Кіріспе

Компьютерлік файл жүйесі – компьютер файлдарды қалай ұйымдастырады және оларға қалай қол жеткізеді. Компьютерлік есептеулерде файл жүйесі немесе файлдық жүйе (көбінесе FS немесе fs деп қысқартылады) файлдарды ұйымдастыру және оларға қол жеткізуді басқарады. Жергілікті файл жүйесі – бір компьютерде жұмыс істейтін бағдарламаларға қызмет көрсететін операциялық жүйенің мүмкіндігі. Желілік файл жүйесі – желідегі компьютерлер арасында файлдарға қол жеткізуді қамтамасыз ететін хаттама. Файл жүйесі деректерді сақтау қызметін ұсынады, бұл бағдарламаларға жаппай сақтауды бөлісуге мүмкіндік береді. Файл жүйесі болмаса, бағдарламалар ресурстар үшін таласқа, деректердің бұзылуына және деректерді жоғалтуға әкелетін үйлесімсіз тәсілдермен сақтау орнына кіре алады. Файл жүйелерінің әртүрлі құрылымдары мен мүмкіндіктері бар көптеген жобалары мен іске асырылымдары бар, олар жылдамдық, икемділік, қауіпсіздік, көлем және тағы басқа сипаттамалармен ерекшеленеді. Файл жүйелері сақтау құрылғыларының көптеген түрлері үшін әзірленген, соның ішінде қатты дискілер (HDD), қатты күйдегі дискілер (SSD), магниттік ленталар және оптикалық дискілер. Компьютердің негізгі жадысының бір бөлігін RAM дискісі ретінде орнатуға болады, ол файл жүйесі үшін сақтау құрылғысы ретінде қызмет етеді. tmpfs сияқты файл жүйелері файлдарды виртуалды жадыда сақтай алады. Виртуалды файл жүйесі виртуалды файлдар деп аталатын немесе басқа, қосалқы сақтау орнына бейнелейтін файлдарға қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

Этимология

1900 жылдан бастап және компьютерлер пайда болғанға дейін «файл жүйесі», «файлдау жүйесі» және «файлдауға арналған жүйе» деген терминдер қағаз құжаттарын ұйымдастыру, сақтау және іздеу әдістерін сипаттау үшін қолданылды. 1961 жылы «файл жүйесі» термині бастапқы мағынасымен бірге компьютерлік файлдарға да қолданыла бастады. 1964 жылы ол кеңінен қолданысқа енді.

Сәулет

Жергілікті файл жүйесінің архитектурасы абстракция қабаттары арқылы сипатталуы мүмкін, тіпті нақты файл жүйесінің дизайны осы ұғымдарды бөліп көрсетпесе де. Логикалық файл жүйесі қабаты файлдармен жұмыс істеуге арналған қолданбалық бағдарламалау интерфейсі (API) арқылы – ашу, жабу, оқу және жазу сияқты операциялар үшін – салыстырмалы түрде жоғары деңгейде қол жеткізуді қамтамасыз етеді, операцияларды төменгі қабаттарға жүктейді. Бұл қабат ашық файлдар тізімін және процесс файл дескрипторларын басқарады. Ол файлдарға қол жеткізуді, каталогтарды басқаруды, қауіпсіздікті және қорғауды қамтамасыз етеді. Unix сияқты жүйелердің туынды файл жүйелері кез келген каталогтық иерархияны қолдайды, сондай-ақ Apple-дің иерархиялық файл жүйесі және оның HFS+ мұрагері классикалық Mac OS-де, MS DOS 2.0 және MS DOS-тің кейінгі нұсқаларындағы FAT файл жүйесі, Microsoft Windows-тағы Windows NT операциялық жүйелер отбасындағы NTFS файл жүйесі, сондай-ақ ODS 2 (On Disk Structure 2) және OpenVMS-дегі Files 11 файл жүйесінің жоғары деңгейлері де қолдайды.

Сақтау кеңістігін ұйымдастыру

Жергілікті файл жүйесі қай файлға тиесілі екенін және қай сақтау аймақтары бос тұрғанын қадағалайды. Файл жүйесі файл жасағанда деректер үшін орын бөледі. Кейбір файл жүйелері бастапқы орын бөлуді және файл өскен сайын кезең-кезеңмен қосымша бөлуді белгілеуге рұқсат береді немесе талап етеді. Файлды өшіру үшін файл жүйесі оның орыны бос екенін тіркеп, оны басқа файл пайдалануға болатынын көрсетеді. Жергілікті файл жүйесі сенімділік пен тиімділік деңгейін қамтамасыз ету үшін сақтау кеңістігін басқарады. Әдетте, ол сақтау құрылғысының кеңістігін ұсақ-түйірлі түрде, яғни бірнеше физикалық бірліктер (мысалы, байттар) арқылы бөледі. Мысалы, 1980-ші жылдардың басындағы Apple DOS жүйесінде 140 килобайттық дискетадағы 256 байттық секторлар жол/сектор картасын пайдаланған. Осындай ұсақ-түйірліліктің нәтижесінде әр файл үшін пайдаланылмаған орын, кейде бос орын деп аталады, пайда болады, бірақ бұл орын тек сирек жағдайларда, бөлу өлшемінің еселігіне тең болатын файлдар үшін болмайды. 512 байттық бөлу үшін орташа пайдаланылмаған орын 256 байтты құрайды. 64 КБ кластерлер үшін орташа пайдаланылмаған орын 32 КБ-қа жетеді. Әдетте, бөлу бірлігінің мөлшері сақтау құрылғысы конфигурацияланғанда белгіленеді. Сақталатын файлдарға қарағанда салыстырмалы түрде кішкентай мөлшерді таңдау, қолжетімділікке артық жүктеме тудырады. Ал салыстырмалы түрде үлкен мөлшерді таңдау, пайдаланылмаған орынның көп болуына әкеледі. Сақтаудағы файлдардың орташа мөлшеріне негізделген бөлу мөлшерін таңдау пайдаланбайтын кеңістікті азайтуға көмектеседі.

Фрагментация

Файл жүйесі файлдарды жасағанда, өзгертетінді және жойғанда, негізгі сақтау ұсынылымы фрагменттелуге ұшырауы мүмкін. Файлдар мен файлдар арасындағы бос орын үздіріліссіз блоктарда орналаспайды. Файлдың мазмұнын сақтауға қажетті орын үздіріліссіз блоктарда бөліне алмаса, файл фрагменттеледі. Файлдар жойылғанда бос орын фрагменттеледі. Бұл соңғы пайдаланушыға көрінбейді және жүйе қалыпты жұмыс істей береді. Дегенмен, бұл үздіріліссіз блоктармен жақсы жұмыс істейтін кейбір сақтау құрылғыларының, мысалы, қатты дискілердің жұмысын нашарлатуы мүмкін. Қатты күйдегі дискілер сияқты басқа құрылғылар фрагменттелуге ұшырамайды.

