Dateisystem

Was ist ein Filesystem?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - Fotolia)

Das Filesystem ist für die Organisation der auf Speichermedien abgelegten Dateien verantwortlich. Es ist ein Bestandteil eines Betriebssystems und kann von Speichermedium zu Speichermedium unterschiedlich sein. Das Filesystem definiert Dateinamenskonventionen, Dateiattribute oder die Zugriffskontrolle. Typische Filesysteme sind FAT, NTFS, Ext oder ISO 9660.

Der deutsche Begriff für Filesystem lautet „Dateisystem“. Es handelt sich um ein Organisationssystem zur Ablage von Dateien auf einem Datenträger. Eine der wichtigsten Aufgabe des Dateisystems ist es, die Dateien zum Schreiben oder Lesen physisch auf den unterschiedlichen Speichermedien zu lokalisieren.

In hierarchischen Dateisystemen sind die einzelnen Dateien über Dateinamen und Pfade organisiert. Darüber hinaus legt das Filesystem die Dateinamenskonventionen, Dateiattribute und die Zugriffskontrolle fest. In Betriebssystemen bildet das Dateisystem die Schnittstelle zwischen den Anwendungen, die einen Dateizugriff benötigen, und dem physischen Speichermedium.

Unterschiede in den Dateisystemen

Die unterschiedlichen Betriebssysteme wie Windows, macOS oder Linux besitzen verschiedene Dateisysteme, die untereinander in der Regel nicht kompatibel sind. Allerdings unterstützen Betriebssysteme zum Teil verschiedene Dateisysteme. Typische Dateisysteme von Windows-Umgebungen sind FAT (File Allocation Table) oder NTFS (New Technology File System). Bei Apple-Rechnern kommt das Hierarchical File System (HFS) zum Einsatz. Linux-Dateisysteme sind beispielsweise Ext (Extended File System) und seine Weiterentwicklungen.

Auch von Speichermedium zu Speichermedium kann sich die Art des verwendeten Filesystems unterscheiden. Die Dateisysteme unterstützen die Besonderheiten von Datenträgern wie Festplatten, CDs, DVDs, Blu-rays, Magnetbändern, Disketten, Flash-Speichern oder Netzwerkspeichern. Je nach Dateisystem bestehen Unterschiede bei den Sicherheitsfunktionen, bei der Nutzung des Speicherplatzes, bei der Multi-User-Unterstützung und bei vielen weiteren Funktionen.

Typische Aufgaben eines Dateisystems

Typische Aufgaben eines Dateisystems sind:

  • Sicherstellen, dass keine Daten verloren oder ungewollt überschrieben werden,
  • Festlegung der Namenskonventionen und Dateiattribute,
  • Festlegung der Verzeichnisstruktur und der Formate für die Dateipfade,
  • Adressierung, Zuordnung und Belegung der physischen Speichereinheiten zu den logischen Dateien,
  • Bereitstellung der Konzepte für die Zugriffsberechtigungen auf Dateien und Verzeichnisse,
  • Verwaltung der Metadaten der Dateien,
  • Bereitstellung von Befehlen und Schnittstellen für den Zugriff auf Dateien und Dateioperationen.

Funktionsweise moderner Dateisysteme

Moderne Dateisysteme blockbasierter Speichermedien ermöglichen den wahlfreien Zugriff auf die Dateien. Auf Festplatten sind die Dateien in Blöcken auf Spuren und Sektoren gespeichert. Über ein Inhaltsverzeichnis speichert das Dateisystem die Zuordnung der Dateien zu den Blöcken, Spuren und Sektoren. Für die Anwendungen sind die Dateien logisch über Dateinamen und Pfadangaben adressierbar. Die Verzeichnisse der Dateisysteme haben eine Baumstruktur und lassen sich fast beliebig in Unterverzeichnisse verzweigen. Je nach Typ des Dateisystems können die maximale Größe einer Datei, die Anzahl an Dateien in den Verzeichnissen oder die Gesamtgröße des adressierbaren Speicherbereichs unterschiedliche Größe haben.

Typische Filesysteme

Typische Filesysteme sind:

  • Windows: FAT, FAT16, FAT32, VFAT, NTFS,
  • macOS: HFS und HFS+,
  • Linux: Ext2, Ext3, Ext4,
  • CDs, DVDs, Blu-rays: ISO 9660.

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