Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Όλοι ξέρουμε ότι, πριν χρησιμοποιήσουμε έναν σκληρό δίσκο, ένα usb flash, ή ακόμα και έναν οπτικό δίσκο CD/DVD, αν είναι επανεγγράψιμος (RW), πρέπει πρώτα να τον διαμορφώσουμε, είτε για να εγκαταστήσουμε ένα λειτουργικό σύστημα, ή απλώς για να αποθηκεύσουμε επάνω του δεδομένα.
Η διαμόρφωση του, αν δεν έχει γίνει από εμάς, πριν τη διαδικασία, τότε την αναλαμβάνει αυτόματα το πρόγραμμα που πάμε να χρησιμοποιήσουμε. Η διαμόρφωση αυτή, κατά κύριο λόγο δημιουργεί ένα σύστημα αρχείων, που στα Windows είναι το γνωστό NTFS, ενώ στα USB Flash, το FAT 32. Τι είναι όμως το σύστημα αρχείων, πόσο μεγάλο ρόλο παίζει, πόσα συστήματα αρχείων υπάρχουν, και αν υπάρχει τρόπος να επιλέξουμε μόνοι μας το καλύτερο για την δική μας περίπτωση και χρήση! Όλα αυτά θα τα απαντήσουμε τώρα, σε αυτό το άρθρο!!!
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Όλοι οι δίσκοι, αλλά και τα Flash, χωρίζονται σε τομείς (sectors), όπου κάθε sector μπορεί να χωρέσει δεδομένα έως 512 bytes (1 byte = 8 bit, όπου κάθε bit = 1 ψηφίο, το 0 ή το 1), ή αλλιώς, μισό kilobyte. Η χωρητικότητα τους δεν μεταβάλλεται, παραμένει πάντα και σε όλες τις διαμορφώσεις στα 512 bytes. Η αμέσως επόμενη διαβάθμιση, είναι τα clusters ή στα Ελληνικά, μονάδες εκχώρησης.
Οι μονάδες εκχώρησης είναι ενιαία τμήματα και φιλοξενούν τους τομείς και αυτό είναι ένα μέγεθος που μπορούμε να το αλλάξουμε την ώρα της διαμόρφωσης, όπως θα δούμε παρακάτω. Έχουν όμως ελάχιστο και μέγιστο μέγεθος, μπορεί δηλαδή να είναι από 512 bytes, έως και 64 kb, που σημαίνει ότι μπορεί να χωρέσουν από 1 και μόνο τομέα, έως και 128. Το σύνολο των μονάδων εκχώρησης, συμπληρώνουν ένα partition, δηλαδή μια ολόκληρη μονάδα δίσκου, φυσικού ή εικονικού, (αν έχουμε ‘κόψει το δίσκο σε δυο ή περισσότερα partitions).Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Ουσιαστικά το σύστημα αρχείων δεν είναι τίποτα άλλο, από έναν τρόπο οργάνωσης, από το λειτουργικό σύστημα, των μονάδων εκχώρησης. Κάθε ένας τομέας έχει τη δική του διεύθυνση, αποτυπωμένη μέσα στο κύκλωμα μνήμης του δίσκου. Το λειτουργικό σύστημα, με τη βοήθεια της CPU, γνωρίζει τι πληροφορίες έχει γραμμένες ο κάθε τομέας, ώστε όταν χρειαστούν, να ξέρει που θα τις αναζητήσει με βάση τη διεύθυνσή τους, αλλά επίσης γνωρίζει ποιοι τομείς είναι άδειοι και οπότε διαθέσιμοι για να εγγραφούν εκεί νέα δεδομένα.
