры её названия -«new technology file system». Больше всего её любит операционная система Windows, что в общем и не удивительно — ведь и то, и другое, разработано компанией Microsoft.

Начиная с версии операционной системы от Microsoft под названием XP, в которой система NTFS впервые и стала стандартном, при установке Windows диалоговое окно обязательно попросит вас отформатировать системный раздел именно в эту файловую систему. На данный момент считается, что об ограничениях файловой системы NTFS вам, теоретически, не придётся беспокоиться ещё долгие годы.

Помимо отсутствия серьезных ограничений на размер файла и раздела, NTFS имеет несколько дополнительных преимуществ, таких как: поддержка прав доступа к файлам (для повышения безопасности данных), журналирование изменений (для восстановления файловой структуры в случае сбоя), шифрование, дисковые квоты, жёсткие ссылки, и другие современные функции, которые делают NTFS идеальной для системного диска.

К несчастью, NTFS не совместима с большинством других операционных систем, так как она была разработана под требования ОС Windows. С ней отлично работают все версии операционной системы от Microsoft начиная с XP и заканчивая последней на сегодняшний день Windows 10, но вот другие ОС имеют значительные ограничения при работе с ней.

К примеру, Mac OS может только считывать данные с дисков с файловой системой NTFS, но не может записывать на них. Некоторые редкие дистрибутивы линукса могут иметь возможность записи на диски с NTFS, но большинство всё же ограничены лишь чтением информации. Ни одна из версии Playstation не может работать с NTFS, так же как и Xbox 360 от Microsoft, и лишь новая Xbox One поддерживает эту файловую систему.

Совместимость NTFS

Эта файловая система отлично работает со всеми последними версиями операционной системы Windows начиная с XP, имеет ограничения на запись в Mac OS и Linux, и не работает с большинством других устройств, за исключением разве что Xbox One.

Ограничения NTFS

Ограничения на размер фалов или разделов в NTFS еще долго не должны упереться в рамки, так что можно сказать, что на данный момент их нет.

Применение NTFS

Использование этой файловой системы разумно только на жестких дисках и SSD, на которых установлена операционная система Windows, так как только лишь с ней этот формат раскрывает все свои преимущества.

Файловая система exFAT

exFAT была впервые представлена в 2008 году и является наиболее современной из рассматриваемых в этой статье файловых систем, её поддержка была добавлена в Windows начиная с версии XP при помощи обновлений ОС.

Файловая система exFAT была создана и оптимизирована для использования на внешних накопителях — флешках, SD-картах и внешних жестких дисках, и призвана заменить собой устаревшую систему FAT32. Она является самой легкой и простой файловой системой благодаря отсутствию различных специализированных особенностей, присущих NTFS, равно как и практически полному отсутствию ограничений на размер файла и раздела, которые имеет FAT32.

Также exFAT обладает лучшей совместимостью с различными операционными системами, чем NTFS, и устройства с ней отлично читаются и перезаписываются как на Windows и Mac OS, так и на Linux (при условии установки некоторого программного обеспечения).

Так как exFAT поддерживается операционной системой Mac OS по умолчанию, то вероятно она будет поддерживаться и большинством других современных девайсов, с которым работают устройства от Apple, например, цифровыми камерами.

Современные версии игровых консолей, такие как Xbox One и Playstation 4, также поддерживают устройства с файловой системой exFAT, в отличие от их предыдущих версий (Xbox 360 и Playstation 3).

Совместимость exFAT

exFAT отлично работает со всеми современными версиями Windows (начиная с XP) и Mac OS. Для работы с Linux потребуется установка дополнительного программного обеспечения. Эту файловую систему поддерживает намного больше различных устройств, чем NTFS, однако некоторые из них (в основном старые версии) всё еще могут работать только с FAT32.

Ограничения exFAT

Также, как и в случае с NTFS, реалистичных ограничений на размер файла или раздела в системе exFAT пока что нет.

Применение exFAT

Эта файловая система отлично подходит для использования на различных съемных носителях, размер файлов на которых может превышать 4 GB (внешние жесткие диски, флешки большого объема). Если все устройства, с которыми вы работаете, являются современными, вы вполне можете отказаться от FAT32 на съемных накопителях в пользу exFAT.

Подводя итог можно сделать следующие выводы: NTFS отлично подходит для системного жесткого диска с ОС Windows, exFAT лучше использовать на съемных носителях информации, а FAT32 стоит использовать лишь в том случае, если вы хотите добиться максимальной совместимости со всем разнообразием ваших устройств.

© OchProsto.com

Как форматировать флешку в FAT32 или NTFS? Характеристики файловых систем

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

Что такое файловая система

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

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

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

Познакомимся с каждой из них поподробнее.

FAT32

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

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

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

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

NTFS

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

Кроме того, файловая система подразумевает и следующие возможности:

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

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

exFAT

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

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

EXT2, 3 и HFS+

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

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

Как форматировать флешку в FAT32

Алгоритм очень несложный:

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

Как отформатировать флешку в NTFS

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

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

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

Вспомогательные программы

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

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

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

Какую файловую таблицу выбрать для системного раздела: FAT 32 или NTFS?

В процессе установки Microsoft Windows XP, Vista, 7, 8 у пользователей нередко возникает вопрос: какую файловую систему выбрать для раздела, в который будет установлена Windows? Если вам необходимо быстрое решение данной проблемы, то совет будет довольно простым: NTFS обеспечивает существенно большую безопасность и компактность хранения данных. Вместе с тем, при использовании NTFS вы лишаетесь возможности получить доступ к дисковому разделу в режиме MSDOS, например загрузившись с аварийной дискеты; кроме того, если В1 данном разделе хранились зашифрованные данные, при полном крушении системы они, скорее всего, будут безвозвратно утеряны.

В случае с FAT 32 вы в любой момент сможете изменить хранящиеся в данном разделе файлы и папки, запустив компьютер с загрузочной дискеты DOS, но данная файловая система чуть менее надежна в случае отказа ОС или аппаратного сбоя и относится к свободному дисковому пространству чуть более расточительно. Так что в каждом случае файловую систему следует выбирать, исходя из ваших текущих потребностей. Если же вам необходима более подробная информация об обоих стандартах, она изложена далее. Хранение данных на дисках современных компьютеров осуществляется в соответствии с так называемой кластерной архитектурой. Давайте попытаемся разобраться, что это такое. Прежде всего, существует общепринятая логическая структура диска, предназначенная для физической адресации дисковых устройств, которая включает в себя понятия цилиндра (дорожки) и стороны (головки) диска. Например, используемая в настоящее время спецификация P-CHS позволяет адресовать на аппаратном уровне 65 535 цилиндров и 16 головок, что составляет 136 Гбайт информации. Каждый цилиндр (дорожка) дробится на определенное количество секторов — небольших участков дискового пространства, непосредственно предназначенных для хранения данных.

