Файловая система является основой любого цифрового устройства. Нет смысла хранить гигабайты или даже терабайты данных, если вы не можете получить к ним доступ или эффективно использовать их. Несмотря на многочисленные попытки разработать наиболее эффективный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс, именно компания Microsoft взяла на себя инициативу по созданию файловой системы, которая нашла свое применение во всех сферах хранения данных. В следующем видеоролике объясняется, что такое файловая система:
Для Windows XP/Vista/7/8/10/11
Для macOS X 10.10 - macOS 13
Если говорить о проверке временем, то файловая система FAT32 является ярким примером. Этот формат был доступен в течение десятилетий и до сих пор используется в некоторых приложениях. Из этого руководства вы узнаете все о формате FAT32, о том, как он появился, и об особенностях, которые делают его таким универсальным для различных производителей компьютеров.
В этой статье
Часть 1. Что такое файловая система FAT32
При форматировании внешних жестких дисков или флешек в Windows вам предлагается выбрать FAT32, NTFS или exFAT. Вы можете выбрать подходящую файловую систему, которая подходит для любых файлов, хранящихся на этом накопителе, в соответствии с вашими требованиями.
Как и его предшественник, Файловая система FAT16, FAT32 использует систему статического распределения, которая хранит информацию в виде кластеров. "FAT32" означает "Таблица размещения файлов 32-бит". В соответствии со своим названием, она состоит из таблицы распределения файлов, содержащей данные для каждого кластера (единицы, занимающей определенное место на диске). В зависимости от размера файла она может занимать один или несколько кластеров.
FAT32 - это формат статического распределения, который работает только с кластерами, выделенными под файл. Хотя по современным стандартам он может показаться упрощенным, FAT32 поддерживает все стандартные операционные системы и устройства на сегодняшний день.
История возникновения FAT32
Воплощая в жизнь идею создания ОС с графическим интерфейсом, файловая система FAT32 впервые появилась в Windows 95 в августе 1996 года. Разработанная совместно компаниями Microsoft и Caldera, она была отличной модернизацией FAT16, которая поддерживала увеличенные размеры файлов и большие разделы, сохраняя при этом большую часть оригинального кода.
До 1995 года файловые системы работали по схеме CHS, которая позволяла получать данные из хранилищ, расположенных на диске. Однако в Windows 95 была введена система "LBA (Logical Block Allocation)" для размещения архива за пределами диска, что повысило эффективность хранения данных. Это также означало, что для удовлетворения растущих потребностей в хранении данных требовалась новая система, способная работать с объемом памяти больше 8 ГБ.
Файловая система FAT32 создает для каждого файла запись, состоящую из 32 бит вместо прежних 16. Дополнительная информация позволяет создавать большие разделы диска при сохранении высокой скорости чтения/записи. Это также ценно для отслеживания дополнительной информации о файлах, такой как размер значков и цветовые схемы, которые используются в графическом интерфейсе. Он был настолько эффективен, что его до сих пор можно использовать для современных компьютеров.
Улучшения в FAT32 в сравнении с FAT16
Что касается усовершенствований, то FAT32 добилась больших успехов в хранении и обработке файлов. Благодаря увеличенной емкости архива, она может обозначать кластеры 32-битными номерами без ущерба для распределения. Из этих 32 бит 28 отводится под номер кластера, что позволяет хранить миллионы файлов одного типа без ущерба для стабильности. Это также единственная файловая система, которая может работать одновременно с MS-DOS, Windows и macOS, что никогда не было возможно с FAT16.
Длинная строка номеров кластеров обеспечивает более быстрое восстановление данных. Рассмотрим случай, когда у вас поврежден диск и вы хотите восстановить определенные файлы из поврежденного раздела. Было бы проще найти и извлечь более подробный файл записи папки. Файловая система также добавляет несколько функций, отсутствующих в FAT16 и ее предшественниках. Подробнее об этом позже.
Wondershare Recoverit - лучшее программное обеспечение для восстановления данных
5 481 435 человек уже скачали.
Recoverit поддерживает восстановление данных из всех файловых систем, включая APFS, ExFAT, FAT16/32, HFS+, NTFS, ReFS, Raid, RAW, JFS под ОС Linux и др.
Recoverit поддерживает 500+ сценариев потери данных, таких как форматирование жесткого диска, случайное удаление, потеря разделов, внезапные сбои и т.д.
Часть 2. Как работает FAT32
FAT32 по своей конструкции аналогична своим предшественникам FAT12 и FAT16. Она хранит файлы в фиксированных кластерах вдоль диска и создает архив, содержащий необходимую информацию, такую как адрес файла, конечный указатель и тип распределения секторов. Доступ к архиву осуществляется через загрузочный сектор ОС, что позволяет пользователю получить доступ к файлу при условии, что он имеет некоторое представление о его местонахождении. Кроме того, данные не обязательно должны быть полными, поскольку вы можете получить доступ к определенному файлу с частичной информацией, лишь бы она оставалась достоверной.
