الفرق بين أنواع الفورمات FAT و FAT32 و NTFS و REFS و exFAT

أغلبنا أثناء إستخدامه لجهاز الكمبيوتر أو اللابتوب الخاص به يلاحظ أثناء عمل فورمات للفلاش ديسك أو عند قيامه بفورمات للحاسوب أو غيره إن هناك عدة أنواع من أنظمة التعامل مع الملفات في الويندوز ألا وهي نظام الـ FAT و FAT32 و NTFS أو حتى REFS و exFAT، وربما إحترت في الإختيار بينهم فهل سألت نفسك يوماً ماذا تعني هذه الكلمات؟ وما الفرق بينهما؟ وما النظام الأفضل لك؟

في هذا الموضوع سنتناول سوياً ما هي هذه الأنظمة وما إستخداماتها وما هو الفرق بينها، هذه الأنواع هي التي يتم إعتمادها لأنظمة التشغيل خصوصاً ويندوز حيث أنها تستعمل بغرض تنظيم الملفات المخزنة على منطقة معينة بالأجهزة وتسمى CLUSTER أو SECTOR حتى تكون البيانات قابلة للتعديل وإعادة الهيكلة. ولكل نظام بينهم يوجد له عيوب ومميزات من حيث طريقة التخزين وطريقة التعامل مع الملف. قبل التعمق في الموضوع سنتعرف أولاً على بعض المفاهيم الأساسية والتي يجب أن تعلمها.

ما هو نظام الملفات؟

نظام الملفات هو مجموعة من القواعد التي تُسيِّر تقريباً كل ما يتعلق  بتخزين البيانات على مختلف أنواع الأجهزة مثل الأقراص الصلبة أو بطاقات الذاكرة أو الفلاش ديسك أو الأقراص الضوئية (CD\DVD) وغيرها. كل جهاز تخزين يستعمل هذه التقنية ليقوم بكتابة البيانات على البلوكات والسكتورات (Blocks and Sectors) حتى تكون البيانات قابلة للتعديل والإستعمال وتسمح لك بحذفها والتصرف فيها كما تشاء. وأيضاً كل نظام تشغيل كالوندوز واللينكس يستعمل نوع معين من أنظمة الملفات ليقوم بكتابة البيانات على القرص الصلب لذلك فعند قيامك بفورمات للحاسوب يطلب منك دائماً إختيار نظام ملفات الذي سيرافقك في التعامل مع ملفاتك، ويوجد مجموعة من أنظمة الملفات مثل FAT و FAT32 و NTFS و exFAT و REFS وغيرهم.

ما هي عملية الفورمات Format؟

لكي نفهم الفرق بين الأنواع الثلاثة نحتاج لفهم معنى عملية الـ Format، الفورمات تعني "التهيئة" والمقصود بها عملية إعادة تهيئة القرص الصلب الخاص بك لإستخدامه سواء لتخزين البيانات أو تحميل نسخة نظام تشغيل ما أو غيره وذلك من خلال إعادة تقسيمه إلى خانات لتخزين هذه البيانات فيها، حيث تسمى هذه الخانات بـ Cluster، ويكمن الفرق بين الأنواع الثلاثة في مساحة Cluster التي تستهلكها، فمساحة الـ Cluster تختلف من نظام لأخر فمثلاً حجم الكلستر في FAT يساوي 64 Kbs وفي NTFS يساوي 4 Kbs، قد يخطر بذهنك إن نظام الـ FAT أفضل وأكبر بالنسبة للحجم.. فجوابك سيكون خاطئ.. لا تقلق سأجعل الأمر سهلاً لك ...فقط ركز معي، اذا كان لك ملف حجمه 70 Kbs وأردت تخزينه على قرص تخزين بنظام FAT سيذهب إلى عدد 2 خانة أو Cluster، أول خانة ممتلئة بها 64 Kbs والكلستر الثاني به الباقي وهو 6 Kbs فقط حسناً.. هناك 58 Kbs لازالت فارغة في هذا الكلستر هل أستطيع أن أملأها بـ Kbs من ملف آخر؟ بالطبع لا، لأن الكلستر يتم الكتابة فيه مرة واحدة فقط بل سينشئ لك كلستر جديد ليحمل حجم الملف الجديد أو تقوم بالحذف أو التهيئة من جديد وهذا يسمى ضياع في الكلسترات وبالتالي ضياع في الحجم وهذا يفسر لك جملة Size on disk وهي تعني حجم الكلسترات حتى لو لم تكن ممتلئة وليس حجم الملف الفعلي وللتأكد من ذلك ستقوم بعمل تهيئة لهارد ديسك بنظام FAT وهارد ديسك آخر بنظام NTFS وضع على كل منهما نفس الحجم وستجد إن Size on disk في نظام NTFS أقل من FAT.

