macOS in njegove datoteke: upravljanje, sistemski formati in bistveni nasveti

Ne glede na to, ali ste novi v svetu Maca ali pa Mac uporabljate že nekaj časa, ne da bi pogledali pod pokrov motorja, ste se verjetno že spraševali, kako deluje. macOS, vse vaše datoteke, prostor na disku in tiste čudne oblike, kot sta APFS ali HFS+Resnica je, da Apple spreminja datotečni sistem in dodaja precej zmogljive tehnologije shranjevanja, vendar jih povprečen uporabnik pogosto ne opazi.

V tem priročniku si bomo mirno in brez nepotrebnega tehničnega žargona ogledali, kako macOS organizira vaše podatke in kaj podobnega... „Prosti prostor“ in „razpoložljivi prostor“Pojasnili bomo razlike med APFS in HFS+ ter orodja, ki jih imate na voljo za iskanje in upravljanje datotek (vključno s sistemskimi datotekami), ne da bi pri tem pretiravali. Pregledali bomo tudi ključne tehnologije, kot so FileVault, Fusion Drive in programska oprema RAID, ki vašemu Macu zagotavljajo večjo varnost in zmogljivost.

Kako macOS prikazuje in organizira vaše datoteke in prostor na disku

macOS vključuje več pogledov in orodij, ki vas ves čas obveščajo. kaj zavzema prostor na disku, kako so datoteke porazdeljene po kategorijah in koliko prostega prostora vam je še ostalo.Ne gre le za estetsko težavo: razumevanje teh podatkov vam pomaga pri odločitvi, kaj izbrisati in kako optimizirati sistem.

V sistemskih nastavitvah (ali sistemskih nastavitvah v novejših različicah) si lahko v razdelku za shranjevanje ogledate svoje elemente, razvrščene po vrsti: dokumenti, aplikacije, knjige, filmi, varnostne kopije in druge razne datotekeTa kategorizirani pogled vam omogoča hitro iskanje tistega, kar tehta največ, ne da bi morali pregledovati mapo za mapo, kot se je to dogajalo pred leti.

Drug ključni vidik je razlikovanje med prostorom, ki vam ga macOS prikazuje kot »preostali«, in drugimi koncepti zmogljivosti. Preostali prostor se običajno ujema z dejanskim prostim prostorom na diskuTo pomeni fizični prostor, ki je na voljo za shranjevanje dodatnih podatkov. Sistem pa govori tudi o "razpoložljivem prostoru", ki vključuje ta prosti prostor in tudi del predpomnilnika ali začasnih podatkov, ki sicer trenutno zasedajo bloke na disku, vendar jih je mogoče samodejno izbrisati, če je potreben dodaten prostor.

V praksi to pomeni, da vam bo macOS včasih sporočil, da imate več "razpoložljivega prostora" kot "prostega prostora", ker se šteje predpomnilniki in drugi nepotrebni podatki Sistem lahko podatke izbriše sproti. To ni napaka; gre zgolj za pametnejši pristop, ki predvidi, kaj bi lahko obnovili, ne da bi morali vi karkoli storiti.

Za boljši nadzor porabe prostora za shranjevanje macOS ponuja vrsto samodejnih priporočil: od premikanja redko uporabljenih datotek v iCloud do občasnega praznjenja koša ali pregleda velikih datotek in starih prenosov. Ti predlogi so del možnosti za optimizirajte shranjevanje v računalniku Macin so zelo uporabni, ko ste na meji zmogljivosti.

Z iskalnikom si oglejte velikost elementa, razpoložljiv prostor in podrobnosti.

Osrednje orodje za navigacijo po datotekah je Finder, Quick Look pa ponuja takojšnji predogled datoteke ne da bi jih odprli. Poleg odpiranja map vam Finder omogoča tudi ogled Koliko elementov je na disku ali v imeniku in koliko prostora je na voljo brez odpiranja dodatnih pripomočkov, če imate omogočene določene možnosti.

V oknu Finder lahko na dnu (ali na vrhu, odvisno od različice) prikažete vrstico stanja, ki prikazuje število elementov na izbranem disku ali mapi ter preostali prosti prostor na nosilcu. Če ta vrstica ni vidna, preprosto pojdite v meni v zgornji vrstici in izberite »Prikaz > Prikaži vrstico stanja«Gre za majhno podrobnost, vendar je odlična za hiter pregled, ali je mapa polna ali pa je disk skoraj prazen.

