🗂️ Souborové systémy a cesty

Knihovna a katalog

O čem to je

V knihovně jsou tisíce knih. Bez katalogu bys žádnou nenašel. Katalog říká, kde kniha stojí, kdo ji smí půjčit a kdy přišla.

Disk je jen obrovská řada bajtů. Aby se v ní daly najít soubory a složky, potřebuje souborový systém: katalog disku. Podle něj se rozhoduješ, jak naformátovat flashku, proč na ni nejde nahrát 5GB film a jak správně napsat cestu k souboru.

Nové pojmy

SouborPojmenovaná data uložená na disku. Má jméno, často příponu (typ) a velikost.referat.docx, fotka.jpg
Složka (adresář)Pojmenovaný „šuplík“, který obsahuje soubory a další složky. Složky tvoří strom.Dokumenty, Obrázky
Oddíl (partition)Samostatná část disku, která se chová jako vlastní disk.Disk rozdělený na C: (systém) a D: (data).
Souborový systémZpůsob, jak jsou na oddílu uložené soubory, složky a údaje o nich. Vytvoří se formátováním oddílu.NTFS, FAT32, exFAT, ext4
FormátováníVytvoření prázdného souborového systému na oddílu. Smaže přístup k dosavadním datům.

Nejčastější souborové systémy

SystémKde se používáVýhodyOmezení
FAT32starší flashky, paměťové karty, zařízeníumí ho skoro každé zařízenísoubor nejvýš 4 GiB − 1 B, žádná oprávnění
exFATflashky a kartyvelké soubory, funguje ve Windows i macOSbez žurnálu a oprávnění
NTFSWindows (systémový disk)oprávnění, žurnál, šifrování, kompresemacOS ho bez doplňků jen čte
ext4Linuxoprávnění, žurnál, rychlýWindows ho běžně nepřečte
ŽurnálDeník, kam si souborový systém nejdřív zapíše, co chce změnit. Když vypadne proud, podle žurnálu se dokončí nebo vrátí rozdělaná změna a disk nezůstane poškozený.
Chceš nahrát film o velikosti 6 GB na flashku s FAT32. Proč to nejde a co s tím?
FAT32 dovolí soubor nejvýš 4 GiB − 1 B. 6 GB je víc. Flashku naformátuj na exFAT (pozor, smaže data) nebo použij NTFS, pokud ji budeš používat jen ve Windows.

Cesty k souborům

CestaZápis, jak se ke souboru dostat po složkách.
WindowsLinux
oddělovačzpětné lomítko \lomítko /
začátek stromupísmeno jednotky (C:\)kořen /
domovská složkaC:\Users\jana/home/jana (zkráceně ~)
velká a malá písmenanerozlišujerozlišuje (Foto.jpg ≠ foto.jpg)
Absolutní a relativní cestaAbsolutní začíná od začátku stromu a platí odkudkoli. Relativní začíná od složky, kde právě jsi. . znamená „tato složka“, .. „nadřazená složka“.absolutní: /home/jana/skola/referat.odt; relativní z /home/jana: skola/referat.odt
Jsi ve složce /home/jana/skola. Jak relativní cestou zapíšeš soubor /home/jana/hudba/song.mp3?
Ze složky skola musíš o úroveň výš do /home/jana: .. Pak do hudba: ../hudba/song.mp3.

Doplň správný zápis.

✗V Linuxu jsou Dokumenty a dokumenty stejná složka.
✓V Linuxu (ext4) jsou to dvě různé složky.

Linux rozlišuje velká a malá písmena v názvech. Windows (NTFS) je běžně nerozlišuje.

Souborový systém je katalog disku: FAT32 (soubor max. 4 GiB − 1 B), exFAT (flashky), NTFS (Windows, oprávnění), ext4 (Linux). Cesty: Windows C:\…, Linux /…; absolutní od kořene, relativní od aktuální složky, .. = o úroveň výš.