صورة مبسطة توضح الملف ذو الـ 70 Kbs وهو موزع على 2 كلستر

وعند العمل على قرص جديد أو قرص تمت إزالة التجزئة فيه Defragmented مؤخراً سيعثر نظام التشغيل على CLUSTERS مجاورة شاغرة تكفي لإحتواء كامل الملف في مواضع مجاورة على القرص، لكن لا يكون القرص منظماً بصورة جيدة بعد إستخدامه لمدة طويلة. حيث يبدأ نظام التشغيل بأول CLUSTER شاغر وإذا لم يجد حيزاً كافياً لكامل الملف يتجاوز بعض CLUSTER ليصل آخرى شاغرة حتى ينتهي من كتابة الملف. ويدعى الملف المقسم بين قطاعات غير متلاصقة على القرص ملفاً مجزأً. ويتطلب ذلك من إبرة القرص أن تقفز هنا وهناك لقراءة الملف المجزأ ولذلك يتباطأ أداء النظام، مما يضظرنا لإستخدام أداة إزالة التجزئة Defrag لإعادة ترتيب كل الملفات على القرص لتسريع عمليات القراءة .

ما الفرق بين انظمة الملفات تلك؟

نظام إدارة الملفات عبارة عن البنية الأساسية التي يستخدمها جهاز الكمبيوتر لتنظيم البيانات والمعلومات على القرص الثابت:

1- نظام FAT و FAT32

يعد هذان النظامان شيئاً واحداً، لكن الإختلاف في الإسم فقط حيث تعتبر FAT في الأساس إختصاراً لـ File Allocation Table وتعني "جدول تخصيص الملفات". وقوفاً على الجدول الزمني لظهور أنظمة الملفات، نظام الـ FAT يعتبر أقدم أنظمة الملفات والأكثر خبرة في تاريخ الحوسبة. بدأت القصة في عام 1977 مع نظام الملفات FAT8 BITS منذ أن إبتكر بيل جيتس نظام الكمبيوتر في السبعينات مع صديقه مارك ماكدونالد ويعتبر ماكدونالد هو مؤسس هذا النظام لتخزين الملفات، حيث بدأ الإعتماد عليه في 1980، وتم إستعماله في أنظمة التشغيل القديمة مثل MS DOS وإستمر إستعماله إلى وندوز مِي Windows ME ومهمة هذا النظام تكمن في جدولة وترتيب البيانات وذلك لسهولة الوصول اليها فيما بعد، وقد تم إستخدامه مع وحدات التخزين الأصغر من 2 جيجا بايت من البارتشن Partition الموجودة على الأقراص الصلبة، وكان يستخدم Cluster بسعة 64 Kbs وتطور هذا النظام بعدها إلى FAT16 والذي تم تقديمه في عام 1988 ويستخدم مع وحدات تخزينية تصل إلى 2 جيجا بايت، وتم إستعماله في نظام التشغيل وندوز 2000 ثم بعد ذلك تطور بالصورة المعروفة وهي FAT32 وهو الإصدار الثالث والأخير منذ إختراع FAT والذي ظهر في التسعينات تحديداً في 1995 عند ظهور ويندوز 95، ليجرى إستخدامه في وحدات التخزين الأكبر من 2 جيجا بايت (4 جيجا بايت للملف الواحد)، وبسعات أصغر 16 Kbs للـ Cluster، مما ينتج عن ذلك تخصيص أكثر فعالية للمساحة على وحدات تخزين FAT32، كما أن جميع إصدارات ويندوز، لينكس توفر له الدعم حتى أبل Apple توفر الدعم الكامل له، لكن مع تطور الملفات والتكنولوجيا أصبحت تتواجد ملفات تخزينية أكبر من 4 جيجا بايت وأصبح من الصعب إستخدام هذا النظام لهذه الملفات لذلك تطور نظام آخر يسمى NTFS.

مميزات أنظمة FAT و FAT32

• تعتبر من أكثر الأنظمة إنتشاراً وشيوعاً من الأنظمة الآخرى.
• مناسبة وسريعة للعمل مع أنظمة تشغيل ،Windows 95 ، Windows 98 ، Windows 2000 ، Windows XP.
• مناسبة للسعات التخزينية ذات الأحجام الصغيرة.
• يتوافق مع أنظمة الويندوز وأنظمة أبل وأنظمة أجهزة الألعاب والفلاشات الميموري وأي جهاز يأتي بفتحة USB.