Τα κυρίαρχα συστήματα αρχείων
FAT & FAT 32
Τα συστήματα αρχείων που έχουν κυριαρχήσει είναι το FAT (File Allocation Table), το FAT 32, το exFAT και το NTFS. Το FAT είναι το πρώτο από τα συστήματα και δημιουργήθηκε το 1977 από τη microsoft, ενώ ακολούθησαν το FAT 12 & 16, τα οποία πλέον αποκαλούνται και αυτά FAT. Το σύστημα FAT γενικά χρησιμοποιείται σε δίσκους και flash, μέχρι 32 Gb και αυτό γιατί σαν σύστημα είναι πιο ευέλικτο, καταλαμβάνει λιγότερο χώρο, οι διεργασίες αποθήκευσης γίνονται σε συντομότερο χρόνο και η χαλαρότητα των κανόνων που ακολουθεί το κάνουν κατάλληλο να συνεργάζεται με οποιοδήποτε άλλο σύστημα. Αυτό το χαρακτηριστικό, καθιστά το FAT σαν το ιδανικό σύστημα για φλασάκια, αφού μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να μεταφέρουμε δεδομένα, από το ένα σύστημα στο άλλο, μιας και έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει και άλλα συστήματα, πέραν των Windows, όπως MAC os, LINUX, UNIX, SOLARIS κλπ. Το μειονέκτημα του βρίσκεται στο μέγεθος των αρχείων, αφού το FAT μπορεί να εγγράψει αυτόνομα αρχεία μεγέθους έως 2 Gb, ενώ το FAT 32, μέχρι 4 Gb και όπως προείπαμε το συνολικό του μέγεθος δεν μπορεί να περάσει τα 32 Gb.
exFAT ή FAT 64 (Extended File Allocation Table)
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Το exFAT μπορεί να ομοιάζει κατ’ όνομα με το FAT 32, δεν έχει όμως στην πραγματικότητα καμία σχέση, αφού μπορεί και διαχειρίζεται αρχεία 16 Exabytes (πραγματικά τερατώδη), ενώ μπορεί να δημιουργήσει partitions έως 64 Zettabytes όπου 1 zettabyte είναι ίσο με ένα τρισεκατομμύρια gigabytes!!! (πραγματικά απίστευτο μέγεθος). Το σύστημα αυτό, παρά το γεγονός ότι εξυπηρετεί τερατώδη αρχεία και χρησιμοποιείται κυρίως από αυτόνομα ίσως και ιδιοκατασκευασμένα λειτουργικά, για ειδικές χρήσεις, ταυτόχρονα είναι κατάλληλα και για μεγάλα USB Flash. Έτσι τα στικάκια που αγοράζουμε και είναι πάνω από 64 Gb, είναι διαμορφωμένα (τα περισσότερα) με αυτό το σύστημα αρχείων. Αν θέλετε να δείτε το σύστημα αρχείων με το οποίο είναι διαμορφωμένο το φλασάκι σας, βάλτε το σε μια θύρα USB και μόλις το αναγνωρίσει ο υπολογιστής σας, κάντε δεξί κλικ επάνω του και πατήστε την επιλογή ‘ιδιότητες’.
Σύστημα αρχείων NTFS (New Technology File System) Windows
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Το 1993 η Microsoft μαζί με τα πρώτα Windows NT και λόγω της ανάγκης για δημιουργία μεγαλύτερου χώρου αποθήκευσης, ανέπτυξε το σύστημα NTFS, το οποίο δεν έχει την ταχύτητα και την ευελιξία του FAT, όμως έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει 1 Exabyte το οποίο ισούται με ένα δισεκατομμύριο Gigabytes!!! Παράλληλα μπορεί να δημιουργήσει διαμερίσματα δίσκων (partitions), ίσα με 264 μονάδες εκχώρησης. Για να γίνει πιο κατανοητό, με το NTFS μπορούμε να φτιάξουμε ένα partition δίσκου, μεγέθους 256 Terabytes. Όσο για τα Windows 7, μπορούν να αναγνωρίσουν ένα αρχείο με μέγεθος μέχρι 16 Terabytes, ενώ τα Windows 8 και τα Windows 10, μπορούν να αναγνωρίσουν ένα αρχείο μέχρι 256 Terabytes. Το σύστημα NTFS έχει και άλλα πλεονεκτήματα, με μεγαλύτερο αυτό της καλύτερης διαχείρισης του ελεύθερου χώρου, που μεταφράζεται πρακτικά σε μικρότερο κατακερματισμό και μεγαλύτερη οικονομία χώρου, λόγω ακριβώς της πιο σωστής κατανομής των αρχείων. Το άλλο πλεονέκτημα αυτού του τύπου αρχείων, είναι η ασφάλεια, αφού μας δίνει δυνατότητα συμπίεσης, κρυπτογράφησης, αλλά και ορισμού δικαιωμάτων πάνω σε ένα αρχείο.