Кіруді бақылау

Файл жүйесі көбінесе басқаратын деректеріне қол жеткізуді бақылауды қолдайды. Қол жеткізуді бақылаудың мақсаты – кейбір пайдаланушылардың белгілі бір файлдарды оқуына немесе өзгертуіне жол бермеу болып табылады. Қол жеткізуді бақылау сондай-ақ деректер бақыланатын тәртіппен өзгертілуін қамтамасыз ету үшін бағдарлама арқылы қол жеткізуді шектеуге мүмкіндік береді. Мысалдарға файлдың метадеректерінде немесе басқа жерде сақталған құпия сөздер, сондай-ақ рұқсат биттері, қол жеткізуді басқару тізімдері немесе мүмкіндіктер түріндегі файлдық рұқсаттар жатады. Файл жүйесі құралдарының деректерді медиа деңгейінде қайта ұйымдастыру және тиімді резервтік көшірме жасау үшін қол жеткізуі керек болғандықтан, бұл көбінесе олардың тек адал пайдаланушылар үшін тиімді, бірақ бұзушыларға қарсы тиімсіз болуына себеп болады. Кейде файл жүйесінде файл деректерін шифрлеу әдістері қарастырылады. Бұл өте тиімді, себебі файл жүйесі құралдарына деректерді тиімді басқару үшін шифрлеу кілтін білудің қажеті жоқ. Шифрлеуге сенудің тәуекелдеріне шабуылшы деректерді көшіріп алып, шифрлеуді бұзу үшін күш қолдану әдісін пайдалану мүмкіндігі жатады. Сонымен қатар, кілтті жоғалту деректерді жоғалтуға әкеледі.

Сақтау квотасы

Кейбір операциялық жүйелер жүйе әкімшісіне қолданушының дискілік кеңістікті пайдалануын шектеу үшін дискілік квоталарды қосуға рұқсат береді.

Байт ағынына қол жеткізу

Көптеген файлдық жүйелер деректерге байттар ағыны ретінде қол жеткізеді. Әдетте, файл деректерін оқу үшін бағдарлама жад буферін ұсынады, ал файлдық жүйе деректерді сақтау құралынан алады да, содан кейін оларды буферге жазады. Жазу операциясы бағдарламаның файлдық жүйе оқитын және сақтау құралына сақтайтын байттар буферін беруін қамтиды.

Жазбаларға қол жеткізу

Кейбір файлдық жүйелер немесе файлдық жүйе үстіндегі қабаттар бағдарламаға деректерді құрылым түрінде оқуға және жазуға мүмкіндік беретін жазбаны анықтауға рұқсат етеді, бұл ұйымдастырылмаған байттар тізбегі емес. Егер белгілі бір ұзындықтағы жазба анықтамасы қолданылса, онда n-ші жазбаның орны математикалық жолмен есептелуі мүмкін, бұл жазбаларды бөліп тұратын белгілерді іздеуге қарағанда әлдеқайда жылдам. Әрбір жазбаның идентификаторы, сондай-ақ кілт деп аталатын, бағдарламаға олардың сақталыстағы орнына қарамастан жазбаларды оқуға, жазуға және жаңартуға мүмкіндік береді. Мұндай сақтау үшін медиа блоктарын басқару қажет, әдетте кілттік блоктар мен дерек блоктарын бөліп. Жазбаларды табу үшін пирамида тәрізді құрылымдарды қолданатын тиімді алгоритмдерді жасауға болады.

Коммуналдық қызметтер

Әдетте, файлдық жүйені пайдаланушы әртүрлі қосымша бағдарламалар арқылы басқара алады. Кейбір қосымша бағдарламалар пайдаланушыға файлдық жүйенің бір данасын (экземпляр) құруға, конфигурациялауға және жоюға мүмкіндік береді. Олар файлдық жүйеге бөлінген орынды кеңейтуге немесе қысқартуға рұқсат етеді. Каталогтармен жұмыс істейтін қосымша бағдарламалар каталогтарды құру, қайта атау және жою үшін пайдаланылуы мүмкін, олар сондай-ақ дентрилер (жекеше: дентри) деп аталады, және каталогқа байланысты метадеректерді өзгерту үшін қолданылады. Каталогтармен жұмыс істейтін қосымша бағдарламалар сондай-ақ каталогқа қосымша сілтемелер құруға (Unix жүйесінде қатты сілтемелер), Unix сияқты операциялық жүйелерде ата-аналық сілтемелерді (" " атауын өзгерту) және файлдарға екі бағытты сілтемелер құру мүмкіндігін қамтиды. Файлдармен жұмыс істейтін қосымша бағдарламалар файлдарды жасайды, тізімдейді, көшіреді, жылжытады және өшіреді, сондай-ақ метадеректерді өзгертеді. Олар деректерді қысқартуға, орынды бөлуді қысқартуға немесе кеңейтуге, файлдарды орнында қосуға, жылжытуға және өзгертуге қабілетті болуы мүмкін. Файл жүйесінің негізгі құрылымына байланысты, олар файлдың басына қосымша мәліметтер енгізуге немесе оның басында қысқартуға, файлдың ортасына жазбаларды қоюға немесе файлдан жазбаларды жоюға арналған механизмдерді ұсынуы мүмкін. Егер файл жүйесі жойылған файлдарды қалпына келтіру функциясын қамтамасыз етсе, жойылған файлдар үшін бос орын босатуға арналған қосымша бағдарламалар да осы санатқа жатады. Кейбір файл жүйелері бос орынды қайта ұйымдастыру, бос орынды қауіпсіз жою және иерархиялық құрылымдарды қайта құру сияқты операцияларды кейінге қалдырады, осы функцияларды ең аз белсенділік кезінде орындауға арналған қосымша бағдарламаларды ұсынады. Мысалы, файлдық жүйенің фрагментациясын жоюға арналған қосымша бағдарламалар. Файл жүйесінің қосымша бағдарламаларының ең маңызды ерекшеліктерінің бірі – бақылау функциялары, олар меншік құқығын айналып өтуді немесе негізгі құрылғыға тікелей кіруді қамтуы мүмкін. Бұларға жоғары өнімділіктегі резервтік көшірме жасау және деректерді қалпына келтіру, деректерді көшіру және файл жүйесі ішіндегі әртүрлі дерек құрылымдарын және бөлу кестелерін қайта ұйымдастыру кіреді.

Файлдар жүйесі API

Пайдалы құралдар, кітапханалар және бағдарламалар файлдық жүйеге талаптар жіберу үшін файлдық жүйе API-ларын қолданады. Оларға деректерді тасымалдау, орналасуын анықтау, метадеректерді жаңарту, каталогтарды басқару, кіру құқықтарын реттеу және файлдарды жою кіреді.

