ระบบไฟล์คืออะไร? คู่มือเข้าใจง่ายและครบถ้วน

ไฟล์ทั้งหมดบนระบบของคุณจัดเก็บอยู่บนฮาร์ดดิสก์หรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอื่นๆ จำเป็นต้องมีระบบจัดเก็บไฟล์เหล่านี้อย่างเป็นระบบ นี่คือหน้าที่ของระบบไฟล์ (File System) ระบบไฟล์คือวิธีแบ่งแยกข้อมูลบนไดรฟ์และจัดเก็บเป็นไฟล์แยกต่างหาก ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับไฟล์ - ชื่อ, ประเภท, สิทธิ์, และแอตทริบิวต์อื่นๆ - จัดเก็บอยู่ในระบบไฟล์ ระบบไฟล์รักษาดัชนีตำแหน่งของแต่ละไฟล์ ทำให้ระบบปฏิบัติการไม่ต้องสแกนทั้งดิสก์เพื่อหาไฟล์

มีประเภทของระบบไฟล์หลายอย่าง ระบบปฏิบัติการและระบบไฟล์ต้องเข้ากันได้ ถึงจะทำให้ OS แสดงเนื้อหาของระบบไฟล์และดำเนินการกับไฟล์ได้ มิฉะนั้น จะใช้ระบบไฟล์นั้นไม่ได้ วิธีแก้คือติดตั้งไดรเวอร์ระบบไฟล์เพื่อรองรับระบบไฟล์นั้น

ระบบไฟล์คืออะไรอย่างแท้จริง?

ระบบไฟล์คือฐานข้อมูลที่บอกตำแหน่งทางกายภาพของข้อมูลบนอุปกรณ์จัดเก็บ ไฟล์จัดระเบียบเป็นโฟลเดอร์ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า Directories แต่ละ Directory มี Sub-directories หนึ่งหรือมากกว่า จัดเก็บไฟล์ที่จัดกลุ่มตามเกณฑ์บางอย่าง

ที่ใดที่มีข้อมูลบนคอมพิวเตอร์ จำเป็นต้องมีระบบไฟล์ ดังนั้น คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจึงมีระบบไฟล์

ทำไมจึงมีระบบไฟล์หลายอย่าง

มีหลายประเภทของระบบไฟล์ แตกต่างกันในหลายด้าน เช่น วิธีจัดระเบียบข้อมูล ความเร็ว ฟีเจอร์เพิ่มเติม ฯลฯ บางระบบไฟล์เหมาะกับไดรฟ์ที่จัดเก็บข้อมูลน้อย บางระบบรองรับข้อมูลปริมาณมาก บางระบบปลอดภัยกว่า ถ้าระบบไฟล์ปลอดภัยและทนทาน อาจไม่ใช่ที่เร็วที่สุด ยากที่จะหาฟีเจอร์ที่ดีที่สุดหมดในระบบไฟล์เดียว

จึงไม่ควรหา "ระบบไฟล์ที่ดีที่สุด" เพราะแต่ละระบบไฟล์มีวัตถุประสงค์และชุดฟีเจอร์ต่างกัน ขณะพัฒนา OS นักพัฒนาก็สร้างระบบไฟล์สำหรับ OS นั้น Microsoft, Apple, และ Linux มีระบบไฟล์ของตัวเอง การขยายระบบไฟล์ใหม่ไปสู่อุปกรณ์จัดเก็บขนาดใหญ่ก็ง่ายขึ้น ระบบไฟล์พัฒนาตลอดเวลา ระบบไฟล์รุ่นใหม่จึงมีฟีเจอร์ดีกว่ารุ่นเก่า

การออกแบบระบบไฟล์ไม่ใช่งานง่าย ต้องวิจัยและคิดมาก ระบบไฟล์กำหนดว่า Metadata จัดเก็บอย่างไร ไฟล์จัดระเบียบและจัดทำดัชนีอย่างไร และอื่นๆ อีกมาก มีหลายวิธีทำ ดังนั้นกับระบบไฟล์ใดก็ตาม จะมีพื้นที่ปรับปรุงอยู่เสมอ - วิธีที่ดีกว่าหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับกิจกรรมเกี่ยวกับการจัดเก็บไฟล์

อ่านเพิ่มเติม: Administrative Tools ใน Windows 10 คืออะไร?