Ko želite več informacij o določenem elementu – pa naj bo to posamezna datoteka, mapa ali celo celoten disk – je najlažji način uporaba možnosti Informacije. V katerem koli oknu Finderja ali na samem namizju izberite element in pojdite v meni. »Datoteka > Pridobi informacije«Ali pritisnite Command + I. Odpre se okno z vsemi podrobnostmi: velikostjo, vrsto datoteke, datumi nastanka in spreminjanja, dovoljenji, lokacijo, komentarji in še več.

Če morate pregledati lastnosti več elementov hkrati, lahko to storite tudi množično. Izberite vse elemente, držite tipko Control in izberite »Datoteka > Pridobi povzetek informacij«macOS bo za vsakega odprl ločeno okno, kar vam bo omogočilo primerjavo velikosti in podatkov, ne da bi izgubljali čas z odpiranjem enega za drugim.

Iskanje sistemskih datotek in poti tipa »Moj računalnik« v sistemu macOS

Če uporabljate sistem Windows, boste verjetno spregledali pogled »Moj računalnik« ali »Ta računalnik«, kjer bi lahko videli vse svoje pogone in nekaj osnovnih map. macOS ima drugačen pristop, vendar je rezultat podoben: Finder deluje kot osrednja točka za ogled diskov, uporabniških map in sistemskih elementov..

V stranski vrstici Finderja lahko izberete, kaj želite videti: domačo mapo, namizje, dokumente, zunanje pogone, omrežne pogone in drugo. Za nekoga, ki je nov v Macu, je dobro, da omogoči možnost prikaza ... glavni notranji pogon v stranski vrstici ali na namizjutako da imate hiter dostop do korenske mape sistema, podobno kot bi to storili v sistemu Windows s pogonom C:.

Sistemske datoteke so privzeto skrite, da se prepreči nenamerno brisanje ali spreminjanje pomembnih podatkov. Če pa morate dostopati do sistemske mape, kamor je bil prenesen paket, lahko te napredne elemente prikažete neposredno v programu Finder. Pogosta bližnjica v novejših različicah macOS je uporaba bližnjice na tipkovnici Ctrl+Shift+F1. Command + Shift + . (spot) v oknu Finderja, da preklopite vidnost skritih datotek, kar vam omogoča ogled sistemskih imenikov, ki so običajno skriti.

Drug način je uporaba možnosti »Pojdi v mapo« v meniju Pojdi v Finderju, kjer lahko neposredno vnesete poti, kot je /Sistem, /Knjižnica ali /Uporabniki in takoj začnite brez ročnega krmarjenja. Novemu uporabniku se morda sliši nekoliko tehnično, a po nekajkratni uporabi postane zelo priročno in hitro za iskanje paketov, nastavitev in drugih sistemskih komponent.

Skratka, macOS nima »Moj računalnik« s tem imenom, vendar združuje stransko vrstico, namizje, pogled diska in bližnjice, tako da lahko dostopate tako do dokumentov kot datoteke, ki so del samega operacijskega sistemaSamo navaditi se morate na terminologijo in tipične poti.

APFS: sodobni datotečni sistem macOS

APFS (Apple File System) je datotečni sistem naslednje generacije, ki ga je Apple zasnoval posebej za svoje sodobne izdelke: Mac, iPhone, iPad, Apple Watch in Apple TVUradno je prišel leta 2017 z macOS High Sierra 10.13 in je od takrat privzeta oblika v macOS 10.14 in novejših.

Njegov razvoj se je osredotočil na maksimiranje potenciala bliskovnega pomnilnika in SSD-jev, pogonov, ki se uporabljajo v večini trenutnih naprav znamke. V primerjavi s predhodnikom HFS+ APFS obravnava zgodovinske omejitve in dodaja ... izboljšave integritete podatkov, zmogljivost in izkoriščenost prostoraTo ima za posledico bolj robusten in učinkovit sistem za vsakodnevno uporabo.

