הגדרה של מערכת קבצים (מערכת קבצים / קבצים)

בכל פעם שאתה עובד עם א מַחשֵׁב, סמארטפון, טאבלט או מכשיר 'חכם' אחר, המידע מאוחסן בקבצים המסודרים בדרך כלשהי, הנקראת בשם מערכת קבצים/קבצים, לאנגלית מערכת קבצים, והוא נדרש לבצע פעולות בסיסיות מסוימות, כגון:

• לתחום את ההתחלה והסוף של קובץ ואת הנתונים שהוא מכיל;
• לתת נומנקלטורה לקבצים;
• לגשת לקבצים האלה לקריאה;
• ליצור קבצים חדשים ולאחסן את השינויים שבוצעו בקבצים הקיימים בעבר כך שלנתונים הכלולים יש מבנה לוגי שניתן לעבוד איתו;
• להפעיל כתוכניות את הקבצים הניתנים להפעלה;
• שמור על מבנה הספריות (תיקיות).

יש לנו גם מתקדמות אחרות, ושלא כל מערכות הקבצים כללו לאורך ההיסטוריה, למרות שכרגע נדירה היא זו שאינה כוללת אותן:

• תכונות בעלות וגישה לתיחום למי יש את הקובץ ומי יכול לגשת אליו;
• בקרת גרסאות;
• הצפנה.

קשה מאוד להתחקות אחר ההיסטוריה של מערכות קבצים, במיוחד היכן שהן מתחילות. לכרטיסים מחוררים כבר הייתה מעין מערכת קבצים בסיסית, המציינת נקודות התחלה לתוכניות ונתונים בתוך סדרה של כרטיסים.

עם כניסתם של מיינפריים גדולים וה- אִחסוּן בסרטים מגנטיים, היה צורך גם במערכת שתוחמת היכן כל דבר התחיל ונגמר בתוכו קלטת כדי למנוע הרצה ידנית לאחור כך שכונני קלטות יוכלו להפוך את הגישה לקבצים אוטומטית נחוץ.

זה לא היה המקרה במיקרו-מחשוב ביתי של 8 סיביות, עולם שבו אכן היית צריך להריץ קלטות לאחור באופן ידני כדי למצוא את נקודת ההתחלה של התוכנית לטעינה.

בזמן שבו החלו להשתמש ביחידות האחסון המגנטיות הראשונות שאינן תלויות בסרט, אלא על משטח לאחסון הנתונים, פרדיגמה השימוש באחסון משתנה מרצף לאקראי, וכאן נכנסות לתמונה מערכות קבצים, שכן הן מאפשרות לארגן מידע בצורה מובנית בדיסק.

כיצד לעבוד עם מערכות קבצים

אם בשלב זה קורא כלשהו תוהה כיצד הוא יכול לעבוד עם פלא כזה שמאפשר לך לעשות את כל הדברים המפורטים למעלה, זה לא יכול להיות קל יותר: זה כבר מַעֲשֶׂה.

בהנחה שרוב האנשים לא מתחזקים את המחשבים והמכשירים האלקטרוניים שלהם, ולא התקינו את מערכת הפעלה שהם משתמשים בהם (בין אם זה Windows או macOS במחשב, או אנדרואיד או iOS בסמארטפון או טאבלט), ושגם יודעים איך לפרמט כוננים (שנמכרים כבר מפורמטים), הם לא צריכים לדאוג לגבי משהו שכבר עָשׂוּי.

מערכת הקבצים מוכנה כאשר הכוננים מפורמטים, או במהלך התקנה של מערכת ההפעלה, או כאשר אנו רוצים למחוק את כל המידע שיש לנו על מפתח יו אס בי (כונן הבזק).

במקרה האחרון, מה שנבצע יהיה תהליך ה'עיצוב' הנ"ל. פורמט, או תן פוּרמָט, פירושו, בדיוק, הכנת מערכת הקבצים כך שתוכל לקבל קבצים, עם מה אשר, ומרגע סיום תהליך העיצוב, אנו יכולים לאחסן בו קבצים הוא.

במקרים מסוימים, נוכל לבחור באיזו מערכת קבצים אנו משתמשים עבור יחידות מסוימות, בהתאם לפלטפורמת התוכנה בה אנו משתמשים:

חלונות:

• שמן: עם הגרסאות העוקבות שלה, FAT12 ו-FAT16, היא גם מערכת הקבצים המשמשת ב-MS-DOS העתיקה ובמערכות DOS אחרות. נוצר בשנת 1980, הוא התבסס על אי תמיכה בתכונות שאנו מחשיבים כעת כבסיסיים, כגון שמות קבצים ארוכים.
• FAT32: ליד ה-VFAT, זה א אבולוציה מהקודם שמתקן בעיות כמו שמות קבצים ארוכים, וגם תומך בקיבולת דיסקים גדולה יותר. הוא עדיין בשימוש בכונני אחסון חיצוניים (כונני הבזק, כרטיסי זיכרון,…). היתרון הגדול של מערכת זו הוא שהיא נתמכת על ידי מערכות ההפעלה העיקריות, כגון macOS ו GNU/Linux בנוסף ל-Windows, כך שכוננים שמפורמטים איתו יכולים לפעול להעברת נתונים ביניהם פלטפורמות.
• exFAT: וריאציה נוספת של מערכת הקבצים FAT, שנוצרה על ידי מיקרוסופט ומותאמת לשימוש במערכות אחסון פלאש. הוא נמצא כיום בשימוש על ידי פלטפורמות כמו אנדרואיד.
• NTFS: מערכת הקבצים המשמשת את Microsoft Windows מאז גרסה NT 3.1, יורשת ה-HPFS שפותחה על ידי IBM עבור OS/2. זה התקן עבור התקנות של Windows.

macOS:

• hfs: הוצג בשנת 1985, הוא היה חלוץ בדברים כמו שמות קבצים ארוכים או כינויים של קבצים במיקרו-מחשוב ביתי.
• HFS+: החליף חלק מהחסרונות של HFS שהזמן חשף, כמו תמיכה בקבצים גדולים יותר (משהו הכרחי בעולם שהתחיל לראות סרטים בקבצי מחשב), ולעצב כוננים גדולים יותר גודל. הוא גם תרם את השימוש ב סִמוּל Unicode סטנדרטי למערכת הקבצים של Mac.

GNU/Linux ויוניקסים אחרים:

• ext2: מערכת הקבצים של מערכת ההפעלה החופשית המהותית, וכמו זו, ניתן למצוא אותה גם בחינם בתוך הליבה של מערכת הפינגווין.
• ext3: הוסיפה לגרסה הקודמת את המערכת של יומן, והפך לסטנדרטי עבור הפצות לינוקס.
• ext4: מייעל את הצריכה של אֶמְצָעִי ומוסיף תמיכה בכוננים וקבצים גדולים יותר.
• Btrfs: פותח על ידי אורקל, הוא שואף להתגבר על המגבלות של ext4, כמו הגודל המרבי של קבצים, למרות שהוא עדיין לא הגיע לגרסה 'בוגרת'.
• ZFS: משלב את מִנהָל של כרכים ליד מערכת הקבצים, דברים שבדרך כלל מגיעים בנפרד. הוא נוצר על ידי Sun Microsystems עבור Solaris, אך בסופו של דבר הגיע גם ללינוקס.
• ReiserFS: עם ה יומן כמאפיין מגדיר, הגרסה האחרונה שלו היא Reiser4. זה גם מאפשר שינוי גודל דינמי של כוננים הן עם מערכת הקבצים מותקנת על המארח והן ללא התקנה.