Un file system è un processo di gestione di come e dove i dati su un disco di archiviazione, noto anche come gestione file o FS. È un componente logico del disco che comprime i file separati in gruppi, noti come directory. È astratto per un utente umano e correlato a un computer; quindi, gestisce le operazioni interne di un disco. File e directory aggiuntive possono trovarsi nelle directory. Sebbene esistano vari file system con Windows, NTFS è il più comune nei tempi moderni. Sarebbe impossibile che esista un file con lo stesso nome e anche impossibile rimuovere i programmi installati e ripristinare file specifici senza la gestione dei file, così come i file non avrebbero alcuna organizzazione senza una struttura di file. Il file system consente di visualizzare un file nella directory corrente poiché i file sono spesso gestiti in una gerarchia.

Un disco (ad esempio, un'unità disco rigido) ha un file system, indipendentemente dal tipo e dall'utilizzo. Inoltre, contiene informazioni sulla dimensione del file, sul nome del file, sui frammenti della posizione del file e sulla posizione in cui sono archiviati i dati del disco e descrive anche il modo in cui un utente o un'applicazione può accedere ai dati. Le operazioni come metadati, denominazione dei file, gestione dell'archiviazione e directory/cartelle sono tutte gestite dal file system.

Su un dispositivo di archiviazione, i file vengono archiviati in settori in cui i dati vengono archiviati in gruppi di settori chiamati blocchi. La dimensione e la posizione dei file sono identificate dal file system e aiuta anche a riconoscere quali settori sono pronti per essere utilizzati. Oltre a Windows, esistono altri sistemi operativi che contengono file system FAT e NTFS. Ma i prodotti Apple (come iOS e macOS) utilizzano HFS+ poiché il sistema operativo è orizzonte da molti diversi tipi di file system.

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A volte il termine 'file system' viene utilizzato nel riferimento alle partizioni. Ad esempio, dire 'sul disco rigido sono disponibili due file system' non significa necessariamente che l'unità è divisa tra due file system, NTFS e FAT. Ma significa che ci sono due partizioni separate che utilizzano lo stesso disco fisico.

Per funzionare, la maggior parte delle applicazioni con cui entri in contatto richiedono un file system; pertanto, ogni partizione dovrebbe averne uno. Inoltre, se un programma è stato creato per l'uso in macOS, non sarai in grado di utilizzare questo programma su Windows perché i programmi dipendono dal file system.

Esempi di file system

Di seguito sono riportati gli esempi di file system:

GRASSO: FAT è un tipo di file system sviluppato per i dischi rigidi. Sta per tabella di allocazione dei file ed è stata introdotta per la prima volta nel 1977, che viene utilizzata per 12 o 16 bit per ogni accesso del cluster alla tabella di allocazione dei file (FAT). Sui dischi rigidi e altri sistemi informatici, aiuta a gestire i file sui sistemi operativi Microsoft. In dispositivi come fotocamere digitali, memorie flash e altri dispositivi portatili, si trova spesso anche utilizzato per archiviare informazioni sui file. Aiuta anche a prolungare la vita di un disco rigido poiché riduce al minimo l'usura del disco rigido. Oggi, FAT non viene utilizzato dalle versioni successive di Microsoft Windows come Windows XP, Vista, 7 e 10 poiché utilizzano NTFS. IL FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 sono tutti i diversi tipi di FAT (per la tabella di allocazione dei file).

GFS: Un GFS è un file system, che sta per Global File System. Ha la capacità di consentire a più computer di agire come una macchina integrata, che è stata sviluppata per la prima volta presso l'Università del Minnesota. Ma ora è gestito da Red Hat. Quando la distanza fisica di due o più computer è elevata e non sono in grado di inviare file direttamente tra loro, un file system GFS li rende in grado di condividere direttamente un gruppo di file. Un computer può organizzare il proprio I/O per preservare i file system con l'aiuto di un file system globale.

HFS: HFS (file system gerarchico) è il file system utilizzato su un computer Macintosh per creare una directory al momento della formattazione del disco rigido. Generalmente, la sua funzione di base è organizzare o conservare i file su un disco rigido Macintosh. Apple non è in grado di supportare la scrittura o la formattazione dei dischi HFS da quando OS X è arrivato sul mercato. Inoltre, le unità formattate HFS non vengono riconosciute dai computer Windows poiché HFS è un formato Macintosh. Con l'aiuto dei file system WIN32 o NTFS, i dischi rigidi di Windows vengono formattati.

NTFS: NTFS è il file system, che sta per file system NT e memorizza e recupera file sul sistema operativo Windows NT e altre versioni di Windows come Windows 2000, Windows XP, Windows 7 e Windows 10. A volte, è conosciuta come la nuova tecnologia Sistema di file. Rispetto al file system FAT e HPFS, fornisce metodi migliori di ripristino dei file e protezione dei dati e offre una serie di miglioramenti in termini di estensibilità, sicurezza e prestazioni.