Eden od stebrov APFS je tehnika, znana kot Kopiranje ob pisanju (CoW ali COW)Pred APFS so se pri spreminjanju datoteke spremembe zapisovale čez obstoječe bloke, kar je lahko povečalo tveganje za poškodbe, če bi med postopkom šlo kaj narobe (na primer izpad električne energije). APFS pa ne prepisuje obstoječih blokov; ko so spremembe izvedene, ustvari kopije na novi lokaciji za shranjevanje in posodobi reference. Na ta način, če med operacijo pride do napake, originalni podatki ostanejo nedotaknjeni.

Na logični ravni APFS organizira shranjevanje v strukturo, ki temelji na KontejnerjiVsak vsebnik deluje kot nekakšen "ovoj", ki lahko vsebuje več nosilcev. Ti nosilci si delijo razpoložljivi prostor znotraj vsebnika, kar omogoča veliko bolj prilagodljivo dodeljevanje: namesto togega rezerviranja fiksne velikosti za vsak nosilec sistem dodeli bloke glede na potrebe vsakega posameznega v danem trenutku.

Vsebnik ima svoj superblok, ki hrani globalne parametre, kot so skupno število blokov, velikost vsakega bloka in drugi bistveni podatki. Služi tudi kot vstopna točka do vsakega od nosilcev, ki jih vsebuje. En sam blok se uporablja za sledenje, kateri bloki so prosti ali zasedeni. skupna bitna slika za celoten zabojnik, kar poenostavi upravljanje prostora.

Znotraj vsebnika ima vsak nosilec APFS tudi svoj superblok nosilca in neodvisne strukture za upravljanje podatkov in metapodatkov. Datoteke in mape se upravljajo z uporabo B-drevesa (binarna iskalna drevesa)Tem pravimo B-drevesa datotek in map. Ta drevesa shranjujejo ključe in vrednosti v vozliščih, kar omogoča hiter dostop, tudi če nosilec vsebuje veliko število elementov.

Vsebina katere koli datoteke v APFS je opisana z vsaj enim obsegTo označuje začetno lokacijo podatkov in njihovo dolžino v blokih. Za upravljanje vseh obsegov nosilca obstaja posebno B-drevo, ki pomaga ohranjati natančen nadzor nad porazdelitvijo podatkov na disku.

Kljub vsem tem prednostim je bil APFS zasnovan predvsem za pomnilniške medije, ki temeljijo na bliskovnem pomnilniku. Morda ni najučinkovitejša možnost za tradicionalne mehanske trde diske, saj lahko njegov način delovanja povzroči [nejasno - morda "netočnosti"]. večja notranja razdrobljenost Posledično je zmogljivost manj impresivna, zlasti med zelo naključnim dostopom. Poleg tega nosilci APFS niso dostopni iz starejših različic macOS, kot je macOS Sierra 10.12 in starejše, kar uvaja omejitev združljivosti v okoljih, kjer so prisotni tako sodobni kot starejši sistemi.

HFS+: klasični datotečni sistem macOS

Pred APFS je bil glavni protagonist na Macih HFS+ (Hierarchical File System Plus), znan tudi kot Mac OS ExtendedPredstavljen je bil leta 1998 z operacijskim sistemom Mac OS 8.1 in postal privzeti datotečni sistem v računalnikih Mac, pa tudi v drugih izdelkih podjetja, kot so stari iPodi in strežniki Xserve.

HFS+ je v bistvu razvoj originalnega HFS-ja, ustvarjenega sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja, z znatnimi izboljšavami, hkrati pa ohranja nekatere starejše koncepte. Za zaščito integritete svojih notranjih struktur HFS+ uporablja mehanizem beleženja dnevnikovTa dnevnik beleži operacije, ki bodo izvedene v datotečnem sistemu; če med pisanjem pride do izpada električne energije ali okvare, lahko sistem "ponovi" ali razveljavi vnose v dnevnik, da bo nosilec v kratkem času v konsistentnem stanju.

Ena ključnih struktur v HFS+ je glava nosilca, ki se nahaja na začetku nosilca. V njej so shranjeni osnovni parametri datotečnega sistema in reference na druge kritične elemente. Večina preostalih servisnih informacij je shranjenih v posebne datoteke, porazdeljene po nosilcuMnogi od njih so implementirani tudi kot B-drevesa za učinkovito organizacijo podatkov.

