Co je souborový systém, a proč jsou tak mnoho z nich?

Různé operační systémy podporují různé souborové systémy. Vyměnitelná jednotka by měla používat FAT32 pro nejlepší kompatibilitu, pokud není větší a potřebuje NTFS. Jednotky ve formátu Mac používají HFS + a nefungují s operačním systémem Windows. A Linux má také své vlastní systémy souborů.

Bohužel, i běžní uživatelé počítačů potřebují přemýšlet o různých souborových systémech a s jejich kompatibilitou. Zde je to, co potřebujete vědět o souborových systémech - a proč existuje tolik různých.

Souborové systémy 101

Různé souborové systémy jsou prostě různé způsoby uspořádání a ukládání souborů na pevný disk, flash disk nebo jiné úložné zařízení. Každé úložné zařízení má jeden nebo více oddílů a každý oddíl je "formátován" systémem souborů. Proces formátování jednoduše vytvoří na zařízení prázdný souborový systém tohoto typu.

Souborový systém poskytuje způsob, jak oddělit data na jednotce do jednotlivých kusů, což jsou soubory. Poskytuje také způsob ukládání dat o těchto souborech - například jejich názvy souborů, oprávnění a další atributy. Souborový systém také poskytuje index - seznam souborů na jednotce a kde jsou umístěny na jednotce, takže operační systém může vidět to, co je na disku na jednom místě, než aby se vyčesalo přes celou jednotku, aby našel soubor.

Váš operační systém potřebuje pochopit souborový systém, aby mohl zobrazit jeho obsah, otevřít soubory a ukládat soubory do něj. Pokud váš operační systém nechápe souborový systém, můžete nainstalovat ovladač souborového systému, který poskytuje podporu - nebo prostě nemůžete tento systém souborů používat s tímto operačním systémem.

Tato metafora je systém papírového archivace - bity dat v počítači se nazývají "soubory" a jsou uspořádány v "souborovém systému" tak, jak mohou být soubory papíru uspořádány v souborových skříních. Existují různé způsoby uspořádání těchto souborů a jejich ukládání - "souborové systémy".

Ale proč jsou tolik?

Ne všechny systémy souborů jsou stejné. Různé systémy souborů mají různé způsoby uspořádání dat. Některé systémy souborů jsou rychlejší než jiné, některé mají další funkce zabezpečení a některé disky s velkými kapacitami pro ukládání dat, zatímco jiné pracují pouze na discích s menším množstvím úložiště. Některé souborové systémy jsou robustnější a odolnější proti korupci souborů, zatímco jiné si tuto robustnost prodávají za vyšší rychlost.

Neexistuje žádný nejlepší souborový systém pro všechna použití. Každý operační systém má tendenci používat vlastní souborový systém, který také vývojáři operačního systému pracují. Vývojáři Microsoft, Apple a vývojáři jádra Linuxu pracují na svých vlastních souborových systémech. Nové souborové systémy by mohly být rychlejší, stabilnější, lépe vhodné pro větší paměťové zařízení a mají více funkcí než staré.

Existuje spousta práce, která jde do navrhování souborového systému, a to může být provedeno mnoha různými způsoby. Souborový systém není jako oddíl, což je prostě kus úložného prostoru. Souborový systém určuje, jak jsou soubory uspořádány, organizovány, indexovány a jak jsou s nimi spojovány metadata. Tam je vždy prostor pro vylepšení - a zlepšit - jak se to dělá.

Přepínání souborových systémů

Každý oddíl je naformátován systémem souborů. Někdy budete mít možnost "převést" oddíl na jiný souborový systém a uchovat jeho data, ale je to zřídka ideální volba. Místo toho budete nejspíš chtít nejprve zkopírovat důležité údaje z oddílu.

Poté, kdy je oddíl novým systémem souborů, je to jednoduše záležitost "formátování" s tímto systémem souborů v operačním systému, který jej podporuje. Pokud máte například jednotku s formátem Linux nebo Mac, můžete ji naformátovat pomocí systému souborů NTFS nebo FAT32 v systému Windows a získat tak systém Windows.

