超能课堂(123)：Windows的那些文件系统到底谁更适合你？

不知道大家在童年的时候，在那段尚且天真的岁月里有没有做过这种事：打开家中的计算机，将自己喜欢的游戏的启动程序.exe复制到一份父母工作需要的3.5英寸软盘当中，然后跑到学校的电脑室，打算在电脑课老师讲解枯燥的内容时为大家演示《星际争霸》或是《暴力摩托》，但这种时候多半会有两种可能，一种是你不想被父母质疑这是什么奇怪的文件而将原名改为非常长的名字，然后发现Windows根本不接受的你的重命名，二是拖到学校发现那个孤零零的.exe文件死都打不开游戏，在你懊恼的时候，其实你已经在悄悄接触“文件系统”这一概念，其中字符长度、文件大小、分区大小限制等等都是组成文件系统的基本要素。

文件系统就像我们图书馆的管理，图为普林斯顿大学图书馆宣传海报

从我们实际体验一款操作系统的时候，其使用的文件系统对我们影响最深刻的时候大多数转移拷贝文件、格式化、重命名、安装系统、等等。很多时候你不会具体知道在使用的什么文件系统，但是大多数用户凭借使用经验都会有自己的习惯，比如说尽量用英文命名、字符不要太长、能用字母命名就不要用符号、U盘尽量格式化为exFAT等等，这些都是为适应文件系统而加深的印象，尤其是对于覆盖率更广的Windows而言如此，FAT32、NTFS，这两个概念几乎不会有人不知道，我们今天就来说说这其中的来龙去脉。

我们现在安装Windows 10的话，系统装好后看到的硬盘文件系统都是NTFS，但是在以前，譬如说Windows XP的时代，硬盘文件系统采用FAT32还是很常见的。如果你曾经奇怪过“32”这个数字是什么意思、怎么来的，那么你肯定知道，所谓的“FAT32”并不是独立存在的，而是属于文件配置表（File Allocation Table）家族的一员，完整的成员包括FAT12、FAT16、FAT32，当然对于处在2018年的我们来说，目前语境当中的“FAT”基本上就是指“FAT32”。

什么是FAT32？

早期的FAT文件系统是比尔·盖茨联手马克·麦当劳（Marc McDonald）在1977年开发的，当年微软还刚刚成立三年时间，还根本没有MS-DOS、Windows这些存在，当时的主要工作是写BASIC。而到1984年，当微软发布MS-DOS 3.0的时候发布FAT16，簇集位址增加至16位元，即是FAT16，至少历史书是这么写的，但是老炮会告诉你知道1987年，真正最终的FAT16才到来，但一个重要的情况是，FAT16的最大卷大小只有2GB，当然部分情况可以达到4GB，但是到发展迅速的90年代，这个数字是严重不够看的，于是微软在1996年8月，利用当时发布的Windwos 95 OEM Service Releases（OSR）2带来FAT32，相比过去的FAT16，新的FAT32可以支持最小到4KB的默认簇，空间使用较为高效，支持最大为2TB的驱动器（当然要看操作系统），发展到FAT32，已经进入我们很多同龄人开始接触电脑的时代，因此FAT32可能是很多读者最先接触到的文件系统。

FAT32有哪些特点与优劣？

FAT家族拥有很多共有的特点，而因为Windwos在90年代后期是我们记忆当中的重要部分，比如说FAT32文件系统当中的最大文件大小4GB（准确来说是4GB-1byte）、采用8.3标准命名、最高支持255字符文件命名、并且不支持“. " / \ : ; | = ,”这几个符号。也不能在命名种采用空格，而且大家记忆深处的“碎片整理程序”就是FAT32文件系统的一个重要遗产，另外可能说起来大家都会想到的“1980年1月1日”这个不明所以但是非常熟悉的日期，其实也是FAT文件系统的日期支持起点。总的来说，FAT32对于过去的岁月来说是一种FAT16的合理优化版本的文件系统，在那个时代紧跟发展的潮流，对于操作系统也有很好的兼容性，但是因为明显的单个文件不超过4GB、文件碎片化的缺点，在新的21世纪逐渐被NTFS所取代。

