फ़ाइल सिस्टम क्या है? फ़ाइल सिस्टम प्रकार और उदाहरण समझाए गए

फ़ाइल सिस्टम (कभी-कभी लिखित फ़ाइल सिस्टम भी) डेटा को संरचित करने की एक विधि है ऑपरेटिंग सिस्टम डेटा को संग्रहीत और पुनर्प्राप्त करने के तरीके को नियंत्रित करने के लिए उपयोग करता है। यह आयोजन करता है फ़ाइलों और निर्देशिकाओं डिवाइस पर स्थान का पर्याप्त आवंटन सुनिश्चित करने के लिए।

एक फ़ाइल सिस्टम डेटा को एक पदानुक्रमित संरचना में व्यवस्थित करता है और फ़ाइलों और निर्देशिकाओं के निर्माण, संचलन, संशोधन और विलोपन को सक्षम बनाता है। प्रदर्शन को अनुकूलित करने, सुनिश्चित करने के लिए फ़ाइल सिस्टम आवश्यक हैं डेटा अखंडता, और डेटा प्रबंधन की सुविधा प्रदान करना और backups.

फ़ाइल सिस्टम कैसे काम करते हैं?

एक फ़ाइल सिस्टम किसी स्टोरेज डिवाइस, जैसे हार्ड ड्राइव, पर डेटा के भंडारण और पुनर्प्राप्ति का प्रबंधन करता है। एसएसडी, या नेटवर्क भंडारण। यहां बताया गया है कि फ़ाइल सिस्टम कैसे काम करता है:

भंडारण आवंटन. फ़ाइल सिस्टम डिवाइस पर उपलब्ध स्टोरेज स्पेस को सबसे छोटी प्रबंधनीय इकाइयों में विभाजित करता है, जिन्हें ब्लॉक या सेक्टर कहा जाता है।
फ़ाइल भंडारण। जब कोई फ़ाइल सहेजी जाती है, तो फ़ाइल सिस्टम फ़ाइल के डेटा को संग्रहीत करने के लिए इन इकाइयों को आवंटित करता है। बड़ी फ़ाइलों को छोटे खंडों में विभाजित किया जाता है, जो कई गैर-सन्निहित इकाइयों में फैले होते हैं।
मेटाडेटा प्रबंधन. फ़ाइल सिस्टम प्रत्येक फ़ाइल और निर्देशिका के बारे में मेटाडेटा बनाए रखता है, जिसमें उसका नाम, आकार, निर्माण और संशोधन तिथियां, अनुमतियां आदि शामिल हैं।
निर्देशिका संरचना। फ़ाइल सिस्टम फ़ाइलों को एक पदानुक्रमित निर्देशिका संरचना में व्यवस्थित करता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को अनुमति मिलती है अनुप्रयोगों आसानी से नेविगेट करने और फ़ाइलों का पता लगाने के लिए।
पहुँच नियंत्रण। फ़ाइल सिस्टम फ़ाइलों और निर्देशिकाओं के लिए पहुंच और अनुमतियों का प्रबंधन करता है ताकि यह नियंत्रित किया जा सके कि कौन से उपयोगकर्ता फ़ाइलों को पढ़, लिख और निष्पादित कर सकते हैं।
फ़ाइल संचालन. फ़ाइल सिस्टम फ़ाइलों और निर्देशिकाओं पर संचालन करने के लिए तंत्र प्रदान करता है। इन परिचालनों में आवश्यकतानुसार मेटाडेटा को अद्यतन करना शामिल है।
संगति और अखंडता. उन्नत फ़ाइल सिस्टम डेटा स्थिरता और अखंडता सुनिश्चित करने और सिस्टम विफलता की स्थिति में त्रुटि का पता लगाने और सुधार करने के उपायों को लागू करते हैं।
अनुकूलन। फ़ाइल सिस्टम प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न तंत्रों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, वे बार-बार उपयोग किए जाने वाले डेटा तक पहुंच को तेज करने के लिए कैशिंग कर सकते हैं या डेटा को इस तरह से व्यवस्थित कर सकते हैं जिससे डिस्क की खोज का समय कम से कम हो।

प्रत्येक फ़ाइल सिस्टम प्रकार विशिष्ट रूप से इन सिद्धांतों को लागू करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्रदर्शन और विश्वसनीयता आवश्यकताएँ विभिन्न भंडारण से मेल खाती हैं हार्डवेयर विन्यास।

फ़ाइल सिस्टम प्रकार

फ़ाइल सिस्टम विशिष्ट भंडारण आवश्यकताओं और कंप्यूटिंग वातावरण को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किए गए हैं। यहां विभिन्न प्रकार की फ़ाइल प्रणालियों की सूची दी गई है:

डिस्क फ़ाइल सिस्टम

डिस्क फ़ाइल सिस्टम को भौतिक डिस्क ड्राइव पर उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसे हार्ड डिस्क ड्राइव (एचडीडी) or सॉलिड-स्टेट ड्राइव (SSDs). वे डिस्क स्थान के आवंटन का प्रबंधन करते हैं, फ़ाइल का रखरखाव करते हैं मेटाडेटा, और डेटा अखंडता और सुरक्षा सुनिश्चित करें। डिस्क फ़ाइल सिस्टम कंप्यूटर सिस्टम के प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए आवश्यक हैं क्योंकि वे त्रुटियों या सिस्टम विफलताओं के मामले में डेटा एक्सेस गति, भंडारण क्षमता उपयोग और पुनर्प्राप्ति तंत्र को सीधे प्रभावित करते हैं।

डिस्क फ़ाइल सिस्टम विभिन्न भंडारण आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जिनमें बड़े फ़ाइल आकार, उच्च भंडारण क्षमता और मजबूत डेटा पुनर्प्राप्ति सुविधाओं की आवश्यकता शामिल है। इन फ़ाइल सिस्टमों में डिस्क स्थान को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करने की सुविधाएँ शामिल हैं, जैसे बड़े ब्लॉक आकार के लिए समर्थन, जो ओवरहेड को कम करता है, और दबाव, जो उपलब्ध स्थान का बेहतर उपयोग करता है।

डिस्क फ़ाइल सिस्टम के कुछ उदाहरण हैं:

NTFS (नई प्रौद्योगिकी फ़ाइल सिस्टम) विंडोज़ के लिए।
Ext4 (चौथा विस्तारित फ़ाइल सिस्टम) के लिए Linux.
Hfs + (पदानुक्रमित फ़ाइल सिस्टम प्लस) macOS के लिए।
क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म संगतता के लिए एक्सफ़ैट (विस्तारित फ़ाइल आवंटन तालिका)।

फ़्लैश फ़ाइल सिस्टम

फ़्लैश फ़ाइल सिस्टम फ़्लैश मेमोरी स्टोरेज डिवाइस, जैसे सॉलिड-स्टेट ड्राइव (SSDs) के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। यु एस बी फ़्लैश ड्राइव, और मेमोरी कार्ड। इन्हें विशिष्ट विशेषताओं और सीमाओं के पूरक के लिए तैयार किया गया है फ्लैश मेमोरी, जैसे कि चलने वाले हिस्सों की अनुपस्थिति, तेज़ पहुंच समय, और मेमोरी कोशिकाओं के खराब होने से पहले लिखने के चक्र की एक सीमित संख्या।

फ़्लैश फ़ाइल सिस्टम को पढ़ने/लिखने के संचालन के दौरान प्रदर्शन और दक्षता को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे लेखन प्रवर्धन को कम किया जा सके, अर्थात, अनावश्यक लेखन और फ़्लैश कोशिकाओं को मिटाया जा सके। ये फ़ाइल सिस्टम अक्सर अंतर्निहित त्रुटि सुधार कोड (ईसीसी) को भी शामिल करते हैं, जो पता लगाते हैं और सही करते हैं डेटा दूषण.

फ़्लैश फ़ाइल सिस्टम के उदाहरणों में शामिल हैं:

F2FS (फ़्लैश-अनुकूल फ़ाइल सिस्टम)
जेएफएफएस (जर्नलिंग फ्लैश फाइल सिस्टम)

टेप फ़ाइल सिस्टम

टेप फ़ाइल सिस्टम को चुंबकीय टेप भंडारण में डेटा प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से किया जाता है backup, इसकी लागत-प्रभावशीलता के कारण संग्रह, और डेटा पुनर्प्राप्ति उद्देश्य। टेप फ़ाइल सिस्टम बड़े, अनुक्रमिक डेटा स्थानांतरण के लिए अनुकूलित हैं और समय के साथ डेटा अखंडता सुनिश्चित करने के लिए मजबूत त्रुटि सुधार तंत्र को शामिल करते हैं।

आधुनिक टेप फ़ाइल सिस्टम, जैसे कि लीनियर टेप फ़ाइल सिस्टम (एलटीएफएस), उपयोगकर्ताओं को फ़ाइलों को खींचने और छोड़ने को सक्षम करके, यूएसबी ड्राइव जैसे अन्य हटाने योग्य मीडिया के समान टेप स्टोरेज के साथ इंटरैक्ट करने की अनुमति देता है। यह सुविधा टेप भंडारण की उपयोगिता में उल्लेखनीय रूप से सुधार करती है, जिससे यह अनुप्रयोगों और उपयोगकर्ताओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो जाती है।

