Разница между fat32, exfat и ntfs

Введение

За ответственное и сохранное расположение информационных материалов отвечают запоминающие устройства. Для их успешного и безошибочного функционирования необходимо обязательное наличие программного интерфейса, структурирующего расположение любой информации, и предоставляющего упорядоченные способы управления доступными ресурсами. Такой урегулированный контролируемый способ внутренней организации, расположения и упорядочивания данных, в соответствии с собственными методами каталогизации и озаглавливания, на различных носителях информации в компьютерах и ноутбуках, а также в разнообразных сторонних электронных устройствах, получил обобщающее название файловая система.

Файловые системы имеют собственную классификацию и представлены различными видами, включающие как наиболее распространенные «NTFS», «FAT», «HFS+», «Extfs», «Ext2», «ReiserFS», «XFS», «HPFS», «ext2», «OpenBSD», «UDF», «YAFFS», так и довольно редкие «ZFS», и данный ряд может быть существенно дополнен многими другими вариантами.

Наиболее часто встречающимися и массово представленными файловыми системами безусловно являются «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT». Но обычный пользователь не всегда точно может понять разницу между системами. В этой статье мы попытаемся рассмотреть общее понятие файловой системы и ответить на отдельные вопросы, такие как: – «Что представляют собой файловые системы«FAT»,«FAT32»,«exFAT»и«NTFS»и в чем разница между ними?».

Файловая система NTFS – описание, применение и ключевые свойства

Файловая система NTFS на сегодняшний день является актуальной и повсеместно распространённой. Впервые дебютировав в Windows XP, она так продолжает использоваться во всех современных версиях ОС от Microsoft, включая самую последнюю Windows 10.

Её разработчики постарались на славу, наделив данную файловую систему множеством особенностей, которые были продиктованы современными реалиями. К примеру, за счёт записи технической информации всех осуществляемых файловых операций, существенно удалось поднять надёжность сохранности данных в случае резкого обесточивания носителя.

Также в NTFS была добавлена возможность установки прав на файлы и папки, что существенно поднимает общую безопасность при работе в Windows. Не стоит забывать и о возможности создания теневых копий файлов и данных в процессе работы системы, которой активно используется ОС Windows, дабы обеспечить высокую производительность при резервировании данных, шифровании и просто штатной работе операционной системы.

Естественно, это не полный перечень того, что предлагает современная файловая система NTFS.

Как уже говорилось выше, данная файловая система является штатной для Windows XP и последующих выпущенных ОС от Microsoft. В процессе установки операционной системы вы даже не сможете выбрать файловую систему – жёсткий диск или SSD будет отформатирован строго в NTFS.

Ввиду существенного усложнения принципов работы файловой системы NTFS и некоторых лицензионных моментов, она имеет весьма ограниченную поддержку со стороны других операционных систем и устройств.

К примеру, операционная система MacOS способна лишь считывать данные с носителей, на которых используется NTFS, а вот записывать данные на носители с данной файловой системой уже не может.

В Linux ситуация обстоит лучше. Хотя штатно Linux может лишь читать данные с NTFS носителей, но в некоторые конечные дистрибутивы Linux добавляется и поддержка записи на NTFS диски.

Что же касается автономных устройств, игровых приставок (Sony PlayStation, Xbox 360) и т.д., то в большинстве случаев NTFS ими не поддерживается.

• Совместимость: Полностью поддерживается во всех современных версиях ОС от Microsoft. В Макинтошах (MacOS) поддерживается только чтение, а в Linux чтение и в некоторых конечных дистрибутивах ещё и запись. Что же касается иных устройств – в большинстве случаев не поддерживается вовсе.
• Ограничения: Ограничений на количество и размер файлов и папок нет.
• Оптимальная сфера применения: Файловая система создавалась с прицелом на использование для жёстких дисков (а впоследствии и SSD), преимущественно в среде Windows.

Файловая система exFAT

Кто же, как не компания Microsoft смогла бы создать ведущую файловую систему exFAT. Эта файловая система получилась в ходе модернизации системы FAT32. После модификации файловой системы FAT32, были сняты такие ограничение, как объем файлов, объем разделов и количество файлов в одном разделе и папке. 

Именно эта система чаще всего используется пользователями на съемных носителях. Но, несмотря на свое качество и скорость работы данная система имеет некоторые изъяны. Речь идет о невозможности некоторых операционок поддерживать систему exFAT. К примеру, Виндовс ХР по умолчанию не поддерживает данную операционную систему. Но, для тех, кто еще живет в прошлом веке и пользуется ХР операционкой, можно скачать с официального сайта обновления, которые позволят использовать систему exFAT.

Что такое файловая система exFAT?

