Файловые системы в компьютерной технике. FAT, NTFS, ExFAT, Mac OS Extended

17.08.2019

Начинающим пользователям Mac OS не легко понять, как устроена иерархия файлов и папок в системе. От части, файловая система унаследована из Unix, которая не так дружелюбна к пользователям, как Maс. Мы вкратце опишем содержимое конкретных папок и их предназначение, и рассмотрим следующие вопросы:
1. Общая структура файловой системы Mac OS
2. Папки Library и Application
3. Домашняя папка пользователя

Apple создала очень простую для понимания файловую систему. Ее корнем является корневой каталог главного раздела жесткого диска. Отсюда начинается иерархическая структура папок, которая определяет общий вид. Файловая система (в дальнейшем просто ФС) разработана так, чтобы каждый объект был привязан к папке, например, большинство приложений привязано к папке Application, а ваши личные файлы к Documents.
Путь (path) означает описание места объекта в ФС. Путь начинается с символа (/) наклонной косой черты, которая указывает, что данный путь начинается с верхнего уровня ФС, далее указывается вся иерархия папок, через которые необходимо пройти, чтобы добраться до указанного объекта.


Библиотечные папки (Library)

Являются конструктивной особенностью ФС, несмотря на идентичность папок с именем Library, каждая из них индивидуальна, а именно, определяет параметры предпочтительной настройки приложения, кэшированные объекты, скрипты.
В системе существуют две папки Library, это /Library и /System/Library. /Library, содержит в себе необходимые объекты для работы большинства приложений, созданные в основном сторонними компаниями. /System/Library содержит объекты, созданные Apple, и только она вправе изменять ее структуру. Вы, конечно, можете что-либо изменить в ней, но только если вы уверенны в своих действиях, иначе результат будет плачевным.

Каждая из библиотечных папок имеет строго выраженную структуру, описанную ниже, но разработчики программ могут вносить свои изменения.
Audio — осуществляет поддержку приложений для работы со звуком.
Automator – содержит стандартные операции для построение схем автоматизаций.
Caches – Кэш приложения, информация которая часто используется системой.
Calendars – папка для хранения информации календарей.
CFMSupport – содержит совместно используемые компоненты, необходимые как ОС так и приложению.
ColorPickers – содержит плагины селекторов цвета и цветовых палитр.
Keychains – содержит все принадлежащие пользователю цепочки ключей.
Documentation – приложения хранят файлы с документацией.
Logs – фалы журналов.
Preferences – параметры предпочтительной настройки приложений и компонентов.
И так далее. Перечислять их можно еще долго, я выделил наиболее часто используемые при работе с приложениями.

Папка Applications
Как можно догадаться из названия, она рекомендуется для установки в нее приложений. Благодаря этому любое установленное, когда либо приложение легко найти в системе.

В принципе в этой папке ни каких вопросов нет. Но есть один небольшой нюанс. Если вам захочется перенести приложениях их папки Application в другое место, но учите что при обновлении программы, тем более, если это продукт Apple, Software Update будет искать приложение по его месту установки, а не там, куда вы его перетащили, поэтому либо не чего не перетаскивайте, либо делайте полную переустановку приложения.

Домашние папки пользователей
Являются стандартными папками в верхнем уровне ФС в вновь установленной системе. В папке Users хранятся личные папки пользователей:
Desktop – элементы находящиеся на рабочем столе
Documents – хранилище для ваших документов
Downloads – многие интернет приложения написанные для Mac загружают файлы именно в эту папку
Movies – файлы видео и рабочая папка iMovie
Music – рабочая папка iTunes
Pictures – папка предназначенная для хранения графических файлов
Public – разместите в ней файлы, которые вы хотите разместить для общего доступа в сети

В 2017 году компания Apple начнёт использовать в своих устройствах новую файловую систему Apple File System (APFS), которая придёт на смену системе HFS+, используемой на компьютерах Maс 1998 года, а та основана на HFS выпуска 1985 года.