डेटाबेस फ़ाइल सिस्टम

डेटाबेस फ़ाइल सिस्टम फ़ाइलों और उनके मेटाडेटा को संग्रहीत करते हैं डेटाबेस, डेटा और समृद्ध मेटाडेटा विशेषताओं के बीच अधिक जटिल संबंधों की अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण उन्नत क्वेरी क्षमताओं को सक्षम बनाता है, लेनदेन संबंधी सहायता प्रदान करता है, और डेटा अखंडता और सुरक्षा को बढ़ाता है। डेटाबेस फ़ाइल सिस्टम में कुशल अनुक्रमण, समवर्ती नियंत्रण और पुनर्प्राप्ति तंत्र शामिल होते हैं, जो बड़ी मात्रा में फ़ाइलों के प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

डेटाबेस फ़ाइल सिस्टम उनके मेटाडेटा या सामग्री के आधार पर फ़ाइलों पर जटिल खोज और संचालन की अनुमति देते हैं। यह क्षमता डेटा पुनर्प्राप्ति और हेरफेर की दक्षता में सुधार करती है, खासकर अत्यधिक गतिशील वातावरण में। ये फ़ाइल सिस्टम यह सुनिश्चित करके डेटा अखंडता और स्थिरता भी प्रदान करते हैं कि फ़ाइलों और मेटाडेटा में परिवर्तन ACID गुणों का पालन करते हैं:

परमाणुता. प्रत्येक लेनदेन को एक एकल इकाई के रूप में माना जाता है, जो या तो पूरी तरह से पूरा हो जाता है या बिल्कुल भी नहीं।
संगति। प्रत्येक लेनदेन डेटाबेस के पूर्वनिर्धारित नियमों को बनाए रखते हुए सिस्टम को एक वैध स्थिति से दूसरे में लाता है।
अलगाव। यह सुनिश्चित करता है कि लेन-देन स्वतंत्र रूप से हो, समवर्ती लेन-देन को एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने से रोका जाए।
स्थायित्व। यह सुनिश्चित करता है कि एक बार लेनदेन प्रतिबद्ध हो जाने के बाद, सिस्टम विफलता की स्थिति में भी यह वैसा ही बना रहे।

ट्रांजेक्शनल फाइल सिस्टम

ट्रांजेक्शनल फ़ाइल सिस्टम, ट्रांजेक्शनल डेटाबेस में पाए जाने वाले सिद्धांतों के समान सिद्धांतों को लागू करके डेटा अखंडता और स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। वे फ़ाइल संचालन की एक श्रृंखला को एक ही लेनदेन में समूहित करते हैं। ऑपरेशन समग्र रूप से सफल या विफल होते हैं, जिससे सिस्टम एक सुसंगत स्थिति से दूसरी स्थिति में आ जाता है। यह परमाणुता आंशिक अपडेट को रोकती है और सुनिश्चित करती है कि आउटेज या सिस्टम विफलता के मामले में भी फ़ाइल सिस्टम सुसंगत बना रहे। ये सुविधाएँ लेन-देन फ़ाइल सिस्टम को वित्तीय या वास्तविक समय डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान बनाती हैं।

लेन-देन संबंधी फ़ाइल सिस्टम परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए जर्नलिंग, राइट-फ़ॉरवर्ड लॉगिंग और स्नैपशॉटिंग का उपयोग करते हैं और यदि लेन-देन सफलतापूर्वक पूरा नहीं होता है तो रोलबैक या फिर से करने की अनुमति देते हैं। इन तंत्रों के माध्यम से स्थिरता प्रबंधन को स्वचालित करके, लेनदेन फ़ाइल सिस्टम विकासशील अनुप्रयोगों की जटिलता को कम करते हैं। डेवलपर्स आंशिक रूप से पूर्ण किए गए संचालन या डेटा भ्रष्टाचार के बारे में चिंता किए बिना अपने कार्यों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। ट्रांजेक्शनल फाइल सिस्टम भी सिस्टम रिकवरी में सुधार करते हैं और संगठनों को मैन्युअल हस्तक्षेप या व्यापक जांच के बिना जल्दी से सामान्य संचालन में लौटने में मदद करते हैं।

नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम

नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम कई उपयोगकर्ताओं और सिस्टम को स्थानीय भंडारण के बजाय कंप्यूटर नेटवर्क पर फ़ाइलें साझा करने की अनुमति देता है। नेटवर्क की जटिलताओं को दूर करके, ये सिस्टम फ़ाइलों को पढ़ने, लिखने और निष्पादित करने के लिए एक सहज इंटरफ़ेस प्रदान करते हैं। इस प्रकार की फ़ाइल प्रणालियाँ सहयोगी वातावरण में आवश्यक हैं क्योंकि वे विभिन्न प्रणालियों और प्लेटफार्मों पर कुशल संसाधन साझाकरण और प्रबंधन की सुविधा प्रदान करती हैं।

नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम के लिए सामान्य प्रोटोकॉल में शामिल हैं:

यूनिक्स और लिनक्स के लिए नेटवर्क फाइल सिस्टम (एनएफएस)।
Server विंडोज़ के लिए संदेश ब्लॉक (एसएमबी)।
MacOS के लिए Apple फिलिंग प्रोटोकॉल (AFP)।

नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम मजबूत सुरक्षा उपायों पर निर्भर करते हैं, जैसे कि प्रमाणीकरण और एन्क्रिप्शन. ये प्रोटोकॉल ट्रांसमिशन के दौरान संवेदनशील डेटा की सुरक्षा करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि केवल अधिकृत व्यक्ति ही उन तक पहुंच सकें। सुधार करने के लिए नेटवर्क विलंबता और बैंडविड्थ, नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम कैशिंग और फ़ाइल संपीड़न जैसी तकनीकों को लागू करते हैं, जो प्रतिक्रिया में सुधार करते हैं और डेटा स्थानांतरण समय को कम करते हैं। इसके अलावा, फ़ाइल लॉकिंग और संस्करण नियंत्रण जैसे तंत्र कई उपयोगकर्ताओं द्वारा फ़ाइलों तक पहुंचने और बदलने के कारण डेटा भ्रष्टाचार को रोकने में मदद करते हैं।

साझा डिस्क फ़ाइल सिस्टम

साझा डिस्क फ़ाइल सिस्टम, जिसे क्लस्टर फ़ाइल सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है, एकाधिक से डिस्क भंडारण के एक हिस्से तक एक साथ पहुंच प्रदान करता है servers या नोड्स। वे क्लस्टर्ड सिस्टम के बीच उच्च स्तर का डेटा साझाकरण और सहयोग सक्षम करते हैं, जो उन वातावरणों के लिए उपयुक्त है जिनमें उच्च उपलब्धता, मापनीयता और प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, जैसे डेटाबेस क्लस्टर और एंटरप्राइज़ स्टोरेज सिस्टम।

साझा डिस्क फ़ाइल सिस्टम SAN (स्टोरेज एरिया नेटवर्क) जैसे नेटवर्क स्टोरेज इंफ्रास्ट्रक्चर पर निर्भर करते हैं। SAN एक हाई-स्पीड नेटवर्क प्रदान करता है जो कई लोगों को जोड़ता है servers, प्रभावी रूप से कार्यभार वितरण को सक्षम करना और सिस्टम अतिरेक को बढ़ाना। जर्नलिंग, स्नैपशॉटिंग और प्रतिकृति जैसी सुविधाएँ डेटा अखंडता का समर्थन करती हैं, backup, और पुनर्प्राप्ति, जटिल कंप्यूटिंग वातावरण में महत्वपूर्ण डेटा के प्रबंधन के लिए शार्ड डिस्क फ़ाइल सिस्टम को एक मजबूत समाधान बनाती है।

न्यूनतम फ़ाइल सिस्टम

न्यूनतम फ़ाइल सिस्टम को न्यूनतम मात्रा में संग्रहण स्थान घेरने और न्यूनतम प्रसंस्करण संसाधनों की आवश्यकता के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिज़ाइन दृष्टिकोण उन्हें एम्बेडेड सिस्टम, बूटलोडर और कम-शक्ति के लिए उपयुक्त बनाता है IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) डिवाइस, जिनकी अच्छी तरह से परिभाषित परिचालन आवश्यकताएं और सीमित कंप्यूटिंग क्षमताएं हैं।

न्यूनतम फ़ाइल सिस्टम आमतौर पर NTFS, ext4, या HFS+ जैसी उन्नत सुविधाओं के बिना फ़ाइलों को संग्रहीत करने के लिए एक बुनियादी संरचना प्रदान करते हैं। इसके बजाय, उनका प्राथमिक ध्यान डिवाइस के संसाधनों की बाधाओं के भीतर फ़ाइलों को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करने के लिए पर्याप्त कार्यक्षमता प्रदान करना है।

