Определение размера кластера при форматировании. Что такое размер кластера? Узнать размер сектора жесткого диска

Рано или поздно на любом компьютере нужно выполнить такую процедуру, как форматирование диска. При этом, чтобы ее запустить, системе нужно ответить на вопрос, какой выставить размер кластера, что нередко ставит в тупик начинающих (и не только) пользователей ПК.

Как в компьютере хранятся данные

Чтобы понять, какой лучше выбирать оптимальный размер кластера диска, нужно рассмотреть его работу в целом. Если очень сильно все упростить, то можно образно представить память накопителя в виде комнаты, по стенам которой расположено множество пронумерованных маленьких ящичков.

Отдельно будет находиться каталог (карта диска), который нужен для того, чтобы система не пересматривала все «ящички», а сразу знала, например, что файл с определенной аудиозаписью находится в шкатулках с номерами от 45 до 62. Также может быть вариант, что при записи файла в память не нашлось пустых шкатулок, стоящих подряд, и компьютер записал файл в шкатулки от 45 до 50 и от 65 до 77.

Соответственно, это отображается в каталоге, и когда системе нужно достать файл для работы, она «смотрит» в карту диска и «достает» нужную запись из ящичков. Размер кластера при этом можно образно сравнивать с величиной шкатулки.

Здесь нужно принять во внимание тот факт, что компьютер не может в один ящик положить кусочки разных файлов, иначе будет путаница в каталоге. Соответственно, файл или его часть может занимать весь объем шкатулки, а может быть меньше. Из приведенного примера ясно, что объем одной шкатулки - это минимально возможная единица памяти, выделяемая для хранения кусочка файла, которую и называют «размер кластера».

Зачем выполнять форматирование

В первую очередь эта операция делается для полной очистки диска. Если его пространство занято множеством файлов, то при обычном их удалении система будет стирать их по очереди, что в некоторых случаях может повлиять на скорость выполнения всей процедуры в целом.

Если же выполнять форматирование, то не обязательно физически удалять данные из каждой ячейки отдельно - можно выбрать такой параметр, как «быстрая очистка оглавления». При этом способе стирается не содержимое диска в целом, а только записи из каталога. Системе будет дана команда воспринимать кластеры как не содержащие данных, соответственно, при записи нового файла старые данные будут просто замещены на новые. Это используют некоторые программы, восстанавливающие удаленные файлы - пока в кластеры не записано что-то новое, их бывшее содержимое еще можно извлечь.

Второй причиной, при которой и нужно решить вопрос, какой размер кластера при форматировании необходимо выбрать, будет изменение файловой системы.

Различия между разметками дисков

Если продолжить аналогию с комнатой, уставленной шкатулками, то будет понятно, что могут быть различные способы упорядочить данные в них, а также систематизировать записи в каталоге. Каждый из таких методов будет называться отдельной файловой системой, со своими преимуществами и недостатками.

Какая из них будет использоваться, зависит в первую очередь от операционной системы и того, как планируется использовать сам компьютер, и какой величины файлы будут храниться в его памяти.

Здесь нужно отметить, что понятие «кластер» относится к разметкам, созданным для ОС семейства Windows и некоторым Mac от Apple.

Файловая система FAT

Эта разметка жесткого диска использовалась в операционных системах DOS и ранних Windows, вплоть до версии XP. Именно при ней понятие «размер кластера» приняло значение минимального участка жесткого диска, которое может быть выделено под хранение данных.

Уточнение! Физически наименьшим участком диска с данными является сектор, объемом 512 Байт, которых в кластере, в зависимости от файловой системы и ОС, может содержаться от 1 до 128 штук. Соответственно, его величина может быть от 512 Байт до 64 Кбайт.

Сама FAT существует в трех версиях, которые отличаются между собой длиной записи номера кластера в каталоге. Это FAT 12, 16 и 32. Понятно, что чем длиннее может быть номер «шкатулки», тем большее их количество может «увидеть» ОС компьютера.

Недостатки и ограничения файловых систем FAT

Обратной стороной медали является то, что если этих ящичков будет больше, чем может «увидеть» система, то не все из них будут использованы, а только те, которым хватит номеров. Из-за этого большой жесткий диск может или совсем не отформатироваться в этой файловой системе, или показать меньший объем после операции.

Еще одним минусом является то, что если кластер занимает несколько секторов, то могут быть потери свободного места, ведь если он равен 32 Кбайт, и из них будет занят только 1 Килобайт, то остальные 31 останутся незанятыми.