Файловая система exFAT — это еще один проект Microsoft по улучшению старой файловой системы. Ее можно исполосовать там, где не подходит FAT32. Она намного легче за NTFS, но поддерживает файлы размером более 4 Гб, и тоже часто применяется на флешках и накопителях. При ее разработке Microsoft использовала свою технологию поиска имен файлов по хэшу, что очень сильно улучшает производительность.

Большинство стран признают патентное право США, поэтому любая реализация exFAT невозможна в любых системах с закрытым или открытым исходным кодом. Но Microsoft хочет чтобы эта файловая система свободно распространялась и использовалась. Поэтому была разработана версия exFAT на основе FUSE под названием fuse-exfat. Она дает полный доступ на чтение и запись. Также была создана реализация на уровне ядра Linux в Samsung, которая сейчас тоже есть в открытом доступе.

Эта файловая система тоже имеет максимальное ограничение на размер файла 16 ЭБ, но она намного легче и не имеет никаких дополнительных возможностей. Если говорить про совместимость, то она полностью поддерживается в Windows, MacOS, Android и Linux.

Обзор HPFS

Файловая система HPFS впервые была представлена в OS/2 1.2, чтобы обеспечить больший доступ к более крупным жестким дискам, которые затем появились на рынке. Кроме того, новой файловой системе необходимо было расширить систему именования, организацию и безопасность для растущих потребностей рынка сетевых серверов. HPFS поддерживает организацию каталогов FAT, но добавляет автоматическую сортировку каталога на основе имен файлов. Имена файлов расширяются до 254 двухбайтового символа. HPFS также позволяет файлу состоять из «данных» и специальных атрибутов, чтобы обеспечить повышенную гибкость с точки зрения поддержки других соглашений об именовании и безопасности. Кроме того, единица распределения меняется с кластеров на физические секторы (512 байт), что сокращает потерянное место на диске.

В HPFS записи каталога содержат больше сведений, чем в fat. Как и файл атрибутов, он содержит сведения об изменении, создании и дате и времени доступа. Вместо того чтобы указывать на первый кластер файла, записи каталога в HPFS указывают на FNODE. FNODE может содержать данные файла или указатели, которые могут указывать на данные файла или другие структуры, которые в конечном итоге будут указывать на данные файла.

HPFS пытается выделить как можно больше файлов в смежных секторах. Это делается для повышения скорости при последовательной обработке файла.

Кроме того, HPFS включает несколько уникальных специальных объектов данных:

Суперблок

Суперблок находится в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. Одна из основных угроз использования HPFS заключается в том, что при потере или повреждении суперблока из-за неправильного сектора содержимое секции, даже если остальная часть диска работает нормально. Можно восстановить данные на диске, скопив все на другой диск с хорошим сектором 16 и перестроив суперблок. Однако это очень сложная задача.

Запасной блок

Запасной блок находится в логическом секторе 17 и содержит таблицу «горячего исправления» и запасной блок каталога. В HPFS при обнаружении неправильного сектора запись «горячие исправления» используется для логического указания на существующий хороший сектор вместо некорректного сектора. Этот метод обработки ошибок записи называется горячим исправлением.

Горячее исправление — это метод, при котором при возникновении ошибки из-за неправильного сектора файловая система перемещает информацию в другой сектор и помечает исходный сектор как недопустимый. Все это делается прозрачно для всех приложений, которые выполняют дисковый ввод-вывод (то есть приложение никогда не знает, что с жестким диском возникли проблемы). Использование файловой системы, которая поддерживает горячее исправление, устраняет такие сообщения об ошибках, как FAT «Прерывание, повтор или сбой?» при возникновении неправильного сектора.

Примечание.

Версия HPFS, включенная в Windows NT не поддерживает горячее исправление.

Преимущества HPFS

HPFS лучше всего подходит для дисков в диапазоне от 200 до 400 МБ. Дополнительные сведения о преимуществах HPFS см. в следующих статьях:

• Windows NT Server «Основные понятия и руководство по планированию», глава 5, раздел «Выбор файловой системы»

• Windows NT рабочей станции 4.0, глава 18 «Выбор файловой системы»

• Windows NT Server 4.0 Resource Kit «Resource Guide,» Chapter 3, section titled «Which File System to Use on Which Volumes» (Какая файловая система для использования в каких томах)

Недостатки HPFS

HPFS поддерживается только в Windows NT версиях 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не может получить доступ к разделам HPFS.

Дополнительные недостатки HPFS см. в следующих статьях:

• Windows NT Server «Основные понятия и руководство по планированию», глава 5, раздел «Выбор файловой системы»

• Windows NT рабочей станции 4.0, глава 18 «Выбор файловой системы»

• Windows NT Server 4.0 Resource Kit «Resource Guide,» Chapter 3, section titled «Which File System to Use on Which Volumes» (Какая файловая система для использования в каких томах)

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

 

Об авторе: Олег Каминский

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

Практический пример использования файловых систем

Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.

Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант — использование специальной  утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.

Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.

Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.

exFAT

Новая файловая система от Microsoft. Предназначена в первую очередь для флеш-накопителей. Утрируя, можно сказать, что это FAT32 со снятыми ограничениями. Размеры файлов и разделов могут достигать космических величин, да и количество файлов в одной папке теперь не ограничено. По моему мнению, идеально подходит для флешек и карт памяти.

Но и у этой системы есть недостаток. Ее не поддерживают многие бытовые устройства, а компьютеры с Windows XP такой носитель тоже не увидят. Однако компания Microsoft выпустила патч KB955704, позволяющий использовать exFAT в Windows XP. Windows Vista и Windows 7 дружат с данной системой безо всяких дополнительных манипуляций.

Но если вы часто используете флеш-накопитель на разных компьютерах, использующих Windows XP, то придется таскать дополнительную флешку с драйверами. Это уже просто смешно.

А вот в случае, если у вас только компьютеры с Windows 7 или вы носите флешку/диск всего в 2-3 места, где есть возможность поставить вышеуказанное обновление, то exFAT подойдет идеально.

Что такое файловая система

Файловая система осуществляет управление процессами хранения и доступа к файлам на компьютере. Главное понятие в этой системе называется кластером — определение минимального размера данных на диске.

Так, если «вес» файла — 1 байт, а размер кластера на жестком диске составляет 8 КБ, соответственно файл на винчестере займет один кластер. В том случае, если «вес» файла составит 8,1 КБ, на диске его размер уже будет занимать два кластера, то есть 16 КБ. А теперь представьте, какое количество файлов может содержаться на жестком диске, и вы поймете насколько велико значение кластера и всей файловой системы в процессе хранения информации. Особо в данном случае хочется отметить, что размеры кластера зависят от типа файловой системы.

Кроме того, важным является момент того, как система осуществляет заполнение свободной области на диске. Некачественный алгоритм может привести к тому, что будет происходить фрагментация данных, то есть расстояние между частями одного файла, хранящегося на диске, будет достаточно велико.

Что такое файловая система

Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе. 

Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.

Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ API. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.

На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.

Комьюнити теперь в Телеграм

Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей

Подписаться

Определение термина файловая система

Файловая система – это организованный порядок, определяющий набор правил для безопасного расположения, хранения и последующего доступа к разнообразным данным на запоминающих хранилищах информации в компьютерных и других устройствах, содержащих цифровой накопитель. Параметры файловой системы изначально определяют формат содержимого, группируют его в понятном, для операционной системы, виде, содержащим набор файлов и каталогов, устанавливают максимальный граничный размер файла и раздела, управляют приоритетами доступа, осуществляют шифрование файлов, назначают набор атрибутов файла и перенаправляют к конкретной информации при соответствующем запросе операционной системы.

Программная система управления аппаратными средствами компьютера идентифицирует любой накопитель как набор однотипных кластеров. Драйверы файловой системы организуют кластеры доступного дискового пространства в файлы и каталоги и содержат список реализованной организации, на основании которого происходит отслеживание и маркировка используемых, свободных или неисправных кластеров, а также осуществляется переход к нужным ячейкам хранения данных по первому требованию.

Файловые системы обслуживают любые виды накопителей информации и управляют различными категориями, например, носители с произвольным или последовательным доступом, виртуальные и сетевые файловые системы, оптические носители, устройства на базе флэш-памяти и т.д.

Главные функции файловой системы сводятся к построению логической модели внутренней организации пространства запоминающего устройства, устойчивой к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств, и обеспечению беспрепятственного взаимодействия элементов операционной системы и программных приложений с расположенными на носителе информационными ресурсами.

Magic NTFS Recovery: восстановление разделов NTFS

Magic NTFS Recovery предлагает быстрый и простой способ надежного восстановления информации с сильно поврежденных, испорченных и недоступных дисков. Программа может выполнять любые работы по восстановлению данных: от простого восстановления информации до восстановления нарушенных структур системных дисков. Используя алгоритм «глубокого анализа», поддерживая режимы «быстрого» и «полного сканирования», Magic NTFS Recovery остается победителем на рынке восстановления данных.

Всего за полцены программа поддерживает все возможности продукта Magic Partition Recovery, за исключением возможности восстановления FAT-носителей. Все современные операционные системы Windows (XP, Vista, Windows 10, 8, 7) форматируют диски под NTFS.