Предположим, что вам нужно получить доступ к файлу с именем "video games", который является изображением. Вы можете послать запрос системе, касающийся этого термина, которая затем может просмотреть каталог в поисках любых файлов с именем "video games". Поскольку системе не нужно сканировать весь диск, а только определенные кластеры, она может быстро получить адреса и вывести их на экран.
Если у вас слишком много файлов с одинаковыми именами, вы можете отфильтровать их по другим параметрам, таким как тип и размер файла, или сузить список до определенного сектора. Теперь, когда вы предоставляете системе больше информации, она может помочь найти нужный файл гораздо быстрее. Это также позволяет контролировать доступ к определенным файлам с помощью нескольких простых шагов.
Часть 3. Особенности FAT32
Обширный список возможностей FAT32 позволяет ему оставаться востребованным и сегодня. Ниже приведены некоторые из наиболее популярных.
- Совместимость: FAT32 - это самая универсальная файловая система на сегодняшний день. Она совместима со всеми операционными системами после MS-DOS 7.0. Кроме того, эта система хорошо работает со всеми версиями Windows с графическим интерфейсом, всеми ядрами Linux и вариантами macOS. Она может работать даже на ваших цифровых камерах и смартфонах, особенно на тех, которые используют программное обеспечение с открытым исходным кодом, например Android.
- Скорость передачи файлов: Стандартный FAT32 поддерживает скорость передачи файлов до 5 МБ/с.
- Структура данных: FAT32 имеет структуру данных, аналогичную своим предшественникам. Для хранения файлов отведены статические кластеры. Каждый кластер имеет определенный адрес, указатель конца файла и идентификатор, обозначающий тип хранимого файла. Эти данные хранятся в архиве, расположенном отдельно от диска. Когда вам нужно получить доступ к файлу, запрос проходит через этот архив и находит нужные кластеры с их конкретными записями.
- Емкость диска: Файловая система FAT32 по умолчанию поможет вам создать диск объемом 16 ТБ с кластерами по 64 КБ. Поскольку количество кластеров остается неизменным, перед форматированием диска необходимо определить, какой объем памяти может понадобиться.
- Поддерживаемые устройства: Система FAT32 может работать практически с любым устройством хранения данных, имеющимся в продаже. Вы можете использовать его для USB-флешек, SD-карт, карт microSD, жестких дисков, SSD, гибридных дисков, цифровых камер и внутренней памяти телефона.
- Форматирование и размер файла: С помощью FAT32 можно форматировать разделы размером до 32 МБ. Она поддерживает хранение файлов размером от 16 байт до 4 ГБ (с LFS). Если вы используете FAT32+, вы можете хранить файлы размером до 256 ГБ.
- Шифрование: Хотя FAT32 не была разработана как защищенная файловая система, вы все равно можете использовать шифрование на базовом уровне, ограничив доступ к файлам только для чтения или архивирования. Для большей безопасности вам понадобится внешняя программа, такая как "Norton" или BitLocker
Узнайте больше:
Как отформатировать USB-накопитель емкостью 128 ГБ в FAT32
Как отформатировать USB-накопитель в FAT32 на Mac
Как отформатировать жесткий диск в FAT32
Часть 4. Для чего используется FAT32
Благодаря своей универсальности файловая система FAT32 используется для широкого спектра приложений. Несколько популярных из них включают следующие.
- Форматирование портативных накопителей, таких как карты SD и флешек для работы на Windows и macOS.
- Создавайте виртуальные разделы физических дисков для использования в изолированной среде, поскольку FAT32 может загружать один и тот же диск с разными операционными системами.
- Для гибридных дисков, содержащих как HDD, так и SDD в одной системе.
- Хранение файлов в цифровых камерах и смартфонах среднего класса для обеспечения их максимальной совместимости.
- Форматируйте диски сервера, доступ к которым может осуществляться через различные операционные системы.
Часть 5. Плюсы и минусы FAT32
Как и все остальное в технологии, файловая система FAT32 имеет свой набор недостатков и преимуществ. Вы можете подробно прочитать о них ниже.
Плюсы
FAT32 совместима со всеми внутренними и внешними устройствами хранения данных. Ее можно использовать даже для цифровых камер, смартфонов и пользовательских схем хранения данных, например, разработанных для беспилотников и компьютерных устройств для видеоигр
FAT32 поддерживает все операционные системы, выпущенные с 1993 года. С последним обновлением вы можете использовать ее как для MS-DOS 7.0, так и для macOS High Sierra. Это достойная файловая система, если вы планируете выпустить собственную версию ОС с открытым исходным кодом, например Linux
Поскольку архив хранится отдельно от раздела диска, вы можете обращаться к секторам одного и того же диска из разных операционных систем. Это делает FAT32 идеальной файловой системой для создания и управления файлами в компьютерах
Для дисков с размером разделов 32 ГБ и менее файловая система FAT32 обеспечивает быструю и эффективную работу. Кроме того, она более удобна для доступа и восстановления файлов по сравнению с FAT16 или более старыми файловыми системами
Минусы
Из-за статического распределения памяти эффективность хранения резко падает, если вы выбираете накопители объемом более 32 ГБ. Например, на жестком диске емкостью 6 ТБ, отформатированном под FAT32, полезное пространство составит всего около 5,45 ТБ, тогда как NTFS или APFS предоставят вам доступ практически ко всему этому пространству
FAT32 не имеет встроенной функции шифрования файлов. Поэтому, если безопасность данных является проблемой, вы можете воспользоваться сторонним программным обеспечением или использовать более современные файловые системы, такие как NTFS
Диски, отформатированные в FAT32, подвержены фрагментации данных. Кластеры могут сместить свое местоположение либо из-за вредоносного ПО, либо из-за повреждения данных, что делает невозможным доступ к ним через архив. Это менее серьезная проблема в файловых системах типа NTFS, которые хранят информацию отдельно для каждого кластера данных.