Ограничения, если использовать минимальный и максимальный размер кластера при форматировании, будут следующие:

*Из-за особенностей ОС.

**Некоторые программы или ОС, поддерживающие FAT, теоретически способны читать кластеры более 32 Кб. В таких случаях граничным значением было бы 64 Кб и вдвое больший максимальный объем диска. Но потери места в таком случае достигали 50% и вопрос, какой размер кластера выбрать, был излишним - гораздо выгоднее разделить диск на 2 части и использовать «шкатулку» объемом не больше 32 Кб.

Файловая система NTFS

Создана на смену устаревшим версиям FAT, для поддержки дисков больших объемов и новых технологий, внедряемых в операционные системы. От предшественниц в первую очередь отличается возможным количеством кластеров, число которых может достигать 2 48 . Это позволяет использовать NTFS на дисках объемом 16 Эксабайт (16 млн Терабайт), причем величина используемых файлов ограничена только емкостью носителя.

Если размер кластера при форматировании NTFS-разделов может быть выбран примерно, как и у предшественниц - от 512 Байт до 64 Кбайт, то возможности файловой системы для соблюдения безопасности на порядок выше. Ее записи могут соблюдать права доступа нескольких владельцев компьютера, есть возможность назначать квоты доступного места на диске, а кроме того, сами файлы защищены от сбоев, например, при отключении электроэнергии.

Так как эта файловая система далека от исчерпания своих ресурсов, то решать, какой размер кластера нужно выставить, еще долго придется на ее примере.

На что влияет величина кластера - как итог

Самая большая проблема, которую он может создать, - излишек неиспользуемого дискового пространства. Но только в том случае, если на диске очень много маленьких файлов. Для наглядности нужно представить, что есть накопитель объемом 1 Тб, он полностью занят различными файлами - видео, аудио и текстовыми документами, и каждый из файлов занимает лишний кластер (он или меньше, или больше - в любом случае остается неиспользуемое место).

По умолчанию размер кластера при форматировании выставляется 4 Кб. При этом если на диске имеется 100 тысяч текстовых документов, по 100 байт каждый, потери составят 460 мегабайт.

Важно! Нужно помнить, что чем больше размер кластера, тем меньше нагрузка на жесткий диск.

Из таблицы видно, что если на диске не планируется хранение большого количества мелких файлов, т. е. он предназначен для музыки и фильмов, то лучше всего выставлять максимальный размер кластера. В противном случае нужно выбирать между желанием сэкономить несколько сотен мегабайт и потенциально большей нагрузкой на привод носителя, а вдобавок задуматься, наберется ли на нем 100 тысяч мелких файлов.

Отдельное внимание нужно обратить на системный раздел диска, на котором установлена система. Если при ее установке том форматируется сторонними программами, позволяющими выбрать размер кластера, то нелишне вспомнить, что только в папке Windows содержится около 90 тыс. файлов, и еще около 50 тыс. - в папке пользователя… Поэтому тут лучше оставить золотую середину, предлагаемую системой.

Когда вы форматируете жесткий диск или флешку, вы подготавливаете их для хранения информации операционной системой. Во время форматирования вся информация удаляется и устанавливается чистая файловая система.

Возможно, вы слышали о файловой системе FAT или NTFS, но знаете ли вы, какая из них используется в вашей системе? В этой статье рассказывается о том, как устроена файловая система и каковы различия между разными файловыми системами. Также я покажу вам, как узнать, какие файловые системы используются на ваших дисках.

Что такое файловая система?

Дисковое пространство делится на сектора, размер каждого из которых составляет примерно 512 байт. Сектора группируются в кластеры. Кластеры, называемые также блоками размещения, имеют размеры от 512 байт до 64 килобайт, поскольку обычно состоят из нескольких секторов. Кластеры представляют собой непрерывные блоки дискового пространства.

Операционные системы опираются на файловую систему для организации кластерного хранилища информации. Файловая система представляет собой базу данных, в которой содержится информация о состоянии каждого кластера. По сути, файловая система как бы сообщает операционной системе о том, в каком кластере (или кластерах) хранится файл, а куда можно записать новые данные.

О каких файловых системах следует знать?

В основном, ОС Windows использует файловую систему FAT (File Allocation Table), FAT32 и NTFS (New Technology File System).