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
HFS & HFS+ Το σύστημα αρχείων που χρησιμοποιεί το MAC OS X
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Ενώ η Microsoft χρησιμοποιεί το NTFS από την έκδοση των XP και μετά, ο άλλος μεγάλος κατασκευαστής υπολογιστών και λειτουργικών, η APPLE έχει αναπτύξει το σύστημα HFS+ (Hierarchical File System Plus), έναντι του HFS, που χρησιμοποιούσε στο παρελθόν. Το εν λόγω σύστημα έχει δυνατότητα δημιουργίας μεγέθους partition, έως 8 Exabyte, ενώ μπορεί να αποθηκεύσει ένα και μοναδικό αρχείο, επίσης του μεγέθους των 8 exabyte, μπορούμε δηλαδή να καταλάβουμε όλο το διαθέσιμο χώρο του partition, μόνο με ένα αρχείο!!! (Είναι από τα περίεργα της Apple αυτό). Αν λειτουργούμε όμως σε κανονικές συνθήκες και αποθηκεύουμε αρχεία φυσιολογικού μεγέθους, ο μέγιστος αριθμός αρχείων που μπορούμε να αποθηκεύσουμε, είναι 4.294.967.295, δηλαδή 232-1. Αν και η επίσημη ονομασία του συστήματος είναι HFS plus, η Apple το αναφέρει σαν OS X Extended.
Ext4 (Fourt Extended Filesystem) Το σύστημα των Linux & του Android
Αυτό είναι το σύστημα που έχουν επιλέξει στα Linux αλλά και στις συσκευές (κυρίως φορητές), με λειτουργικό Android (tablets, smartphones), για να αποθηκεύουν τα αρχεία τους. Μπορεί να αναγνωρίσει partition μέχρι 1 Exabyte και αρχεία μεγέθους έως 15 Terabyte. To Linux βέβαια, έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει και διάφορους άλλους τύπους αρχείων, οι οποίοι όμως είναι παντελώς άγνωστοι και πολύ σπάνια τους συναντάμε, όπως VFAT, XFS, JFS κλπ
Γενικά πρέπει να ξέρουμε ότι το FAT & FAT 32 μπορεί να λειτουργήσει σε όλα τα συστήματα, ενώ το NTFS μόνο στα Windows. Όπως είπαμε τα Linux λειτουργούν σε σύστημα Ext4, όμως όλοι ξέρουμε ότι εύκολα μπορεί να γίνει εγκατάσταση μιας διανομής
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Linux επάνω στο ίδιο partition που λειτουργούν Windows, οπότε να έχουμε τοποθετημένα στο ίδιο partition, στον ίδιο δίσκο, άρα και στο ίδιο μηχάνημα παράλληλα και Linux και Windows. Πώς γίνεται αυτό, αφού δεν χρησιμοποιούν το ίδιο σύστημα αρχείων!!! Οι προγραμματιστές που αναπτύσσουν το Linux λοιπόν σαν καλοί μηχανικοί λογισμικού, βρήκαν έναν τρόπο που λέγεται αντίστροφη μηχανική (reverse engineering) για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα και έτσι καταφέρνουν να εξαπλώνουν τις διανομές τους, χωρίς να πληρώνουν δικαιώματα στη Microsoft. (Αυτό άλλωστε θα χάλαγε και τη μαγεία, αφού οι διανομές Linux είναι όχι μόνο ανοικτού κώδικα, αλλά και ελεύθερες. (Μπορείτε να δείτε το άρθρο μου σχετικά με την εγκατάσταση Linux Mint, παράλληλα με τα Windows, από εδώ. Τώρα σε ότι αφορά τη συμβατότητα των Mac με τα Windows, τα Mac μπορούν να διαβάσουν αρχεία NTFS, δεν μπορούν να γράψουν όμως, είναι δηλαδή Read Only Mode. Αυτό το πρόβλημα ξεπερνιέται είτε με μια ρύθμιση μέσα από το λειτουργικό, που όμως πρέπει να οριστεί ξεχωριστά για κάθε δίσκο, ή με τη χρήση drivers τρίτων κατασκευαστών, (όπως το Paragon NTFS), που όμως δεν είναι δωρεάν.(Για μας είναι, γιατί τα σπάμε όλα και δεν καταλαβαίνουμε τίποτα). Να πούμε κλείνοντας αυτή την ενότητα, ότι το σύστημα exFAT μπορεί να λειτουργήσει και σε Windows, από τη διανομή Vista και μετά, ενώ είναι συμβατό και με τις διανομές Mac από τη διανομή Snow Leopard 10.6.5 και μετά.