FAT32 медленно читает и записывает данные по сравнению с более современными файловыми системами. Ее максимальная скорость составляет 5 МБ/с, в то время как NTFS и APFS могут передавать файлы со скоростью 25 МБ/с.
Часть 6. Различия между FAT32, NTFS и exFAT
По мере того как мир переходил на диски большего размера и требовал увеличения скорости, появилось несколько вариантов файловой системы FAT32. В Windows Vista Service Pack 1 и XP Service Pack 3 использовалась файловая система exFAT которая превзошла стандартное ограничение на размер файла в 4 ГБ. Пройдет несколько лет, и вы увидите новую версию NTFS, которая была впервые представлена в 1993 году. Она входит в стандартную комплектацию Windows 8 и была разработана специально для флеш-накопителей.
Хотя основные принципы одинаковы для всех файловых систем, несколько различий выделяют их среди других.
Критерии |
FAT32 |
NTFS |
exFAT |
| Полное наименование | Таблица распределения файлов 32-бит | Новая технология файловой системы | Расширенная таблица распределения файлов |
| Первое появление | Август 1996 года | Впервые была представлена в 1993 году; текущая версия была представлена в 2012 году вместе с Windows 8 | 2006 |
| Разработчики | Microsoft, Caldera | Microsoft | Microsoft |
| Шифрование | Отсутствие встроенного шифрования | Встроенное шифрование с помощью EFS, также поддерживается BitLocker | Отсутствие встроенного шифрования |
| Скорость чтения/записи | Максимальная скорость чтения/записи 5 МБ/с | Максимальная скорость чтения/записи 25 МБ/с | Максимальная скорость чтения/записи 15 МБ/с |
| Сжатие файлов | Нет возможности для сжатия файлов из-за статического распределения | Встроенная поддержка сжатия файлов благодаря своей конструкции Bitmap | Отсутствует встроенная поддержка сжатия |
| Минимальный размер файла | 16 байт | 512 байт | 512 байт |
| Максимальный размер файла | 2 ГБ (без LFS) 4 ГБ (с LFS) 256 ГБ (FAT32+) |
16 ТБ (Windows 7, Windows Server 2008 или более ранние версии) 256 ТБ (Windows 8, Windows Server 2012 или более поздняя версия) 8 ПБ (Windows 10, Windows Server 2019 или более поздняя версия) |
128 ПБ |
| Поддерживаемые ОС | MS-DOS 7.1 и более поздние версии, Windows 95/Me/NT/XP/Vista/7/8/10, macOS (все версии), Linux и аналогичные ОС | Windows NT/2000/XP/Vista/7/8/10, Windows Server 2008 и более поздние версии | Windows XP/Embedded CE 6.0/Vista/7/8/10, Windows Server 2003/2008, macOS 10.6 и более поздние версии |
| Оптимальное использование | Жесткие диски, карты MMC, карты SD, карты microSD, флэш-накопители, SSD, цифровые камеры, внутренняя память телефонов (включая смартфоны), серверное файловое хранилище | Флеш-накопители, такие как ручки, SD-карты, SSD, цифровые камеры и внутренняя память смартфонов. Службы, использующие Windows Server |
Карты SDXC, устройства памяти на основе флэш-памяти, такие как флешки, карты для камер и SSD, жесткие диски, игровые консоли, такие как Xbox One, PS4, PS5 и Steam Deck. |
| Встроенная система безопасности | Позволяет переводить файлы в режим "только для чтения" или архивировать их. Может иметь открытый доступ | Имеет встроенный режим безопасности, который ограничивает доступ к файлам только администраторам. Отсутствие открытого доступа | Позволяет переводить файлы в режим "только для чтения" или архивировать их. Может иметь открытый доступ |
Вы также можете посмотреть более подробное сравнение между FAT32, NTFS и exFAT на сайте
FAT32 в сравнении с NTFS
FAT32 в сравнении с exFAT
Возможна конвертация между FAT32, NTFS и exFAT. Вот учебные пособия: Преобразование FAT32 в NTFS
Преобразование FAT32 в exFAT
Заключение
В целом, файловая система FAT32 предоставляет вам достаточно гибкие возможности, если пространство для хранения и безопасность не являются существенными проблемами. У вас есть вопросы по восстановлению в файловых системах? Загляните на наш сайт или оставьте комментарий ниже.