ملفات النظام file systems

سأتكلم عن نظام الملفات بشكل عام ومبسط حتى يكون في متناول الجميع المبتدئين و المحترفين
كل نظام ملفات يتألف من بناء أو هيكلية ضرورية لتخزين و إدارة البيانات هذه الهياكل البيانية تتضمن سجل استنهاض نظام التشغيل (Operating System Boot Record) والملفات و الأدلة .
كما أن نظام الملفات يؤدي ثلاث وظائف أساسية هي :
١. تحديد المساحة الحرة و المستخدمة من إجمالي مساحة القرص الصلب .
٢. حفظ أو معرفة أسماء الأدلة و الملفات .
٣. معرفة أو تحديد الموقع الفيزيائي للملف على القرص الصلب .
إن أنظمة الملفات المختلفة تستخدم من قبل أنظمة تشغيل مختلفة بعض هذه الأنظمه لا تميز(أو تعرف)إلا نظام ملفات واحد فقط بينما البعض الآخر من أنظمة التشغيل قادرة على تمييز(أو معرفة )عدد من أنظمة الملفات الأكثر شيوعاً مثل:
- جدول تخصيص الملفات (FAT)
- جدول تخصيص الملفات ٣٢ (FAT32)
- نظام ملفات التقنية الجديدة New Technology File System (NTFS)
- نظام الملفات عالي الأداء High Performance File System (HPFS)
- نظام ملفات لينكس ( 2 Linux Ext2 and Linux Swap (Ext
نظام الملفات -File Allocation Table -FAT
إن نظام الملفات الـFAT مستعمل من قبل نظام التشغيل دوس و ويندوز 3x و ويندوز 95 كما أن الـFAT يمكن أن يستخدم كذلك مع ويندوز NT و أو اس 2 (Windows NT and OS/2) ونظام الملفاتFAT يتميز باستعمال نظام تخصيص الملفات (FAT) و العناقيد الـ(Clusters) أو الكتل يعتبر الـFAT قلب نظام الملفات ومن أجل الأمان فإنه يُنسخ لحماية بياناته من الحذف العرضي أو التلف حيث أن العناقيد هي أصغر وحدة تخزين لنظام الملفات FAT والعنقود أو (الكلستر) يحتوي عدد ثابت من قطاعات القرص و يسجل العنقود (الكلستر) أي القطاعات مستعمل و أيها غير مستعمل وكذلك يقوم بتحديد وجود الملف ضمن العنقود .
إن نظام الملفات ال FAT يدعم قرص أو قسم (Partition) يصل حجمه إلى حوالي 2 جيجابايت لكنه يسمح بحد أقصى لعدد العناقيد (الكلسترات) يساوي 65.525 عنقود لذلك مهما كان حجم القرص الصلب أو القسم فإن عدد القطاعات في العنقود الواحد يجب أن يكون كافياً حتى يمكن ضم كل المساحة المتوفرة على القرص أو القسم ضمن ال 65.525 عنقود.
ملاحظة : بشكل عام العناقيد (الكلسترات) الكبيرة تؤدي إلى فقدان جزء من مساحة القرص
الصلب أكثر من الفقد الذي تسببه العناقيد الصغيرة.