Operační systémy automaticky formátují oddíly s příslušným systémem souborů během procesu instalace operačního systému. Pokud máte diskový oddíl ve formátu Windows, na který chcete instalovat Linux, proces instalace systému Linux naformátuje jeho oddíl NTFS nebo FAT32 se systémem souborů Linux, který je preferován vaší distribucí Linux.

Pokud tedy máte paměťové zařízení a chcete použít jiný souborový systém, zkopírujte soubory nejprve a zálohujte je. Pak naformátujte disk pomocí nástroje Správa disků v systému Windows, GParted v systému Linux nebo nástroje Disk Utility v systému Mac OS X.

Přehled společných souborových systémů

Zde je stručný přehled některých běžnějších systémů souborů, se kterými se setkáte. Není to vyčerpávající - existuje mnoho dalších.

FAT32: FAT32 je starší souborový systém Windows, ale je stále používán na vyměnitelných mediálních zařízeních - pouze v těch menších. Větší externí pevné disky o velikosti 1 TB pravděpodobně budou formátovány s NTFS. Použijete to pouze s malými úložnými zařízeními nebo pro kompatibilitu s jinými zařízeními, jako jsou digitální fotoaparáty, herní konzole, set-top boxy a další zařízení, která pouze podporují FAT32 a nikoli novější souborový systém NTFS.
NTFS: Moderní verze systému Windows - od Windows XP - používají systém souborů NTFS pro systémový oddíl. Externí jednotky mohou být naformátovány buď pomocí FAT32 nebo NTFS.
HFS+: Macy používají HFS + pro své interní oddíly a chtějí formátovat také externí disky s HFS + - je nutné použít externí disk s Time Machine, takže atributy souborového systému mohou být například správně zálohovány. Macy mohou také číst a zapisovat do souborových systémů FAT32, ačkoli mohou číst pouze ze systémů souborů NTFS ve výchozím nastavení - potřebujete software třetí strany k zápisu do souborových systémů NTFS z počítače Mac.
Ext2/Ext3/Ext4: Systémy souborů Ext2, Ext3 a Ext4 se často zobrazují v Linuxu. Ext2 je starší souborové systémy a postrádá důležité funkce, jako je žurnálování - v případě vypnutí napájení nebo zhroucení počítače při zápisu do jednotky ext2 může dojít ke ztrátě dat. Ext3 přidává tyto funkce robustnosti za cenu určité rychlosti. Ext4 je modernější a rychlejší - ve většině distribucí Linux je nyní standardní souborový systém a je rychlejší. Windows a Mac nepodporují tyto systémy souborů - pro přístup k souborům v takových souborových systémech budete potřebovat nástroj třetí strany. Z tohoto důvodu je často ideální formátovat systémové oddíly systému Linux jako ext4 a nechat vyměnitelné zařízení formátované s FAT32 nebo NTFS, pokud potřebujete kompatibilitu s jinými operačními systémy. Linux může číst a zapisovat do FAT32 nebo NTFS.
Btrfs: Btrfs - "lepší souborový systém" - je novější souborový systém Linux, který je stále ve vývoji. Většina Linuxových distribucí není v tomto okamžiku standardní, ale pravděpodobně nahradí Ext4 jeden den. Cílem je poskytnout další funkce, které umožňují Linuxu měnit velikost většího úložiště.
Vyměňte: V systému Linux není souborový systém "swap" ve skutečnosti souborový systém. Oddíl naformátovaný jako "swap" lze operačním systémem použít pouze jako swapový prostor - je to jako soubor stránky v systému Windows, ale vyžaduje speciální oddíl.

Existují i jiné systémy souborů - zejména v systémech Linux a jiných systémech typu UNIX.

Typický uživatel počítače nemusí vědět většinu z těchto věcí - měl by být transparentní a jednoduchý - ale znalost základů vám pomůže porozumět otázkám typu "Proč tento Mac formátovaný disk nefunguje s mým Windows PC?" A "Mám formátovat tento pevný disk USB jako FAT32 nebo NTFS?"

Image Credit: Gary J. Wood na Flickr, kleuske na Flickru