ファイルシステムは、データの保存と取り出しの方法を制御するために使用されます。FAT、NTFS、HSF、Ext2/3/4など、さまざまな種類のファイルシステムがあります。
ファイルシステムは、ストレージ デバイスを定義し、データの保存方法と取得方法を制御するために使用されます。これは、ファイルシステムインターフェイス、ソフトウェアコレクション、オブジェクトと属性の3つの部分から構成されます。ファイルシステムはストレージスペースの整理と分散に役立ち、データセキュリティを確保するための保護手段を提供します。つまり、ファイルの作成、ファイルの保存、ファイルの変更、ファイルへのアクセスの制御、ファイルの復元のに役立ちます。
機能
ファイルシステムは、ディスクやパーティションも指します。2つのファイルシステムがあるということは、2つのパーティションがあることを意味します。
異なるディスクまたはパーティションには、異なるファイルシステムが含まれています。一部のプログラムは、ディスク/パーティションの元のセクターを直接操作するため、既存のファイルシステムに損傷を与える可能性があります。ほとんどのプログラムはファイルシステムに基づいて動作するため、異なるタイプのファイルシステムでは動作しません。
ファイルシステムを使用する前に、ディスクをMBRまたはGPTに初期化し、記録されたデータ構造をディスクに配置する必要があります。このプロセスは、ファイルシステムの作成と呼ばれます。
UNIXファイルシステムには、スーパーブロック、inode、データ ブロック、ディレクトリ ブロック、および間接ブロックが含まれます。スーパーブロックにはファイル システムの一般的な情報が含まれ、inodeにはファイル名以外の情報が含まれます。ファイル名はディレクトリに保存されます。inodeは、データを格納するためのいくつかのデータブロックを提供します。
ファイルシステムはストレージスペースを管理できるだけでなく、ドキュメントの論理構造とストレージ方法も提供します。さらに、ファイルのセキュリティを確保するための保護手段を提供します。ファイルの論理構造は、ストリーミングファイルとレコード指向ファイルに分けられます。それにもかかわらず、ファイルの論理構造には、不十分なデータ関連付け、データの不整合、冗長性など、いくつかの欠点もあります。
ファイルシステムの種類
FAT
Windows 9Xでは、FAT16は最大2 GBのパーティションをサポートします。クラスタ領域には、コンピューター情報が格納されます。クラスタサイズが小さい場合、データの格納効率は高くなります。FAT16の場合、パーティションサイズはクラスタサイズに比例します。ただし、パーティションサイズはストレージ効率に反比例します。それによって、より多くのストレージスペースが無駄になります。FAT16ファイルシステムは、他の優れたファイルシステムに取って代わられつつあります。
FAT32は最大32 GBのハードディスクをサポートしていますが、512 MB未満のパーティションでは使用できません。FAT32パーティションに基づくWindows 2000は、32 GBディスクをサポートしています。詳細については、FAT32パーティションサイズの制限を参照してください。
FAT 32ファイルシステムは、小さなクラスターを使用するため、情報をよく保存できます。たとえば、2つの 2GBパーティションがあり、一つのパーティションはFAT16ファイルシステムを使用し、もう一つのパーティションはFAT32ファイルシステムを使用します。FAT16パーティションのクラスタサイズは32KBで、もう一方は4KBです。したがって、FAT32のストレージ効率を15%向上させることができます。また、FAT32はルートディレクトリを再配置し、FATのコピーを使用できます。
NTFSは、Microsoftが開発した高度なファイルシステムです。また、Windows NT系のデフォルトのファイルシステムです。ファイルとディレクトリを保護できるだけでなく、ディスクの占有を減らすこともできます。次に、NTFS 5.0ファイルシステムの主な機能について紹介します。
2TBのパーティションまたはボリュームに対応しています。
回復可能なファイルシステムです。
小さなクラスターを使用し、ディスクスペースをぴったりと管理します。
NTFSパーティションにより、ユーザーはリソースを共有できます。
NTFSは、「変更可能な」ログを使用し、レコード指向のファイルを追跡します。
これらの利点により、多くのユーザーはFATよりもNTFSを好みます。詳細については、記事：「FATをNTFSに変換する方法」を参照してください。
CDFS
CDFSは、ほとんどの光ディスクのデフォルトのファイルシステムです（exFAT）。