ระบบไฟล์ - มุมมองละเอียด

มาเข้าใจลึกขึ้นว่าระบบไฟล์ทำงานอย่างไร อุปกรณ์จัดเก็บถูกแบ่งเป็นส่วนๆ เรียกว่า Sectors ไฟล์ทั้งหมดจัดเก็บใน Sectors นี้ ระบบไฟล์ตรวจสอบขนาดไฟล์ และวางไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสมบนอุปกรณ์จัดเก็บ Sectors ว่างถูกติดฉลากว่า 'unused' ระบบไฟล์ระบุ Sectors ว่าง และมอบหมายไฟล์ให้ Sectors เหล่านั้น

หลังจากผ่านไปบางช่วงเวลา เมื่อทำอпераชันอ่าน/เขียนมากพอ อุปกรณ์จัดเก็บจะผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Fragmentation (ส่วนทแยก) ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ แต่ต้องตรวจสอบเพื่อรักษาประสิทธิภาพระบบ Defragmentation (การรวมส่วนทแยก) เป็นกระบวนการย้อนกลับ ใช้แก้ปัญหาจาก Fragmentation มีเครื่องมือ Defragment ฟรีให้ใช้

การจัดระเบียบไฟล์เป็น Directories และโฟลเดอร์ช่วยกำจัดปัญหาชื่อซ้ำ ถ้าไม่มีโฟลเดอร์ จะเป็นไปไม่ได้ที่จะมีไฟล์ 2 ไฟล์ชื่อเหมือนกัน การค้นหาและเรียกคืนไฟล์ก็ง่ายขึ้นในสภาพแวดล้อมที่จัดระเบียบ

ระบบไฟล์จัดเก็บข้อมูลสำคัญของไฟล์ - ชื่อไฟล์, ขนาดไฟล์, ตำแหน่งไฟล์, ขนาด Sector, Directory ที่สังกัด, รายละเอียด Fragments ฯลฯ

ระบบไฟล์ทั่วไป

1. NTFS

NTFS ย่อมาจาก New Technology File System Microsoft เปิดตัวในปี 1993 เวอร์ชัน Windows ส่วนใหญ่ - Windows XP, Vista, 7, 8, และ 10 ใช้ NTFS

ตรวจสอบว่าไดรฟ์ฟอร์แมตเป็น NTFS หรือไม่

ก่อนตั้งค่าระบบไฟล์บนไดรฟ์ ต้องฟอร์แมตก่อน คือเลือกพาร์ติชันของไดรฟ์ ล้างข้อมูลทั้งหมด เพื่อตั้งค่าระบบไฟล์ มีหลายวิธีตรวจสอบว่าไฮดิสก์ใช้ NTFS หรือระบบไฟล์อื่น:

• เปิด 'Disk Management' ใน Windows (อยู่ใน Control Panel) จะพบระบบไฟล์ระบุพร้อมรายละเอียดไดรฟ์เพิ่มเติม
• หรือ คลิกขวาที่ไดรฟ์จาก Windows Explorer ตรงไปตรงมา เลือก 'Properties' จะพบประเภทระบบไฟล์ที่นั่น

คุณสมบัติของ NTFS

NTFS รองรับฮาร์ดดิสก์ขนาดใหญ่ - ถึง 16 EB ไฟล์เดี่ยวขนาดถึง 256 TB จัดเก็บได้

มีฟีเจอร์ Transactional NTFS แอปที่สร้างด้วยฟีเจอร์นี้ จะล้มเหลวสมบูรณ์หรือสำเร็จสมบูรณ์ ช่วยลดความเสี่ยงบางการเปลี่ยนแปลงทำงานดี ส่วนอื่นไม่ทำงาน ทุก Transaction ของนักพัฒนาเป็น Atomic

NTFS มีฟีเจอร์ Volume Shadow Copy Service OS และเครื่องมือสำรองข้อมูลอื่นๆ ใช้ฟีเจอร์นี้สำรองไฟล์ที่กำลังใช้งานอยู่

NTFS อธิบายได้ว่าเป็น Journaling File System ก่อนทำการเปลี่ยนแปลงระบบ จะบันทึกไว้ใน Log ก่อน ถ้าการเปลี่ยนแปลงใหม่ล้มเหลวก่อน Commit Log จะช่วยย้อนกลับสู่สถานะก่อนหน้าได้ง่ายขึ้น

EFS - Encryption File System เป็นฟีเจอร์เข้ารหัสไฟล์และโฟลเดอร์รายไฟล์

ใน NTFS ผู้ดูแลระบบมีสิทธิ์ตั้ง Disk Usage Quotas ทำให้ผู้ใช้ทุกคนเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บร่วมกันเท่าเทียม และไม่มีใครใช้พื้นที่มากเกินบน Network Drive