APFS представляет собой совершенно новую файловую систему, разработанную для современного аппаратного обеспечения и облачных технологий. Она улучшает шифрование, безопасность и надёжность по сравнению со старыми системами Apple. Как обычно в таких случаях, будут проблемы с совместимостью, но у Apple есть время для их решения, прежде чем новая система станет доступной широкому кругу пользователей.

Первый взгляд на APFS

Пока APFS доступна в бета-версии macOS Sierra 10.12 (преемница OS X Capitan 10.11) для разработчиков.

В ней можно создать образ диска APFS, но с ним доступно не особо много действий – копирование файлов в него и из него, при этом нельзя использовать диск APFS как загрузочный. Всё это должно измениться в 2017 году с появлением новых моделей Mac, iPhone и iPad.

Улучшенная безопасность и постоянное клонирование

Большинство пользователей не заметят ничего радикально нового в устройствах с поддержкой APFS на жёстком диске, но внутри скрыто множество значительных отличий. APFS использует интегрированное шифрование вместо устанавливаемых сторонних техник в существующей функции OS X FileVault, которая медленно шифрует и дешифрует диск целиком.

APFS может шифровать целые диски и отдельные файлы с разными ключами для файла и метаданных, давая гибкий контроль, который может позволить пользователям модифицировать данные в файле без доступа к другим участкам диска.

APFS также позволяет мгновенное копировать папки и диски. Эта технология повысит скорость встроенной функции Sierra, которая автоматически выполняет резервное копирование файлов из папок Рабочий стол и Документы в облачное хранилище iCloud (функцию можно отключить) — об этой возможности мы уже рассказывали в статье «macOS Sierra: новые возможности преемницы OS X «. Функциональность работает уже и на существующих устройствах, но должна стать быстрее с APFS.

Наносекундная точность, улучшенное резервное копирование

Текущая файловая система Apple помечает файлы временными метками с точностью до одной секунды, чего недостаточно для фиксирования изменений в файлах при нынешних скоростях работы устройств. APFS помечает файлы временными метками с точностью до одной наносекунды, что в совокупности с технологией резервного копирования позволяет хранить разные версии файлов, занимая минимум пространства.

Можно ждать в macOS Sierra наличия новой версии функции Apple Time Machine, которая воспользуется преимуществами файловой системы для повышения производительности создания резервных копий. Microsoft создала похожую функциональность в файловой системе NTFS много лет назад, а пользователи Mac теперь смогут работать с похожей технологией «теневого копирования», как в Windows.

Улучшенное распределение пространства

Другие преимущества дисков APFS включают в себя гибкое распределение пространства, так что два «диска» APFS могут одалживать его друг у друга, не довольствуясь только местом, выданным им при создании.

APFS обладает поддержкой «разреженных файлов», которые не заполняют всё распределённое место на диске. Прежние версии OS X уже поддерживают разреженные файлы, но не самым удобным образом и только для разработчиков.

А благодаря быстрому встроенному управлению файлами, нам обещают более надёжную защиту против потери данных при падениях системы.

Оптимизация для флеш-памяти

Другие внутренние новшества включают в себя оптимизацию для работы с флеш-памятью, тогда как технологии в HFS+ созданы для вращающихся жёстких дисков. Те, кто когда-либо подолгу ждали, когда OS X скажет, сколько места занимает та или иная папка, будут рады узнать, что функция быстрого определения размера директорий APFS решит эту проблему.

Если вы собираетесь пользоваться своим компьютером Mac следующие 25 лет, лучше обновиться до APFS до 6 февраля 2040, так как HFS+ после этой даты не сможет создавать временные метки файлов.

Недостатки APFS

Главным является совместимость. Если у Mac есть созданный программой Apple Boot Camp раздел для Windows, то понадобистя драйвер Windows, который сможет прочитать диск APFS, как драйвер от Apple для Windows позволяет читать диски HFS+. Наверняка Apple предоставит такой драйвер до публичного релиза APFS.

Точно так же двойная загрузка с применением Sierra и старых версий OS X не даст доступа к разделу APFS с раздела со старыми версиями. Обычный сетевой доступ к и с диска APFS не будет проблемой, так как APFS поддерживает стандартный сетевой протокол SMB, используемый Windows и всеми остальными.