إن نظام الملفات FAT يستخدم دليل جذري (Root directory) وهو مهم جداً لذا يجب أن يكون هذا الدليل الجذري موجود في مكان محدد على القرص الصلب أو القسم.
وتمثل أنظمة التشغيل التي تستخدم نظام الملفات FAT الدليل الجذري بواسطة رمز الخط المائل إلى الخلف ( \ ) (backward slash) من البداية يتم عرض هذا الدليل الجذري عند استنهاض النظام ويقوم هذا الدليل بتخزين المعلومات حول كل الأدلة الفرعية و الملفات على شكل مدخلات فرديه للدليل مثال على ذلك الدليل الموجود فيه الملف و اسم الملف وحجمه وكذلك وقت وتاريخ الملف و تاريخ آخر تعديل و رقم بداية العنقود (الكلستر) (أي عنقود يحتوي الجزء الأول من الملف) و كذلك خواص الملف (مثلاً : هل الملف مخفي أو ملف نظام الخ... ) .
نظام الملفات -File Allocation Table 32 Bit -FAT32
وهو نظام الملفات المستخدم مع ويندوز 95 OEM الإصدار Service Release 2 version4.00.950B
وويندوز NT5 و ويندوز 98 (وطبعاً ْME & XP & 2000)، حيث كما نعلم فإن الويندوز XP متوافق مع أنظمة الملفات التاليه: NTFS5,NTFS4,FAT16,FAT32 أما الدوس و ويندوز 3X ويندوز3.51/4.0NT و الإصدارات الأقدم من ويندوز 95 لا تستطيع تمييز (أي التعامل مع) FAT32 وبالتالي لا تستطيع الاستنهاض أو استخدام الملفات الموجودة على قرص صلب أو قسم يستخدم FAT 32.
نظام الملفات FAT32 هو تحسين لنظام الملفات السابق FAT ويعتمد على 32 بت لجدول تخصيص الملفات (file allocation table) و هو أفضل من 16 بت الموجود في نظام FAT نتيجة لذلك فإن نظام الملفات FAT32 يدعم أحجام أكبر كثيراً للأقراص الصلبة من نظام الملفات FAT لتصل إلى 30GB بالنسبة للتقسيم الواحد، ونظام الملفات FAT32 يستخدم حجم عناقيد (كلسترات) أصغر من التي يستخدمها نظام الملفات FAT و لديه سجلات استنهاض مزدوجة و يتميز الدليل الجذري (Root directory) لنظام الملفات FAT32 بأنه يمكن أن يكون بأي حجم ويمكن أن يتواجد في أي مكان من القرص أو القسم .
نظام ملفات الأداء العالي -High Performance File System -HPFS
هو نظام الملفات الأساسي بالنسبة لنظام التشغيل أو اس ٢ (OS/2) و نظام الملفات (HPFS) تدعمه الإصدارات القديمة من ويندوز NT وخلافاً لنظام الملفات FAT فإن ال(HPFS) يرتب دليله استناداً إلى أسماء الملفات كما أنه يستعمل هيكلية أكثر كفاءة لتنظيم الدليل ونتيجة لذلك فإن عملية الوصول إلى الملفات فيه أكثر سرعة وكذلك الاستفادة من مساحة القرص أكثر كفاءة وفعالية من نظام الملفاتFAT.