Бір жүйедегі бірнеше файл жүйелері

Көптеген бөлшек сауда жүйелері барлық сақтау құрылғысын алып жатқан бір файл жүйесімен конфигурацияланады. Тағы бір тәсіл – дискіні бөлу, осылайша әртүрлі атрибуттары бар бірнеше файл жүйелерін пайдалануға болады. Браузер кэші немесе электрондық пошта сақтау үшін арналған файл жүйесі кішкентай бөлу мөлшерімен конфигурациялануы мүмкін. Бұл браузер әрекетіне тән файлдарды жасау және жою процесін дискінің тар аумағында, басқа файлдарды бөлуге кедерес келтірмейтіндей етіп ұстап тұрады. Аудио немесе бейне файлдарын сақтау үшін салыстырмалы түрде үлкен блок мөлшерімен басқа бөлім жасалуы мүмкін. Тағы бір бөлім әдетте тек оқуға рұқсат етіледі және тек кейде жазуға рұқсатталады. ZFS және APFS сияқты кейбір файл жүйелері әрбір файл жүйесіне белгілі бір орынды бөліп қоймай, әртүрлі атрибуттары бар бірнеше файл жүйелерін қолдайтын, бос блоктардың ортақ пулын бөлісетін мүмкіндікке ие. Көбінесе бұлтты жүйелерде қолданылатын үшінші тәсіл – «дисктік кескіндерді» пайдалану, олар файл ретінде басқа (негізгі) файл жүйесінде бірдей немесе әртүрлі атрибуттары бар қосымша файл жүйелерін қамтиды. Көп таралған мысал – виртуализация: бір пайдаланушы эксперименталды Linux дистрибутивін (ext4 файл жүйесін пайдалана отырып) өзінің өндірістік Windows ортасында (NTFS пайдалана отырып) виртуалды машинада іске қоса алады. Ext4 файл жүйесі дисктік кескінде орналасқан, ол NTFS хост файл жүйесінде файл ретінде қарастырылады (немесе гипервизор мен параметрларға байланысты бірнеше файл). Бір жүйеде бірнеше файл жүйесінің болуының қосымша артықшылығы – бір файл жүйесінің зақымдануы жағдайында қалған файл жүйелері көбінесе сақталады. Бұл жүйелік файл жүйесінің вирустармен жойылуын немесе жүйеге жүктеуге мүмкіндік бермейтін жағдайды да қамтиды. Арнайы қолжетімділікті қажет ететін файл жүйесінің құралдарын тиімді түрде бөліп-бөліп аяқтауға болады. Сонымен қатар, дефрагментация тиімдірек болуы мүмкін. Вирусты тексеру және резервтік көшірме жасау сияқты бірнеше жүйелік күтім құралдарын да сегменттерге бөліп өңдеуге болады. Мысалы, соңғы резервтік көшірмеден бері ешқандай файл қосылмаса, видеоларды қамтитын файл жүйесін басқа барлық файлдармен бірге резервтік көшірмелеудің қажеті жоқ. Кескіндерге келетін болсақ, тек «жаңа» деректерді қамтитын дифференциалдық кескіндерді «создауға» болады. Дифференциалдық кескіндерді қауіпсіздік үшін де (вирустың зақымдауы немесе жұқтыруы жағдайында «бір рет қолдануға болатын» жүйені жылдам қалпына келтіруге болады, өйткені ескі кескін жойылыуы мүмкін және жаңа кескін автоматтандырылған процедураларсыз бірнеше секунд ішінде жасалуы мүмкін) де, виртуалды машиналарды жылдам орналастыру үшін де пайдалануға болады (дифференциалдық кескіндерді скрипт арқылы жинап, жылдам жасауға болады).

Дискі файл жүйелері

Дискілік файлдық жүйе дискілік сақтау орталарының деректерге қысқа мерзім ішінде кездейсоқ түрде қол жеткізу мүмкіндігін пайдаланады. Қосымша қарастырылатын мәселелерге бастапқы сұраныстан кейін деректерге қол жеткізу жылдамдығы және келесі деректердің де қажет болуы мүмкін деген болжам кіреді. Бұл деректердің тізбектік орналасуына қарамастан, бірнеше пайдаланушының (немесе процестердің) дискідегі әртүрлі деректерге қол жеткізуіне мүмкіндік береді. Мысалдарға FAT (FAT12, FAT16, FAT32), exFAT, NTFS, ReFS, HFS және HFS+, HPFS, APFS, UFS, ext2, ext3, ext4, XFS, btrfs, Files 11, Veritas File System, VMFS, ZFS, ReiserFS, NSS және ScoutFS жатады. Кейбір дискілік файлдық жүйелер журналды файлдық жүйелер немесе нұсқалық файлдық жүйелер болып табылады.

Оптикалық дискілер

ISO 9660 және Universal Disk Format (UDF) – компакт-дискілер, DVD және Blu-ray дисктері үшін қолданылатын екі кең таралған формат. Mount Rainier – Linux ядросының 2.6 нұсқасынан бастап және Windows Vista-дан бері DVD-лерді қайта жазуды жеңілдететін UDF-тің кеңейтілген нұсқасы.

Flash файл жүйелері

Флэш файлдық жүйе флэш-жад құрылғыларының ерекше қабілеттерін, өнімділігін және шектеулерін ескереді. Көп жағдайда дискілік файлдық жүйе флэш-жад құрылғысын негізгі сақтау ортасы ретінде қолдана алады, бірақ флэш-жад құрылғысы үшін арнайы жасалған файлдық жүйені пайдалану әлдеқайда тиімді.

Таспа файл жүйелері

Таспалық файлдық жүйе – файлдарды таспаға сақтауға арналған файлдық жүйе және таспа форматы. Магниттік таспалар – дискілерге қарағанда кездейсоқ деректерге қол жеткізу уақыты айтарлықтай ұзақ болатын реттік сақтау ортасы, бұл жалпы мақсаттағы файлдық жүйені құру және тиімді басқаруға қиындықтар туғызады. Дискілік файлдық жүйеде әдетте бас файл каталогы және пайдаланылған және бос деректер аймақтарының картасы болады. Файлдарды қосу, өзгерту немесе жою үшін каталогты және пайдаланылған/бос карталарды жаңарту қажет. Деректер аймақтарына кездейсоқ қол жеткізу миллисекундтармен өлшенеді, сондықтан бұл жүйе дискілер үшін жақсы жұмыс істейді. Таспаға медианың ұзын рулондарын орау және ашу үшін сызықтық қозғалыс қажет. Таспаның бір шетінен екінші шетіне оқу/жазу басшасының қозғалуына бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін уақыт кетіп, қанағаттандырмайтын жағдай тууы мүмкін. Осының салдарынан, бас файл каталогы мен пайдалану картасы таспамен өте баяу және тиімсіз болуы мүмкін. Жазу әдетте жазу үшін бос блоктарды табу үшін блоктарды пайдалану картасын оқуды, пайдалану картасын және каталогты жаңартуды, деректерді қосуды және содан кейін деректерді дұрыс орында жазу үшін таспаны жылжытуды қамтиды. Әрбір қосымша файлды жазу карта мен каталогты жаңартуды және деректерді жазуды талап етеді, бұл әр файл үшін бірнеше секундқа созылуы мүмкін. Таспалық файлдық жүйелер әдетте файл каталогын таспадағы деректермен араластыруға мүмкіндік береді, бұл «стриминг» деп аталады, сондықтан жаңа деректерді жазу үшін уақытты қажет ететін және қайталанатын таспа қозғалыстарын болдырмауға болады. Алайда, бұл жобаның жанама салдары ретінде таспаның файл каталогын оқу әдетте барлық таспаны сканерлеуді және шашыраңқы каталог жазбаларын оқуды қажет етеді. Таспамен жұмыс істейтін көптеген деректерді архивтеу бағдарламалық құралдары таспа каталогының жергілікті көшірмесін дискідегі файлдық жүйеде сақтайды, сондықтан таспаға файлдарды қосуды таспаның медиасын қайта сканерлеусіз жылдам орындауға болады. Жергілікті таспа каталогының көшірмесі белгілі бір кезеңде пайдаланылмаса, әдетте жойылады, содан кейін таспаны болашақта пайдалану үшін қайта сканерлеу қажет болады. IBM таспа үшін «Linear Tape File System» деп аталатын файлдық жүйені жасады. Бұл файлдық жүйенің IBM-нің іске асырылуы ашық кодты «IBM Linear Tape File System — Single Drive Edition» (LTFS SDE) өнімі ретінде жарияланды. «Linear Tape File System» индекс метадеректерін жазу үшін таспадағы жеке бөлімді пайдаланады, осылайша бүкіл таспаға каталог жазбаларын шашыратумен байланысты проблемалардан аулақ болады.