Размер одного сектора составляет 512 байт. Обратиться к какому-либо конкретному сектору можно либо по его индивидуальному номеру, либо по комбинированному номеру, состоящему из номера головки (стороны), номера цилиндра (дорожки) и номера сектора на этой дорожке. Однако адресация дискового пространства по принципу «головка — дорожка — сектор» с объективной точки зрения неудобна: объемы жестких дисков постоянно растут, в связи с чем операционным системам требовалось бы все больше времени для выполнения процедур поиска и считывания/записи информации по отдельным секторам диска. Именно тогда появилось понятие кластера — состоящего из нескольких секторов дискового пространства, воспринимаемого операционной системой как единое целое. Иными словами кластер — это минимальный объем дискового пространства, в котором операционной системой могут быть записаны какие-либо данные. Физический размер кластера и количество составляющих его секторов зависят от совокупного объема раздела диска, исключение здесь составляет разве что файловая таблица NTFS, о которой мы побеседуем несколько позже. Зависимость размера кластера от размера дискового раздела показана Записываемый на диск файл большого объема также разделяется на некоторое количество составляющих, каждая из которых помещается в собственный кластер вместе со сведениями о том, где система должна искать «продолжение» файла. При загрузке программ или считывании какого-либо документа головка винчестера последовательно проходит требуемые кластеры диска, «собирая» считываемую информацию в оперативной памяти воедино. Согласно характеристикам алгоритма записи данных на диск, внутренней архитектуре, а также механизму их размещения, различается несколько видов файловых систем. Microsoft Windows XP поддерживает несколько типов файловых систем, среди которых можно перечислить следующие:

• FAT (FAT 16) — файловая система, наиболее подходящая для большинства дисков, работающих не только с Windows XP или Windows 2000, но и с операционными системами семейства Windows более ранних версий, а также с платформами MS-DOS и OS/2. При форматировании дисков большого объема, например винчестеров, этот режим становится недоступен, если объем диска превышает 2 Гбайт;
• FAT 32 — усовершенствованная версия файловой таблицы FAT, позволяющая работать с жесткими дисками объемом до 32 Гбайт, а также хранить информацию на диске более компактно за счет меньшего размера кластера. FAT 32 распознается операционными системами Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows ME, Windows 2000 и Windows XP. ОС Windows 3.1, 3.11, Windows NT 4.0 и ранние версии Windows 95 не смогут работать с диском, содержащим разделы FAT 32, или загрузиться с дискеты, использующей эту таблицу размещения данных;
• NTFS — файловая система, специально разработанная для ОС семейства Windows NT. Позволяет использовать возможности ограничения доступа, шифрования, компрессии и восстановления утраченной информации. Форматировать разделы жесткого диска или дискеты в формате NTFS можно только тогда, когда на вашем компьютере не используется никакая другая операционная система, кроме Windows XP или Windows 2000. Все остальные ОС не смогут обратиться к созданному Windows XP разделу NTFS или загрузиться с дискеты, использующей эту таблицу размещения данных. Файловая система NTFS по умолчанию устанавливает размер кластера равным 512 байт, что позволяет располагать данные на диске более оптимально, в то же время пользователь может настроить размер кластера. Максимальный размер кластера, который можно установить, составляет 64 Кбайт. Теоретически, NTFS открывает возможность адресовать дисковые разделы объемом до 16777 216 Тбайт, однако эта возможность все еще остается абстрактной, поскольку на сегодняшнее время не существует физических носителей, способных хранить такие объемы информации. В разделе, отформатированном под NTFS,1 содержатся две копии таблицы размещения файлов, которая в данной файловой системе носит название MFT (Master File Table), причем поврежденные данные в основной таблице восстанавливаются из резервной копии автоматически. Более того, информация в раздел NTFS записывается путем передачи управления записью/чтением не драйверу диска, а драйверу ввода-вывода NTFS, который с использованием системного кэша, управляемого собственным менеджером (Cache Manager), копирует массив данных в виртуальную память, а оттуда уже передает информацию драйверу диска, который перенаправляет ее контроллеру. Вся эта процедура фиксируется в специальном системном журнале, который используется системой в случае возникновения ошибок чтения/записи. Таким образом, NTFS обеспечивает надежность хранения данных на диске: в случае возникновения сбоев при сохранении, копировании, удалении или перемещении папок или файлов уничтожаются только данные, хранящиеся в виртуальной памяти или системном кэше, вся записанная на диске информация остается в полной сохранности. Безусловно, столь усложненный алгоритм работы с данными имеет и несколько серьезных недостатков: во-первых, обмен информацией с разделами NTFS происходит в несколько раз медленнее, чем с разделами FAT, во-вторых, использование NTFS требует, чтобы при запуске системы было загружено несколько дополнительных драйверов и сервисов, которые занимают оперативную память и при недостаточном ее количестве могут замедлить работу компьютера. Помимо прочих полезных свойств, NTFS позволяет шифровать хранящиеся на диске данные и сжимать отдельные файловые объекты, причем компрессия производится таким образом, что пользователь может продолжать работать со сжатыми файлами как с обычными. Этот подход позволяет заметно сэкономить дисковое пространство. И наконец, NTFS «умеет» напрямую работать с кодовыми страницами Unicode (UTF-8), что позволяет назначать файловым объектам имена в любой национальной кодировке, не изменяя всякий раз кодовую страницу вручную. В Microsoft Windows XP используется файловая система NTFS 5.0, которая претерпела ряд функциональных изменений по сравнению с NTFS 4. Во-первых, в NTFS 5 наконец появилась давно ожидаемая пользователями функция квотирования, хорошо знакомая пользователям UNIX-подобных операционных систем. Квотирование означает, что каждому пользователю компьютера, имеющему в Windows XP собственную учетную запись, администратор может назначить максимальный объем дискового пространства, которое тот может использовать. Таким образом, перед администратором компьютера открывается возможность гибко управлять дисковыми ресурсами своей системы, не допуская «засорения» диска большими массивами неактуальной информации. Квотирование доступно не только применительно к пользователям не присоединенного к сети компьютера, но и к пользователям локальной сети, причем создаваемые ими файлы могут располагаться не в одной папке, а на всех доступных дисках в произвольном порядке: в данном случае квота будет определяться исходя из их совокупного объема. Еще одно важное свойство Windows XP, появившееся в данной ОС благодаря обеспечиваемой ею поддержке файловой системы NTFS 5, — это поиск файлов по названию учетной записи, с помощью которой они были созданы. Данная функция может быть очень полезна в случае, если на вашем компьютере работает более одного пользователя, а на дисках хранятся большие объемы информации. При использовании на одном компьютере нескольких различных ОС необходимо очень осторожно выбирать размещаемые в дисковых разделах файловые системы. Разобраться в том, какие системные платформы умеют работать с поддерживаемыми Windows XP файловыми системами.