Если говорить коротко, в NTFS могут храниться файлы размером более 4 ГБ, а разделы могут быть более 32 ГБ. NTFS лучше управляет свободным пространством, чем файловая система FAT или FAT32, и, следовательно, меньше фрагментирует диск. Также NTFS поддерживает некоторые функции по безопасности, включая шифрование файлов «на лету».

В сравнении с NTFS, файловые системы FAT и FAT32 приспособлены к меньшему пространству, менее интенсивно работают с жестким диском, и, следовательно, быстрее работают с небольшими флеш-накопителями. К тому же, FAT и FAT32 являются кросс платформенными файловыми системами. Самый главный недостаток FAT и FAT32 - ограничение в 32 ГБ на размер раздела, а также ограничение в 2 ГБ и 4 ГБ на размер файла соответственно.

Для хранения информации на флеш-накопителях в основном используется новая файловая система exFAT (Extended File Allocation Table), также известная как FAT64. Как и NTFS она поддерживает файлы размером более 4 ГБ и разделы более 32 ГБ, а также ее система управления файлами избегает фрагментации диска. В то же время она является быстрой, оптимизированной для мобильных носителей и обработки media-файлов.

Какие операционные системы работают с этими файловыми системами?

FAT и FAT32 доступны на чтение/запись практических во всех операционных системах. Ранее форматирование диска под файловую систему NTFS было верным способом добиться его неработоспособности вне ОС Windows. Однако сейчас поддержка чтения/записи NTFS встроена во многие дистрибутивы Linux. Также существует хак, который позволяет работать с этой файловой системой в Mac OS X версии 10.6, хотя, кажется, он работает нестабильно, поэтому рекомендуется использовать MacFuse. С другой стороны exFAT требует установки драйверов и в Windows XP и в Linux и поддерживается последними версиями Windows (Vista SP1, Windows 7, 8) и Mac OS X.

Почему важен размер кластера?

Если вы уже форматировали диск, то должны знать о том, что можно выбрать размер кластера (или размер блока размещения).

В зависимости от размера кластера (от 512 байт до 64 килобайт), файл может храниться в одном или сотнях и тысячах кластеров. Когда размер файла меньше, чем размер кластера, теряется оставшееся пространство. Этот феномен называется «потерянное пространство». Следовательно, хранение множества мелких файлов на диске с большим размером кластера и приведет к большим объемам потерянного пространства. С другой стороны, если мы выберем маленький размер кластера, большие файлы будут дробиться на много мелких кусочков, что может замедлить дисковые операции, так как будет требоваться больше времени на чтение соответствующего файла. Иными словами, подходите разумно к выбору размера кластера.

Как узнать тип файловой системы на диске?

Файловая система указана в свойствах диска. Зайдите в Мой компьютер (Computer), кликните правой кнопкой мыши на нужном диске и далее в контекстном меню выберите Свойства (Properties). Во вкладке Общие (General) в строке Файловая система (File system) вы увидите тип файловой системы.

Чтобы узнать размер кластера у диска с файловой системой NTFS, используйте комбинацию клавиш + [R], откроется окно Запуск программы (Run). Удостоверьтесь в том, что вы зашли в систему как пользователь с административными правами. В окне Запуск программы в текстовом поле напечатайте cmd и нажмите OK. Далее введите команду > fsutil fsinfo ntfsinfo и нажмите Enter.

В Windows XP и Windows 7 вы также можете просматривать и изменять размер кластера, используя приложения сторонних разработчиков, например, .

Какую файловую системы вы предпочитаете использовать на дисках и почему? Сталкивались ли вы с проблемами при использовании файловой системы NTFS, и как решали эти проблемы?

Наверное, вам уже не раз приходилось видеть такую картину - открываете вы свойства какой-нибудь папки с файлами и видите, что размер оной и размер занимающих на диске хранящихся в ней файлов отличается. Разница обычно невелика, но всё-таки как такое возможно, не «происки» ли это Windows, как, к примеру, в случае с жесткими ссылками, выдаваемые Проводником за реальные файлы с вполне реальным размером?

Нет, на этот раз Windows ничего не скрывает, в действительности соответствует как размер папки с файлами, так и объем занимаемого ею на диске пространства. Всё дело тут в кластерах, а вернее в их размере.

Иметь дело с кластерами приходится нечасто, при форматировании диска или раздела, да и то мало кто обращает на этот момент внимание, а обращать всё же иногда стоит. Но что такое этот самый кластер? Говоря простым языком, кластер - это наименьшая ячейка памяти на диске, в которую можно записать файл. Если представить себе диск в виде тетради в клеточку, то кластер будет отдельной клеткой. Не нужно, однако, путать кластеры с секторами, о кластерах можно говорить тогда, когда на диске имеются логические разделы с файловой системой, определяющей размер кластера.