Таспаны пішімдеу

Деректерді таспаға жазу, таспаны өшіру немесе форматтау көбінесе көп уақыт алатын процесс болып табылады және үлкен таспаларда бірнеше сағатқа созылуы мүмкін. Көптеген дерек таспа технологияларында таспаға жаңа деректерді жазу алдында таспаны форматтаудың қажеті жоқ. Бұл тізбектік медиаға деректерді қайта жазудың өзіндік бұзушылық сипатына байланысты. Таспаны форматтауға кететін уақытты ескере отырып, таспалар көбінесе алдын ала форматталады, соның арқасында таспа пайдаланушысына әр жаңа таспаны қолдануға дайындау үшін уақыт жұмсаудың қажеті болмайды. Әдетте, қолдану алдында таспаға анықтамалық медиа-белгі жазу жеткілікті, тіпті бұл жаңа таспа алғаш рет қолданылғанда бағдарламалық құралдар арқылы автоматты түрде жазылуы мүмкін.

Транзакциялық файл жүйелері

Кейбір бағдарламаларға бірнеше файлдық жүйеде өзгерістер жасау қажет, немесе егер бір немесе бірнеше өзгеріс кез келген себеппен сәтсіз болса, ешқандай өзгеріс жасамау қажет. Мысалы, бағдарламаны орнату немесе жаңарту бағдарламасы орындалатын файлдарды, кітапханаларды және/немесе конфигурациялық файлдарды жазуы мүмкін. Егер жазудың бір бөлігі сәтсіз болса және бағдарламалық құрал жартылай орнатылған немесе жаңартылған күйде қалса, бағдарламалық құрал жұмыс істемей немесе қолдануға жарамсыз болуы мүмкін. Командалық қабықша сияқты маңызды жүйелік құралдың толық жаңартылмауы бүкіл жүйені қолдануға жарамсыз күйде қалдыруы мүмкін. Транзакциялық өңдеу атомдық кепілдікті енгізеді, транзакция ішіндегі операциялардың барлығы орындалады немесе транзакция тоқтатылып, жүйе барлық жартылай нәтижелерін жояды деп кепілдік береді. Яғни, егер апат немесе қуат көзінің істен шығуы болса, қалпына келтірілгеннен кейін сақталған күй тұрақты болады. Бағдарламалық құрал толық орнатылады немесе сәтсіз орнату толыққанды кері қайтарылады, бірақ жүйеде қолдануға жарамсыз жартылай орнату қалдырылмайды. Транзакциялар сонымен қатар оқшаулау кепілдігін қамтамасыз етеді, яғни транзакция ішіндегі операциялар транзакция аяқталғанша жүйедегі басқа жіптерден жасырылады, ал жүйедегі кедергі келтіретін операциялар транзакциямен дұрыс реттеледі. Windows, Vista нұсқасынан бастап, NTFS-ке «Транзакциялық NTFS» деп аталатын мүмкіндік арқылы транзакциялық қолдау қосты, бірақ қазір оны пайдалану ұсынылмайды. UNIX жүйелері үшін транзакциялық файлдық жүйелердің бірнеше зерттеу прототиптері бар, олардың ішінде Valor файлдық жүйесі, Amino, LFS және TxOS ядросындағы транзакциялық ext3 файлдық жүйесі, сондай-ақ TFFS сияқты кіріктірілген жүйелерге бағытталған транзакциялық файлдық жүйелер бар. Файлдық жүйедегі бірнеше операцияның сәйкестігін қамтамасыз ету файлдық жүйеде транзакцияларсыз қиын, тіпті мүмкін емес. Файлдарды құлыптау жеке файлдар үшін бірмезгілдестікті басқару механизмі ретінде қолданылуы мүмкін, бірақ ол әдетте каталог құрылымын немесе файлдың метадеректерін қорғамайды. Мысалы, файлды құлыптау символды сілтемелерде TOCTTOU жарыс жағдайларын болдырмайды. Файлдарды құлыптау сонымен қатар бағдарламалық құралды жаңарту сияқты сәтсіз операцияны автоматты түрде кері қайтара алмайды; бұл үшін атомдық қасиет қажет. Файл жүйесін журналдау – файл жүйесі құрылымдарына транзакциялық деңгейде сәйкестікті енгізуге қолданылатын әдістердің бірі. Журналдық транзакциялар операциялық жүйе API-нің бөлігі ретінде бағдарламаларға көрсетілмейді; олар тек бір жүйелік шақырудың дәлдігі бойынша сәйкестікті қамтамасыз ету үшін ішкі түрде қолданылады. Деректерді сақтық көшірмелеу жүйелері әдетте транзакциялық түрде сақталған деректерді тікелей сақтық көшірмелеуді қолдамайды, бұл сенімді және дәйекті деректер жиынтығын қалпына келтіруді қиындатады. Көптеген сақтық көшірмелеу бағдарламалық құралдары белгілі бір уақыттан бері қандай файлдар өзгергенін анықтайды, жалпы деректер жиынтығындағы бірнеше файлдарда ортақ транзакциялық күйге қарамастан. Бұл жағдайда кейбір деректер базасы жүйелері жай ғана барлық деректерді қамтитын архивтелген күй файлын жасайды, ал сақтық көшірмелеу бағдарламалық құралы тек оны сақтық көшірмелейді және белсенді транзакциялық деректер базасымен тікелей әрекеттеспейді. Сақтық көшірмелеу бағдарламалық құралы файлды қалпына келтіргеннен кейін деректер қорын мемлекеттік файлдан бөлек қайта құру қажет.

Желілік файл жүйелері

Желілік файл жүйесі – қашықтан файлдарға қол жеткізу протоколының клиенті ретінде жұмыс істейтін, сервердегі файлдарға қол жеткізуді қамтамасыз ететін файл жүйесі. Жергілікті интерфейстерді пайдаланатын бағдарламалар қашықтағы желіге қосылған компьютерлердегі иерархиялық каталогтар мен файлдарды көруге, басқаруға және қол жеткізуге мүмкіндік береді. Желілік файл жүйелерінің мысалдарына NFS, AFS, SMB протоколдарының клиенттері, сондай-ақ FTP және WebDAV сияқты файл жүйесі клиенттері жатады.

Ортақ дискідегі файл жүйелері

Ортақ дискілік файлдық жүйе – бірнеше машинаның (әдетте серверлердің) бірдей сыртқы дискілік қосалқы жүйеге (әдетте сақтау аймағы желісіне) қол жеткізе алатын жүйесі. Файлдық жүйе осы қосалқы жүйеге қол жеткізуді реттеп, жазу қақтығыстарын болдырмайды. Мысалдарға Red Hat компаниясының GFS2, IBM компаниясының GPFS, қазір Spectrum Scale деп белгілі, DataPlow компаниясының SFS, SGI компаниясының CXFS, Quantum Corporation компаниясының StorNext және Versity компаниясының ScoutFS жатады.

