System plików, w największym skrócie, określa sposób zapisu informacji na nośniku danych (np. dyskietka lub dysk twardy). W nieco szerszym rozumieniu definiuje on logiczną organizację danych na nośniku, metodę realizacji ich zapisu i odczytu (np. rozmieszczenie na dysku, buforowanie lub tzw. journaling), wielkość klastrów (patrz: Słowniczek), dopuszczalne atrybuty plików oraz schemat nazw zbiorów (np. ich długość oraz zbiór dopuszczalnych znaków).
Do wyboru?
Najpopularniejsze systemy plików to wspomniane już FAT, występujący w odmianach 12, 16 lub 32 (MS-DOS, Windows 9x), NTFS (Windows NT/2000/XP) oraz systemy “uniksowo-linuksowe”, m.in. ext2 (Second Extended File System – najczęściej używany w przypadku Linuksa) i ext3 (wersja ext z journalingiem – patrz: Słowniczek).
Inne popularne systemy plików, o których warto nieco więcej wiedzieć, to VFAT (Windows 95), HPFS (OS/2), HFS (Mac OS), a także przeznaczone dla nośników optycznych CDFS (iso9660) i UDF. Pozostałe (m.in. XTF, XFS, UFS, CFS, StegFS, ReiserFS, SysV oraz BeOS BFS) stosowane są w Uniksie, Linuksie lub pokrewnych systemach operacyjnych (patrz:
$(LC72340:Tabela Dane techniczne)$
). Wciąż spotkać można także kilka niemal archaicznych systemów dla Linuksa, np. Minix, ext, xia, usmdos czy AFFS. Każdy “OS” obsługuje na ogół od dwóch do kilku systemów plików, a najbardziej elastyczne pod tym względem są platformy uniksowe.
Wymienione rozwiązania należą do grupy systemów lokalnych. Są one używane do zarządzania danymi na napędzie podłączonym bezpośrednio do komputera. Istnieją też sieciowe systemy plików. Należą do nich m.in. NFS, AFS, NCPFS, CODA, Samba, IBM DCE/DFS oraz (MS)DFS.
Niektóre systemy operacyjne wykorzystują do obsługi operacji dyskowych tzw. wirtualny system plików. Ogólnie mówiąc, pozwala on na uniezależnienie wywołań dotyczących operacji na plikach od formatu danych. Przykładowo: w Linuksie działa VFS (Virtual File System), który pozwolił na łatwe dodanie obsługi co najmniej kilkunastu formatów zapisu danych do tego systemu. Podobnie działają warstwa File Manager w Mac OS-ie oraz mechanizm Loadable File System w OS/2.
Na początku był FAT
A początek ten miał miejsce w roku 1976, kiedy to Bill Gates zaprojektował FAT na użytek interpretera BASIC-a dla pierwszego produkowanego seryjnie mikrokomputera Altair. Później FAT był rozwijany i od 1981 roku towarzyszył nieodłącznie DOS-owi.
Obecnie FAT występuje w trzech odmianach: 12, 16 i 32. Oczywistą zaletą FAT 16 jest to, że może z niego korzystać większość obecnie używanych pecetowych systemów, tj. DOS, rodzina Windows oraz Linux, a także niektóre “OS-y” uniksowe. Lata panowania DOS-u doprowadziły do powstania bardzo wielu programowych narzędzi diagnostycznych, pomagających w rozwiązywaniu problemów i odzyskiwaniu danych (np. Norton DiskDoctor). Niestety, FAT 16 był projektowany z myślą o niewielkich dyskach twardych i jest wydajny na woluminach mniejszych niż 256 MB (klaster 4 KB). Wraz z dalszym wzrostem objętości partycji wielkość klastra też szybko się zwiększa. Z tego powodu np. na dysku o rozmiarze powyżej 2 GB (klastry 64 KB) zapisywanie dużej liczby plików powoduje znaczne marnotrawstwo przestrzeni. Większy rozmiar klastra może być też przyczyną złego obliczania wolnego miejsca przez niektóre aplikacje. Kolejną wadą FAT 16 jest brak kopii bezpieczeństwa sektora startowego.
Aby uczynić system Windows bardziej przyjaznym, programiści z Redmond wprowadzili możliwość stosowania długich nazw plików (do 255 znaków) w standardzie Unicode (nazwy plików i folderów mogą być zapisane w dowolnym języku). Nową metodę wykorzystania struktur FAT w Windows 95 określono mianem Virtual FAT, ponieważ tak naprawdę nie jest on kolejnym systemem plików, a jedynie sposobem na zapisanie dodatkowych informacji w starym.
Innym przykładem wykorzystania partycji DOS-owej jest usmdos. Był on używany we wczesnych dystrybucjach Linuksa i pozwalał na emulację uniksowych właściwości (długie nazwy, właściciele, uprawnienia itp.) zbiorów przechowywanych na partycjach FAT. Eliminowało to potrzebę tworzenia osobnej partycji dla Linuksa. Dodatkowe dane o plikach zapisywane były w specjalnym pliku o nazwie “–linux-.—“.
