Les systèmes de fichiers organisent la manière dont les données sont stockées et récupérées sur les périphériques de stockage. HFS+ est un exemple système de fichiers qui gère la manière dont les informations sont organisées et consultées, en particulier dans les environnements informatiques Apple. Il a été introduit pour répondre aux limitations des anciens formats de systèmes de fichiers et intègre des fonctionnalités améliorées pour la gestion de gros volumes de données.
Qu’est-ce que HFS+ ?
HFS+ signifie Hierarchical File System Plus. Il s'agit d'une version améliorée du Hierarchical File System (HFS) d'origine conçu par Apple. HFS+ a été introduit en 1998 avec Mac OS 8.1 comme une solution plus robuste pour disque dur organisation, allocation améliorée des grands volumes de stockage et gestion plus efficace des fichiers. Il utilise une approche basée sur B-tree Structure de données pour répertoires et classer métadonnéesLe système intègre également des attributs étendus, une dénomination de fichier Unicode et des capacités de journalisation pour réduire la corruption risques en cas d'arrêts ou de pannes inattendus.
À quoi sert HFS+ ?
HFS+ est connu pour gérer des volumes plus importants filet tailles par rapport à son prédécesseur, prenant en charge une récupération efficace des données et préservant l'intégrité des fichiers grâce à la journalisation.
Voici les principaux objectifs de HFS+ :
- Gestion des partitions de disque sur des systèmes plus anciens et héritage ordinateurs Mac.
- Stockage et récupération de fichiers volumineux dans les environnements macOS (en particulier avant l'introduction de Système de fichiers Apple (APFS).
- Assurer la rétrocompatibilité avec les anciens Mac systèmes d'exploitation.
- Offrant une fonction de journalisation pour maintenir la cohérence en cas de pannes de courant ou de redémarrages inattendus.
Quel système d’exploitation utilise le système de fichiers HFS+ ?
HFS+ est lié aux systèmes d'exploitation d'Apple depuis de nombreuses années. Les versions antérieures de macOS et de certains systèmes liés à Apple s'appuyaient fortement sur HFS+ avant que APFS ne devienne la valeur par défaut.
Voici une liste des systèmes d’exploitation qui ont implémenté HFS+ :
- Mac OS 8.1 à Mac OS 9.
- Versions de macOS (anciennement OS X) jusqu'à macOS High Sierra (la transition partielle vers APFS a commencé autour de macOS Sierra pour les disques SSD).
- Partitions de récupération macOS sur les anciennes versions de macOS.
- Logiciel iPod (les modèles iPod classiques utilisaient HFS+ lorsqu'ils étaient montés sur macOS).
Structure HFS+
Voici les éléments clés de la structure HFS+ :
- En-tête du volume. Contient des informations fondamentales sur le volume, telles que la taille du bloc, le nombre total de fichiers et les références à d'autres structures critiques. Il sert de point d'entrée principal pour les utilitaires système qui analysent ou réparent le système de fichiers.
- Fichier d'allocation. Identifie les blocs du support de stockage qui sont déjà occupés et ceux qui sont disponibles pour de nouvelles données. Il fonctionne comme une carte de l'espace disque libre et utilisé, permettant au système de localiser les blocs appropriés pour la croissance des fichiers et la création de nouveaux fichiers.
- Fichier catalogue. Implémente un B-tree qui enregistre le fichier et dossier informations. Les entrées incluent les noms de fichiers, les identifiants de fichiers et leurs relations hiérarchiques. L'utilisation d'une structure B-tree accélère les tâches de recherche, d'insertion et de suppression, ce qui est essentiel pour maintenir des performances efficaces sur des volumes plus importants.
- Dépassement de capacité du fichier. Stocke des informations détaillées sur les extensions de fichier lorsqu'un fichier devient trop volumineux ou trop fragmenté pour être décrit entièrement dans le catalogue principal. Étant donné que ces enregistrements de débordement sont également organisés via un arbre B, les temps de recherche restent prévisibles et gérables.
- Fichier d'attributs. Conserve les attributs de métadonnées étendus associés aux fichiers, tels que application-données spécifiques, icônes personnalisées et balises définies par l'utilisateur. En isolant les attributs étendus dans un fichier dédié, HFS+ préserve une séparation nette entre les données principales et les métadonnées supplémentaires.
- Fichier de démarrage. Aide à botte processus sous certaines configurations Mac héritées. Il peut contenir du code ou des informations spécifiques au système nécessaires pour démarrer des systèmes d'exploitation Mac plus anciens ou améliorer la compatibilité avec des configurations spéciales matériel.
