Том (логический диск) и разделы диска: различия и особенности

Введение

Область хранения с одной файловой системой, обычно расположенная на одном разделе жесткого диска.

В компьютерном хранении данных том или логический диск — это единая доступная область хранения с одной файловой системой, как правило (хотя и не обязательно) расположенная на одном разделе жесткого диска. Хотя том может отличаться от физического диска, к нему все равно можно получить доступ через логический интерфейс операционной системы. Однако том отличается от раздела.

Отличия от разделов

Объем – это не то же самое, что раздел. Например, дискета может быть доступна как том, даже если она не содержит разделов, поскольку дискеты нельзя разбить на разделы большинством современных компьютерных программ. Кроме того, операционная система может распознавать раздел, не распознавая связанный с ним том, например, когда операционная система не может интерпретировать файловую систему, хранящуюся на нем. Такая ситуация возникает, например, когда операционные системы на базе Windows NT сталкиваются с дисками, содержащими разделы, не относящиеся к Microsoft, такие как файловая система ext4, обычно используемая в Linux. Другой пример можно найти в архитектуре Intel с использованием "расширенного раздела". Хотя это и разделы, они не могут содержать файловую систему напрямую. Вместо этого внутри них необходимо создавать "логические диски" (также известные как тома). То же самое относится и к томам NetWare, расположенным внутри одного раздела. Вкратце, тома существуют на логическом уровне операционной системы, а разделы – на физическом, специфичном для носителя уровне. Иногда существует соответствие один к одному, но это не гарантировано. В Microsoft Windows Server 2008 и более поздних версиях термин "том" используется как обобщающее понятие, включающее в себя и "раздел". Не редкость увидеть том, упакованный в один файл. Примеры включают образы дисков ISO9660 (образы CD/DVD, обычно называемые "ISO") и установочные тома для Mac OS X (DMG). Поскольку эти тома являются файлами, расположенными внутри другого тома, они, безусловно, не являются разделами.

Номенклатура

В системах Linux тома обычно обрабатываются логическим менеджером томов или системой управления корпоративными томами и монтируются с помощью mount(8). В версиях Microsoft Windows, основанных на NT, тома обрабатываются ядром и управляются с помощью оснастки MMC "Управление дисками" или утилиты командной строки Diskpart.

Операционные системы типа Unix

В операционных системах, подобных Unix, тома, отличные от загрузочного, имеют точку монтирования где-то в файловой системе, представленную путем. Логически, дерево каталогов, хранящееся на томе, присоединяется к файловой системе в точке монтирования. По соглашению, точки монтирования часто располагают в каталоге с именем "/mnt", хотя иногда используются "/media" и другие обозначения. Чтобы использовать заданный путь в качестве точки монтирования для другого тома, там должен существовать каталог (иногда называемый "папкой"). Операционные системы, подобные Unix, используют команду для управления точками монтирования томов. Например, если CD-ROM-привод, содержащий текстовый файл с именем "info.txt", был смонтирован в "", то текстовый файл будет доступен по пути "".

Скорость обработки данных

Файлы в пределах тома обычно можно перемещать в любое другое место в пределах этого тома, манипулируя файловой системой, без перемещения самих данных. Однако, если файл необходимо переместить за пределы тома, сами данные должны быть перенесены, что является гораздо более затратной операцией. Чтобы лучше понять эту концепцию, можно рассмотреть пример большой библиотеки. Если научная книга изначально отнесена к разделу "растения", а затем её нужно переместить в раздел "флора", не нужно переставлять саму книгу – её место на полке останется прежним, а достаточно лишь заменить карточку в каталоге. Однако, для перемещения книги в другую библиотеку, одной корректировки карточек каталога недостаточно. Необходимо переместить всю книгу целиком.