फ़्लैट फ़ाइल सिस्टम

फ़्लैट फ़ाइल सिस्टम फ़ाइल भंडारण के लिए एक सरल दृष्टिकोण है जो फ़ाइलों को संग्रहीत करने के लिए निर्देशिकाओं या फ़ोल्डरों का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय, सभी फ़ाइलों को एक ही स्तर पर या एक ही निर्देशिका में संग्रहीत किया जाता है, जिससे फ़ाइल प्रबंधन और पहुंच सरल हो जाती है। फ़्लैट फ़ाइल सिस्टम सीमित भंडारण वाले सिस्टम या ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जो पदानुक्रमित संरचना के ओवरहेड को वहन नहीं कर सकते हैं।

हालाँकि, निर्देशिकाओं के बिना, फ़्लैट फ़ाइल सिस्टम बड़ी या बढ़ती संख्या में फ़ाइलों को कुशलतापूर्वक प्रबंधित नहीं कर सकते हैं। इस कारण से, वे संकीर्ण दायरे वाले विशेषीकृत या एम्बेडेड सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त हैं।

फ़ाइल सिस्टम उदाहरण

यहां सबसे सामान्य फ़ाइल सिस्टम उदाहरण दिए गए हैं:

फ़ाइल आवंटन तालिका (एफएटी)। FAT कई ऑपरेटिंग सिस्टम, जैसे DOS, Windows, Mac OS और के साथ संगत है यूनिक्स-आधारित प्रणालीएस। इसका उपयोग आमतौर पर यूएसबी फ्लैश ड्राइव या एसडी कार्ड जैसे हटाने योग्य मीडिया के लिए किया जाता है। FAT32 वैरिएंट अधिकतम फ़ाइल आकार 4GB और वॉल्यूम 2TB तक सीमित है।
विस्तारित फ़ाइल आवंटन तालिका (एक्सफ़ैट)। यह FAT सिस्टम का एक अद्यतन संस्करण है जो इसके आकार को 16EB तक और वॉल्यूम को 128PB तक विस्तारित करता है।
चौथा विस्तारित फ़ाइल सिस्टम (Ext4)। यह फ़ाइल सिस्टम Linux द्वारा उपयोग किया जाता है और बड़ी फ़ाइलों और वॉल्यूम (फ़ाइलों के लिए 1EB तक और वॉल्यूम के लिए 16TB से 1EB तक) का समर्थन करता है।
ग्लोबल फाइल सिस्टम (जीएफएस)। जीएफएस लिनक्स कंप्यूटर क्लस्टर के लिए एक साझा-डिस्क फ़ाइल सिस्टम है। यह सभी नोड्स को समान साझा ब्लॉक स्टोरेज तक समवर्ती पहुंच की अनुमति देता है।
पदानुक्रमित फ़ाइल सिस्टम (एचएफएस)। HFS मैकिंटोश कंप्यूटर पर उपयोग के लिए Apple द्वारा विकसित एक फ़ाइल सिस्टम है। इसे HFS+ द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जो बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है और बड़ी फ़ाइलों और वॉल्यूम का समर्थन करता है।
यूनिवर्सल डिस्क प्रारूप (यूडीएफ)। यूडीएफ ऑप्टिकल मीडिया, जैसे सीडी, डीवीडी और ब्लू-रे डिस्क के लिए एक फ़ाइल सिस्टम मानक है। यह अपने पूर्ववर्ती ISO9660 की तुलना में बड़ी फ़ाइलों और वॉल्यूम का समर्थन करता है।
नई प्रौद्योगिकी फ़ाइल सिस्टम (एनटीएफएस)। एनटीएफएस माइक्रोसॉफ्ट द्वारा विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए विकसित एक फाइल सिस्टम है। विंडोज़ एनटी से शुरू होकर, एनटीएफएस बड़ी फ़ाइलों और वॉल्यूम, उन्नत डेटा सुरक्षा और पुनर्प्राप्ति क्षमताओं और फ़ाइल-स्तरीय सुरक्षा के लिए समर्थन प्रदान करता है।
Apple फ़ाइल सिस्टम (APFS)। apfs HFS+ के प्रतिस्थापन के रूप में Apple द्वारा विकसित एक फ़ाइल सिस्टम है। यह फ्लैश/एसएसडी स्टोरेज के लिए दक्षता, विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार करता है। इसमें मजबूत एन्क्रिप्शन, स्पेस शेयरिंग और तेज़ निर्देशिका आकार बदलने की सुविधा भी है।