Наверняка вы уже слышали о файловой системе HFS+, но, возможно, не знаете, что это такое и чем она отличается от других файловых систем, так как она была файловой системой по умолчанию до APFS на компьютерах Mac. В этой статье представлена информация о возможностях, структуре и ограничениях HFS+. Кроме того, в этой статье рассказывается о том, как можно читать файловую систему HFS+ в Windows.
Часть 1. Что такое файловая система HFS+?
HFS+, также известная, как "Mac OS Extended", "HFS Plus" или "HFS Extended", служит основной протоколирующей файловой системой для серии Mac OS X с момента появления Mac OS 8.1 в 1998 году. На Mac она часто отображается, как "MacOS Extended".
Apple заменила HFS+ на APFS (Apple File System), формат хранения данных, разработанный для SSD, когда выпустила macOS High Sierra в 2017 году. Однако, благодаря своей совместимости, HFS+ по-прежнему является популярным форматом дисков Mac.
Поддерживаемые операционные системы
Поддерживаемые операционные системы HFS+:
- macOS 10.12 или более ранняя версия
- Linux (только для чтения),
- Windows (только для чтения с помощью стороннего программного обеспечения),
- XXbox 360 и Xbox One.
Как определить, является ли ваша файловая система APFS или HFS+?
Выберите программу Disk Utility, нажав на кнопку запуска > "Другая папка на Mac". Затем выберите свой диск с левой стороны, нажав "Вид" > "Показать все устройства". Файловая система теперь находится во всплывающем окне под именем вашего диска.
Часть 2. HFS+ против HFS
Файловая система HFS+ оптимизирует объем памяти большого жесткого диска за счет увеличения количества блоков распределения на диске и уменьшения минимального размера файла.
Следовательно, HFS+ допускает более максимальное количество файлов, чем ее предшественница HFS (также называемая Mac OS Standard или HFS Standard). В следующем разделе показаны различия между HFS и HFS+.
Файл, содержащий 4 КБ данных, займет 64 КБ места при использовании HFS на жестком диске объемом 4 ГБ. Однако на жестком диске объемом 4 ГБ файл Apple HFS+ займет только 4 КБ. Это связано с тем, что размер блока распределения HFS составляет 16 КБ, но увеличенное количество блоков распределения диска в HFS+ и уменьшенный минимальный размер блока позволяют использовать меньше места впустую.
Благодаря 32-битным адресам блоков, которые значительно длиннее, чем 16-битный эквивалент HFS, HFS+ позволяет хранить файлы гораздо большего размера, чем HFS.
Он кодирует данные в UTF-16 и нормализует их до формы, схожей с Unicode Normalization Form D, используя Unicode для именования файлов (NFD).
HFS+ поддерживает N-образные файлы и имена файлов, содержащие до 255 символов UTF-16. В отличие от HFS, которая использует 16-битную таблицу, HFS+ использует 32-битную таблицу отображения распределения. Кроме того, HFS+ допускает соединения с папками, в отличие от большинства других файловых систем. Большинство метаданных тома хранятся в HFS+ с помощью B-деревьев.
Читайте также: APFS против HFS+ против exFAT
Часть 3. Структура файловой системы HFS+
Девять первичных структур составляют том файловой системы HFS+:
- Секторы 0 и 1 включают загрузочные блоки, аналогичные загрузочным блокам HFS.
- Сектор 2 содержит заголовок диска, аналогичный блоку главного каталога в томе HFS. Размер блоков назначения, временные метки и расположение дополнительных структур тома, таких как файл каталога или файл переполнения расширений, относятся к информации о томе, хранящейся в этом файле. Он всегда может быть расположен там.
- Свободные и используемые блоки записываются в файл распределения. Каждый блок распределения в HFS представлен одним битом, как и в битовой схеме тома. Если бит равен нулю, то блок свободен, а если единице, то он используется. В отличие от битовой схемы диска HFS, файл распределения сохраняется как обычный файл и не занимает специального зарезервированного места в начале тома. Поэтому он не обязан храниться последовательно внутри тома, и его размер может меняться.
- Подобно файлу каталога HFS, файл каталога представляет собой B-дерево, содержащее записи для каждого файла и каталога, хранящегося на диске. Основное различие между ними заключается в размере записей в HFS+, которые больше, чтобы вместить дополнительные и крупные поля. Это можно заметить на примере того, что размер файла каталога HFS составляет всего 512 байт, а размер файла каталога HFS+ - 4 КБ в Mac OS и 8 КБ в Mac OS X. В HFS+, в отличие от HFS, где поля фиксированы, они тоже изменяются в зависимости от данных, которые в них хранятся.
- B-дерево под названием Extents Overflow File отслеживает блоки распределения, выделенные каждому файлу в качестве расширений. Для каждой развилки файла в записи файла каталога может храниться до восьми расширений; дополнительные элементы хранятся в файле переполнения расширений. Здесь плохие блоки также учитываются как экстенты. Размеры этого файла по умолчанию составляют 1 КБ и 4 КБ в Mac OS и Mac OS X, соответственно.