Вместо заключения

Только разработчикам нужно думать о том, что им предстоит изучать APFS. Остальным новая файловая система даст большую скорость работы системы, усиленную безопасность и надёжность. В июле выйдет публичная бета-версия macOS Sierra, тогда доступ к новой файловой системе смогут получить все желающие.

Или возникает потребность целиком стереть её содержимое, принято форматировать накопитель. Эта процедура удаляет все данные и часто нормальную работу устройства.

В процессе форматирования компьютер предлагает выбрать файловую систему (ФС). Так называют способ организации данных на флешке. Пользователю macOS доступен выбор из следующих систем: MS-DOS (FAT), ExFAT или OS X Extended.

Очень важно отформатировать накопитель в той ФС, которая лучше всего подходит для вашей техники. Давайте разберёмся, какая файловая система флеш-драйва будет оптимальной для Mac и почему.

Виды файловых систем и их особенности

MS-DOS (FAT) - так macOS называет ФС, известную пользователям Windows как FAT/FAT32. Она совместима с любыми компьютерами, а также поддерживается консолями и бытовой техникой вроде видеокамер или даже стареньких медиапроигрывателей.

При всей своей универсальности MS-DOS (FAT) имеет важный недостаток: на отформатированную в этой файловой системе флешку нельзя записывать файлы, размер которых превышает 4 ГБ.

ExFAT - более новая ФС, которая поддерживается в среде macOS, начиная с версии X 10.6.5, а в Windows – с XP SP2. Очевидно, что недостатком этого формата можно считать отсутствие совместимости с более ранними вариантами операционных систем. Кроме того, не все USB-устройства поддерживают ExFAT. Ну, а плюс в том, что он способен работать с файлами объёмом более 4 ГБ.

Mac OS Extended (Journaled) обеспечивает максимальную совместимость флеш-драйва с macOS и является файловой системой по умолчанию для жёстких дисков на компьютерах Mac. Никаких ограничений на размер записываемого файла при использовании Mac OS Extended (Journaled) нет. В то же время эта ФС не поддерживается Windows и многими USB-устройствами.

Вы также можете увидеть в списке доступных ФС Mac OS Extended (Case-sensitive, Journaled) . Она отличается от предыдущей только чувствительностью к регистру. Например, файлы hello.txt и Hello.txt в такой ФС будут считаться разными. Если вам этого не нужно, выбирайте обычную Mac OS Extended (Journaled).

NTFS - ещё одна ФС, с которой вы можете столкнуться. Отформатированные в ней накопители не имеют ограничений по объёму файлов и совместимы с Windows. Но в macOS записанные на такую флешку файлы можно лишь просматривать без возможности записи. Кроме того, некоторые USB-устройства вообще не поддерживают NTFS.

Какую файловую систему выбрать

Как видите, выбор файловой системы накопителя зависит от того, с какими устройствами вы будете его использовать. Если только с Mac и другой техникой Apple, выбирайте Mac OS Extended (Journaled).

Для Mac и Windows-ПК отлично подойдёт ExFAT.

Если хотите добиться совместимости флешки с максимальным количеством USB-устройств и не планируете записывать на неё файлы больше 4 ГБ, выбирайте MS-DOS (FAT).

Как поменять файловую систему

Чтобы изменить ФС накопителя, его с помощью «Дисковой утилиты». Не забывайте, эта процедура уничтожает все данные.

Но сначала проверьте текущую файловую систему флешки. Для этого достаточно запустить «Дисковую утилиту» и выделить накопитель на левой панели. После этого на экране появится детальная информация о флешке, в том числе тип её ФС, который можно увидеть рядом с названием накопителя.

Если текущая файловая система вас не устраивает, кликните на верхней панели по кнопке «Стереть». В появившемся окне выберите новую ФС и снова нажмите «Стереть». Через несколько секунд утилита изменит файловую систему флешки.

Тема достаточно освещенная, но для меня, как новичка в мире Mac OS X - очередное маленькое открытие. Вопрос связан с одной небольшой проблемой - выбором файловой системы для флешек.