Сравнение NTFS и FAT по скорости доступа к файлам

С точки зрения перспективности, функциональных возможностей, безопасности и надежности NTFS намного опережает FAT. Однако сравнение производительности этих файловых систем не дает однозначного результата, так как производительность зависит от множества различных факторов.

Так как принципы работы и внутренние структуры FAT намного проще, чем NTFS, при работе с небольшими каталогами FAT будет, скорее всего, быстрее. Однако если содержимое каталога настолько мало, что он полностью помещается в одну или несколько записей файла $MFT, или напротив, если каталог очень большой, «победит» NTFS.

Пальма первенства, скорее всего, достанется NTFS при поиске несуществующих файлов или каталогов (т.к. при этом не потребуется полностью просматривать содержимое каталога), при обращении к файлам небольшого размера (объемом порядка сотен байт), а также в случае сильной фрагментации диска.

Для увеличения производительности NTFS можно увеличить размер кластера, однако это может привести к неэкономному использованию дискового пространства при хранении большого количества файлов, размер которых превышает 1-2 Кбайт и составляет десятки Кбайт. При увеличении размера кластера до 64 Кбайт можно получить максимальное повышение производительности, однако придется отказаться от упаковки файлов и применения утилит дефрагментации.

При упаковке файлов, расположенных на дисках небольшого размера (порядка 4 Гбайт), производительность может возрасти, а при сжатии дисков большого размера — уменьшиться. В любом случае упаковка приведет к появлению дополнительной нагрузки на центральный процессор.

Альтернативное ПО

Если по каким-то причинам вы не доверяете стандартным средствам Виндовс и предпочитаете сторонние программы, предлагаем использовать для форматирования флешки бесплатную утилиту USB Disk Storage Format Tool.

Утилита USB Disk Storage Format Tool — простой инструмент с расширенным функционалом для форматирования и последующего исправления ошибок флеш-накопителей. Интерфейс у этой программы хоть и английский, но совершенно понятный. Пользоваться ею очень легко:

• в разделе Device выберите накопитель;
• затем — файловую систему (File System);
• установите галочку напротив Quick Format (быстрая очистка);
• нажмите кнопку Format Disk и дождитесь окончания операции.

Что такое файловая система?

Файловая система устанавливает основные правила того как будут организованны данные при записи на носитель, независимо от того, что это — жесткий диск или флеш накопитель. Файловая система описывает каким образом будут организованы папки.

Определенная часть данных под названием файл размещается в нужной области накопителя. Файловая система выполняет все необходимые вычисления, а также определяет минимальный неделимый размер блока данных, максимальный размер файла, следит за фрагментацией. Существует множество различных типов файловых систем, это, например, файловые системы для установки ОС, для внешних носителей, для оптических дисков, распределенные файловые системы. Но в этой статье мы только выполним сравнение fat и ntfs.

Влияние на износ чипов памяти

Рассматривая техническую сторону вопроса, каждая флешка не может работать вечно, поэтому существует определенный срок эксплуатации, зависящий от множества параметров: качества чипа, количества перезаписей. Стоит отметить, что характеристики напрямую влияют на срок эксплуатации памяти.

Так какая файловая система лучше, а какая хуже?

«Аутсайдером» является память FAT 32 ввиду специфических особенностей организации. Ее можно использовать полноценно в работе с небольшими файлами. Однако перезапись осуществляется намного чаще, поэтому срок ее эксплуатации ниже.

NTFS не зависит от количества проведенных дефрагментаций. Здесь уже внедрена гибкая система индексации, что помогает продлить срок эксплуатации. Но есть и негативный момент: из-за специфики журналирования программе приходится все чаще прибегать к одинаковым участкам памяти, что отрицательно сказывается на срок памяти.

exFAT была создана специально для хранения информации на накопителе, поэтому обладает минимальным циклом перезаписи. Также была добавлена специальная bit-карта, которая уменьшает дефрагментацию. Соответственно можно сделать вывод, что exFAT – лучший выбор по данному критерию.

Файловая система NTFS

NTFS (New Technology Fila System) — новая технология файловой системы. Разработка NTFS велась во время прогресса в работе системы FAT. Но широкое внедрение в технологии обрела после выпуска FAT32, став стандартом операционной системы Windows XP. Аналогичным способ разделяет память на таблицу с колонками меньшего размера чем FAT32. Благодаря увеличенному максимальному размеру файла до 16 эксабайт и размера тома до 256 терабайт, появилась возможность хранения очень больших файлов и мощных программ. Кроме этого, появилась возможность уменьшать размер дисковых разделов, восстанавливать данные, устанавливать приватный доступ к файлам и папками.

NTFS отслеживает все действия производимые с файлами и папка и заносит изменения в журнал. Это позволяет восстанавливать данные при каких-либо повреждениях.