Файл жүйесі / аудиокассеталар сақтаудың минималды мөлшері

1970 жылдары дискілер мен цифрлық таспа құрылғылары кейбір микрокомпьютер пайдаланушылары үшін тым қымбат болды. Сондықтан, арзан, қарапайым дерек сақтау жүйесі пайда болды, ол әдеттегі аудиокассета таспасын қолданды. Жүйе дерек жазуды қажет еткен кезде пайдаланушыға кассета жазғыштағы "RECORD" түймесін басып, содан кейін жүйеге кассета жазғыштың жазып бастағанын хабарлау үшін пернетақтадағы "RETURN" түймесін басу қажет еді. Жүйе уақытты синхрондау үшін дыбыс жазды, сосын префикс, дерек, тексеру сомасы және суффикс кодталған дыбыстарды модуляциялады. Жүйе дерек оқуды қажет еткен кезде пайдаланушыға кассета жазғыштағы "PLAY" түймесін басу туралы нұсқау берілді. Жүйе синхрондау ретінде танылған дыбыс импульсін күтіп, таспадағы дыбыстарды тыңдайтын. Содан кейін жүйе келесі дыбыстарды дерек ретінде түсіндіретін. Дерек оқу аяқталғаннан кейін жүйе пайдаланушыға кассета жазғыштағы "STOP" түймесін басуды ескертетін. Бұл қарапайым болғанмен, (көбінесе) жұмыс істеді. Деректер тізбектей сақталды, көбінесе атаусыз форматта, бірақ кейбір жүйелер (мысалы, Commodore PET компьютерлер сериясы) файлдарға атау беруге мүмкіндік берді. Таспаны жылдам орамдап, таспа санауышын бақылап, келесі дерек аймағының шамамен басталуын табу арқылы бірнеше дерек жиынтығын жазуға және табуға болады. Пайдаланушы келесі дерек аймағын ойнату үшін дұрыс орынды табу үшін дыбыстарды тыңдауы мүмкін. Кейбір жүзекелендірулерде деректермен араластырылған дыбыстар да болды.

Flat file жүйелері

Жазық файл жүйесінде кіші каталогтар болмайды; барлық файлдарға арналған каталог жазбалары бір каталогта сақталады. Флоппи-дискілер алғаш қолжетімді болған кезде, бұл типтегі файл жүйесі қолдағы деректер көлемінің салыстырмалы түрде аз болғандықтан жеткілікті болды. CP/M машиналарында 16 пайдаланушы аймағының біріне файлдарды тағайындауға болатын және жалпы файл операциялары барлығымен емес, біреуімен жұмыс істеуге бейімделген жазық файл жүйесі болды. Бұл пайдаланушы аймақтары файлдармен байланысты арнайы атрибуттар ғана болды; яғни, осы аймақтардың әрқайсысы үшін нақты квота белгілеу қажет емес еді және дискіде бос орын болғанша файлдар топтарға қосыла берді. Алғашқы Apple Macintosh-та да Macintosh файл жүйесі деп аталатын жазық файл жүйесі болды. Ол ерекше болды, өйткені файлдарды басқару бағдарламасы (Macintosh Finder) EMFS-тің үстінде жартылай иерархиялық файл жүйесін құрды. Бұл құрылым әр файлдың бірегей атауға ие болуын қажет етті, тіпті ол жеке қалтада болса да. IBM DOS/360 және OS/360 дискілік пакеттегі (томдағы) барлық файлдарға арналған жазбаларды томның мазмұны (VTOC) деп аталатын пакеттегі каталогта сақтайды. Қарапайым болғанымен, жазық файл жүйелері файлдар саны артқан сайын қиынға түседі және деректерді байланысты файлдар тобына ұйымдастыруды қиындатады. Жақында жазық файл жүйесіне Amazon S3 қосылды, ол қашықтан сақтау қызметі болып табылады және пайдаланушыларға өз деректерін қалай сақтау керектігін өзгертуге мүмкіндік беру үшін қасақана түрде қарапайым жасалған. Құрылымдық элементтер – бұкет (шешімсіз өлшемді дискіні көзге елестетіңіз) және нысандар (стандартты файл түсінігіне ұқсас, бірақ толықтай сәйкес емес). Нысан атауында дерлік кез келген символдарды (соның ішінде '/') пайдалануға және бұкет мазмұнының бірдей префикстерге негізделген кіші топтарын таңдауға мүмкіндік беру арқылы кеңейтілген файл басқаруға рұқсат етіледі.

Қолданылу

Операциялық жүйе (ОЖ) әдетте бір немесе бірнеше файлдық жүйелерді қолдайды. Кейде операциялық жүйе және оның файлдық жүйесі соншалықты тығыз байланысты болады ki, оларды жеке-жеке сипаттау қиын. Операциялық жүйе әдетте пайдаланушыға файлдық жүйеге қол жеткізу мүмкіндігін береді. Көбінесе операциялық жүйе командалық қатар интерфейсін ұсынады, мысалы Unix shell, Windows Command Prompt және PowerShell, сондай-ақ OpenVMS DCL. Операциялық жүйе жиі MacOS Finder және Windows File Explorer сияқты графикалық пайдаланушы интерфейсіне ие файлдарды қараушыларды (файл шолғыштарын) ұсынады.

Unix және Unix-қа ұқсас операциялық жүйелер

Unix сияқты операциялық жүйелер виртуалды файлдық жүйені құрайды, бұл барлық құрылғылардағы барлық файлдарды біртұтас иерархияда бар сияқты көрсетеді. Яғни, осы жүйелерде бір түбірлік каталог болады және жүйедегі әрбір файл оның ішінде бір жерде орналасқан. Unix сияқты жүйелер RAM дискісін немесе желілік ортақ ресурсты түбірлік каталог ретінде пайдалана алады. Unix сияқты жүйелер әр құрылғыға құрылғы атауын тағайындайды, бірақ құрылғыдағы файлдарға осы арқылы қол жеткізілмейді. Басқа құрылғыдағы файлдарға қол жеткізу үшін операциялық жүйеге алдымен каталог ағашының қай жерінде олар пайда болуы керектігін хабарлау қажет. Бұл процесс файлдық жүйені тағайындау деп аталады. Мысалы, CD-ROM дискісіндегі файлдарға қол жеткізу үшін операциялық жүйеге «Осы CD-ROM дискісінен файлдық жүйені алып, оны осы және сол каталогта көрсет» деу керек. Операциялық жүйеге берілген каталог тағайындау нүктесі деп аталады, мысалы, бұл каталог болуы мүмкін. Көптеген Unix жүйелерінде (Файл жүйесінің иерархиялық стандартында көрсетілгендей) бұл каталог бар және ол CD, DVD, USB дискілері немесе дискеттер сияқты алынып-қойылатын медиа үшін тағайындау нүктесі ретінде пайдалануға арналған. Ол бос болуы мүмкін немесе жеке құрылғыларды тағайындау үшін кіші каталогтарды қамтуы мүмкін. Әдетте, файлдық жүйелерді тағайындауға тек әкімші (яғни root пайдаланушысы) ғана рұқсат бере алады. Unix сияқты операциялық жүйелерде көбінесе тағайындау процесіне көмектесетін және оған жаңа мүмкіндіктер беретін бағдарламалық қамтамасыз ету мен құралдар болады. Осы стратегиялардың кейбіреулері олардың мақсатын көрсететін «автотағайындау» деп аталады. Көп жағдайда операциялық жүйе жүктелгеннен кейін түбірліктен басқа файлдық жүйелердің қолжетімді болуы қажет. Сондықтан барлық Unix сияқты жүйелер файлдық жүйелерді жүктеу кезінде тағайындауға мүмкіндік береді. Жүйелік әкімшілер осы файлдық жүйелерді fstab конфигурациялық файлында (Solaris жүйесінде vfstab) анықтайды, ол сондай-ақ опциялар мен тағайындау нүктелерін көрсетеді. Кейбір жағдайларда кейбір файлдық жүйелерді жүктеу кезінде тағайындаудың қажеті жоқ, бірақ оларды кейін пайдалану қажет болуы мүмкін. Unix сияқты жүйелер үшін алдын ала анықталған файлдық жүйелерді қажеттілік туғанда тағайындауға мүмкіндік беретін бірнеше құралдар бар. Алынып-қойылатын медиа бағдарламалар мен деректерді физикалық қосылымсыз машиналар арасында беруге мүмкіндік береді. Оған USB флэш-дискілер, CD-ROM және DVD дискілері жатады. Сондықтан құралдың болуын және қолжетімділігін анықтап, оны пайдаланушының араласуынсыз тағайындауға арналған құралдар жасалған. Жаңашыл Unix сияқты жүйелер «супертағайындау» деп аталатын ұғымды енгізді; мысалы, Linux супертағайындау ng жобасын қараңыз. Мысалы, супертағайындалған дискет жүйеден физикалық түрде алынып тасталуы мүмкін. Әдетте, дискіні алып тастаудан бұрын оны синхрондау және тағайындаудан босату керек. Синхрондау орындалған жағдайда, дискіге басқа дискіні салуға болады. Жүйе дискі өзгергенін автоматты түрде байқап, жаңа медианы көрсету үшін тағайындау нүктесінің мазмұнын жаңартады. Автотағайындаушы файлдық жүйені оны тағайындау керек каталогқа сілтеме жасалғанда автоматты түрде тағайындайды. Бұл әдетте желілік серверлердегі файлдық жүйелер үшін қолданылады, бұлар алынып-қойылатын медиа үшін орынды болатын, медианы енгізу сияқты оқиғаларға сүйенбейді.