V HFS+ je celoten prostor na nosilcu podatkov razdeljen na enako velike alokacijske bloke. Stanje vsakega bloka je shranjeno v datoteki, imenovani Allocation File (Datoteka alokacije), ki deluje podobno kot bitna slika. Praviloma so bloki dodeljeni datotekam v sosednjih skupinah (sosednjih ekstentih), kar pomaga zmanjšati fragmentacijo in ohranja razumno zmogljivost na mehanskih diskih.

Datoteke v HFS+ lahko vsebujejo dve podatkovni »kraki«. Na eni strani je podatkovna vilica, kjer se nahaja dejanska vsebina datoteke (kar običajno smatramo za samo datoteko). Po drugi strani pa je tu še razcep virovki shranjuje dodatne povezane informacije, kot so viri ali razširjeni metapodatki. Vsako zaporedje zaporednih blokov, ki ustrezajo eni od teh vej, se imenuje obseg, ki ga določata začetni položaj in število blokov, ki jih združuje.

Datoteka kataloga vsebuje zapise za vsako datoteko in mapo v sistemu, vključno z večino metapodatkov in prvih osmih ekstenzij vsakega razvejanja. Če datoteka potrebuje več ekstenzij, kot jih je v katalogu, se dodatne ekstenzije shranijo v Datoteka z dodatnimi eksponentiDodatni atributi datotek in map so shranjeni v datoteki atributov, ki se prav tako upravlja kot specializirano B-drevo.

HFS+ podpira tudi več sklicevanj na isto vsebino, znanih kot trde povezave. Te povezave omogočajo, da več imen kaže na isto fizično datoteko ne da bi pri tem zavzeli dodaten prostor, saj se dejanska vsebina nahaja v skritem korenskem imeniku, povezave v datoteki kataloga pa delujejo le kot kazalci. Gre za vir, ki ga macOS pogosto uporablja interno, na primer pri varnostnih kopijah ali nekaterih sistemskih komponentah.

Čeprav v primerjavi z APFS velja za zastarel datotečni sistem, je HFS+ znan po svoji združljivosti s prejšnjimi različicami. To omogoča nemoten dostop do podatkov iz starejših različic macOS-a in pomeni, da se še vedno uporablja v določenih scenarijih, kjer je ta združljivost ključnega pomena. Zato čeprav njegova vloga ni več osrednja, HFS+ ne bo izginil čez noč..

Ko gre za obnovitev podatkov, HFS+ in APFS predstavljata različne izzive in možnosti. Za vsako obliko zapisa obstajajo orodja in postopki, zato je pri poskusu obnovitve izbrisanih datotek ali poškodovanih nosilcev podatkov na splošno priporočljivo slediti navodilom za macOS, pri čemer je treba izkoristiti notranje funkcije teh oblik zapisa.

Druge tehnologije shranjevanja podatkov v sistemu macOS

Poleg samega datotečnega sistema macOS vključuje več komplementarnih plasti in tehnologij za zagotavljanje shranjevanja z šifriranje, redundanca, prilagodljivost in izboljšana zmogljivostMnoge od teh rešitev so se pojavile kot nadomestilo za pomanjkljivosti HFS+, druge pa so zdaj neposredno integrirane z APFS.

HFS+ je bil prvotno zasnovan za relativno preproste scenarije in ni vključeval nekaterih naprednih funkcij, ki jih danes jemljemo za samoumevne, kot sta šifriranje na ravni nosilca podatkov ali kompleksno logično upravljanje več diskov. Da bi zadostil tem potrebam, je Apple poleg HFS+ dodal še dodatne rešitve. S prihodom APFS so bile številne od teh zmogljivosti integrirane neposredno v datotečni sistem, kar je poenostavilo arhitekturo.

Med najpogostejšimi tehnologijami shranjevanja znotraj ekosistema macOS lahko izpostavimo več ključnih komponent, ki jih je vredno poznati, še posebej, če delate z občutljivimi podatki ali upravljate konfiguracije z več diski.