يقوم نظام ملفات الأداء العالي (HPFS) بتخصيص بيانات الملف في قطاعات (Sectors) بدلاً من عناقيد (Clusters) ولكي يحتفظ ال (HPFS) بمعلومات عن القطاع هل هو مستخدم أم لا فإنه يقوم بتنظيم القرص أو القسم مستخدماً حزماً حجمها ٨ ميجابايت (8MB) مع ٢ كيلو بايت (2KB) تخصص بين الحزم وهذه العملية تحسن الأداء لأن رؤوس القراءة/الكتابة ليست بحاجة إلى العودة إلى المسار صفر في كل مرة يحتاج فيها نظام التشغيل إلى معلومات حول المساحة المتوفرة أو حول ملف معين.

نظام الملفات -New Technology Filing System -NTFS

إن نظام ملفات التقنية الجديدة (NTFS) تم تطويره عن النظام السابق (HPFS) و يمكن فقط الوصول إليه عن طريق ويندوزNT.XP.2000.VISTA هذا النوع من أنظمة الملفات لا يستحسن استخدامه مع الأقسام التي لا تزيد مساحتها عن ٤٠٠ ميجابايت (400MB) لأنه يستخدم مقدار كبير من المساحة من أجل هيكلية (تراكيب) النظام و الجزء المركزي الأساسي لنظام الملفات (NTFS) هو جدول الملف الرئيسي (السيد) أو (Master file table (MFT يقوم نظام الملفات (NTFS) بحفظ عدة نسخ للأجزاء الحرجة و المهمة من جدول الملف الرئيسي لحمايتها من الفساد أو ضياع البيانات كما يقوم باستخدام العناقيد (الكلسترات) في تخزين بيانات الملفات وحجم العنقود هنا لا يتوقف على حجم القرص أو القسم حيث أن عنقود حجمه صغير ٥١٢ بايت (512Bytes) يمكنه تمثيل (أو تحديد) حجم القرص او القسم مهما كان حجمه ٥٠٠ ميجابايت أو ٥ جيجابايت(500MB or 5GB ) كما أن استعمال حجم صغير للعناقيد (الكلسترات) لا يقلل فقط من المساحة المهدورة من القرص الصلب فقط و إنما أيضاً تقلل من عملية تجزئة الملفات ( File fragmentation) حيث أن تجزئة (تقسيم) الملف على عدة عناقيد (كلسترات) غير متجاورة يسبب بطء في الوصول إلى ذلك الملف ونظام (NTFS) يعطي أداء جيد مع الأقراص الكبيرة.

أخيراً يدعم نظام الملفات (NTFS) التصليح الفوري للأخطاء (Hot fixing ) حيث يتمكن أتوماتيكياً من اكتشاف القطاعات التالفة و ترميزها (تعليمها بعلامة) بحيث لا تستخدم في المستقبل.

نظام الملفات نتويرNetWare

لا أعلم عنه الكثير ولكنه يستخدم نظام التشغيل نوفيل نتوير نظام الملفات نتوير ا لذي تم تطويره خصيصاُ للاستعمال من قبل خادم نتوير.

-Linux Ext2 and Linux Swap Ext 2 نظام ملفات لينكس

إن نظام الملفات (Linux Ext2 and Linux Swap ) تم تطويره للعمل مع نظام التشغيل لينكس (لينكس هو الإصدارة المجانية من نظام التشغيل يونكس ( UNIX )و نظام الملفات هذا يدعم حجم أقصى لقرص أو قسم يصل إلى 4 تيرابايت .

و الآن سأنتقل إلى السؤال الآتي والذي يتردد بكثره لدى البعض ألا وهو...

ما هو نظام الملفات الذي ينصح باستخدامه NTFS أم FAT32

في الحقيقه نظام الملفات NTFS هو نظام الملفات الذي يُنصح به و ذلك للأسباب التاليه :

NTFS -1 أكثر فعالية من FAT أو FAT32 ويتضمن الميزات

المطلوبة لاستضافة Active Directory بالإضافة إلى ميزات

الأمان الهامة الأخرى عند استخدامك لنظام الملفات NTFS

Encrypting File System -2ميزة المحافظة في التحكم بالوصول

إلى الملفات والمجلدات ودعم حسابات محدودة عليك استخدام NTFS

وإذا استخدمت FAT32 سيكون لكافة المستخدمين حق الوصول إلى كافة الملفات

على محرك الأقراص الثابتة لديك بغض النظر عن نوع الحساب

الخاص بهم (مسؤول ، أو محدود ، أو قياسي.)

NTFS -3 هو نظام الملفات الذي يعمل بالشكل الأفضل مع الأقراص

الكبيرة إن ثاني أفضل نظام للملفات للأقراص الكبيرة هو FAT32

-4 الثبات : فنظام الملفات NTFS يحتوي على نسختين مشابهتين

لنظام الملفات FAT و تسمى كل نسخة منها( MFT(Master File Table

Table وهو يشبه قاعدة البيانات فإذا تشوهت النسخة الأصلية من

MFT نتيجة لظهور bad sector فإن النظام عند التشغيل التالي

للجهاز يستخدم النسخة الأخرى من MFT و ينشئ تلقائياً نسخة جديدة

مع الأخذ بعين الإعتبار وجود الباد سيكتور لهذا فإن هذا النظام يضمن

حفظ البيانات من الضياع أو الخراب.