عيوب أنظمة FAT و FAT32

• حجمها محدود يصل إلى 32 جيجا بايت في FAT32 و2 جيجا بايت في FAT16.
• لا يمكن تخزين ملف أكبر من 4 جيجا بايت على هذا النظام.
• الكلستر ما بين 64 Kbs لـ FAT16 و 16 Kbs لـ FAT32.
• يحتاج إلى مزيد من الأمان والتشفير.
• لا يمكن تثبيت أنظمة التشغيل الحديثة عليه.

2- نظام NTFS

وهو إختصار لـ New Technology File System وهذا النظام ظهر في أنظمة الشبكات في البداية ولكن الآن هو مدعوم من كثير من أنظمة التشغيل، حيث قامت مايكروسوفت بتقديم هذا النظام لاحقاً في عام 1993 عند قيامهم بتطوير ويندوز NT 3.1 ويعتبر الأحدث والأفضل في التعامل مع الملفات كبيرة الحجم، حيث يوفر الأداء والأمان وميزات متقدمة لا يمكن العثور عليها في أي إصدار من نظام FAT (كميزة الكتابة على القطاعات Sectors Writing والحماية المعززة والإنتفاع من المساحة التخزينية العالية). وجاء هذا النظام نتاج تعاون لم يدم طويلاً بين مايكروسوفت وشركة IBM لتطوير نظام تشغيل يواكب تطور الجرافيكس ولكن في نهاية الأمر تم الإنشقاق لتطور IBM نظام تخزين ملفات، أما مايكروسوفت طورت نظام NTFS 1.0 مع نظامها ويندوز NT 3.1 ليتم تطويرها ليصل إلى NTFS 3.1 والذي تدعمه العديد من أنظمة التشغيل الحديثة إبتداءاً من XP وويندوز 7 وويندوز 10 وغيرها. ومن المتوقع إنها لن تختفي في الزمن القريب حيث نظرياً يعتبر حجم الملف في هذا النظام يصل حجمة الأقصى إلى 256 تيرابايت وقد تم تطويره بهذا الحجم بظهور ويندوز 8.

مميزات نظام NTFS

• يحتوي على حدود قصوى لأحجام السعات التخزينية التي تعمل به تصل إلى 2 تيرا بايت.
• يمكنه تخزين ملفات أكبر من 4 جيجا بايت وغير محدد بحجم.
• يجعل الهارد الخاص بك يعمل بكفائه أعلى من نظام الـ FAT
• الكلستر به يحمل 4 Kbs، مما يتيح أفضل إستخدام للمساحات المتاحة.
• يوفر مزيد من الأمان والسرية حيث يمكنك إستخدام الأذونات والتشفير لتقيد الوصول للملفات.
• يتيح إمكانية إستعادة الملفات في حالة تلفها وعمل نسخة إحتياطية منها وإمكانية ضغطها.
• يعتبر أكثر إستقراراً في العمل عن الأنظمة الآخرى نظراً لإمكانية مراقبته للأخطاء وإصلاحها.
• النظام الأفضل لتثبيت أنظمة الويندوز الحديثة عليه.
• يدعم الإقلاع الثنائي لأنظمة التشغيل  Dual Boot.
• متوافق مع أنظمة أبل وأنظمة اللينكس ولكن للقراءة فقط.
• تسجيل الإسترداد لبيانات تعريف NTFS والذي يساعدك في إستعادة المعلومات بسرعة عند حدوث فشل في الطاقة أو عند حدوث مشكلة أخرى في النظام، يسمح هذا بالوصول إلى وحدة التخزين فوراً بعد إعادة تشغيل الكمبيوتر دون إنتظار chkdsk.exe حتى يعمل.
• التحجيم الأفضل لمحركات الأقراص الكبيرة، إن الحد الأقصى لحجم محرك الأقراص لـ NTFS أكبر بكثير منه لـ FAT، وعند زيادة حجم محرك الأقراص لا يؤدي ذلك إلى تخفيض الأداء مع NTFS كما يحدث مع FAT.

عيوب نظام NTFS

• لا يمكنه العمل على أنظمة التشغيل القديمة من الويندوز مثل windows 98 و windows 2000.
• لا يمكن تحويل وحدات التخزين من نظام NTFS إلى نظام FAT32.
• مميزاته لا تعمل على نسخة Windows XP home وتعمل فقط على نسخة windows XP Pro.