Какая файловая система лучше: FAT32 либо NTFS

Я не зря назвал так данную статью, поскольку частенько слышу подобный вопрос. Многие откуда-то слышали, что NTFS лучше, а чем, почему – никто не знает. Вопросы эти возникают при установке операционной системы, когда программа вас спрашивает: в какой файловой системе форматировать выбранный раздел? Или же вы собрались отформатировать флешку, а с файловой системой определиться не можете.

Итак, давайте подробно разберем, почему именно NTFS лучше, и в каких случаях все-таки необходимо выбирать FAT32.

Немного теории

Файловая система – это способ организации данных на физических носителях информации (винчестеры, флешки и т.д.). Главной ее функцией является определение, каким образом на жестком диске будут записаны ваши файлы, и предоставлен доступ операционной системе к ним.

В свою очередь жесткий диск – это набор огромного количества кластеров (области диска определенного размера), основной функцией которых является хранение данных.

Файловая система FAT32 (до нее была FAT16) появилась раньше NTFS. Расшифровывается аббревиатура, как File Allocation Table, что переводится: таблица размещения файлов. Если вы работаете на стареньком компьютере с установленной ОС Windows 95/98, то с большой долей вероятности на нем используется FAT. Если же у вас ОС Windows 2000/XP, то здесь может быть, как FAT, так и NTFS. Чтобы это проверить, в «Проводнике» кликните по любому разделу диска правой кнопкой и перейдите в «Свойства».

С развитием технологий на смену FAT32 пришла NTFS – New Technology File System — Файловая Система Новой Технологии. Она позволяет работать с размером файла больше, чем существующие диски (на данный момент). Также максимальный создаваемый раздел в ней может быть до 16EB.

Преимущества и недостатки FAT32

Не прихотлива к установленному объему оперативной памяти на ПК. Есть ограничение в количестве символов, которые можно использовать в названии файлов – их 256.

Максимальный размер тома в данной системе 128 Гб, максимальный размер кластера – 64 кб. Также утилита администрирования дисков не даст создать раздел, объем которого будет больше 32 Гб. На устройство с данной файловой системой не получится записать один файл, размер которого превышает 4 Гб. Устройство с FAT 32 сильно фрагментируется (когда части записываемого файла находятся в разных частях диска), что влияет на его быстродействие – оно ухудшается.

Также многие замечали, что почти все новые USB-накопители отформатированы именно в FAT32. Это потому, что она обеспечивает быструю скорость чтения, записи и копирования файлов на флешку.

Основные особенности NTFS

У NTFS требования к установленной на ПК оперативной памяти больше. Соответственно, она лучше подойдет для современных компьютеров. Также здесь было реализовано шифрование данных на уровне файловой системы. Сжатие тоже происходит на уровне файловой системы, благодаря этому данные можно распаковывать сходу.

Максимальный размер кластера здесь – 4кб, размер тома — 2ТБ. 12 % от объема устройства займет таблица файлов Master File Table или MFT. Это каталог, в котором сохраняются ссылки на другие файлы. Благодаря ему искать информацию можно быстрее. То есть, если записывать будете много файлов, лучше выбрать NTFS. Если файлы размером в несколько байт, то они хранятся прямо в системном файле MFT, что ускоряет время доступа к ним.

Также следует помнить, что отформатированные в NTFS устройства в Mac OS X будут открываться только для чтения. И чем дольше вы будете работать с заполненным на 80 % диском, тем ниже будет его быстродействие.

На что влияет размер кластера

У FAT32 его максимальный размер 64 кб, а у NTFS – 4 кб. Давайте разберемся, на что это влияет.

Один кластер может хранить данные только одного файла. То есть, если файл весит 3 кб, а файловая система — FAT32, то занимать он на жестком диске будет 32 кб.

Вот еще один пример: файл, размером 8 кб будет полностью занимать 2 кластера в системе NTFS и 8 кб на жестком диске, и один кластер в системе FAT32, но при этом аж 32 кб на жестком диске. Представьте, если таких файлов наберется много.

Отсюда следует вывод, что, если перевести жесткий диск на 80 Гб из FAT32 в NTFS, то можно освободить около 1 Гб свободного места.

Какую файловую систему выбрать

На данный момент используются жесткие диски с большим объемом 320, 400 Гб и т.д., на которых, естественно, используется файловая система NTFS. Именно ее я и рекомендую использовать для оптимального использования винчестера большого объема при наличии маленьких файлов в системе.

Если у Вас очень старенький компьютер и на нем винчестер маленького объема, естественно Windows XP на него не станет, либо станет, но будет очень медленно работать. В таком случае необходимо будет выбрать файловую систему FAT32 и поставить на нее Windows 98. Если у вас разделы отформатированы в разных файловых системах, то в таком случае те разделы, которые отформатированы в NTFS из-под Windows 98 видны не будут. Также ориентируйтесь на установленную оперативную память. Если ее объем небольшой, выберите FAT32.

Теперь о том, какая файловая система лучше для флешки. Я считаю, что лучше отдать предпочтение FAT32, поскольку ее понимает ОС Windows, начиная с XP, Mac OS, Ubuntu, Xbox 360 и другие. Если USB-накопитель планируется использовать для хранения больших файлов, например, фильм объемом 5-6 Гб, то отформатируйте его в NTFS.

Как видите, ответить прямо на вопрос: что лучше FAT32 или NTFS, невозможно. Ориентируйтесь на характеристики своего компьютера, во время установки операционной системы. Если это съемный жесткий диск или флешка, то, в первую очередь, обращайте внимание на то, какие данные вы собираетесь хранить на устройстве.

Вебмастер. Высшее образование по специальности «Защита информации». Создатель портала comp-profi.com. Автор большинства статей и уроков компьютерной грамотности

Быстродействие FAT и NTFS

В этой статье я попытаюсь дать оценку быстродействию файловых систем, используемых в операционных системах Windows95/98/ME, а также WindowsNT/2000. Статья не содержит графиков и результатов тестирований, так как эти результаты слишком сильно зависят от случая, методик тестирования и конкретных систем, и не имеют почти никакой связи с реальным положением дел. В этом материале я вместо этого постараюсь описать общие тенденции и соображения, связанные с производительностью файловых систем. Прочитав данный материал, вы получите информацию для размышлений и сможете сами сделать выводы, понять, какая система будет быстрее в ваших условиях, и почему. Возможно, некоторые факты помогут вам также оптимизировать быстродействие своей машины с точки зрения файловых систем, подскажут какие-то решения, которые приведут к повышению скорости работы всего компьютера. В данном обзоре упоминаются три системы — FAT (далее FAT16), FAT32 и NTFS, так как основной вопрос, стоящий перед пользователями Windows2000 — это выбор между этими вариантами. Я приношу извинение пользователям других файловых систем, но проблема выбора между двумя, внешне совершенно равнозначными, вариантами со всей остротой стоит сейчас только в среде Windows2000. Я надеюсь, всё же, что изложенные соображения покажутся вам любопытными, и вы сможете сделать какие-то выводы и о тех системах, с которыми вам приходится работать.

