Che cos'è esattamente un file system? [SPIEGATO]

Tutti i file sul tuo sistema sono archiviati sul disco rigido o su altri dispositivi di archiviazione. È necessario un sistema per archiviare questi file in modo organizzato. Questo è ciò che fa un file system. Un file system è un modo per separare i dati sull'unità e archiviarli come file separati. Tutte le informazioni su un file: nome, tipo, autorizzazioni e altri attributi sono archiviate nel file system. Il file system mantiene un indice della posizione di ciascun file. In questo modo, il sistema operativo non deve attraversare l'intero disco per trovare un file.

Esistono diversi tipi di file system. Il tuo sistema operativo e il file system devono essere compatibili. Solo allora il sistema operativo sarà in grado di visualizzare il contenuto del file system ed eseguire altre operazioni sui file. In caso contrario, non sarai in grado di utilizzare quel particolare file system. Una soluzione sarebbe installare un driver del file system per supportare il file system.

Che cos'è esattamente un file system?

Un file system non è altro che un database che indica la posizione fisica dei dati sul dispositivo di archiviazione. I file sono organizzati in cartelle chiamate anche directory. Ogni directory ha una o più sottodirectory che archiviano file raggruppati in base a determinati criteri.

Dove ci sono dati su un computer, è obbligatorio avere un file system. Pertanto, tutti i computer hanno un file system.

Perché ci sono così tanti file system?

Esistono molti tipi di file system. Differiscono in vari aspetti come il modo in cui organizzano i dati, la velocità, le funzionalità aggiuntive, ecc... Alcuni file system sono più adatto per unità che memorizzano una piccola quantità di dati mentre altri hanno la capacità di supportare grandi quantità di dati. Alcuni file system sono più sicuri. Se un file system è sicuro e robusto, potrebbe non essere il più veloce. Sarebbe difficile trovare tutte le migliori funzionalità in un file system.

Pertanto, non avrebbe senso trovare il "miglior file system". Ogni file system è pensato per uno scopo diverso e quindi ha un diverso insieme di funzionalità. Durante lo sviluppo di un sistema operativo, gli sviluppatori lavorano anche alla creazione di un file system per il sistema operativo. Microsoft, Apple e Linux hanno i propri file system. È più facile ridimensionare un nuovo file system su un dispositivo di archiviazione più grande. I file system si stanno evolvendo e quindi i file system più recenti presentano caratteristiche migliori rispetto a quelli più vecchi.

La progettazione di un file system non è un compito semplice. Ci sono molte ricerche e lavoro di testa. Un file system definisce come vengono archiviati i metadati, come sono organizzati e indicizzati i file e molto altro. Ci sono diversi modi in cui questo può essere fatto. Pertanto, con qualsiasi file system, c'è sempre spazio per miglioramenti: un modo migliore o più efficiente per eseguire attività relative all'archiviazione dei file.

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File system: una vista dettagliata

Cerchiamo ora di approfondire per capire come funzionano i file system. Un dispositivo di archiviazione è diviso in parti chiamate settori. Tutti i file sono archiviati in questi settori. Il file system rileva la dimensione del file e lo colloca in una posizione adeguata sul dispositivo di archiviazione. I settori liberi sono etichettati come "non utilizzati". Il file system identifica i settori liberi e assegna i file a questi settori.

Dopo un certo momento, quando sono state eseguite molte operazioni di lettura e scrittura, il dispositivo di archiviazione subisce un processo chiamato frammentazione. Questo non può essere evitato ma deve essere verificato, per mantenere l'efficienza del sistema. La deframmentazione è il processo inverso, utilizzato per risolvere i problemi causati dalla frammentazione. Per lo stesso sono disponibili strumenti di deframmentazione gratuiti.

L'organizzazione dei file in directory e cartelle aiuta a eliminare l'anomalia di denominazione. Senza cartelle, sarebbe impossibile avere 2 file con lo stesso nome. Anche la ricerca e il recupero dei file è più semplice in un ambiente organizzato.

Il file system memorizza informazioni importanti sul file: nome del file, dimensione del file, posizione del file, dimensione del settore, directory a cui appartiene, dettagli dei frammenti, ecc.

File system comuni

1. NTFS

NTFS sta per New Technology File System. Microsoft ha introdotto il file system nell'anno 1993. La maggior parte delle versioni del sistema operativo Windows: Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 e Windows 10 utilizzano il NTFS.

Verificare se un'unità è formattata come NTFS

Prima di configurare un file system su un'unità, è necessario formattarlo. Ciò significa che viene selezionata una partizione dell'unità e tutti i dati su di essa vengono cancellati in modo da poter configurare il file system. Ci sono un paio di modi in cui puoi verificare se il tuo disco rigido sta usando NTFS o qualsiasi altro file system.