5- Compressing File System ضغط البيانات فهذا النظام يسمح لك

بضغظ الملفات أو المجلدات و تصغير حجمها بشكل ملحوظ دون الحاجة

الى ضغط القرص كاملاً كما في Drive Space

-6 و من المميزات الممتازة دعمه لل ISO Unicode و الذي يسمح

باستخدام 16 بت لترميز كل حرف أو رمز و ليس كما في ASCII و

الذي يستخدم 8 أو 7 بت فقط و هذا يعني باختصار أنك تستطيع

تسمية ملفاتك بأي لغة كانت حتى الصينية دون الحاجة الى تغيير

صفحة الترميز Page Code كما في الدوس و W9x

-7 الملفات المتفرقة هذه الملفات هي ملفات كبيرة جداً من حيث

الحجم ويتم إنشاؤها من قبل التطبيقات بشكل تكون فيها مساحة القرص

المطلوبة محدودة أي أن NTFS يخصص مساحة القرص فقط

لأجزاء الملف التي تتم الكتابة إليها.

8- تسجيل الاسترداد لبيانات تعريف NTFS والذي يساعدك في

استعادة المعلومات بسرعة عند حدوث فشل في الطاقة أو عند حدوث

مشكلة أخرى في النظام يسمح هذا بالوصول إلى وحدة التخزين فوراً

بعد إعادة تشغيل الكمبيوتر دون انتظار chkdsk.exe حتى يعمل.

9- Disk quota الحصص النسبية للقرص والتي يمكن استخدامها لمراقبة مقدار

مساحة القرص المستخدمة من قبل المستخدمين الفرديين والتحكم بها.

وهناك حالة واحدة ربما ترغب فيها باختيار FAT أو FAT32 كنظام

للملفات لديك إذا كان من الضروري في بعض الأحيان تشغيل

الكمبيوتر مع إصدار سابق من Windows وفي أحيان أخرى تشغيل

Windows XP فأنت بحاجة لقسم FAT أو FAT32 كقسم أساسي

(أو قسم بدء تشغيل) على القرص الثابت لا يمكن لمعظم الإصدارات

السابقة من Windows الوصول إلى القسم في حال استخدامه

للإصدار الأحدث من NTFS هناك استثناءان هما Windows

2000 و Windows NT 4.0 مع Service Pack 4 أو الأحدث.

يستطيع Windows NT 4.0 مع Service Pack 4 أو الأحدث

الوصول إلى الأقسام ذات الإصدار الأحدث من NTFS

لكن مع بعض القيود : لا يمكنه الوصول إلى الملفات المخزنة باستخدام ميزات

NTFS التي لم تكن موجودة عند إصدار Windows NT 4.0

بالإضافة الى أن نظام الملفات NTFS يعمل بشكل أبطئ من نظام

FAT32 و ذلك لأن النظام الأول يحمل الكثير من البرامج في الذاكرة

مما يسبب بطئاً في العمل لهذا يعتبر نظام FAT32 الأسرع و يحتاج

الى ذاكرة أقل.

بالنسبة لأي حالة مختلفة عن حالة أنظمة التشغيل المتعددة فإن نظام

الملفات المنصوح به هو NTFS

للتحويل من نظام الملفات FAT32 الى NTFS قم بما يلي:

انقر فوق ابدأ وأشر إلى كافة البرامج وأشر إلى البرامج الملحقة

ومن ثم انقر فوق موجه الأوامر في إطار موجه الأوامر اكتب :

convert drive_letter: /fs:ntfs

على سبيل المثال تؤدي كتابة convert D: /fs:ntfs إلى تهيئة

محرك الأقراص : D بالتنسيق NTFS

التحويل العكسي من NTFS إلى FAT32 غير ممكن و سيسبب

ضياع للبيانات إلا في حالة استخدام برنامج مثل PARTITION MAGIC 8