Для пары Windows + Linux обычным решением является файловая система NTFS. Обе операционные системы с ней прекрасно работают - чтение+запись.

Для пары Mac OS X + Linux такой выбор не подойдет, так как NTFS в Mac OS X имеет поддержку только чтения. Для записи нужно ставить сторонний софт, типа Paragon. Это не является решением - нужна нативная поддержка в обеих системах.

Решением является файловая система ExFAT. В Mac OS X у нее есть поддержка “из коробки”. В Linux поддержки “из коробки” нет - но проблема решается установкой дополнительных пакетов (как почти всегда).

Более того, в Сети пишут о системе ExFAT как изначально созданной для флеш-накопителей. Что она умеет бережно относится к флешкам и поддерживает размер более 4Gb.

Все отлично - ставлю ее на обе свои флешки: Apacer 8Gb и Transcend 16Gb. Начну с более сложного - с системы Linux.

ExFAT - установка в Linux

Для включения поддержки файловой системы в Linux нужно установить пару пакетов -

и . Именно этот факт и послужил для меня поводом написать этот краткий обзор.

Все - дело сделано. Теперь отформатирую флешку под файловую систему ExFAT в Linux.

Для этого сначала нахожу, где она расположена в файловой системе (в моем случае это устройство

- это задание для флешки имени как устройства.

Форматирование происходит буквально за пару секунд, ждать не придется. Первая флешка готова и операция форматирования выполнена под Linux.

ExFAT - форматирование под Mac OS X

Как уже говорилось мною выше, система Mac OS X имеет нативную поддержку файловой системы ExFAT. То есть, ничего дополнительно ставить не придется - все готово “из коробки”.

Операции по форматированию накопителей и другим действиям с жесткими дисками производится в стандартной утилите “Disk Utility”.

Вставляю вторую флешку и запускаю “Disk Utility”:

Разобраться с работой этой утилиты нетрудно, но вкратце опишу.

Слева находиться окно со всеми подключенными дисками, которые утилита сумела обнаружить.

Справа на вкладке “Erase” производиться настройка и выполнение форматирования (в терминологии Mac OS X форматирование называется “Erase”). В списке “Format” выбирается нужная файловая система (кстати, выбор небогатый).

В списке “Name” выбирается диск, который будет форматироваться. Там же находиться одноименная кнопка “Erase” для запуска форматирования.

Ниже располагается информативное (я был приятно впечатлен объемом и качеством подачи информации в нем) окно, в котором можно увидеть всю информацию по подключенному диску. Внимательный читатель заметит, что флешка у меня уже отформатирована в ExFAT - обзор делал “по горячим следам”.

В принципе - и все. Осталось нажать кнопку “Erase” и моя флешка отформатируется под систему ExFAT.

Если ее открыть в Finder, то теперь мне будут доступны как чтение с нее, так и запись на нее.

Заключение

Вот так “неожиданно” я решил проблему совместимости флешки под Mac OS X и Linux. Более того, данная система ExFAT является разработкой Microsoft, поэтому с ее поддержкой в Windows вообще нет проблем.

А если учитывать обещанный создателями ExFAT бережный способ обращения с флеш-накопителями, то этому решению вообще цены нет.

Любое наше общение с компьютером - редактирование текста или фото, просмотр фильмов и прослушивание музыки, и даже игры - это работа с файлами. Нам кажется, что мы рисуем картинку или убиваем монстров, а на самом деле машина изменяет файлы, записывает, перемещает и даже удаляет. И тот способ, которым операционная система записывает и находит файлы на вашем диске, и как они отличаются один от другого, называют файловой системой.

За годы существования компьютеров появилось немало файловых систем со своими преимуществами и недостатками. Конечно же, Macintosh и PC используют разные файловые системы. А различия непременно порождают проблемы совместимости. И, чтобы знать, как эти проблемы решаются, придется, для начала, разобраться с какими видами файловых систем мы вероятнее всего можем столкнуться.

FAT . Одна из первых файловых систем, появившаяся вместе с PC компьютерами и системой DOS в 1981 году. По сути, представляет собой простую таблицу, в которой записано, где файл находится на диске. Отсюда и название: File Allocation Table - таблица размещения файлов.