А теперь о том, какое это имеет отношение к занимаемому на диске файлами месту.

Дело в том, что кластер априори не может быть заполнен данными наполовину, он либо занят, либо свободен. Допустим, размер кластера в вашем разделе составляет 64 Кб . Если вы запишите в него файлик размером 2 Кб , то на диске он займет всё равно 64 Кб . Взгляните на первый скриншот.

Текстовый файл весом 2,81 Кб занимает на диске 2 Мб , а всё потому, что именно такой размер имеет кластер. Понятно, что использовать такой размера кластера нерационально, поскольку свободное место на диске в этом случае быстро заполнится, впрочем, не всё так однозначно.

Примечание: узнать общее количество кластеров на диске можно командой fsutil fsinfo ntfsinfo X: , где X – буква тома. Данные выводятся в шестнадцатеричной системе счисления.

Использование кластеров маленького размера тоже имеет свои недостатки.

Пользователи любых операционных систем хоть раз сталкивались с таким понятием, как кластер. Это слово означает некую величину, под которой понимается размер ячейки для хранения файлов. Обычно этот размер зависит от объема памяти носителя.

Вам понадобится

• Операционная система Windows.

Инструкция

В процессе форматирования винчестера, флэшки или SD-карты, пользователю предлагается выбрать размер кластера при форматировании и тут же определить необходимый тип файловой системы. Узнать размер кластера можно из отчета стандартного дефрагментатора системы Windows.

Кластер по определению считается минимальным необходимым количеством памяти для одного документа. Память дробится на ячейки, в которых потом будут располагаться данные. Важным этапом является определение величины сектора, именно от этого будет зависеть количество ячеек для записи файла. Например, вместительность ячейки — 4096 байт, а записываемый файл весит 300 байт. В таком случае файл займет сектор целиком. Файл весом уже 4000 байт тоже займет весь сектор.

Определение объема сектора

Стандартный размер кластера напрямую зависит от выбранной файловой системы:

• FAT32 варьируется от 1024 байт до 32 кб;
• размер кластера NTFS (НТФС) от 512 байт до 64 кб;
• FAT всегда составляет 64 кб и не пользуется популярностью у пользователей;
• exFAT с размером кластера колеблется от 512 байт до 32 Мб.

Для правильного определения вместительности ячейки следует заранее определиться, какие данные будут храниться на носителе, каков их тип и объем. Для фотографий, видеозаписей или музыки предпочтительнее выбирать максимальный объем ячейки. Если же диск будут использовать для документов, то рекомендуется остановить свой выбор на небольшом объеме.

Если есть сомнения, какой размер кластера выбрать при форматировании, рекомендуется оставить изначально предложенное значение по умолчанию.

На скорость работы носителя в первую очередь влияет размер кластера. Чем меньше объем, тем больше операций производится системой, и тем ниже скорость записи или удаления данных. Иными словами, скорость работы определяет размер сектора: чем он больше, тем быстрее работает носитель.

Форматирование диска немного отличается от флешки. Если вы форматируете данные на флешке, то систему и размер ячейки лучше оставить как есть.

Повреждение и восстановление кластеров

Из-за перепада напряжения или заводского брака появляются сбойные сектора жесткого диска, поэтому время от времени рекомендуется проверять HDD на наличие поврежденных ячеек, а в случае их обнаружения — восстановить.

Для восстановления битых секторов можно использовать программу Victoria, HDDRegenerator или стандартную утилиту Скандиск. Восстановление кластеров:

1. Открываем «Мой компьютер».
2. В меню необходимого диска выбираем «Свойства».
3. Находим раздел «Сервис» и жмем «Выполнить проверку».
4. В появившемся окошке выбираем «Проверять и восстанавливать», после чего нажимаем «Запуск».

Профилактика и уход

Изредка, проводя подобные процедуры, можно существенно повысить срок работы носителя информации:

• следите за дисковым пространством, удаляйте ненужные файлы вручную или с помощью специальных программ;
• выявляйте на ранних стадиях ошибки, вовремя тестируя диск системными утилитами;
• разбивайте винчестер на несколько разделов;
• не забывайте делать резервное копирование важных файлов.

Избегайте механических повреждений и не пренебрегайте дефрагментацией время от времени.