• Se apri "Gestione disco" in Windows (disponibile nel Pannello di controllo), è possibile scoprire che il file system è specificato con ulteriori dettagli sull'unità.
• In alternativa, puoi anche fare clic con il pulsante destro del mouse sull'unità direttamente da Windows Explorer. Vai al menu a discesa e seleziona "proprietà". Troverai il tipo di file system menzionato lì.

Caratteristiche di NTFS

NTFS è in grado di supportare dischi rigidi di grandi dimensioni, fino a 16 EB. È possibile memorizzare singoli file di dimensioni fino a 256 TB.

C'è una funzione chiamata NTFS transazionale. Le applicazioni create utilizzando questa funzionalità falliscono completamente o riescono completamente. Ciò aiuta a mitigare il rischio che alcune modifiche funzionino correttamente mentre altre modifiche non funzionino. Qualsiasi transazione eseguita dallo sviluppatore è atomica.

NTFS ha una funzionalità chiamata Servizio Copia Shadow del volume. Il sistema operativo e altri strumenti di backup del software utilizzano questa funzione per eseguire il backup dei file attualmente in uso.

NTFS può essere descritto come un file system di journaling. Prima che vengano apportate modifiche al sistema, ne viene registrata una registrazione in un registro. Nel caso in cui una nuova modifica abbia esito negativo prima del commit, il log semplifica il ripristino dello stato precedente.

EFS – Encryption File System è una funzionalità in cui viene fornita la crittografia per singoli file e cartelle.

In NTFS, l'amministratore ha il diritto di impostare le quote di utilizzo del disco. Ciò assicurerà che tutti gli utenti abbiano uguale accesso allo spazio di archiviazione condiviso e che nessun utente occupi troppo spazio su un'unità di rete.

2. GRASSO

FAT sta per File Allocation Table. Microsoft ha creato il file system nell'anno 1977. GRASSO è stato utilizzato in MS-DOS e altre vecchie versioni del sistema operativo Windows. Oggi, NTFS è il file system principale nel sistema operativo Windows. Tuttavia, FAT rimane ancora una versione supportata.

FAT si è evoluto nel tempo, per supportare dischi rigidi con file di grandi dimensioni.

Le diverse versioni del File System FAT

FAT12

Introdotto nel 1980, FAT12 è stato ampiamente utilizzato in Microsoft Oss fino a MS-DOS 4.0. I floppy disk fanno ancora uso di FAT12. In FAT12 i nomi dei file non possono superare gli 8 caratteri mentre per le estensioni il limite è di 3 caratteri. Molti attributi importanti dei file che usiamo oggi sono stati introdotti per la prima volta in questa versione di FAT: etichetta del volume, nascosta, di sistema, di sola lettura.

FAT16

La tabella di allocazione dei file a 16 bit è stata rilasciata per la prima volta nel 1984 ed è stata utilizzata nei sistemi DOS fino alla versione 6.22.

FAT32

Introdotto nel 1996, è l'ultima versione di FAT. Può supportare unità da 2 TB (e anche fino a 16 KB con cluster da 64 KB).

ExFAT

EXFAT sta per Extended File Allocation Table. Ancora una volta, creata da Microsoft e introdotta nel 2006, questa non può essere considerata la prossima versione di FAT. È pensato per l'uso in dispositivi portatili: unità flash, schede SDHC, ecc. Questa versione di FAT è supportata da tutte le versioni del sistema operativo Windows. È possibile memorizzare fino a 2.796.202 file per directory e i nomi dei file possono contenere fino a 255 caratteri.

Altri file system comunemente usati sono

• HFS+
• Btrfs
• Scambio
• Ext2/Ext3/Ext4 (sistemi Linux)
• UDF
• GFS

Puoi passare da un file system all'altro?

Una partizione di un'unità è formattata con un particolare file system. La conversione della partizione in un diverso tipo di file system può essere possibile ma non è consigliata. È un'opzione migliore per copiare dati importanti dalla partizione su un dispositivo diverso.

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Alcuni attributi come la crittografia dei file, le quote del disco, l'autorizzazione degli oggetti, la compressione dei file e gli attributi dei file indicizzati sono disponibili solo in NTFS. Questi attributi non sono supportati in FAT. Pertanto, il passaggio tra file system come questi comporta alcuni rischi. Se un file crittografato da NTFS viene inserito in uno spazio formattato FAT, il file non dispone più di crittografia. Perde le sue restrizioni di accesso ed è accessibile a chiunque. Allo stesso modo, un file compresso da un volume NTFS verrà automaticamente decompresso quando inserito in un volume formattato FAT.

Riepilogo

• Un file system è un luogo in cui archiviare file e attributi di file. È un modo per organizzare i file del sistema. Questo aiuta il sistema operativo nella ricerca e nel recupero dei file.
• Esistono diversi tipi di file system. Ogni sistema operativo ha il proprio file system che viene preinstallato con il sistema operativo.
• È possibile passare da un file system all'altro. Tuttavia, se le funzionalità del file system precedente non sono supportate nel nuovo sistema, tutti i file perdono le vecchie funzionalità. Pertanto, non è raccomandato.