Linux жүйесі

Linux көптеген файлдық жүйелерді қолдайды, бірақ блок құрылғысындағы жүйелік диск үшін ең көп таралғандары ext* отбасы (ext2, ext3 және ext4), XFS, JFS және btrfs. Флэш-жадтың аударма қабаты (FTL) немесе жад технологиялық құрылғысы (MTD) болмаған жағдайда, UBIFS, JFFS2 және YAFFS сияқты жүйелер қолданылады. SquashFS – кең таралған, қысылған, тек оқуға арналған файлдық жүйе.

Соларис

Solaris-тің бұрынғы нұсқаларында жүктемелі және қосымша файлдық жүйелер үшін әдепкі параметр ретінде (журналдамайтын немесе журналға енгізілмейтін) UFS таңдалды. Solaris UFS-ті әдеттегідей қолдады, қолдау көрсетті және кеңейтті. Уақыт өте келе басқа файлдық жүйелерге қолдау және маңызды жақсартулар енгізілді, оның ішінде Veritas Software Corp. (журналды) VxFS, Sun Microsystems (кластерлік) QFS, Sun Microsystems (журналды) UFS және Sun Microsystems (ашық кодты, біріктірілетын, 128 биттік сығымдалатын және қателерді түзетуге арналған) ZFS. Solaris-ке Veritas VxFS-ті жүктеуге мүмкіндік беретін ядро кеңейтімдері қосылды. UFS-ке журналдау немесе журналға жазу мүмкіндігі Sun Solaris 7-де пайда болды. Solaris 10, Solaris Express, OpenSolaris және Solaris операциялық жүйесінің басқа ашық кодты түрлері кейіннен жүктемелі ZFS-ті қолдады. Логикалық томды басқару файлдық жүйені бірнеше құрылғыға таратуға мүмкіндік береді, осы арқылы артықшылық, сыйымдылық және/немесе өнімділікті арттыруға болады. Solaris-тегі ескі орталарда Solaris Volume Manager (бұрын Solstice DiskSuite деп аталған) пайдаланылуы мүмкін. Көптеген операциялық жүйелер (Solaris-тің ішінде) Veritas Volume Manager-ді пайдалана алады. ZFS-тегі виртуалды сақтау қоймаларын пайдалану арқылы қазіргі заманғы Solaris негізіндегі операциялық жүйелер томды басқару қажеттілігін жоққа шығарады.

macOS

macOS (бұрынғы Mac OS X) Apple файлдық жүйесін (APFS) пайдаланады, ол 2017 жылы классикалық Mac OS-тан мұрагерлік еткен HFS Plus (HFS+) деп аталатын файлдық жүйені алмастырды. Apple HFS+ үшін «Mac OS Extended» терминін де қолданады. HFS Plus – метадеректерге бай, әрі кейсті сақтайтын, бірақ (көбінесе) кейс сезімтал емес файлдық жүйе. macOS-тың Unix тамырларына байланысты, Unix рұқсаттары HFS Plus-қа қосылды. HFS Plus-тың кейінгі нұсқалары файлдық жүйенің құрылымының бұзылуын болдырмау үшін журналдауды қосты және файлдарды сыртқы дефрагментаторды қажет етпей автоматты түрде дефрагменттеу үшін бөлу алгоритмдеріне бірқатар оңтайландырулар енгізді. Файл атаулары 255 таңбаға дейін болуы мүмкін. HFS Plus файл атауларын сақтау үшін Unicode-ты қолданады. macOS-та файл түрі файлдың метадеректерінде сақталған типтік кодынан немесе файл атауының кеңейтімінен болуы мүмкін. HFS Plus үш түрлі сілтемеге ие: Unix стиліндегі қатты сілтемелер, Unix стиліндегі символдық сілтемелер және псевдонимдер. Псевдонимдер олар жылжытылса немесе қайта аталса да бастапқы файлға сілтемені сақтау үшін жасалған; оларды файлдық жүйе емес, пайдаланушы деңгейіндегі файлдық менеджер коды түсіндіреді. 2017 жылдың 5 маусымында Apple компаниясының WWDC іс-шарасында жарияланған macOS 10.13 High Sierra, қатты күйдегі дискілерде Apple файлдық жүйесін пайдаланады. macOS сонымен қатар NeXTSTEP арқылы BSD Unix Fast File System-нен туындаған UFS файлдық жүйесін де қолдайды. Алайда, Mac OS X Leopard-тан бастап macOS-ты UFS томдық дискіге енді орнатуға болмайды, сондай-ақ UFS томдық дискіге орнатылған Leopard-қа дейінгі жүйені Leopard-қа жаңартуға болмайды. Mac OS X Lion-нан бастап UFS қолдауы толығымен тоқтатылды. macOS-тың жаңа нұсқалары Windows-та кең таралған FAT файлдық жүйелеріне (16 және 32) оқып, жаза алады. Олар сондай-ақ Windows үшін жаңа NTFS файлдық жүйелерін оқи алады. Mac OS X Snow Leopard-қа дейінгі macOS нұсқаларында NTFS файлдық жүйелеріне жазу үшін үшінші тараптық бағдарламалық қамтамасыз ету қажет. Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) және одан кейінгі нұсқалары NTFS файлдық жүйелеріне жазуға мүмкіндік береді, бірақ тек жүйелік параметрлерді өзгертуден кейін (бұл процесті автоматтандыратын үшінші тараптық бағдарламалық қамтамасыз ету бар). Соңында, macOS Mac OS X Snow Leopard-тан бастап, 10.6.5 нұсқасынан бастап exFAT файлдық жүйесін оқу мен жазуды қолдайды.