Данная статья состоит из множества разделов, каждый из которых посвящен какому-то одному вопросу быстродействия. Многие из этих разделов в определенных местах тесно переплетаются между собой. Тем не менее, чтобы не превращать статью в кашу, в соответствующем разделе я буду писать только о том, что имеет отношение к обсуждаемый в данный момент теме, и ни о чем более. Если вы не нашли каких-то важных фактов в тексте — не спешите удивляться: скорее всего, вы встретите их позже. Прошу вас также не делать никаких поспешных выводов о недостатках и преимуществах той или иной системы, так как противоречий и подводных камней в этих рассуждениях очень и очень много. В конце я попытаюсь собрать воедино всё, что можно сказать о быстродействии систем в реальных условиях.1. Теория

Самое фундаментальное свойство любой файловой системы, влияющее на быстродействие всех дисковых операций — структура организации и хранения информации, т. е. то, как, собственно, устроена сама файловая система. Первый раздел — попытка анализа именно этого аспекта работы, т. е. физической работы со структурами и данными файловой системы. Теоретические рассуждения, в принципе, могут быть пропущены — те, кто интересуется лишь чисто практическими аспектами быстродействия файловых систем, могут обратиться сразу ко второй части статьи.

Для начала хотелось бы заметить, что любая файловая система так или иначе хранит файлы. Доступ к данным файлов — основная и неотъемлемая часть работы с файловой системой, и поэтому прежде всего нужно сказать пару слов об этом. Любая файловая система хранит данные файлов в неких объемах — секторах, которые используются аппаратурой и драйвером как самая маленькая единица полезной информации диска. Размер сектора в подавляющем числе современных систем составляет 512 байт, и все файловые системы просто читают эту информацию и передают её без какой либо обработки приложениям. Есть ли тут какие-то исключения? Практически нет. Если файл хранится в сжатом или закодированном виде — как это возможно, к примеру, в системе NTFS — то, конечно, на восстановление или расшифровку информации тратится время и ресурсы процессора. В остальных случаях чтение и запись самих данных файла осуществляется с одинаковой скоростью, какую файловую систему вы не использовали бы.

Обратим внимание на основные процессы, осуществляемые системой для доступа к файлам:

Поиск данных файла

Выяснение того, в каких областях диска хранится тот или иной фрагмент файла — процесс, который имеет принципиально разное воплощение в различных файловых системах. Имейте в виду, что это лишь поиск информации о местоположении файла — доступ к самим данным, фрагментированы они или нет, здесь уже не рассматривается, так как этот процесс совершенно одинаков для всех систем. Речь идет о тех «лишних» действиях, которые приходится выполнять системе перед доступом к реальным данным файлов.

На что влияет этот параметр: на скорость навигации по файлу (доступ к произвольному фрагменту файла). Любая работа с большими файлами данных и документов, если их размер — несколько мегабайт и более. Этот параметр показывает, насколько сильно сама файловая система страдает от фрагментации файлов.

• NTFS способна обеспечить быстрый поиск фрагментов, поскольку вся информация хранится в нескольких очень компактных записях (типичный размер — несколько килобайт). Если файл очень сильно фрагментирован (содержит большое число фрагментов) — NTFS придется использовать много записей, что часто заставит хранить их в разных местах. Лишние движения головок при поиске этих данных, в таком случае, приведут к сильному замедлению процесса поиска данных о местоположении файла.
• FAT32, из-за большой области самой таблицы размещения будет испытывать огромные трудности, если фрагменты файла разбросаны по всему диску. Дело в том, что FAT (File Allocation Table, таблица размещения файлов) представляет собой мини-образ диска, куда включен каждый его кластер. Для доступа к фрагменту файла в системе FAT16 и FAT32 приходится обращаться к соответствующей частичке FAT. Если файл, к примеру, расположен в трех фрагментах — в начале диска, в середине, и в конце — то в системе FAT нам придется обратиться к фрагменту FAT также в его начале, в середине и в конце. В системе FAT16, где максимальный размер области FAT составляет 128 Кбайт, это не составит проблемы — вся область FAT просто хранится в памяти, или же считывается с диска целиком за один проход и буферизируется. FAT32 же, напротив, имеет типичный размер области FAT порядка сотен килобайт, а на больших дисках — даже несколько мегабайт. Если файл расположен в разных частях диска — это вынуждает систему совершать движения головок винчестера столько раз, сколько групп фрагментов в разных областях имеет файл, а это очень и очень сильно замедляет процесс поиска фрагментов файла.

Вывод: Абсолютный лидер — FAT16, он никогда не заставит систему делать лишние дисковые операции для данной цели. Затем идет NTFS — эта система также не требует чтения лишней информации, по крайней мере, до того момента, пока файл имеет разумное число фрагментов. FAT32 испытывает огромные трудности, вплоть до чтения лишних сотен килобайт из области FAT, если файл разбросан разным областям диска. Работа с внушительными по размеру файлами на FAT32 в любом случае сопряжена с огромными трудностями — понять, в каком месте на диске расположен тот или иной фрагмент файла, можно лишь изучив всю последовательность кластеров файла с самого начала, обрабатывая за один раз один кластер (через каждые 4 Кбайт файла в типичной системе). Стоит отметить, что если файл фрагментирован, но лежит компактной кучей фрагментов — FAT32 всё же не испытывает больших трудностей, так как физический доступ к области FAT будет также компактен и буферизован.

Поиск свободного места

Данная операция производится в том случае, если файл нужно создать с нуля или скопировать на диск. Поиск места под физические данные файла зависит от того, как хранится информация о занятых участках диска.

На что влияет этот параметр: на скорость создания файлов, особенно больших. Сохранение или создание в реальном времени больших мультимедийных файлов (.wav, к примеру), копирование больших объемов информации, т. д. Этот параметр показывает, насколько быстро система сможет найти место для записи на диск новых данных, и какие операции ей придется для этого проделать.