- Только в файловой системе HFS+ есть B-дерево, известное как файл атрибутов. Записи атрибутов встроенных данных, записи атрибутов вилочных данных и записи атрибутов расширений - это три различных вида записей размером 4 КБ, которые могут в нем храниться. В таблице ниже перечислены цели каждого из них.
- Как и загрузочные блоки тома HFS, Startup File предназначен не для систем Mac OS без совместимости с HFS или HFS+.
- Заголовок альтернативного раздела тома HFS+, аналогичный блоку основного каталога альтернативного раздела HFS, может находиться в предпоследнем секторе.
- Последний сектор отведен компании Apple для использования при производстве компьютеров.
Часть 4. Особенности HFS+ (MacOS Extended)
Более эффективное использование дискового пространства
Файловая система HFS+ в два раза больше, чем HFS, использует 32-битное значение для адресации блоков распределения. В результате меньше места тратится впустую, так как допускается большее количество блоков распределения вместе с меньшими размерами блоков.
Ограничения на файлы HFS+ в OS X и macOS:
- Допускается неограниченное количество
- Один том может содержать до 2,1 миллиарда файлов
- Максимальный размер файла и тома: 8 EB
Имена файлов доступны на международном уровне
HFS+ упрощает создание описания имен, позволяя создавать имена файлов до 255 символов и используя UTF-16 для шифрования файлов и каталогов.
Повышенная безопасность данных
В Mac OS X 10.2.2 компания Apple ввела функцию протоколирования в HFS+ для повышения стабильности данных; она быстро стала стандартом в Mac OS X 10.3. Журнал регистрации может быть использован для поиска файлов на диске, если в результате сбоя системы файловая система становится нечитаемой.
Часть 5. Преимущества и недостатки файловой системы HFS+
Файловая система HFS+, иногда называемая Mac OS Extended или Mac HFS+, совместима со многими видами носителей информации, включая оптические диски. В системах Unix и Linux разделы, как правило, можно монтировать, а HFS+ обеспечивает протоколирование.
Дополнительные репозитории часто доступны, даже если определенное программное обеспечение не поддерживает HFS+; однако иногда они позволяют читать разделы, отформатированные в HFS+. Кроме того, стороннее программное обеспечение, такое как HFS для Windows от Paragon Software или MacDrive от Mediafour может включить функцию HFS+ в Windows.
В формате HFS+ используются блоки распределения секторов по 512 байт. Он допускает имена файлов до 255 символов и максимальный размер 8 EB. HFS+ предотвращает фрагментацию файлов, постоянно сканируя незанятое пространство, достаточное для размещения файла, который необходимо записать.
При увеличении размера файлов может потребоваться их полная реконструкция. Наконец, технология автоматической дефрагментации поддерживается в Mac OS X с версии 10.3. Она активируется, если файл разделен более чем на восемь секций и не выполнены другие условия активности/доступа. Контроль доступа, сжатие и шифрование поддерживаются файловой системой HFS+.
HFS Plus не имеет нескольких характеристик, присущих современным файловым системам, таким как ZFS и NTFS. Наиболее часто отмечаемая недостающая функциональность - это контрольные суммы данных.
Помимо контрольного суммирования, в HFS+ отсутствуют следующие возможности текущих файловых систем:
- Временные метки единиц наносекунд
- Одновременный доступ (то есть более одного процесса могут одновременно обращаться к файловой системе)
- Моментальный снимок
- Помощь при работе с ограниченными файлами
- Более активное использование Hard links в macOS реализовано в виде крошечных файлов, хранящихся в определенном скрытом каталоге (в других файловых системах обычно существует множество записей в каталогах, ссылающихся на одни и те же блоки данных)
- Такие функции, как разрешения файловой системы и жесткие ссылки, пришлось модернизировать, когда Apple перешла на Mac OS X, поскольку HFS Plus не предназначалась для Unix-подобных платформ
Часть 6. Как прочитать файловую систему HFS+ в Windows?
К сожалению, Windows не способна распознать файловую систему HFS+. Однако некоторые инструменты сторонних разработчиков позволяют обойти это ограничение и получить доступ к дискам, отформатированным под MAC, в Windows, будь то HFS+ или APFS. Просто посмотрите видеоурок ниже или перейдите к полному руководству о том, как прочитать диск, отформатированный в HFS+, в Windows.
Видеоурок - Как использовать отформатированный на Mac диск HFS+ на компьютере под управлением Windows?
Заключительная часть
В этой статье обсуждалась файловая система HSF+ и ее применение. Также речь шла о ее структуре, возможностях и ограничениях. В целом, в статье было показано, как читать HSF+ на Windows с помощью бесплатных и платных приложений. Можете связаться с нами, если возникнут дополнительные вопросы относительно файлов HSF+.
Для Windows XP/Vista/7/8/10/11
Для macOS X 10.10 - macOS 13