OS/2

OS/2 1.2 жоғары өнімділік файлдық жүйені (HPFS) енгізді. HPFS әртүрлі кодтама беттерінде аралас регистрдегі файл атауларын, ұзын файл атауларын (255 символ), дискілік кеңістікті тиімді пайдалануды, байланысты деректерді дискіде бір-біріне жақын орналастыратын архитектураны, деректердің фрагментациясын азайтуды, кеңейтімдер негізінде кеңістік бөлуді, каталогтар үшін B+ ағаш құрылымын және орташа қол жеткізу жылдамдығын арттыру үшін дискінің ортасында орналасқан түбірлік каталогы қолдайды. 1999 жылы журналды файлдық жүйе (JFS) жеткізілді.

PC-BSD

PC BSD - FreeBSD-нің жұмыс үстеліне арналған нұсқасы, ол FreeBSD-нің ZFS қолдауын, FreeNAS сияқты, мұралайды. PC BSD-нің жаңа графикалық орнату бағдарламасы ZFS және RAID Z жиынтығындағы / (түбірлік) бөлімді орнатуды, сондай-ақ Geli арқылы дискіні шифрлауды бастапқыдағы оңай және ыңғайлы (GUI) интерфейс арқылы жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Қазіргі PC BSD 9.0+ 'Isotope Edition' ZFS файлдық жүйесінің 5-ші және ZFS сақтау жиынтығының 28-ші нұсқасын қолдайды.

9-жоспар

Белл Лабс-тің 9-жоспары барлық нәрсені файл ретінде қарастырады және барлық объектілерге файлға қол жеткізілгендей қол жеткізеді (яғни, ioctl немесе mmap жоқ): желілік байланыс, графика, қателерді жою, аутентификация, мүмкіндіктер, шифрлау және басқа да қызметтер файл дескрипторлары арқылы I/O операцияларымен қол жетімді. 9P протоколы жергілікті және қашықтағы файлдар арасындағы айырмашылықты жояды. 9-жоспардағы файлдық жүйелер жеке, процеске арналған атау кеңістіктері арқылы ұйымдастырылады, бұл әр процеске таратылған жүйеде ресурстарды ұсынатын көптеген файлдық жүйелердің әртүрлі көрінісін қарастыруға мүмкіндік береді. Inferno операциялық жүйесі осы ұғымдарды 9-жоспармен бөліседі.

Microsoft Windows-тың жүйелік жүйесі

Windows FAT, NTFS, exFAT, Live File System және ReFS файлдық жүйелерін пайдаланады (солардың соңғысы тек Windows Server 2012, Windows Server 2016, Windows 8, Windows 8.1 және Windows 10-да қолданылады және Windows одан жүктеле алмайды). Windows бір дискіні немесе бөлімді екіншісінен ажырату үшін пайдаланушы деңгейінде диск әрпін абстракциялауды қолданады. Мысалы, C әрпімен белгіленген бөлімдегі каталогты көрсетеді. C: дискісі көбінесе Windows орнатылған және жүктелетін негізгі қатты дискілік бөлім үшін қолданылады. Бұл "дәстүр" соншалықты бекінген, көптеген бағдарламаларда операциялық жүйе орнатылған дискінің C дискісі деп есептеуге байланысты қателер кездеседі. Диск әрпін пайдалану және негізгі қатты дискілік бөлім үшін "C" әрпін пайдалану дәстүрі MS-DOS-қа дейін жетеді, онда A және B әріптері екі дискеттік дискіге резервтелген. Бұл өз кезегінде 1970 жылдардағы CP/M-нен, ал соңында 1967 жылғы IBM-нің CP/CMS жүйесінен туындаған.

ЖІТ

FAT файлдық жүйелер отбасы дерлік барлық жеке компьютерлерге арналған операциялық жүйелерде қолдау көрсетіледі, соның ішінде Windows және MS DOS/PC DOS, OS/2 және DR DOS-тың барлық нұсқаларында. (PC DOS – MS DOS-тың OEM нұсқасы, ал MS DOS бастапқыда SCP-нің 86 DOS-ына негізделген. DR DOS Digital Research-тің Concurrent DOS-ына негізделген, ол CP/M 86-ның мұрагері.) Сондықтан FAT файлдық жүйелері кез келген типтегі және жастағы компьютерлер мен құрылғылар арасындағы әмбебап алмасу форматы ретінде өте қолайлы. FAT файлдық жүйесінің тамырлары Standalone Disk BASIC-тегі (үйлесімсіз) 8 биттік FAT-тың алғашқы нұсқасына және қысқа ғұмырлы MDOS/MIDAS жобасына дейін жетеді. Жылдар бойы файлдық жүйе FAT12-ден FAT16 және FAT32-ге дейін кеңейтілді. Файл жүйесіне қосалқы каталогтар, кодировка қолдауы, кеңейтілген атрибуттар және ұзын файл атаулары сияқты әртүрлі мүмкіндіктер қосылды. Digital Research сияқты үшінші тараптар өшіруді қадағалау және файлдар мен каталогтарға парольдер мен рұқсаттарды (оқуға/жазуға/орындауға/жоюға) қолдау үшін томдық/каталогтық/файлдық көп пайдаланушы қауіпсіздік схемаларын енгізді. Бұл кеңейтімдердің көпшілігі Windows-та қолдау таппайды. FAT12 және FAT16 файлдық жүйелері файлдық жүйенің түбірлік каталогындағы жазбалар санына және FAT форматталған дискілер немесе бөлімдердің максималды көлеміне шектеулер қойды. FAT32 FAT12 және FAT16-дағы шектеулерді жояды, 4 ГБ-қа жуық файл өлшеміне шектеуден басқа, бірақ ол NTFS-ке қарағанда шектеулі болып қалады. FAT12, FAT16 және FAT32 файл атауы үшін сегіз таңбаға, ал кеңейтім үшін үш таңбаға (мысалы, exe) шектеу қояды. Бұл әдетте 8.3 файл атауының шегі деп аталады. VFAT, Windows 95 және Windows NT 3.5-те енгізілген FAT12, FAT16 және FAT32-нің қосымша кеңейтімі, FAT файлдық жүйесінде артқа қарай үйлесімділікпен ұзын файл атауларын (LFN) сақтауға мүмкіндік берді.

NTFS

NTFS 1993 жылы Windows NT операциялық жүйесімен бірге енгізілді және ACL негізіндегі рұқсаттарды басқаруға мүмкіндік берді. NTFS қолдайтын басқа мүмкіндіктерге қатты сілтемелер, көптеген файлдық ағындар, атрибуттарды индекстеу, квоталарды бақылау, сирек файлдар, шифрлау, сығу және қайта жазу нүктелері (басқа файлдық жүйелер үшін орнату нүктелері ретінде жұмыс істейтін каталогтар, символдық сілтемелер, қосылыстар, қашықтан сақтау сілтемелері) жатады.

exFAT

exFAT файлдық жүйенің артық салмағы тұрғысынан NTFS-тен белгілі бір артықшылықтары бар. exFAT FAT12, FAT16 немесе FAT32 сияқты FAT файлдық жүйелерімен кері үйлесімді емес. Бұл файлдық жүйе Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows 2008, Windows 7, Windows 8, Windows 8.1, Windows 10 және Windows 11 сияқты жаңа Windows жүйелерінде қолдау көрсетіледі. exFAT 10.6.5 (Snow Leopard) нұсқасынан бастап macOS жүйесінде де қолдау көрсетіледі.