• Для определения того, свободен ли данный кластер или нет, системы на основе FAT должны просмотреть одну запись FAT, соответствующую этому кластеру. Размер одной записи FAT16 составляет 16 бит, одной записи FAT32 — 32 бита. Для поиска свободного места на диске может потребоваться просмотреть почти всего FAT — это 128 Кбайт (максимум) для FAT16 и до нескольких мегабайт (!) — в FAT32. Для того, чтобы не превращать поиск свободного места в катастрофу (для FAT32), операционной системе приходится идти на различные ухищрения.
• NTFS имеет битовую карту свободного места, одному кластеру соответствует 1 бит. Для поиска свободного места на диске приходится оценивать объемы в десятки раз меньшие, чем в системах FAT и FAT32.

Вывод: NTFS имеет наиболее эффективную систему нахождения свободного места. Стоит отметить, что действовать «в лоб» на FAT16 или FAT32 очень медленно, поэтому для нахождения свободного места в этих системах применяются различные методы оптимизации, в результате чего и там достигается приемлемая скорость. (Одно можно сказать наверняка — поиск свободного места при работе в DOS на FAT32 — катастрофический по скорости процесс, поскольку никакая оптимизация невозможна без поддержки хоть сколь серьезной операционной системы).

Работа с каталогами и файлами

Каждая файловая система выполняет элементарные операции с файлами — доступ, удаление, создание, перемещение и т.д. Скорость работы этих операций зависит от принципов организации хранения данных об отдельных файлах и от устройства структур каталогов.

На что влияет этот параметр: на скорость осуществления любых операций с файлом, в том числе — на скорость любой операции доступа к файлу, особенно — в каталогах с большим числом файлов (тысячи).

• FAT16 и FAT32 имеют очень компактные каталоги, размер каждой записи которых предельно мал. Более того, из-за сложившейся исторически системы хранения длинных имен файлов (более 11 символов), в каталогах систем FAT используется не очень эффективная и на первый взгляд неудачная, но зато очень экономная структура хранения этих самих длинных имен файлов. Работа с каталогами FAT производится достаточно быстро, так как в подавляющем числе случаев каталог (файл данных каталога) не фрагментирован и находится на диске в одном месте.
  Единственная проблема, которая может существенно понизить скорость работы каталогов FAT — большое количество файлов в одном каталоге (порядка тысячи или более). Система хранения данных — линейный массив — не позволяет организовать эффективный поиск файлов в таком каталоге, и для нахождения данного файла приходится перебирать большой объем данных (в среднем — половину файла каталога).
• NTFS использует гораздо более эффективный способ адресации — бинарное дерево, о принципе работы которого можно прочесть в другой статье («Файловая система NTFS»). Эта организация позволяет эффективно работать с каталогами любого размера — каталогам NTFS не страшно увеличение количества файлов в одном каталоге и до десятков тысяч.
  Стоит заметить, однако, что сам каталог NTFS представляет собой гораздо менее компактную структуру, нежели каталог FAT — это связано с гораздо большим (в несколько раз) размером одной записи каталога. Данное обстоятельство приводит к тому, что каталоги на томе NTFS в подавляющем числе случаев сильно фрагментированы. Размер типичного каталога на FAT-е укладывается в один кластер, тогда как сотня файлов (и даже меньше) в каталоге на NTFS уже приводит к размеру файла каталога, превышающему типичный размер одного кластера. Это, в свою очередь, почти гарантирует фрагментацию файла каталога, что, к сожалению, довольно часто сводит на нет все преимущества гораздо более эффективной организации самих данных.

Вывод: структура каталогов на NTFS теоретически гораздо эффективнее, но при размере каталога в несколько сотен файлов это практически не имеет значения. Фрагментация каталогов NTFS, однако, уверенно наступает уже при таком размере каталога. Для малых и средних каталогов NTFS, как это не печально, имеет на практике меньшее быстродействие.

Преимущества каталогов NTFS становятся реальными и неоспоримыми только в том случае, если в одно каталоге присутствуют тысячи файлов — в этом случае быстродействие компенсирует фрагментированность самого каталога и трудности с физическим обращением к данным (в первый раз — далее каталог кэшируется). Напряженная работа с каталогами, содержащими порядка тысячи и более файлов, проходит на NTFS буквально в несколько раз быстрее, а иногда выигрыш в скорости по сравнению с FAT и FAT32 достигает десятков раз.2. Практика

К сожалению, как это часто бывает во всевозможных компьютерных вопросах, практика не очень хорошо согласуется с теорией. NTFS, имеющая, казалось бы, очевидные преимущества в структуре, показывает не настолько уж фантастические результаты, как можно было бы ожидать. Какие еще соображения влияют на быстродействие файловой системы? Каждый из рассматриваемых далее вопросов вносит свой вклад в итоговое быстродействие. Помните, однако, что реальное быстродействие — результат действия сразу всех факторов, поэтому и в этой части статьи не стоит делать поспешных выводов.

2.1. Объем оперативной памяти (кэширование)

Очень многие данные современных файловых систем кэшируются или буферизируются в памяти компьютера, что позволяет избежать лишних операций физического чтения данных с диска. Для нормальной (высокопроизводительной) работы системы в кэше приходится хранить следующие типы информации:

• Данные о физическом местоположении всех открытых файлов. Это, прежде всего, позволит обращаться к системным файлам и библиотекам, доступ к которым идет буквально постоянно, без чтения служебной (не относящейся к самим файлам) информации с диска. Это же относится к тем файлам, которые исполняются в данный момент — т. е. к выполняемым модулям (.exe и .dll) активных процессов в системе. В эту категорию попадают также файлы системы, с которыми производится работа (прежде всего реестр и виртуальная память, различные .ini файлы, а также файлы документов и приложений).
• Наиболее часто используемые каталоги. К таковым можно отнести рабочий стол, меню «пуск», системные каталоги, каталоги кэша интернета, и т. п.
• Данные о свободном месте диска — т. е. та информация, которая позволит найти место для сохранения на диск новых данных.

В случае, если этот базовый объем информации не будет доступен прямо в оперативной памяти, системе придется совершать множество ненужных операций еще до того, как она начнет работу с реальными данными. Что входит в эти объемы в разных файловых системах? Или, вопрос в более практической плоскости — каким объемом свободной оперативной памяти надо располагать, чтобы эффективно работать с той или иной файловой системой?