2. FAT

FAT ย่อมาจาก File Allocation Table Microsoft สร้างในปี 1977 FAT ใช้ใน MS-DOS และ Windows เวอร์ชันเก่า ปัจจุบัน NTFS เป็นระบบไฟล์หลักใน Windows แต FAT ยังคงเป็นเวอร์ชันที่รองรับ

FAT พัฒนาตามเวลา เพื่อรองรับฮาร์ดดิสก์ขนาดไฟล์ใหญ่ขึ้น

เวอร์ชันต่างๆ ของระบบไฟล์ FAT

FAT12
เปิดตัว 1980 ใช้ใน Microsoft OS จนถึง MS-DOS 4.0 ฟลอปปี้ดิสก์ยังใช้ FAT12 ใน FAT12 ชื่อไฟล์ไม่เกิน 8 ตัวอักษร ส่วน Extension จำกัด 3 ตัวอักษร แอตทริบิวต์ไฟล์สำคัญที่ใช้อยู่จนปัจจุบัน ถูกนำเสนอครั้งแรกใน FAT นี้ - Volume Label, Hidden, System, Read-only

FAT16
16-bit File Allocation Table ปล่อยครั้งแรก 1984 ใช้ในระบบ DOS จนถึงเวอร์ชัน 6.22

FAT32
เปิดตัว 1996 เป็นเวอร์ชันล่าสุดของ FAT รองรับไดรฟ์ 2TB (ถึง 16 KB ด้วย 64 KB Clusters)

ExFAT
EXFAT ย่อมาจาก Extended File Allocation Table สร้างโดย Microsoft เปิดตัว 2006 ไม่ถือเป็นเวอร์ชันถัดไปของ FAT แต่สำหรับอุปกรณ์พกพา - Flash Drives, SDHC Cards ฯลฯ เวอร์ชันนี้รองรับ Windows ทุกเวอร์ชัน จัดเก็บไฟล์ได้ถึง 2,796,202 ไฟล์ต่อ Directory และชื่อไฟล์ยาวถึง 255 ตัวอักษร

ระบบไฟล์ที่ใช้กันทั่วไปอีก:

• HFS+
• Btrfs
• Swap
• Ext2/Ext3/Ext4 (ระบบ Linux)
• UDF
• GFS

สามารถสลับระหว่างระบบไฟล์ได้ไหม?

พาร์ติชันของไดรฟ์ฟอร์แมตด้วยระบบไฟล์เฉพาะ การแปลงพาร์ติชันเป็นระบบไฟล์ชนิดอื่น อาจเป็นไปได้ แต่ไม่แนะนำ ตัวเลือกที่ดีกว่าคือคัดลอกข้อมูลสำคัญจากพาร์ติชันไปอุปกรณ์อื่น

แนะนำ: Device Manager คืออะไร?

แอตทริบิวต์บางอย่าง เช่น การเข้ารหัสไฟล์, Disk Quotas, Object Permissions, File Compression, Indexed File Attribute มีเฉพาะใน NTFS ไม่รองรับใน FAT การสลับระหว่างระบบไฟล์แบบนี้จึงมีความเสี่ยง ถ้าไฟล์เข้ารหัสจาก NTFS วางในพื้นที่ FAT ไฟล์จะไม่มีการเข้ารหัสอีกต่อไป สูญเสียการจำกัดการเข้าถึง ใครก็เข้าถึงได้ ทำนองเดียวกัน ไฟล์บีบอัดจาก NTFS Volume จะถูกแตกบีบอัดอัตโนมัติเมื่อวางใน FAT Volume

สรุป

• ระบบไฟล์คือที่จัดเก็บไฟล์และแอตทริบิวต์ไฟล์ วิธีจัดระเบียบไฟล์ของระบบ ช่วย OS ในการค้นหาและเรียกคืนไฟล์
• มีประเภทของระบบไฟล์ต่างกัน แต่ละ OS มีระบบไฟล์ของตัวเอง ติดตั้งมากับ OS
• สลับระหว่างระบบไฟล์เป็นไปได้ แต่ถ้าฟีเจอร์ของระบบไฟล์เก่าไม่รองรับในระบบใหม่ ไฟล์ทั้งหมดจะสูญเสียฟีเจอร์เก่า จึงไม่แนะนำ