Disk zevnitř

O čem to je

Technik dostane nový disk. Než na něj uloží jediný soubor, musí ho rozdělit na oddíly a naformátovat. Volby, které při tom udělá (MBR nebo GPT, NTFS nebo ext4), rozhodnou, jestli z disku půjde nastartovat a jak velké soubory na něj půjdou uložit.

Nové pojmy

OddílSamostatná část disku s vlastním souborovým systémem.
Tabulka oddílůSeznam oddílů na začátku disku. Starší MBR zvládne disk jen do 2 TiB a nejvýš 4 primární oddíly. Novější GPT zvládne obrovské disky a Windows na něm povolí až 128 oddílů. Start přes UEFI používá GPT.
Souborový systémStruktura na oddílu, která eviduje soubory, složky, jejich velikost, data a oprávnění.
Blok (cluster)Nejmenší kus disku, který souborový systém přidělí souboru. Typicky 4 KiB.Soubor o 1 B zabere celý 4KiB blok.
InodeV Linuxu (ext4) záznam o souboru: velikost, vlastník, oprávnění, časy a kde leží jeho bloky. Jméno souboru je uložené ve složce a odkazuje na inode.
MetadataÚdaje o souboru, ne jeho obsah: jméno, velikost, datum změny, vlastník, oprávnění.

Porovnání souborových systémů

FAT32exFATNTFSext4
žurnálneneanoano
oprávněníneneano (ACL)ano (rwx)
max. soubor4 GiB − 1 Bprakticky neomezenýprakticky neomezený16 TiB
hlavní použitístaré flashky, kartyflashky, kartyWindowsLinux

Další, se kterými se potkáš: APFS (macOS), Btrfs a XFS (Linux).

Strom složek v Linuxu

SložkaCo obsahuje
/kořen celého stromu
/homedomovské složky uživatelů
/rootdomovská složka správce root
/etckonfigurační soubory
/bin, /usr/binprogramy
/varproměnlivá data, např. logy v /var/log
/tmpdočasné soubory
/devzařízení jako soubory (disk /dev/sda)
/media, /mntpřipojené disky a flashky

V Linuxu nejsou písmena jednotek. Další disky se připojí (mount) do nějaké složky stromu, např. flashka do /media/jana/FLASH.

Postup přípravy nového disku

Vyber tabulku oddílů: pro UEFI a disky nad 2 TiB GPT.
Vytvoř oddíly (Windows: Správa disků; Linux: fdisk, parted nebo GParted).
Naformátuj oddíly zvoleným souborovým systémem.
Ve Windows přiřaď písmeno jednotky, v Linuxu oddíl připoj do složky (a zapiš do /etc/fstab).
Soubor zabírá 10 KiB, blok má 4 KiB. Kolik místa na disku skutečně zabere?
10 / 4 = 2,5 → 3 bloky. Na disku zabere 12 KiB. Proto ve Windows vidíš „Velikost“ a „Velikost na disku“.
Kolegovi nefunguje na Linuxu skript, ve kterém je cesta C:\Data\vstup.txt. Proč?
Linux nemá písmena jednotek a odděluje složky lomítkem /. Cestu je třeba přepsat třeba na /home/kolega/data/vstup.txt a pozor na velká a malá písmena.
✗Rychlé formátování data nenávratně smaže, takže stačí před prodejem disku.
✓Rychlé formátování jen vytvoří nový prázdný katalog, data zůstanou na disku a jdou obnovit. Před prodejem použij bezpečné vymazání (u SSD funkci výrobce Secure Erase, u HDD přepsání).

Formátování zahodí „katalog“, ale knihy zůstanou v regálech, dokud je něco nepřepíše.

Disk → tabulka oddílů (MBR do 2 TiB, GPT pro UEFI a velké disky) → oddíly → souborový systém. NTFS a ext4 mají žurnál a oprávnění, FAT32 a exFAT ne. Linux má jeden strom od /, další disky se připojují do složek.
🧠Správa paměti a virtuální paměť⌨️Příkazová řádka Linuxu