• FAT16 имеет очень мало данных, отвечающих за организацию файловой системы. Из служебных областей можно выделить только саму область FAT, которая не может превышать 128 Кбайт (!) — эта область отвечает и за поиск фрагментов файлов, и за поиск свободного места на томе. Каталоги системы FAT также очень компактны. Общий объем памяти, необходимый для предельно эффективной работы с FAT-ом, может колебаться от сотни килобайт и до мегабайта-другого — при условии огромного числа и размера каталогов, с которыми ведется работа.
• FAT32 отличается от FAT16 лишь тем, что сама область FAT может иметь более внушительные размеры. На томах порядка 5 — 10 Гбайт область FAT может занимать объем в несколько Мбайт, и это уже очень внушительный объем, надежно кэшировать который не представляется возможным. Тем не менее, область FAT, а вернее те фрагменты, которые отвечают за местоположение рабочих файлов, в подавляющем большинстве систем находятся в памяти машины — на это расходуется порядка нескольких Мбайт оперативной памяти.
• NTFS, к сожалению, имеет гораздо большие требования к памяти, необходимой для работы системы. Прежде всего, кэширование сильно затрудняет большие размеры каталогов. Размер одних только каталогов, с которыми активно ведет работу система, может запросто доходить до нескольких Мбайт и даже десятков Мбайт! Добавьте к этому необходимость кэшировать карту свободного места тома (сотни Кбайт) и записи MFT для файлов, с которыми осуществляется работа (в типичной системе — по 1 Кбайт на каждый файл). К счастью, NTFS имеет удачную систему хранения данных, которая не приводит к увеличению каких-либо фиксированных областей при увеличении объема диска. Количество данных, с которым оперирует система на основе NTFS, практически не зависит от объема тома, и основной вклад в объемы данных, которые необходимо кэшировать, вносят каталоги. Тем не менее, уже этого вполне достаточно для того, чтобы только минимальный объем данных, необходимых для кэширования базовых областей NTFS, доходил до 5 — 8 Мбайт.

К сожалению, можно с уверенностью сказать: NTFS теряет огромное количество своего теоретического быстродействия из-за недостаточного кэширования. На системах, имеющих менее 64 Мбайт памяти, NTFS просто не может оказаться быстрее FAT16 или FAT32. Единственное исключение из этого правила — диски FAT32, имеющие объем десятки Гбайт (я бы лично серьезно опасался дисков FAT32 объемом свыше, скажем, 30 Гбайт). В остальных же случаях — системы с менее чем 64 мегабайтами памяти просто обязаны работать с FAT32 быстрее.

Типичный в настоящее время объем памяти в 64 Мбайта, к сожалению, также не дает возможности организовать эффективную работу с NTFS. На малых и средних дисках (до 10 Гбайт) в типичных системах FAT32 будет работать, пожалуй, немного быстрее. Единственное, что можно сказать по поводу быстродействия систем с таким объемом оперативной памяти — системы, работающие с FAT32, будут гораздо сильнее страдать от фрагментации, чем системы на NTFS. Но если хотя бы изредка дефрагментировать диски, то FAT32, с точки зрения быстродействия, является предпочтительным вариантом. Многие люди, тем не менее, выбирают в таких системах NTFS — просто из-за того, что это даст некоторые довольно важные преимущества, тогда как типичная потеря быстродействия не очень велика.

Системы с более чем 64 Мбайтами, а особенно — со 128 Мбайт и более памяти, смогут уверенно кэшировать абсолютно всё, что необходимо для работы систем, и вот на таких компьютерах NTFS, скорее всего, покажет более высокое быстродействие из-за более продуманной организации данных.

2.2. Быстродействие накопителя

Влияют ли физические параметры жесткого диска на быстродействие файловой системы? Да, хоть и не сильно, но влияют. Можно выделить следующие параметры физической дисковой системы, которые по-разному влияют на разные типы файловых систем:

• Время случайного доступа (random seek time). К сожалению, для доступа к системным областям на типичном диске более сложной файловой системы (NTFS) приходится совершать, в среднем, больше движений головками диска, чем в более простых системах (FAT16 и FAT32). Гораздо большая фрагментация каталогов, возможность фрагментации системных областей — всё это делает диски NTFS гораздо более чувствительными к скорости считывания произвольных (случайных) областей диска. По этой причине использовать NTFS на медленных (старых) дисках не рекомендуется, так как высокое (худшее) время поиска дорожки дает еще один плюс в пользу систем FAT.
• Наличие Bus Mastering. Bus Mastering — специальный режим работы драйвера и контроллера, при использовании которого обмен с диском производится без участия процессора. Стоит отметить, что система запаздывающего кэширования NTFS сможет действовать гораздо более эффективно при наличии Bus Mastering, т.к. NTFS производит отложенную запись гораздо большего числа данных. Системы без Bus Mastering в настоящее время встречаются достаточно редко (обычно это накопители или контроллеры, работающие в режиме PIO3 или PIO4), и если вы работаете с таким диском — то, скорее всего, NTFS потеряет еще пару очков быстродействия, особенно при операциях модификации каталогов (например, активная работа в интернете — работа с кэшем интернета).
• Кэширование как чтения, так и записи на уровне жестких дисков (объем буфера HDD — от 128 Кбайт до 1-2 Мбайт в современных дорогих дисках) — фактор, который будет более полезен системам на основе FAT. NTFS из соображений надежности хранения информации осуществляет модификацию системных областей с флагом «не кэшировать запись», поэтому быстродействие системы NTFS слабо зависит от возможности кэширования самого HDD. Системы FAT, напротив, получат некоторый плюс от кэширования записи на физическом уровне. Стоит отметить, что, вообще говоря, всерьез принимать в расчет размер буфера HDD при оценке быстродействия тех или иных файловых систем не стоит.

Подводя краткий итог влиянию быстродействия диска и контроллера на быстродействия системы в целом, можно сказать так: NTFS страдает от медленных дисков гораздо сильнее, чем FAT.

2.4. Размер кластера

Хотелось бы сказать пару слов о размере кластера — тот параметр, который в файловых системах FAT32 и NTFS можно задавать при форматировании практически произвольно. Прежде всего, надо сказать, что больший размер кластера — это практически всегда большее быстродействие. Размер кластера на томе NTFS, однако, имеет меньшее влияние на быстродействие, чем размер кластера для системы FAT32.