FAT32 . В системе FAT были заложены ограничения на максимальный размер файла и диска - не больше 2 Gb. К середине 90х годов, с развитием компьютеров, эти ограничения потребовалось расширить. Так появилась новая система FAT32. Теперь ограничения на размер файла стали 4Gb, а диска - 2Tb. Но, по принципам работы, это была все та же старая FAT, т.е. таблица. В настоящее время FAT32 (как и NTFS, о которой ниже) является основной файловой системой современных Windows-компьютеров.

HFS (Hierarhical File System - иерархическая файловая система). Родилась практически вместе с первыми маками в 1985 году. В HFS каждый файл состоит из двух частей, так называемых, ветви ресурсов и ветви данных. Ветвь данных - это собственно содержание файла, например, текст, изображение, видео или звук. В ветви ресурсов содержится различная служебная информация о файле: даты создания и редактирования, информация о программе создателе, иконка файла, а если этот файл - программа, то и используемый код.

HFS+ К концу 90х годов, Мак-пользователи столкнулись с такими же проблемами, что и пользователи системы FAT, и в 1998 Apple выпустила в свет новую версию - HFS+, в которой снимались все мешавшие жить и трудиться ограничения. Количество возможных символов в имени файле изменилось с 32 до 255, а максимально допустимый размер файла и используемого диска достиг 8Eib. Exbibite - это 2 в 60-ой степени, и, чтобы понять что означает эта запредельная цифра, скажем, что максимальный размер диска на маке превышает максимальный размер в системе FAT32 в четыре миллиона раз! На сегодняшний момент HFS+ является основной файловой системой компьютеров Apple.

- NTFS (New Technologi File System) - новая файловая система, разработанная Microsoft с целью заменить семейство FAT. В отличие от примитивной FAT, NTFS - это сложный алгоритм записи файлов. Основным достоинством системы является надежность и возможность восстановления после сбоев.

Теперь, ознакомившись с различными видами файловых систем, мы просто не можем не задаться вполне ожидаемым вопросом: «а что произойдет, если вынуть диск из Мака и присоединить его к РС? » Ответом на этот вопрос будет простая аксиома, которую, пожалуй, следует всегда применять в вопросах совместимости Мака и PC:

Windows практически не совместима с Mac OS X, но Mac OS X очень хорошо совмещается с Windows.

А это значит, что маковский диск с HFS+ Windows не опознает и воспримет как неотформатированный. Хотя, безвыходных ситуаций не бывает, - при помощи отдельных коммерческих программ, таких как MacOpen, Маковский диск теоретически можно, хотя не без труда, прочитать на РС.

А вот подключение PC диска к Маку довольно просто. Mac OS позволяет читать диски в формате FAT и FAT32, а с появлением Mac OS X 10.3 и диски NTFS. Под диском подразумевается любой носитель информации - это может быть внутренний или внешний жесткий диск (винчестер), флэш-карта, или обычная дискета. При подключении на рабочем столе появится иконка нового диска, и вы сможете работать с ним также как и с остальными. Однако для NTFS дисков есть, все же, существенное ограничение - на Маке они подключаются исключительно в так называемом режиме read-only. Это означает, что вы сможете просматривать структуру диска, открывать и переписывать файлы на свои диски, но не сможете сохранить их, а также записывать новые файлы на такой диск.

PC-пользователям будет любопытно и полезно узнать, что имя PC-диска, которое вы увидите при подключении, это то имя, которое было дано ему при создании (форматировании). На Маках отсутствует буквенное обозначение дисков, например, D или C. В качестве идентификации диска всегда используется его имя, а если это PC-диск, то в качестве имени будет использоваться то, что в Windows называется меткой тома. Поэтому, вместо диска D, мы получим диск SYSTEM или ARCHIVE или же страшное дефолтное название от Windows, вроде FGHYJN009890.