MVS

VSAM енгізілгенге дейін OS/360 жүйелері гибридті файлдық жүйені қолданды. Жүйе алынып-қойылатын дискілік жиынтықтарды оңай қолдау үшін құрылған, сондықтан бір дискідегі (IBM терминологиясында – том) барлық файлдарға қатысты ақпарат сол дискідегі «Томның мазмұнының тізімі» (VTOC) деп аталатын жазық жүйелік файлда сақталады. VTOC файл туралы барлық метадеректерін сақтайды. Кейіннен жүйелік каталог енгізілді, ол тұрақты және алынып-қойылатын томдардағы файлдарды (деректер жиынтықтарын) қалау бойынша каталогтау мүмкіндігін береді. Каталогта деректер жиынтығын нақты бір томмен байланыстыратын ақпарат ғана болады. Егер пайдаланушы офлайн томдағы деректер жиынтығына қол жеткізуді сұраса және оған рұқсат болса, жүйе қажетті томды қосуға тырысады. Каталогталған және каталогталмаған деректер жиынтықтарына, қажетті том идентификаторы АШУ сұрауына берілген жағдайда, каталогты айналып өтіп, VTOC-тегі ақпаратты пайдалану арқылы қол жеткізуге болады. Кейіннен VTOC-ге жылдам қол жеткізу үшін индекс қосылды.

Әңгімелесуді бақылау жүйесі

VM/370 жүйесінің IBM әңгімелік мониторы (CMS) компоненті әрбір виртуалды диск (минидиск) үшін жеке жазық файлдық жүйені пайдаланады. Файл деректері мен басқару ақпараты шашыраңқы және біріктірілген. Негізгі нүкте – бұл әрқашан дискідегі төртінші блокта орналасқан Master File Directory (MFD) деп аталатын жазба. Алғашқыда CMS 800 байттық блоктарды пайдаланған, бірақ кейінгі нұсқалары 4К дейінгі үлкен блоктарды қолданды. Деректер жазбасына қол жеткізу үшін екі деңгейлі аралық қадамдар қажет, онда файлдың каталог жазуы (Файлдың жай-күй кестесі (FST) жазуы деп аталады) жеке жазбалардың мекенжайлары тізімін қамтитын блоктарға сілтеме жасайды.

AS/400 файл жүйесі

AS/400 және оның ізбасарлары туралы деректер жүйелік нысандар түрінде ұйымдастырылған, олар жүйелік виртуалды адрестік кеңістікте бір деңгейлі сақтау құрылымында бейнеленеді. Басқа файлдық жүйелерде кездесетін каталогтар мен файлдарды қоса, көптеген нысан түрлері анықталған. Файл нысандары, басқа нысан түрлерімен бірге, AS/400 жүйесінің біріктірілген реляциялық деректер базасын қолдау негізін құрайды.

Құрылыс шектеулері

Файл жүйелері сақталатын деректердің сыйымдылығын шектейді, әдетте файл жүйесі жобаланған кездегі және алдағы уақытта күтілетін сақтау құрылғыларының стандартты көлеміне байланысты. Сақтау көлемі экспоненциалды түрде өсіп отырғандықтан (Мур заңына қараңыз), жаңа сақтау құрылғылары енгізілгеннен кейін бірнеше жыл ішінде қолданыстағы файл жүйелерінің шектерін асып түседі. Бұл үнемі өсіп келе жатқан сыйымдылықты қолдайтын жаңа файл жүйелерін қажет етеді. Сыйымдылық артқан сайын, қажетті мүмкіндіктер де, соған сәйкес күрделілік те артады. Файл жүйелерінің күрделілігі әдетте қол жетімді сақтау сыйымдылығына пропорционалды түрде өзгереді. Сыйымдылық мәселесінен басқа, 1980-жылдардың басындағы 50 КБ-тан 512 КБ-қа дейінгі сақтау сыйымдылығы бар үй компьютерлерінің файл жүйелері жүздеген гигабайт сыйымдылығы бар қазіргі заманғы сақтау жүйелері үшін қолайлы таңдау болмайды. Сол сияқты, қазіргі заманғы файл жүйелері осы ерте жүйелер үшін қолайлы таңдау бола алмайды, себебі қазіргі заманғы файл жүйелерінің күрделілігі ерте сақтау жүйелерінің шектеулі сыйымдылығын тез жұтып қояды.

Файл жүйесінің түрін түрлендіру

Файлдарды қазіргі файлдық жүйеден өзге файлдық жүйеде сақтау тиімді немесе қажет болуы мүмкін. Мұның себептері: ағымдағы файлдық жүйенің лимиттерінен асып түсетін жадты қажет ету. Файлдық жүйенің шектеулерінен тыс жолдың тереңдігін арттыру қажеттігі. Орындалу немесе сенімділік тұрғысынан да себептер болуы мүмкін. Сонымен қатар, қолданыстағы файлдық жүйені қолдамайтын басқа операциялық жүйеге қол жеткізу де себеп болып табылады.

Жер бетіндегі қайта құру

Кейбір жағдайларда түрлендіру орын басында жасалуы мүмкін, бірақ файлдық жүйені көшіру көбінесе қауіпсіздік үшін жасалады, себебі ол деректердің көшірмесін жасауды қамтиды және ұсынылады. Windows жүйесінде FAT және FAT32 файлдық жүйелерін convert.exe құралы арқылы NTFS-ке түрлендіруге болады, бірақ керісінше емес. Сондай-ақ, ext3 және ext4 екеуін де btrfs-ке түрлендіруге болады, ал кері түрлендіруді жойылмайынша жасауға болады. Мұндай түрлендірулер файлдық деректердің бірдей форматын қолдану және метадеректерді бос орынға жылжыту арқасында мүмкін болады, кейде сирек файлдарды қолдау механизмі де пайдаланылады.

Басқа файл жүйесіне көшіру

Көші-қон жылдам болғанымен, қосымша орын қажет етеді. Ең жақсы жағдай – соңғы файлдық жүйе орналасатын құралда бос орын болса. Мысалы, FAT32 файлдық жүйесін ext2 файлдық жүйесіне көшіру үшін жаңа ext2 файлдық жүйесі құрылады. Содан кейін FAT32 файлдық жүйесіндегі деректер ext2-ге көшіріліп, ескі файлдық жүйе жойылады. Егер жаңа файлдық жүйе құрылғанша бастапқы файлдық жүйені сақтауға жеткілікті орын болмаса, жұмыс аймағын (мысалы, сыртқы құрылғыны) пайдалануға болады. Бұл көбірек уақыт алады, бірақ деректердің қосымша көшірмесін жасау мүмкіндігін береді.

Ұзын файлдар жолы мен файл атаулары

Иерархиялық файл жүйелерінде файлдарға файлды қамтитын каталогтардың тармақталған тізімінен тұратын жол арқылы қол жеткізіледі. Әртүрлі файл жүйелері жолдың тереңдігіне қатысты әртүрлі шектеулерге ие. Файл жүйелерінде жеке файл атауының ұзындығына да шектеу қойылады. Ұзын атаулары бар немесе мағыналы тереңдіктегі жолдарда орналасқан файлдарды бір файл жүйесінен екіншісіне көшіруге тырысқанда күтілмеген нәтижелер туындауы мүмкін. Бұл көшіруді орындайтын құралдың осы айырмашылықты қалай өңдейтініне байланысты.