FAT32が4Gファイルをサポートできないという問題を解決するために、exFAT(Extended File Allocation Table File System)が設計されました。さらに、このファイルシステムはフラッシュディスクと完全に連携することができます。
RAW
RAWはフォーマットされていないファイルシステムです。RAWファイルシステムに寄与するいくつかの要因（フォーマットなし、不良セクタ、コンピューターウイルス攻撃など）があります。ハードディスクがRAWになった場合、ユーザーはパーティションをすぐにフォーマットし、RAWファイルシステムを移動できます。その中に重要なデータがある場合、まず、それらを復元してから、パーティションをフォーマットする必要があります。
Ext 2
Ext 2は、ファイルにアクセスできるGUN/Linuxオペレーティングシステムの標準ファイルシステムです。
Ext 3
Ext 3は、Ext 2と互換性のあるジャーナリングファイルシステムです。必要に応じてデータを追跡するのに役立ちます)。（ご注：パソコンをシャットダウンする前に、すべてのファイルを閉じなければなりません。そうしないと、データが失われてしまいます。この状況を避けるには、ここではデータログの追跡に使用するファイルシステムを公開します。）
Ext 4
Ext 3の新しい改良版Ext 4は、Ext 3と互換性があります。より大きなファイルシステムとファイルに対応しています。
Btrfs
Btrfs(Butter FS)は、現在のExt 3を置き換え、単一ファイルサイズや合計ファイルサイズなどの制限を改善するコピーファイル システムです。
ZFS
ZFSファイルシステムは、Solaris OS用に開発されました。高いストレージ容量を持っています。また、便利なストレージ プール管理システムでもあります。
HFS
HFS（Hierarchical File System）は、Apple Inc.によって開発され、Mac OSで使用されているシステムファイルです。
HFS+
Apple Inc.によって開発されたHFS+ファイルシステムは、32ビットを使用してアロケーションテーブルの数を記録します。また、そのノードサイズは4 KBです。また、ファイル名のエンコードにUnicodeを使用しているため、長いファイル名に対応しています。
ReiserFS
Hans Reiserと彼のチームNamesysは、1997年にReiserFSファイルシステムを開発し、大きいファイルから小さいファイルまで完全に操作できるようにしました。
JFS
JFS（JOURNAL FILE SYSTEM）は、ファイルの変更をログ形式で記録できるバイトレベルのログファイルシステムです。また、データ自体の代わりにファイル構造を記録し、データのセキュリティを確保します。これにより、ユーザーはいつでもデータにアクセスできるようになります。このファイル システムは、サーバーにサービスを提供するように設計されています。
VMFS
VMFS（VMware Virtual Machine File System）は、複数の仮想マシンが共通の統合クラスターメモリストレージ プールにアクセスし、リソースの使用率を向上させるクラスターファイルシステムです。大規模なエンタープライズデータセンターにサービスを提供するための効率的な仮想化管理を提供します。
XFS
XFSファイルシステムは、1990年代初頭に開発されました。現在もSGIIRIXベースの製品として使用されています。
UFS
UFSは、従来のUNIXファイルシステムに基づく高速ファイルシステムです。Solarisオペレーティングシステムのデフォルトのファイルシステムです。
VxFS
VxFS（Veritas File System）は、最初の商用ログファイルシステムです。大量のデータを処理するのに役立ちます。
ReFS
ReFS（Resilinet File System）は、Server®2012とWindows 8.1で導入された新しいファイルシステムです。ほとんどのNTFSパーティションに対応しています。その主な目的は、高い安定性を維持し、データを回復することです。さらに、次のような優れた機能もあります。
データのセキュリティを確保し、大きなボリューム、ファイル、ディレクトリをサポートしています。ストレージプールと仮想ファイルシステムを提供し、ファイルシステムを簡単に管理し、ディスクをスキャンし、潜在的なディスクエラーを防ぎます。さらに、マシン間でストレージプールを共有し、追加のフォールトトレランスと負荷分散を提供できます。ただし、MicrosoftはWindows 10 ProでReFSのサポートを削除しています。