Свежеприобретенный диск перед началом работы всегда и во всех файловых системах форматируют. Диски для Мака обычно форматируют как HFS+ (другое современное название - Mac OS Extended Journaled) - это "родная" файловая система маков. Постоянное использование различных механизмов совместимости с чужими файловыми системами не добавит Маку эффективности. К тому же, установить Mac OS X на что-то, кроме HFS+, нельзя. Если необходимо отформатировать внешний носитель, который предполагается подключать к разным системам, форматируйте его как FAT32(MS DOS File System). Это сделает диск универсальным.

Для работы с дисками можно использовать программу Disk Utility, входящую в комплект Mac OS. Находится она в ApplicationsUtilities. Это комплексная программа, позволяющая выполнять все основные работы с дисками: разбитие диска на несколько логических, форматирование, лечение диска, если произошел какой-либо сбой, и даже создание RAID массива. В подавляющем большинстве случаев вам будет достаточно функций этой утилиты.

Определение типа файла

Теперь стоит сделать лирическое отступление и немного рассказать об одной исторической особенности HFS+. Существующие на настоящий момент операционные системы ведут свою историю в течении уже десятков лет, и их последующие версии - улучшенные и дополненные старые. Например, Windows впервые появилась в 95 году, но, в действительности, это наследница еще более старой системы - DOS, разработанной для самых первых PC, а системы семейства UNIX берут свое начало, чуть ли не со времен первых полетов в космос.

В семействе маков тоже существовал такой "динозавр", теперь его называют Mac OS Classic. Но, вместо инноваций и улучшений, Apple разработала новую систему - Mac OS X, фактически написав ее с нуля. Так что, среди окружающих ее старцев, Mac OS X просто юная девушка, - ее первые версии появились только в 2000 году. При разработке новой системы специалистам из Apple пришлось учитывать вопросы совместимости как со старой Mac OS, чтобы обеспечить переход старых пользователей, так и с Windows, чтобы привлечь новых с доминирующей платформы.

Для определения типа файла система использует сразу три различных подхода. В системе HFS, как было описано выше, любой файл состоит из двух частей: содержания файла и информации о типе файла. Эта информация хранится в отдельном месте - ветви ресурсов в виде специальной текстовой метки. В этом и состоит принципиальное отличие от Windows, где тип файла определяется расширением имени. В подходе Apple есть существенное преимущество - как бы вы не изменяли имя файла, вы не сможете изменить его принадлежность к тому или иному типу, минимизируя риск случайной ошибки.

Однако у описанного подхода есть и недостаток. Популярные протоколы передачи файлов через Intеrnet не поддерживают систему HFS+. При отправлении файла по электронной почте информация о типе файла исчезнет вместе с веткой ресурсов. Это значит, что пересылать маковские файлы через интернет можно только при использовании специальных мак-архивов.

При создании Mаc OS X Apple озаботилась этой проблемой, внедрив в систему механизм определения типа файла при помощи расширения, такой же, как у Windows. Mаc OS X прекрасно распознает типы PC-файлов. Но, в отличие от PC, где расширение имени не может быть больше трех букв, система позволяет использовать расширения, состоящие из бо льшего количества символов. Это значительно увеличивает информативность имени файла и позволяет пользоваться правильными аббревиатурами. Например, популярные графические форматы jpg и tif в действительности называются JPEG и TIFF - при этом система понимает оба варианта написания. Apple пользуется новыми возможностями и дает и собственным файлам вполне информативные расширения имени: .pages - документ созданный в редакторе Pages из комплекта iWork, dspproj - проект DVD диска созданный в DVD Studio Pro и т.д. Таким образом, Mac OS X определяет тип файла используя как и старый Classic подход, для обеспечения преемственности со старыми маками, так и PC поход, использующий расширения имени, при этом расширив его функциональность.

Таким образом, на Маках реализованы три подхода к определению типа файла: старый HFS через ветвь ресурсов, PC - подход через трехбуквенное расширение имени файла и новый, усовершенствованный, через многосимвольное расширение имени файла

При желании, расширения файлов можно скрыть. При сохранении файла укажите флажок Hide Extension (скрыть расширение). Чтобы скрыть расширение уже существующего файла или файлов, нажмите Command-Option-i, предварительно выделив файлы, и выберите флажок Hide Extension в графе Name & Extension.



Похожие статьи