FileVault: Šifriranje celotnega diska v sistemu macOS

FileVault je Applova tehnologija za popolno šifriranje diska na MacuZasnovan za zaščito vaših podatkov pred nepooblaščenim dostopom. Ko je FileVault aktiviran, je vsebina nosilca šifrirana, tako da brez gesla ali obnovitvenega ključa podatkov ni mogoče prebrati, tudi če nekdo fizično odstrani disk iz računalnika.

V sodobnih različicah sistema macOS, ki temeljijo na APFS, se FileVault zanaša na lastne mehanizme šifriranja sistema APFS. To pomeni, da datotečni sistem vključuje izvorno podporo za šifriranje celotnih nosilcev podatkov, kar varnost veliko bolj vgrajuje v način shranjevanja in upravljanja podatkov.

S HFS+ je bila situacija drugačna. Ta datotečni sistem Samostojno ni bil sposoben šifrirati nosilca podatkov.Apple je zato uporabil Core Storage kot vmesno plast za zagotavljanje šifriranja. Core Storage je deloval kot logični upravljalnik nosilcev podatkov s funkcijo šifriranja pod HFS+. Uporabnik je tako videl "običajen" nosilec podatkov HFS+, ki pa ga je dejansko podpirala šifrirana plast, ki jo je upravljal Core Storage.

Pri obnavljanju podatkov z nosilca, šifriranega s FileVault (zlasti če gre za APFS), je treba upoštevati posebne postopke, saj šifriranje postopek še bolj zaplete. Bistvenega pomena je imeti pravilen ključ ali geslo. Odklenite nosilec in dostopajte do datotektudi z naprednimi orodji za obnovitev.

Fusion Drive: Združite SSD in HDD v en sam logični pogon

Fusion Drive je hibridna rešitev podjetja Apple, ki združuje mehanski trdi disk (HDD) in pogon SSD (solid-state drive) v en sam logični nosilec. Ideja je ponuditi najboljše iz obeh svetov: Hitrost za podatke, ki jih pogosto uporabljate, in cenejša zmogljivost za tiste, do katerih dostopate manj pogosto..

V konfiguraciji Fusion Drive macOS analizira, katere datoteke se najpogosteje uporabljajo, in jih samodejno namesti na SSD, kar ima za posledico zelo hiter dostop do sistema in pogosto uporabljenih aplikacij. Podatki, do katerih se dostopa le občasno, ostanejo na mehanskem trdem disku, ki je počasnejši, vendar ponuja več prostora za shranjevanje po nižji ceni.

Ko je datotečni sistem HFS+, Core Storage upravlja shranjevanje posameznih podatkov in jih porazdeli med SSD in HDD. V sodobnih konfiguracijah, kjer Fusion Drive temelji na APFS, je ta logika porazdelitve drugačna. Integrira se neposredno v sam APFS.tako da ta dodatna plast ni več potrebna in je celoten postopek nameščanja podatkov na en ali drug medij bolj skladen s strukturo datotečnega sistema.

Če boste kdaj morali obnoviti podatke s pogona Fusion Drive, je pomembno vedeti, da gre za logični nosilec, sestavljen iz dveh fizičnih pogonov. Zato specializirani priročniki in orodja običajno pojasnjujejo specifične korake za to vrsto konfiguracije, tako v HFS+ z Core Storage kot v novejših različicah z APFS.

Osnovno shranjevanje: Upravljanje podedovanih logičnih nosilcev

Core Storage je bil Applov prvi odgovor na potrebo po naprednejše upravljanje logičnih nosilcev v sistemu macOS, zlasti pred prihodom sistema APFS. Uporabljal se je v sistemskih različicah do macOS High Sierra za omogočanje funkcij, ki jih datotečni sistem HFS+ sam po sebi ni mogel zagotoviti.

V praksi je Core Storage deloval kot abstrakcijska plast med HFS+ in fizičnimi diski, kar je omogočalo kompleksne konfiguracije. Njegove glavne funkcije so vključevale podporo šifriranim nosilcem podatkov s FileVault in upravljanje Fusion Drives, ko je bil zgornji del nosilca podatkov HFS+.