Ποιο είναι το μέγεθος της μονάδας εκχώρησης που πρέπει να ορίσουμε κατά τη διαμόρφωση, για να έχουμε την ιδανική διαχείριση των αρχείων μας, χωρίς να χάνουμε χώρο στο δίσκο
Όταν κάνουμε διαμόρφωση σε έναν δίσκο ή σε κάποιο Flash, έχουμε τη δυνατότητα, να ορίσουμε το μέγεθος των μονάδων εκχώρησης, δηλαδή να ορίσουμε πόσους τομείς θα χωράει η κάθε μονάδα. Αυτό σημαίνει ότι αν ορίσουμε μεγάλες μονάδες, δηλαδή να χωράνε πολλούς τομείς μέσα τους, στην περίπτωση που αποθηκεύουμε μικρά αρχεία, ο υπόλοιπος χώρος θα πηγαίνει χαμένος. (Αυτή είναι η αιτία που όταν πάμε στις ιδιότητες ενός αρχείου, βλέπουμε να είναι άλλο το μέγεθος του αρχείου και άλλο το μέγεθος που καταλαμβάνει στο δίσκο.
Λογικά λοιπόν θα πρέπει να ορίσουμε σαν μέγεθος το μικρότερο που μας επιτρέπεται, για να μην έχουμε απώλειες στο χώρο. Όμως και αυτό είναι λάθος, γιατί ο πολυκερματισμός των μεγάλων αρχείων, σημαίνει και μεγάλη καθυστέρηση, τόσο στην εγγραφή, όσο και στην ανάγνωση των αρχείων. Οι στατιστικές έχουν δείξει ότι ένα μέγεθος μονάδας, στα 4 kb (4096 bytes) ή πιο απλά, 8 sectors, είναι η καλύτερη συνθήκη ώστε να μην έχουμε ούτε μεγάλη απώλεια χώρου, αλλά ούτε και μεγάλες καθυστερήσεις.
Αν θέλουμε να βρούμε το μέγεθος της μονάδας εκχώρησης στο δίσκο μας, πρέπει να ανοίξουμε την κονσόλα, γράφοντας στην αναζήτηση ‘cmd’ και να γράψουμε την εντολή ‘fsutil fsinfo ntfsInfo c:’ όπου c ο δίσκος μας, ή όποιο γράμμα έχει ο δίσκος που θέλουμε να ελέγξουμε.
Και αφού είπαμε τόσα για τα συστήματα αποθήκευσης που αφορούν το δίσκο, αν θέλετε επισκεφθείτε το site μου από εδώ, για να βρείτε πληροφορίες που αφορούν τους σκληρούς δίσκους.
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
Δείτε επίσης:
- Ξεκλειδώστε τον υπολογιστή από τους ιούς κλειδώματος
- Αποκατάσταση υπολογιστή και δημιουργία σημείου επαναφοράς
- Καθαρισμός δίσκου και ανασυγκρότηση δεδομένων
- Αντιγραφή δίσκου (κλωνοποίηση) για μεταφορά σε SSD ή HDD
- Πώς αλλάζουμε το όνομα του υπολογιστή
Αν σας αρέσουν τα άρθρα του PCpas.com μπορείτε να γραφτείτε συνδρομητές στην παρακάτω φόρμα και θα σας στέλνουμε στο e-mail σας ό,τι νέο υπάρχει. Μείνετε συντονισμένοι!!!
Τι είναι το σύστημα αρχείων και πώς λειτουργεί