• Типичный размер кластера для NTFS — 4 Кбайта. Стоит отметить, что при большем размере кластера отключается встроенная в файловую систему возможность сжатия индивидуальных файлов, а также перестает работать стандартный API дефрагментации — т. е. подавляющее число дефрагментаторов, в том числе встроенный в Windows 2000, будут неспособны дефрагментировать этот диск. SpeedDisk, впрочем, сможет — он работает без использования данного API. Оптимальным с точки зрения быстродействия, по крайней мере, для средних и больших файлов, считается (самой Microsoft) размер 16 Кбайт. Увеличивать размер далее неразумно из-за слишком больших расходов на неэффективность хранения данных и из-за мизерного дальнейшего увеличения быстродействия. Если вы хотите повысить быстродействие NTFS ценой потери возможности сжатия — задумайтесь о форматировании диска с размером кластера, большим чем 4 Кбайта. Но имейте в виду, что это даст довольно скромный прирост быстродействия, который часто не стоит даже уменьшения эффективности размещения файлов на диске.
• Быстродействие системы FAT32, напротив, можно довольно существенно повысить, увеличив размер кластера. Если в NTFS размер кластера почти не влияет на размер и характер данных системных областей, то в системе FAT увеличивая кластер в два раза, мы сокращаем область FAT в те же два раза. Вспомните, что в типичной системе FAT32 эта очень важная для быстродействия область занимает несколько Мбайт. Сокращение области FAT в несколько раз даст заметное увеличение быстродействия, так как объем системных данных файловой системы сильно сократиться — уменьшается и время, затрачиваемое на чтение данных о расположении файлов, и объем оперативной памяти, необходимый для буферизирования этой информации. Типичный объем кластера для систем FAT32 составляет тоже 4 Кбайт, и увеличение его до 8 или даже до 16 Кбайт — особенно для больших (десяток и более гигабайт) дисков — достаточно разумный шаг.

2.3. Другие соображения

NTFS является достаточно сложной системой, поэтому, в отличие от FAT16 и FAT32, имеются и другие факторы, которые могут привести к существенному замедлению работы NTFS:

• Диск NTFS был получен преобразованием раздела FAT16 или FAT32 (команда convert). Данная процедура в большинстве случаев представляет собой тяжелый случай для быстродействия, так как структура служебных областей NTFS, скорее всего, получится очень фрагментированной. Если есть возможность — избегайте преобразования других систем в NTFS, так как это приведет к созданию очень неудачного диска, которому не поможет даже типичный (неспециализированный) дефрагментатор, типа Diskeeper-а или встроенного в Windows 2000.
• Активная работа с диском, заполненным более чем на 80% — 90%, представляет собой катастрофический для быстродействия NTFS случай, так как фрагментация файлов и, самое главное, служебных областей, будет расти фантастически быстро. Если ваш диск используется в таком режиме — FAT32 будет более удачным выбором при любых других условиях.

В данной заключительной части «одной строчкой» собраны ключевые особенности быстродействия этих трех файловых систем.

FAT — плюсы:

• Для эффективной работы требуется немного оперативной памяти.
• Быстрая работа с малыми и средними каталогами.
• Диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (в сравнении с NTFS).
• Эффективная работа на медленных дисках.

FAT — минусы:

• Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32).
• Сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10% и более от размера диска) файлам.
• Очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов.

NTFS — плюсы:

• Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы — работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов.
• Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не чинит особых препятствий быстродействию.
• Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших .wav файлов).
• Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) — весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).

NTFS — минусы:

• Существенные требования к памяти системы (64 Мбайт — абсолютный минимум, лучше — больше).
• Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS.
• Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы.
• Диск, долго работающий в заполненном на 80% — 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.

Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что на практике основной фактор, от которого зависит быстродействие файловой системы — это, как ни странно, объем памяти машины. Системы с памятью 64-96 Мбайт — некий рубеж, на котором быстродействие NTFS и FAT32 примерно эквивалентно. Обратите внимание также на сложность организации данных на вашей машине. Если вы не используете ничего, кроме простейших приложений и самой операционной системы — может случиться так, что FAT32 сможет показать более высокое быстродействие и на машинах с большим количеством памяти.

NTFS — система, которая закладывалась на будущее, и это будущее для большинства реальных применений сегодняшнего дня еще, к сожалению, видимо не наступило. На данный момент NTFS обеспечивает стабильное и равнодушное к целому ряду факторов, но, пожалуй, всё же невысокое — на типичной «игровой» домашней системе — быстродействие. Основное преимущество NTFS с точки зрения быстродействия заключается в том, что этой системе безразличны такие параметры, как сложность каталогов (число файлов в одном каталоге), размер диска, фрагментация и т.д. В системах FAT же, напротив, каждый из этих факторов приведет к существенному снижению скорости работы.

Только в сложных высокопроизводительных системах — например, на графических станциях или просто на серьезных офисных компьютерах с тысячами документов, или, тем более, на файл-серверах — преимущества структуры NTFS смогут дать реальный выигрыш быстродействия, который порой заметен невооруженным глазом. Пользователям, не имеющим большие диски, забитые информацией, и не пользующимся сложными программами, не стоит ждать от NTFS чудес скорости — с точки зрения быстродействия на простых домашних системах гораздо лучше покажет себя FAT32.

Файловые системы Windows: NTFS — FAT32

Вы знаете, что Windows Phone использует NTFS? Почему большинство карт памяти и почти все USB-накопители по-прежнему используют старый-добрый FAT? Почему вы можете хранить полноразмерные HD-фильмы на некоторых флеш-накопителях и не можете на других? Почему некоторые устройства поддерживают только карты памяти SDHC до 32 ГБ, и что можно сделать, чтобы заставить их использовать 64 ГБ SDXC? Эти и многие другие вопросы связаны с типом файловой системы, используемой конкретным устройством хранения. Но как это связано с Windows?

Содержание:

1. Файловые системы Windows
2. FAT32: Очевидный выбор
3. NTFS: системный диск
4. exFAT: лучшее, если поддерживается…
5. Восстановление файловых систем Windows

Файловые системы Windows

В начале истории персональных компьютеров (думаю, в эпоху текстовых DOS-боксов и дискет) единственной используемой файловой системой была FAT12. С появлением жестких дисков, способных хранить несколько мегабайт данных (да, именно мегабайт, а не гигабайт!) была разработана новая версия FAT под названием FAT16. Под эту файловую систему и разрабатывался Windows 95, получив лишь «апгрейд» в виде поддержки более длинных имен файлов. В Windows 98 Microsoft добавили поддержку еще одной новой версии FAT под названием FAT32 для поддержки больших жестких дисков (да, к тому времени мы уже начали измерять дисковое пространство в гигабайтах).

В параллельной вселенной Windows NT Microsoft все время использовала файловую систему новых технологий, или NTFS. Windows NT 4, Windows 2000, а затем Windows XP, Vista, Windows 7, 8, 8.1 и новые Windows 10 используют NTFS.

В еще одной параллельной вселенной – вселенной съемного хранилища вы можете выбирать между универсальным FAT32 (при этом столкнувшись с его ограничением в размерах файлов в 4 ГБ) и более новым, но не так широко поддерживаемым (из-за ограничений по лицензированию) exFAT. Кстати, exFAT используется в качестве файловой системы по выбору на всех картах SDXC емкостью 64 ГБ и более.

Итак, в настоящее время у нас есть три различных семейства файловых систем: древняя, но все же широко применяемая FAT32, новая NTFS и свежеразработанная, оптимизированная на основе Solid ExFAT. Какую из этих файловых систем использовать, и когда? И каковы различия между ними?