Ko je Apple predstavil APFS, so bile številne zmogljivosti, ki so se prej zanašale na Core Storage, integrirane neposredno v novi datotečni sistem. Od takrat naprej, Core Storage je začel zaostajati na starejše ali prehodne konfiguracije in ga zdaj praktično najdemo le v sistemih, ki se nikoli niso preselili na APFS ali vzdržujejo določene particije zaradi združljivosti.

Če vas zanima več o delovanju Core Storage, še vedno obstajajo podrobni tehnični viri, ki razčlenjujejo njegovo notranjo strukturo, ravnanje z logičnimi skupinami, nosilci in metapodatki, vendar za večino trenutnih uporabnikov njegova prisotnost postaja vse manj pomembna.

Apple Software RAID: Programsko podprti diskovni nizi v macOS

macOS vključuje vgrajeno funkcijo programske RAID, ki omogoča združevanje več fizičnih pogonov v en sam logični nosilec, ne da bi morali kupiti namenski strojni krmilnik. Ta rešitev, imenovana Apple Software RAID, je običajno konfigurirana iz Disk Utility ali prek terminala za napredne uporabnike.

Apple Software RAID vam med drugim omogoča ustvarjanje polj RAID 0 (striping) in RAID 1 (mirroring). V polju RAID 0 so podatki porazdeljeni na več diskov, da se izboljša zmogljivost: bloke zapisujejo in berejo izmenični diski, kar poveča hitrost, vendar se v primeru okvare enega samega diska izgubi celotna polja. V polju RAID 1 pa je redundanca prednostna naloga: Vsak podatek je podvojen na dva diskatako da če se eden od njih pokvari, drugi ohrani informacije.

Nosilce, ustvarjene z Apple Software RAID, je mogoče formatirati z APFS ali HFS+, odvisno od različice macOS in zahtev glede združljivosti. Ta kombinacija omogoča ustvarjanje zelo vsestranskih sistemov za shranjevanje, bodisi za izboljšano delovanje pri zahtevnih nalogah bodisi za zagotavljanje dodatne plasti varnosti pred fizičnimi napakami.

Formati iz drugih operacijskih sistemov in združljivost v sistemu macOS

Čeprav je glavni poudarek na Macu na APFS in HFS+, lahko macOS deluje tudi z zunanji formati da se zagotovi določena združljivost z drugimi sistemi. Izvorno je sposoben brati in pisati v datotečne sisteme, kot so FAT/FAT32 in exFAT Ko gre za odstranljive pogone, je nekaj zelo pogostega pri pogonih USB in zunanjih trdih diskih, ki se uporabljajo med sistemoma Windows in macOS.

Te oblike zapisa pa so pogostejše v svetu sistema Windows in so običajno podrobno pojasnjene v posebnih priročnikih za Microsoftove sisteme, ki zajemajo tudi druge, kot so NTFS, ReFS in HPFS. V okolju Linux se pojavljajo različne družine, kot so Ext2, Ext3, Ext4, XFS, Btrfs, F2FS, JFS in ReiserFS, medtem ko v BSD, Solarisu in Unixu podobnih sistemih najdemo UFS in ZFS, vsak s svojo filozofijo in značilnostmi.

macOS lahko dostopa do nekaterih od teh formatov z različnimi stopnjami podpore (na primer branje NTFS, ne pa polno izvorno pisanje), vendar je za tipičnega uporabnika Maca najbolj praktično, da svoje notranje diske in primarne nosilce shrani v APFS ali HFS+ in te druge datotečne sisteme pusti za kasnejšo uporabo. scenariji enkratne izmenjave ali specializirana okolja.

Kot lahko vidite, je ekosistem shranjevanja macOS veliko bogatejši, kot se sprva zdi: od prikaza prostora v Finderju do notranjega delovanja APFS in HFS+, vključno s tehnologijami, kot so FileVault, Fusion Drive, Core Storage in programska oprema RAID. Obvladovanje teh komponent vam omogoča boljše upravljanje prostora, vedenje, kaj izbrisati in kaj obdržati, enostavno premikanje podatkov, dostop do sistemskih datotek, ko je to potrebno, in na splošno kar najbolje izkoristiti svoj Mac, ne da bi se bali, da bi kaj pokvarili, če le razumete orodja in poti, ki jih uporabljate.