Caractéristiques de HFS+
HFS+ intègre plusieurs composants techniques qui améliorent l'efficacité, intégrité des données, et la compatibilité avec les écosystèmes centrés sur Apple. Voici ses principales caractéristiques :
Journaling
La journalisation dans HFS+ suit les modifications apportées aux métadonnées du système de fichiers, telles que annuaire Mises à jour et informations sur l'allocation des fichiers. Le journal est stocké sous forme de journal continu des opérations de métadonnées, y compris les créations, suppressions et renommages de fichiers.
La journalisation garantit la cohérence en rejouant ou en supprimant les transactions incomplètes en cas d'arrêt du système, Panique du noyau, ou une coupure de courant se produit. Le journal lui-même est conservé dans une zone dédiée sur le périphérique de stockage, ce qui permet à HFS+ de valider l'intégrité des structures du système de fichiers lorsque le système redémarre.
Cette fonctionnalité de journalisation permet de réduire la corruption du disque et simplifie le processus de récupération du système de fichiers, car elle réduit le besoin d'analyses fastidieuses de l'ensemble du disque.
Prise en charge d'Unicode
HFS+ prend en charge les noms de fichiers basés sur Unicode, autorisant une large gamme de caractères issus de nombreux systèmes d'écriture. Cette prise en charge Unicode s'adapte aux langues utilisant des scripts non latins, tels que le chinois, le japonais, l'arabe et le cyrillique, ainsi qu'aux symboles étendus et aux signes diacritiques.
L'adoption de noms de fichiers basés sur Unicode supprime de nombreuses restrictions de dénomination observées dans les anciens systèmes de fichiers, ce qui permet d'utiliser des conventions de dénomination multilingues et des caractères spéciaux. La conformité Unicode garantit que les fichiers conservent une dénomination cohérente dans différents environnements logiciels qui s'appuient sur la gestion des caractères Unicode.
Prise en charge des fichiers et volumes volumineux
HFS+ permet de gérer des fichiers et des volumes de disque volumineux plus efficacement que son prédécesseur, HFS. Cette amélioration est attribuée à l'utilisation de 32 bitsBits mappage d'allocation, qui offre une capacité plus large que l'approche 16 bits d'origine utilisée par HFS.
La taille de volume maximale théorique de HFS+ atteint plusieurs téraoctets, ce qui permet d'utiliser pleinement les périphériques de stockage modernes sans atteindre les limites imposées par le système de fichiers. Des stratégies d'allocation de blocs efficaces améliorent encore les performances en réduisant le risque de fragmentation précoce des fichiers. La gestion des fichiers volumineux permet à HFS+ de stocker des supports haute résolution, des bibliothèques de logiciels complexes et des archives de données volumineuses sans nécessiter de partitionnement supplémentaire.
Attributs étendus
Les attributs étendus dans HFS+ fournissent un mécanisme permettant d'attacher des métadonnées supplémentaires aux fichiers et aux répertoires. Ces métadonnées peuvent inclure des informations telles que des étiquettes spécifiques au système, des paramètres d'application et des données d'icônes personnalisées. Les attributs étendus existent parallèlement aux fourches de données et aux fourches de ressources traditionnelles que l'on trouve dans les structures de fichiers macOS classiques.
Le stockage de ces composants de données supplémentaires permet aux applications spécialisées et au système d'exploitation macOS de conserver des propriétés de fichiers complexes sans encombrer les listes de répertoires ou les noms de fichiers. En séparant ces données auxiliaires, HFS+ prend en charge un balisage de fichiers plus sophistiqué et des flux de travail d'application avancés.
Quels sont les avantages du HFS+
Vous trouverez ci-dessous les avantages de HFS+.
Fiabilité grâce à la journalisation
La journalisation améliore la fiabilité en enregistrant les modifications des métadonnées dans une zone distincte du disque. Ce processus réduit le risque de corruption des données causée par des interruptions soudaines ou des pannes de courant. Lorsque le système redémarre, HFS+ consulte le journal pour réconcilier les opérations incomplètes, garantissant ainsi que les répertoires de fichiers, les tables d'allocation et les autres éléments structurels restent cohérents.
Des temps de récupération plus rapides sont obtenus car le système analyse un journal concis plutôt que d'analyser l'ensemble du système de fichiers à la recherche d'erreurs. Cette fiabilité est particulièrement avantageuse dans les environnements où Stabilité et la sécurité des données sont essentielles.
Mise en œuvre efficace de l'arbre B
Un choix de conception fondamental dans HFS+ est l'utilisation de structures B-tree pour gérer les composants clés du système de fichiers tels que le fichier catalogue et le fichier de débordement d'étendues.
Le fichier de catalogue conserve les relations hiérarchiques entre les fichiers et les dossiers, en stockant les entrées qui font référence aux emplacements, aux noms de fichiers et aux identifiants uniques. Le fichier de débordement d'étendues conserve les détails sur les fragments de fichiers ou les étendues qui ne peuvent pas être intégrés dans l'entrée de catalogue principale.