什么是NTFS？

NTFS看上去好像很难猜出其中的意义，但是如果分拆成“NT”、“FS”相信大家就可以一眼看出端倪，没错，NTFS文件系统其实就是“New Technology File System”的意思。虽然大家一般的感觉就是NTFS文件系统更加先进，所以应该是一种到来的更晚，但其实NTFS最初版本到来的时间非常早，甚至要比FAT更早：它是在1993年的Windows NT 3.1当中被发布的，但是最早的1.0版本是无法向后兼容的，随后的1.X版本都是90年代的产物，我们真正开始熟悉NTFS是要等到新世纪的NTFS 3.0、3.1版本、随着Windwos 2000、Windows XP才慢慢熟知的。

NTFS有哪些特点与优劣？

NTFS文件系统的簇位元达到64。相较于FAT32，NTFS文件系统在很多方面都拥有优越性，比如说单个文件大小最大理论支持16EB（即1024PB），但实际限制是远远没有这么大，在Windows 7当中，NTFS的单文件限制是16TB，而在Windows 8往后的系统当中，NTFS的单个文件限制为256TB，而且还有一点很关键的就是NTFS是一种日志文件系统（JFS），工作中会使用$LogFile记录数据的变化，而FAT32显然不是，这个属性可以确保硬盘当中的数据结构在不稳定的环境中保持一致性，但是这需要不小的开销，显然这是更适合硬盘工作的文件系统。总的来说，NTFS文件系统拥有相比FAT32很优越的优点，除文件大小限制、新的日志工作特性，还更加适合大容量的存储设备，因为NTFS并不会随着容量较大的卷而降低性能，但是FAT则有这个毛病。总之对于今天的硬盘来说，NTFS已经是主流，如果你将一块硬盘安装在Windows 10，那么默认就是NTFS文件系统。

什么是exFAT？

说完FAT32、NTFS这两个大家最熟悉的文件系统，我们再来说说大家经常会说的exFAT，其实据我所知，大家知道exFAT的原因是因为要往移动设备里面拖拽文件，比如说高清电影的时候，会发现上文所说的4GB单个文件的大小限制。其实这里的关键就是移动设备，因为exFAT是微软在2006年推出的，专为闪存存储介质优化的文件系统，exFAT最早也是在Windows Embedded CE 6.0当中被加入的，可见其主要针对的设备，其实exFAT本身的名字也是“Extended File Allocation Table”，也就是“拓展式文件配置表”，当然你也可以选择说FAT64，就是大家可能不知道你在说什么。目前exFAT最适合在U盘、拓展存储卡上见到的文件系统。

exFAT有哪些特点与优劣？

大家要注意的是，如果你使用FAT32，或者是NTFS，基本上是不太需要注意操作系统的支持，但是exFAT是在Windwos XP SP2 With KB955704、Windwos Vista SP1往后才能得到支持。从规格上来说，exFAT最大支持128 PB的卷容量，但实际最多是256TB，并且单个文件大小理论支持16EB，但实际上上限是128PB，所以exFAT、NTFS共同的特点就是突破单个文件4GB的限制，并且针对不同的操作系统，比如说Windows、Linux、macOS都有较好的跨平台兼容性。不过要注意的是，切不可混淆NTFS、exFAT的地位，虽然这两者都有很多优势，但是他们并不处于互相竞争的关系，不存在谁取代谁的问题，总的来说，前者是针对桌面端的硬盘上存在的文件系统，而后者则是针对移动设备、针对闪存介质而使用的文件系统，如果调转过来的话是明显不合适的。

总结：什么样的文件系统更适合你？

总的来说，现在你应该很少看到FAT32文件系统的存在，它对于其他操作系统的兼容程度并不理想，但推动它被取代的最重要一点就是单个文件4GB的限制，对于今天的使用场景来说已经严重滞后，在规格之外的特性方面FAT32也说不算先进，这方面NTFS文件系统是理想的替代者，它不仅将单个文件的大小限制拓展到远远超过目前用户消费水平的程度，还拥有诸如日志记录等特性，它是目前更加适合桌面级磁碟式硬盘的文件系统，而最后的exFAT虽然属于FAT家族，但是它是专门为移动设备、闪存介质而优化的文件格式，它不仅和NTFS一样突破单文件4GB的限制，同时也是目前最适合U盘、SD卡等存储设备设用的文件格式。临近过年了，估计很多人想买新一波装备啦，想要各类硬件推荐的请找小超哥（微信9501417），也可以让小超哥拉你进去超能群与其他网友一起聊哦~