FAT32: Очевидный выбор

FAT32 по-прежнему остается единственной файловой системой, используемой в Windows 98 или Windows ME. FAT32 фактически является файловой системой выбора для карт памяти SD до 32ГБ включительно. Наконец, FAT32 часто используется для форматирования USB-накопителей, в том числе емкостью 64ГБ и выше.

Старичок FAT32… Его основные ограничения хорошо известны. FAT32 поддерживает работу с файлами размером не более 4 ГБ. Если кажется, что для одного файла это много, вспомните о том, что один видеоролик в формате HD занимает от 4,5 до 10 ГБ, и сразу станет понятно, насколько данное ограничение существенно в современных реалиях. Его другие ограничения включают в себя отсутствие надежной поддержки, абсолютное отсутствие контроля доступа, отсутствия шифрования, сжатия или отказоустойчивости.

Иначе говоря, это совершенно простая и легкая файловая система, которая подходит практически для любой портативной электроники с низкой производительностью, такой как цифровые камеры и видеокамеры, простые смартфоны, MP3-плееры и аналогичные устройства. Из-за его почтенного возраста и широкой популярности в Windows с 1997 года FAT32 поддерживается практически всей техникой, включая холодильник и кофеварку. Другими словами, если вы хотите носить с собой одно съемное запоминающее устройство и быть уверенным, что его можно использовать с любым подключаемым модулем, FAT32 – то, что вам нужно.

NTFS: системный диск

Однако ограничения FAT32 не позволят эффективно использовать ее в современных вычислительных средах. Отсутствие контроля доступа – это одно, абсолютное отсутствие ведения журнала и каких-либо намеков на отказоустойчивость – это другое. Ограниченный размер файла также является огромным минусом. В результате Microsoft представила новую файловую систему, которую они назвали файловой системой новых технологий, или NTFS.

В NTFS есть все, чего не хватает FAT. Мощные параметры контроля доступа? Пожалуйста. Отказоустойчивость и ведение журнала? Получите. Мгновенное сжатие и шифрование отдельных файлов, папок и целых томов диска? Конечно. Альтернативные потоки данных, повышенные меры безопасности, резервное копирование самой файловой системы и важных системных файлов и многие другие функции… Начиная с его первоначального выпуска в 1994 году, NTFS получала все новые обновления, в том числе, повышающие ее совместимость. Ее великолепный дизайн и простая реализация по-прежнему не имеют аналогов среди других файловых систем даже сегодня. Она достаточно универсальна для использования даже на смартфонах начального уровня под управлением Windows Phone 8 и 8.1. Но, если это такая отличная файловая система, почему ее не используют все и везде?

Как вы могли ожидать, NTFS не лишена недостатков. Разработанная еще в 1994 году для серверных операций, эта файловая система всегда требовала большой вычислительной мощности для поддержания своих многочисленных структур. Ее системные записи быстро растут, занимают драгоценное пространство и добавляют дополнительную нагрузку на эти устройства хранения, использующие флэш-память NAND. Наконец, если использовать что-либо, кроме больших жестких дисков, ее накладные расходы окажутся слишком велики, поэтому всеобщее признание система пока так и не завоевала. И последнее, но не менее важное: NTFS запатентована Microsoft, которые не желают открывать лицензии на эту файловую систему конкурентам.

exFAT: лучшее, если поддерживается…

Чтобы преодолеть ограничения FAT32 и уменьшить дополнительную нагрузку, оказываемую NTFS на носители на основе NAND, Microsoft разработала еще одну файловую систему под названием Extended FAT или exFAT. Эта файловая система в значительной степени основана на той же концепции, что и оригинальный FAT, только теперь она является настоящей 64-битной файловой системой без ограничения размера файла, существующего в FAT32. Именно поэтому exFAT используется как стандарт для больших SD-карт (стандарт SDXC требует, чтобы все SD-карты размером 64 ГБ и более были отформатированы с помощью exFAT). Поэтому, если вы покупаете 64-гигабайтную карту microSDXC, она будет работать на основе exFAT … и по этой причине она может не распознаваться вашим смартфоном или планшетом.

Причина, по которой exFAT не заменила древний FAT32 повсюду – платное лицензирование. В отличие от FAT32, которая бесплатна для всех без роялти, с производителей, которые хотят использовать exFAT на своих устройствах Microsoft взимает плату за лицензирование. В результате создатели телефонов Android, низкоуровневых Android-планшетов и дешевых камеры предпочитают сэкономить несколько центов стоимости устройств (в пересчете на единицу выпущенной техники) на лицензировании, предпочитая исключить exFAT из списка поддерживаемых файловых систем. В результате, если вы вставляете новую 64-гигабайтную микро SD-карту в такое устройство, карта, скорее всего, не будет распознана.

Можете ли вы самолично преодолеть это ограничение? В большинстве случаев да, и довольно легко. Просто подключите свою SD-карту к ПК через устройство чтения карт и отформатируйте ее с помощью … вы догадались… FAT32! Таким образом, вы потеряете возможность хранить на ней файлы размером более 4 ГБ, но ваша карта памяти, скорее всего, будет распознана и будет бесперебойно работать на устройстве Android, которое по техническим характеристикам вроде как и не должно поддерживать SD-карты емкостью более 32 ГБ.

(Обратите внимание, что некоторые устройства могут быть слишком старыми, чтобы распознавать карты памяти SDXC чисто физически. Да, таковые не производятся вот уже несколько лет, но выпущенные ранее устройства могут по-прежнему не поддерживать карту SDXC независимо от того, с какой файловой системой она поставляются)

Однако минуточку… Windows Phone – это ОС Microsoft, так не будут ли устройства Windows Phone поддерживать exFAT по умолчанию? Так и есть! Windows Phone 8 и 8.1 действительно поставляются со встроенной поддержкой exFAT, бесплатной для производителей, которые хотят выпускать устройства для платформы Windows Phone. Microsoft предлагает бесплатную лицензию exFAT в рамках своего «пакета стимулирования», призванного побудить большее число производителей присоединиться к платформе Windows Phone.

Наконец, все или почти все планшеты с операционной системой Windows RT и полной версией Windows 8 или 8.1 поддерживают exFAT и распознают 64-ГБ и более крупные SD-карты без труда.

Восстановление файловых систем Windows

Практически каждый инструмент восстановления данных на базе Windows предлагает поддержку FAT32 и NTFS. Инструменты, поддерживающие exFAT, гораздо менее доступны из-за ограничений лицензирования Microsoft. Одним из инструментов поддержки всех трех файловых систем Windows является RS Partition Recovery.

Наконец, если вам нужна только поддержка одной из файловых систем, вы можете сэкономить, выбрав RS NTFS Recovery или RS FAT Recovery.