L'indexation B-tree rationalise les opérations telles que la recherche, l'insertion et la suppression de fichiers en organisant les données dans une structure équilibrée et auto-optimisée. Cette stratégie réduit les temps de récupération, accélère les mises à jour des métadonnées et contribue à l'efficacité globale du système de fichiers.
Manutention de gros volumes
HFS+ répond aux contraintes de taille de volume rencontrées dans les anciens systèmes de fichiers en prenant en charge des capacités de stockage s'étendant sur plusieurs téraoctets. Cette conception permet aux utilisateurs de consolider des ensembles de données volumineux sans recourir à la création de nombreuses partitions plus petites.
Comme HFS+ utilise des mappages d'allocation 32 bits, il peut suivre beaucoup plus de blocs que les systèmes 16 bits précédents. Cette capacité est essentielle pour les utilisateurs professionnels travaillant sur des projets multimédias de grande envergure, des analyses de données scientifiques et d'autres cas d'utilisation à haute capacité.
Rétrocompatibilité
La rétrocompatibilité reste un avantage essentiel du HFS+. Les systèmes utilisant encore des versions plus anciennes de macOS ou des versions classiques de Mac OS peuvent toujours accéder aux volumes HFS+.
Cette intégration transparente évite les complications liées à la migration des données et garantit aux utilisateurs l'accès aux supports de stockage existants lors des transitions de version. Les particuliers ou les organisations qui s'appuient sur du matériel hérité ou des environnements logiciels spécialisés bénéficient d'un système de fichiers qui relie les fonctionnalités modernes aux anciennes technologies Mac.
Quels sont les inconvénients du HFS+ ?
Voici les inconvénients de l’utilisation de HFS+.
Compatibilité limitée en dehors d'Apple
HFS+ fonctionne de manière native dans les systèmes d'exploitation d'Apple, ce qui permet des capacités de lecture/écriture simples sur la plupart des versions de macOS. Cependant, des plates-formes comme Windows et Linux ne disposent pas d'un support de lecture/écriture complet et intégré pour HFS+. Des pilotes tiers ou des utilitaires logiciels sont souvent nécessaires pour obtenir un partage de fichiers multiplateforme fonctionnel.
Cette limitation complique l’échange de données dans des environnements hétérogènes ou dans des scénarios où un seul lecteur externe est utilisé sur plusieurs systèmes d’exploitation.
Problèmes potentiels de fragmentation
Fichier fragmentation La fragmentation se produit lorsque des fichiers sont divisés en blocs non contigus sur le disque. La fragmentation se produit plus fréquemment lorsqu'un support de stockage est presque plein ou lorsque la création, la suppression et la modification fréquentes de fichiers entraînent la dispersion de portions de fichiers sur le volume. Bien que l'organisation en arborescence B contribue à atténuer certaines inefficacités, la fragmentation reste une possibilité dans HFS+.
La fragmentation réduit les performances de lecture-écriture et allonge les temps de recherche, ce qui peut devenir problématique dans les environnements à forte demande. les charges de travailLes utilisateurs peuvent avoir besoin d'utiliser l'optimisation du disque ou défragmentation techniques pour maintenir des performances optimales au fil du temps.
Conception obsolète pour les SSD modernes
HFS+ a été développé à une époque où les disques durs rotatifs étaient la technologie de stockage dominante. Disques durs à semi-conducteurs (SSD) présentent des caractéristiques distinctes, telles que des temps d'accès plus rapides et la nécessité d'un nivellement de l'usure, que HFS+ n'aborde pas directement au niveau du système de fichiers.
Apple File System (APFS), qui remplace HFS+, intègre des optimisations pour les performances des SSD, notamment une gestion plus efficace des métadonnées, le partage de l'espace et les snapshots. HFS+ reste fonctionnel sur les SSD, mais il ne dispose pas des fonctionnalités sophistiquées qu'APFS fournit pour les supports SSD modernes.
Manque de fonctionnalités de chiffrement natives
HFS+ n'inclut pas de fonction intégrée chiffrement au niveau du système de fichiers. Les fonctionnalités de chiffrement sur macOS, comme FileVault, fonctionnent au-dessus du système de fichiers, en ajoutant un wrapper de chiffrement autour du volume plutôt qu'en intégrant des processus cryptographiques dans la structure principale du système de fichiers.
APFS améliore HFS+ à cet égard en offrant un chiffrement natif qui interagit plus étroitement avec les opérations du système de fichiers. Cette différence de conception rend HFS+ moins adapté aux environnements axés sur la sécurité qui privilégient le chiffrement granulaire sur disque de tous les volumes ou fichiers.