3- نظام exFAT

تمتلك مايكروسوفت أيضاً نظام آخر إمتداداً للنظام الأول FAT32 وهو نظام exFAT أي Extended FAT وقد تم إنشاءه في 2006، وجاءت الفكرة بعد أن كان نظام NTFS لا يعتمد عليه جميع الأنظمة، من هنا جاءت الفكرة بالإعتماد على نظام حفظ للملفات يتم تقديمه لكروت التخزين ووحدات التخزين المتواجدة في الكاميرات وبطاقات SDXC عالية التخزين والهواتف الذكية فيما بعد، وتعتمد الفكرة على تواجد نظام تخزين يكون أخف من نظام NTFS حيث لا تتواجد فيه جميع المميزات بالإضافة إلى دعمه لأحجام الملفات الكبيرة. لذلك، إذا كان لديك بطاقة SD EXFAT لن تكون لديك أي مشكلة أثناء نسخ فيلم HD كامل عليها، وقد جعلت ميكروسوفت من نظام التخزين exFAT متوافق مع أنظمة الأندرويد وأنظمة أبل وأنظمة اللينكس أيضاً.

مميزات نظام exFAT

• يدعم الملفات الضخمة بلا حد أقصى للملف أو القرص الذي به.
• يستخدم كنظام هجين فهو يحمل مميزات NTFS مع خفة exFAT.
• يستخدم لأنظمة الويندوز مثل ويندوز XP وأبل القديمة كما يستخدم أيضاً مع أنظمة الأندرويد.
• دعم إمكانية وقابلية النظام للتوسع والتطوير في المستقبل.

عيوب نظام exFAT 

• لا يدعمه xbox360 ولكن يدعمه Xbox one.
• لا يدعمه Plastation3 ولكن يدعمه Playstation4.
• لا يستخدم بدون شراء حقوق الملكية من شركة مايكروسوفت.

4- نظام REFS

وهو إختصار لـ Resilient File System ويسمى بنظام الملفات المرن ومبني على أُسس نظام NTFS وتم بناءه وهندسته للجيل الجديد من وحدات التخزين كما إن Windows 8 يعمل بهذا النظام منذ إطلاق نسخته التجريبية.

مميزات نظام REFS

• المحافظة على نسبة من التوافق العالي مع نظام الملفات السابق NTFS ومميزاته.
• تصحيح تلف البيانات تلقائياً بالإعتماد على ملفات Checksums.
• الوصول إلى نظام الملفات في كل الأوقات Full Tolerance.
• في حالة خطأ أو مشكلة في القرص الصلب Hard Disk فإنه يتم عزل الخطأ في حين يمكن الوصول إلى ما تبقى من وحدة التخزين.
• يسمح بإنشاء أقراص وهمية قد تفوق سعتها سعة القرص الفيزيائي الحقيقي.
• التكيف مع وحدات التخزين الكبيرة.

ما هو الفرق بين الفورمات السريع والفورمات البطيء؟ 

الفورمات السريع يقوم بحذف البيانات من CLUSTER فقط كما وضحنا من قبل، لكن الفورمات الكامل أو البطىء يقوم بهدم الـ CLUSTER وإعادة التهيئة  من جديد.  

طريقة التحويل من نظام لآخر

للتحويل من FAT32 إلى NTFS إنقر فوق ابدأ Start، ومن خلال البرامج الملحقة إنقر فوق موجه الأوامر CMD، في إطار موجه الأوامر إكتب الأمر:

Convert E: /FS:NTFS

* للعلم إن :E ترمز لوحدة التخزين المراد تحويلها.

وسيؤدي ذلك إلى تهيئة وحدة التخزين E: بالتنسيق NTFS. وسيتم بعدها إعادة التشغيل والتحويل دون التأثير على الملفات الموجودة.

كما إن هناك طريقة آخرى وهي عن طريق إختيار Format للملف بالنظام الذي نريده ولكن هذا سوف يؤدي إلى حذف جميع الملفات الموجودة. وللعلم windows 7 يستخدم NTFS كإفتراضي للملفات فلا داعي للتحويل اليه كما إن Windows 8 يستخدم REFS.

أما للتحويل العكسي من NTFS إلى FAT32 غير ممكن وسيسبب ضياع للبيانات إلا في حالة إستخدام برنامج مثل PARTITION MAGIC.