Этикетки и серийные номера

Название тома — это имя, присваиваемое конкретному тому в файловой системе. В файловой системе FAT этикетка тома традиционно ограничивалась 11 символами (что отражает ограничения 8.3, но не разделялось на поля имени и расширения), даже при включенной поддержке длинных имен файлов. Она хранилась как запись в корневом каталоге диска со специальным битом атрибута этикетки тома, а также копировалась в 11-байтовое поле в расширенном блоке параметров BIOS загрузочного сектора диска. В файловых системах FAT и VFAT этикетка всегда сохраняется в верхнем регистре и не может содержать специальные символы, запрещенные и для обычных имен файлов. В файловой системе NTFS длина этикетки тома ограничена 32 символами и может включать символы нижнего регистра и даже Unicode. В файловой системе exFAT длина этикетки тома также ограничена 11 символами, но может включать символы нижнего регистра и Unicode. Команда используется для изменения этикетки в DOS, Windows и OS/2. В графических интерфейсах, таких как проводник Windows, можно нажать клавишу, когда том выделен, или щелкнуть правой кнопкой мыши по его имени, чтобы открыть контекстное меню, позволяющее переименовать его, что является тем же процессом, что и переименование файла. Изменение этикетки в Windows также изменит временную метку создания тома на текущую дату и время для файловых систем FAT. На разделах NTFS есть каталог System Volume Information, временная метка создания которого устанавливается при создании раздела Windows или при первом распознавании переразбиения (создания нового тома) отдельной утилитой диска. В отличие от этикетки, серийный номер тома обычно уникален и не изменяется пользователем, что делает его более последовательным и надежным идентификатором изменений тома (например, при извлечении и вставке диска). Форматирование диска изменяет серийный номер, но перемаркировка — нет. Он возник в 1950-х годах в операционных системах мейнфреймов. В семействе OS/360 он настраивается пользователем, имеет максимальную длину в шесть символов, пишется в верхнем регистре, должен начинаться с буквы и однозначно идентифицирует том в системе. Например, "SYSRES" часто используется для системного тома резидентной памяти. Операционные системы могут использовать серийный номер тома в качестве имени точки монтирования. Серийный номер тома — это серийный номер, присваиваемый дисковому или магнитному тому. В файловых системах FAT и NTFS серийный номер тома используется для определения наличия диска в накопителе и обнаружения его замены другим. Эта система идентификации была разработана Microsoft и IBM при разработке OS/2. Она была представлена в MS DOS 4.01 в 1988 году. Серийный номер тома — это 32-битное число, определяемое датой и временем на системных часах компьютера в момент форматирования диска. Ранее ОС определяла замену диска путем чтения этикетки тома. Однако даже тогда этикетка тома не требовалась быть уникальной и была необязательной. Поэтому многие пользователи не присваивали дискам осмысленных имен, и старый метод не работал. Команда может использоваться из командной строки для отображения текущей этикетки и серийного номера тома.

A volume label is the name given to a specific volume in a filesystem. In the FAT filesystem, the volume label was traditionally restricted to 11 characters (reflecting the 8.3 restrictions, but not divided into name and extension fields) even when long file name was enabled, stored as an entry within a disk's root directory with a special volume label attribute bit set, and also copied to an 11 byte field within the Extended BIOS Parameter Block of the disk's boot sector. The label is always stored as uppercase in FAT and VFAT filesystems, and cannot contain special characters that are also disallowed for regular filenames. In the NTFS filesystem, the length of its volume label is restricted to 32 characters, and can include lowercase characters and even Unicode. In the exFAT filsystem, the length of its volume label is also restricted to 11 characters, but can include lowercase characters and Unicode. The command is used to change the label in DOS, Windows, and OS/2. For GUI systems like Windows Explorer, can be pressed while the volume is highlighted, or a right click on the name will bring up a context menu that allows it to be renamed, either of which is the same process as for renaming a file. Changing the label in Windows will also change the volume creation timestamp to the current date and time for FAT filesystems. NTFS partitions have the System Volume Information directory, whose creation timestamp is set when Windows creates the partition, or when it first recognizes a repartitioning (the creation of a new volume) by a separate disk utility. In contrast to the label, the volume serial number is generally unique and is not normally changed by the user, and thus acts as a more consistent and reliable identifier of when a volume has been changed (as when a disk is removed and another inserted). Disk formatting changes the serial number, but relabeling does not. It originated in 1950s in mainframe computer operating systems. In OS/360 line it is human configurable, has a maximum length of six characters, is in uppercase, must start with a letter, and identifies a volume to the system in unique manner. For example, "SYSRES" is often used for a system residence volume. Operating systems may use the volume serial number as mountpoint name. A volume serial number is a serial number assigned to a disk volume or tape volume. In FAT and NTFS file systems, a volume serial number is a feature used to determine if a disk is present in a drive or not, and to detect if it was exchanged with another one. This identification system was created
by Microsoft and IBM during their development of OS/2. It was introduced in MS DOS 4.01 in 1988. The volume serial number is a 32 bit number determined by the date and time on the real time clock on the current computer at the time of a disk's formatting. Previously, determination by the OS of whether a disk was swapped was done by reading the drive's volume label. However, even at that time the volume label was not required to be unique and was optional. Therefore, many users had not given disks any meaningful name and the old method failed. The command can be used from the command line to display the current label and serial number of a volume.