Souborové systémy – Znáte hlavní rozdíly?

Souborový systém hraje v oblasti výpočetní techniky zásadní a významnou roli. Organizace dat ve formě souborů, o níž byste měli vědět alespoň to základní. Nyní vám přinášíme přehled nejpoužívanějších souborových systémů.

Když se řekne souborový systém, spousta laiků v oblasti IT tápe. Někteří zkušenější částečně vědí, o co jde, přesný význam jednotlivých zkratek je jim však neznámý. A přesně pro vás všechny vzniká tento článek zaměřený na souborový systém. S ním se můžete setkat také pod anglickým výrazem File system.

Zjednodušeně řečeno jde o určování struktury dat na konkrétním záznamovém zařízení. Souborový systém je v podstatě vektorem dvojkových čísel. Určitá organizace dat na pevném disku a jiných nosičích, která umožňuje zapisování, řazení souborů a složek, čtení a mnohé další.

Přesně kvůli tomu jsou konkrétní paměťová zařízení nakonfigurována v odpovídajícím souborovém systému. Tyto nedílné součásti stolních počítačů, notebooků a výpočetní techniky obecně mohou samozřejmě nabývat nejrůznějších podob.

• Pevný disk
• CD a DVD
• Flash disk a jiné

Informace související se souborovým systémem nabývají dvojích podob. Setkat se můžete s pojmy, jakými jsou metadata a data. Data představují samotný obsah a metadata pak doplňující informace související s velikostí, změnou souboru, datem vytvoření apod. Každý ze souborových systémů má svá konkrétní specifika, od čehož se odvíjí i následná použitelnost a přidružené vlastnosti. Zároveň existují i jistá omezení souborového systému, ať už jde o délku souboru, podporovanou znakovou sadu, délku jména souboru a podobně.

Souborové systémy pod drobnohledem

Vzhledem k tomu, že se výpočetní technika pojí i s odlišnými operačními systémy, můžete narazit hned na několik souborových systémů. Některé operační systémy podporují pouze jeden File system, jiné více najednou. A jaké jsou nejčastější souborové systémy?

• FAT16
• FAT32
• exFAT
• NTFS

Souborové systémy FAT

Nejprve začneme představením asi toho nejznámějšího souborového systému. Ten je znám napříč všemi osobními počítači. Pamatuje totiž dávná léta. Vše vzešlo ze souborového systému FAT12. Ve své podstatě jde o univerzální souborový systém, s nímž si rozuměly všechny verze operačního systému Windows, včetně starého MS-DOS. Postupem času byl FAT12 vyvíjen a byly do něj přidávány nové funkce. Díky tomu vznikly další odnože v podání FAT16 a FAT32. A v jakém roce se tento souborový systém objevil?

• FAT12 v roce 1980
• FAT16 v roce 1983
• FAT32 v roce 1997

Pokud jde o FAT16, tento systém patří k zastaralým a jeho využití je spíše u flash disků. Maximální velikost souboru je 2 Gib/4 GiB a maximální velikosti diskového oddílu je od 16 MiB až do 4 GiB. Tento souborový systém je víceméně památeční záležitostí. Mnohem častěji se setkáte se systémem FAT32. Ten je používán od operačního systému Windows 95 a i v současnosti na něj stále narazíte. U tohoto systému se můžete setkat s jedním zásadním omezením, kterým je maximální velikost souboru 4 GiB a maximální velikost diskového oddílu 2 TiB.

exFAT je určitou výjimkou

Jeden by si řekl, že exFAT tak nějak plynule navazuje na dobře známý souborový systém FAT. Jenže, opak je zde tak trochu pravdou. Tento souborový systém není kompatibilní se systémem FAT. Jde totiž o systém společnosti Microsoft, která s ním přišla v roce 2006. Zmiňované omezení je způsobeno právě patenty Microsoftu. Ty v minulosti ovlivňovaly využití na jiných operačních systémech. Později však přišel zlom. Souborový systém exFAT je podporován i v případě macOS od verze 10.6.5.

Tento souborový systém je do jisté míry bezlimitní, respektive se setkáte s vysokými hodnotami. Například maximální velikost disku může být teoreticky až 128 EiB a z pohledu maximální velikosti souboru budete limitováni spíše velikostí konkrétního úložiště.

Souborový systém NTFS

Pomyslným nástupcem FAT32 je souborový systém NTFS. Tento systém byl poprvé představen v roce 1993 společně s operačním systémem Windows NT. Za samotnou zkratkou se skrývá anglický výraz New Technology File System, což vypovídá o mnohém. Využíván je dodnes a jeho vývojářem je společnost Microsoft.

Pokud jde o parametry tohoto souborového systému, maximální velikost souboru je 16 TB a maximální velikost diskového oddílu je 16 EB. Limitující zde může být maximální délka souboru nebo adresáře, která činí 255 znaků. I celková cesta má svůj limit, což je 32 767 znaků. Souborový systém je samozřejmě podporován všemi verzemi operačního systému Microsoft.

Ostatní souborové systémy

Nejsou to však pouze souborové systémy primárně určené pro operační systém Microsoft Windows, s nimiž se můžete nejčastěji setkat. Nabízí se také mnohé další. Typickým příkladem jsou tyto unixové souborové systémy.

• Ext2
• Ext3
• Ext4

Souborové systémy ext2 a ext3 byly nejrozšířenější v 90. letech minulého století. První z nich byl uveden na trh v roce 1993, ten druhý v roce 1999. S těmito souborovými systémy souvisí maximální velikost souboru 16 GB až 2 TB a maximální velikost diskového pole 2 TB až 32 TB. Souborový systém ext4 jinak zvaný Fourth extended filesystem patří k novějším linuxovým souborovým systémům, jehož vznik je datován rokem 2006. Tento File system přinesl značné rozšíření, a to především z pohledu maximální velikosti diskového oddílu v hodnotě 1 EB. Oproti předchozím verzím mile překvapí třeba limit pro počet souborů v počtu čtyř miliard.

Kapitolou samou o sobě je pak operační systém macOS od americké společnosti Apple. Primárně je využíván souborový systém HFS+, který je obecně bohatý na metadata. Novější verze tohoto operačního systému podporují i FAT, do něhož umí zapisovat a číst. Výjimkou není ani čtení souborového systému NTFS. Popřípadě podpora souborového systému UFS využívaného u BSD Unixu.

V rámci komplexnosti prezentovaných informací se zmíníme ještě o dalších a méně častých souborových systémech. Ty jsou obvykle určeny pro konkrétní operační systémy. Patří mezi ně souborový systém ZFS, QNX, UFS a UFS2, UDF, NSS, JFS a JSF2 nebo XFS a Reiser4. V souvislosti s pevnými disky se vám možná hodí článek Jak na výměnu pevného disku.