FDU: Un UDF è un file system, sta per Universal Disk Format e utilizzato per la prima volta sviluppato da OSTA (Optical Storage Technology Association) nel 1995 per garantire la coerenza tra i dati scritti su diversi supporti ottici. Viene utilizzato con CD-ROM e DVD-ROM ed è supportato su tutti i sistemi operativi. Ora viene utilizzato nel processo di scrittura di pacchetti CD-R e CD-RW.

Architettura del file system

Due o tre livelli sono contenuti nel file system. A volte questi livelli funzionano combinati e talvolta sono esplicitamente separati. Per le operazioni sui file, l'API (Application Program Interface) è fornita dal file system logico, come OPEN, CLOSE, READ e altro perché è responsabile dell'interazione con l'applicazione utente. Inoltre, per l'elaborazione, l'operazione richiesta viene inoltrata al livello sottostante. Inoltre, per varie istanze simultanee di file system fisici, il secondo livello opzionale consente il supporto, che è un file system virtuale. E ogni istanza simultanea è chiamata implementazione del file system.

Il terzo livello è responsabile della gestione del buffering e della memoria, chiamato file system fisico. Riguarda il funzionamento fisico del dispositivo di archiviazione ed elabora i blocchi fisici letti o scritti. Inoltre, per pilotare il dispositivo di archiviazione, questo livello interagisce con il canale e i driver del dispositivo.

Tipi di file system

Esistono vari tipi di file system, che sono i seguenti:

1. File system su disco

Sul supporto di memorizzazione su disco, un file system del disco ha la capacità di indirizzare i dati in modo casuale entro pochi intervalli di tempo. Inoltre, include l'anticipazione che ha portato alla velocità di accesso ai dati. Indipendentemente dalla posizione sequenziale dei dati, più utenti possono accedere a diversi dati sul disco con l'aiuto di un file system del disco.

2. File system Flash

Un file system flash è responsabile delle restrizioni, delle prestazioni e delle capacità speciali della memoria flash. È preferibile utilizzare un file system progettato per un dispositivo flash; tuttavia, un file system su disco è il supporto di memorizzazione di base, che può utilizzare un dispositivo di memoria flash.

3. File system su nastro

Un file system su nastro viene utilizzato per conservare i file sul nastro poiché è un formato nastro e un file system. Rispetto ai dischi, i nastri magnetici sono più potenti per accedere ai dati per un lungo periodo, il che rappresenta la sfida per un file system generico in termini di creazione e gestione efficiente.

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4. File system di database

Un file system basato su database è un altro metodo per la gestione dei file. I file vengono riconosciuti dalle loro caratteristiche (come tipo di file, autore, argomento, ecc.) piuttosto che da una gestione strutturata gerarchica.

5. File system transazionali

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Alcuni programmi richiedono che una o più modifiche falliscano per qualsiasi motivo o necessitano di diverse modifiche al file system ma non apportano alcuna modifica. Ad esempio, un programma può scrivere file di configurazione o librerie ed eseguibili al momento dell'installazione o dell'aggiornamento del software. Il software potrebbe essere inutilizzabile o danneggiato se viene interrotto durante l'aggiornamento o l'installazione. Inoltre, l'intero sistema potrebbe rimanere in uno stato inutilizzabile se il processo di installazione o aggiornamento del software è incompleto.

6. File system di rete

Un file system di rete offre l'accesso ai file su un server. Nei computer remoti connessi in rete, con l'aiuto di interfacce locali, i programmi sono in grado di creare, gestire e accedere in modo trasparente a file e directory gerarchici. I client simili a file system per FTP e WebDAV, nonché i protocolli AFS, SMB e NFS sono tutti esempi di file system di rete.

7. File system di dischi condivisi

Un file system del disco condiviso consente l'accesso allo stesso sottosistema del disco esterno da parte di più macchine, ma quando il numero di macchine accede allo stesso sottosistema del disco esterno, potrebbero verificarsi delle collisioni in questa condizione; quindi, per prevenire la collisione, il file system decide a quale sottosistema accedere.

8. File system minimo

Negli anni '70, per alcuni dei primi utilizzatori di microcomputer, i dispositivi a disco e a nastro digitale erano molto costosi. Sono stati progettati alcuni sistemi di archiviazione dati di base più economici che utilizzavano comuni cassette audio. Sul registratore a cassette, l'utente veniva informato di premere 'RECORD' quando era necessario scrivere i dati da parte del sistema. E, per avvisare il sistema, premi 'INVIO' sulla tastiera. Inoltre, sul registratore a cassette, l'utente doveva premere il pulsante 'PLAY' quando il sistema richiedeva di leggere i dati.

9. File system flat

Le sottodirectory non sono disponibili nel sistema flat. Contiene l'unica directory e tutti i file sono contenuti in un'unica directory. A causa della quantità relativamente piccola di spazio dati disponibile, questo tipo di file system era adeguato quando per la prima volta furono disponibili i supporti floppy disk.